(57)【要約】  本発明は、ポリロタキサンを調製する方法であって、少なくとも（ａ）１つのストッパー基を有する１つの第一の重合性モノマー、及び、少なくとも（ｂ）１つの第二の重合性モノマーのラジカル共重合を実施する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程を含み；前記共重合の間、前記環状分子を貫通するコポリマーが形成され、前記共重合の間、ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、前記コポリマーの鎖の両端部間に少なくとも部分的に組み込まれ、かつ、前記ストッパー基が、前記環状分子がコポリマーから分解するのを防止し；そして、ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量が、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である、方法に関する。本発明はまた、このような方法を使用することによって調製することができるポリロタキサンに関する。本発明は、さらに、架橋されたポリロタキサン、ポリロタキサン若しくは架橋されたポリロタキサンを含有する生成物又はポリロタキサン若しくは架橋されたポリロタキサンから調製することができる生成物、及びポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンの使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリロタキサンを調製する方法であって、該方法は：
少なくとも（ａ）１つのストッパー基を有する１つの第一の重合性モノマー、及び、少なくとも（ｂ）１つの第二の重合性モノマーのラジカル共重合を実施する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程を含み；
前記共重合の間、前記環状分子を貫通するコポリマーが形成され、前記共重合の間、ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、前記コポリマーの鎖の両端部間に少なくとも部分的に組み込まれ、かつ、前記ストッパー基が、前記環状分子がコポリマーから分解するのを防止し；そして
ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量が、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である、方法。
【請求項２】
前記方法が、
（ａ）環状分子とストッパー基を有する第一の重合性モノマーとを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）第二の重合性モノマーを工程（ａ）の組成物と合わせる工程及び前記環状分子と前記第二のモノマーとの錯体を形成する工程；並びに
（ｃ）工程（ｂ）の組成物に対してラジカル共重合を実施して、ポリロタキサンを形成する工程を含み；
前記共重合の間、前記環状分子を貫通するランダムコポリマーが形成され、前記共重合の間、ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、前記コポリマーの鎖に沿ってランダムに組み込まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法が、
（ａ）環状分子と第二の重合性モノマーとを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）二官能性ラジカル開始剤を使用して工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、前記第二のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子と錯体化される、工程；
（ｃ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーをブロックＢと合わせる工程；並びに
（ｄ）第一の重合性モノマーをブロックＢの両端部にラジカル共重合して、前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢの両端部にブロックＡを形成する工程を含み、
前記共重合の間、ＡＢＡブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが前記両ブロックＡ間に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記方法が、
（ａ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）二官能性連鎖移動剤の存在下で工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡを形成する工程；
（ｃ）第二の重合性モノマーをブロックＡと合わせる工程；並びに
（ｄ）第二の重合性モノマーをブロックＡとラジカル共重合して、ブロックＡに挿入されかつ前記第二のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程を含み；
前記共重合の間、ＡＢＡブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが両ブロックＡ間に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量が、各々重合性モノマーの総量１００mol%を基準として、０．５mol%〜１８mol%、より好ましくは１mol%〜１６mol%、さらにより好ましくは２mol%〜１５mol%、なおより好ましくは３mol%〜１２mol%、そして、最も好ましくは５mol%〜１１mol%の量である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記方法が、
（ａ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡを形成する工程；
（ｃ）第二の重合性モノマーを前記ブロックＡにラジカル共重合して、前記ブロックＡに付着された前記第二の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程；並びに
（ｄ）ストッパー基を有する第三の重合性モノマーを前記ブロックＢにラジカル共重合して、ブロックＣを形成する工程であって、前記第三のモノマーが前記第一のモノマーと同じ又は異なる、工程を含み；
前記共重合の間、ＡＢＣブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが前記ブロックＡと前記ブロックＣとの間に配置され；そして
ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量が、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量が、各々重合性モノマーの総量１００mol%を基準として、０．５mol%〜１８mol%、より好ましくは１mol%〜１６mol%、さらにより好ましくは２mol%〜１５mol%、なおより好ましくは３mol%〜１２mol%、そして、最も好ましくは５mol%〜１１mol%の量である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記環状分子がコポリマーの主鎖上に通される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
工程（ａ）で提供される組成物がラジカル開始剤を含む、請求項２〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
工程（ａ）で提供される組成物が、重合に供される前に脱酸素化される、請求項２〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
重合が、熱的にかつ／又は光化学的に開始される、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
重合が、ラジカル開始用の促進剤を加えることによって加速される、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記環状分子が、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が、天然のシクロデキストリン、メチル化シクロデキストリン、アセチル化シクロデキストリン、ヒドロキシエチル化シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル化シクロデキストリン、陽イオン性シクロデキストリン誘導体、陰イオン性シクロデキストリン誘導体、グルコシル化シクロデキストリン、化学的に反応性のシクロデキストリン誘導体、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が、α−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）、ヒドロキシプロピルβ−シクロデキストリン、アセチルβ−シクロデキストリン、ヘプタキス（２，６−ジ−Ｏ−メチル）−β−シクロデキストリン、カルボキシメチル−β−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−β−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、スルホブチル化β−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンスルファート、６−モノデオキシ−６モノアミノ−β−シクロデキストリン塩酸塩、ヘプタキス−６−デオキシ−６−アミノ）−β−シクロデキストリン、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリン、ヘプタキス（２，６−トリ−Ｏ−メチル）−β−シクロデキストリン、モノ−アミノ−β−シクロデキストリン、スルホブチル−β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたγ−シクロデキストリン、２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノプロピル−β−シクロデキストリンハロゲン化物、及びそれらの任意の塩、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が、カルボキシメチル−α−シクロデキストリンナトリウム塩、カルボキシメチル−β−シクロデキストリンナトリウム塩、スクシニル−α−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、スクシニル−γ−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−α−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−β−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、β−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、γ−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、α−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、β−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、γ−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、６−モノデオキシ−６−モノアミノ−β−シクロデキストリン塩酸塩、ヘプタキス（６−デオキシ−６−アミノ）−β−シクロデキストリン七塩酸塩、オクタキス（６−デオキシ−６−アミノ）−γ−シクロデキストリン八塩酸塩、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるイオン性シクロデキストリン又はイオン性シクロデキストリン誘導体である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一のモノマーが、７０g/mol〜１０００g/mol、好ましくは１００g/mol〜５００g/molの分子量を有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、ミルセン、芳香族ビニルモノマー、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリラート、α，ω−ビス（メタ）アクリラート、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記芳香族ビニルモノマーが、場合により置換されているスチレン、場合により置換されているスチレンスルホン酸、場合により置換されているビニルピリジン、場合により置換されているジビニルベンゼン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記場合により置換されているスチレンが４−（トリフルオロメチル）スチレンである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記α，ω−ビス（メタ）アクリラートが、エチレングリコール、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡ及びそれらの任意の混合物のα，ω−ビス（メタ）アクリラートであり、ポリエチレングリコール単位の分子量が、好ましくは３０００g/mol以下、より好ましくは１０００g/mol以下である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記第二のモノマーが、非イオン性モノマー、好ましくは疎水性モノマーである、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記第二のモノマーが、１，３−ジエン、１，３，５−トリエン、（メタ）アクリラート、ビニルエステル、ビニル−エーテル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド、及びそれらの任意の組み合わせからなる、１２０g/mol未満、好ましくは１１０g/mol未満の分子量を有するビニルモノマーの群より選択される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記１，３−ジエンが、１，３−ブタジエン、１，３−ブタジエンの誘導体、イソプレン及びそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ビニルエステルが酢酸ビニルである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記ビニルエーテルがメチル−ビニルエーテルである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記（メタ）アクリラートが、メチルアクリラート、メチルメタクリラート及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記共重合が、水性媒体中で、好ましくは水中で実施される、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記水性媒体が、水性の溶液又は懸濁液である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記共重合が、水溶性ラジカル開始剤を使用して実施される、請求項２８又は２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記水溶性ラジカル開始剤が、過硫酸塩、過酸化水素、有機過酸化物、親水性アゾ−開始剤、アゾ開始剤とシクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体との水溶性錯体、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記水溶性ラジカル開始剤が、ペルオキソ二硫酸塩、tert−ブチルヒドロペルオキシド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩、アゾビス−イソブチルアミジン（isobutyramidine）、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
ラジカル開始用の促進剤が使用される、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記ラジカル開始用の促進剤が、チオ硫酸塩、メタ重亜硫酸塩、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン又はその塩、エチレンジアミンテトラ酢酸又はその塩、ペルオキシダーゼ酵素、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記共重合が、連鎖移動剤を使用して行われる、請求項１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記連鎖移動剤が、ジチオエステル、キサンタート、ジチオカルバマート、トリチオカルボナート、該連鎖移動剤のいずれか１つの誘導体、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記連鎖移動剤が、Ｓ，Ｓ’−ビス（α，α’−ジメチル−α’’−酢酸）−トリチオカルボナートである、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記共重合が、可逆的付加開裂連鎖移動重合を使用して行われる、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記共重合が、原子移動ラジカル重合を使用して行われる、請求項１〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記原子移動ラジカル重合用の開始剤及び触媒の組み合わせが、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせ、シクロデキストリンによって可溶化された開始剤及び触媒の組み合わせ、並びにそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記水溶性開始剤及び触媒の組み合わせが、親水性２−ハロゲノ−イソブチラート又は親水性２−ハロゲノプロピオナート、Ｃｕ（Ｉ）塩及びキレート性ジアミンの組み合わせ、親水性２−ハロゲノ−イソブチラート又は親水性２−ハロゲノプロピオナート及び酸化還元酵素の組み合わせ；及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記親水性２−ハロゲノ−イソブチラートが、ヒドロキシエチル−２−ブロモイソブチラートである、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記キレート性ジアミンが、エチレンジアミン、２，２’−ビピリジン（ｂｐｙ）、４，４’−ジ（５−ノニル）−２，２’−ビピリジン（ｄＮｂｐｙ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、Ｎ−プロピル（２−ピリジル）メタンイミン（ＮＰｒＰＭＩ）、２，２’：６’，２’’−テルピリジン（ｔｐｙ）、４，４’，４’’−トリス（５−ノニル）−２，２’：６’，２’’−テルピリジン（ｔＮｔｐｙ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ピリジルメチル）オクチルアミン（ＢＰＭＯＡ）、１，１，４，７，１０，１０−ヘキサメチル−トリエチレン−テトラミン（ＨＭＴＥＴＡ）、トリス［２−（ジメチルアミノ）エチル］アミン（Ｍｅ６ＴＲＥＮ）、トリス［（２−ピリジル）メチル］アミン（ＴＰＭＡ）、１，４，８，１１−テトラアザ−１，４，８，１１−テトラメチルシクロテトラデカン（Ｍｅ４ＣＹＣＬＡＭ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ピリジルメチル）エチレンジアミン（ＴＰＥＮ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ピリジルメチル）アミン（ＢＰＭＡ）、トリス［２−アミノエチル］アミン（ＴＲＥＮ）、１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン（ＣＹＣＬＡＭ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ピリジルメチル）エチレンジアミン（ＴＰＥＮ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項４１又は４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記酸化還元酵素がヘモグロビンである、請求項４１〜４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記共重合が、８０℃以下、好ましくは３５℃以下の温度で実施される、請求項１〜４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記共重合が、０℃以上の温度で実施される、請求項１〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記ポリロタキサンが、限外濾過を含む濾過を使用して単離される、請求項１〜４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記ポリロタキサンを含む組成物が濾過の前に加熱される、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記ポリロタキサンが、濾過後に乾燥、好ましくは凍結乾燥を使用して乾燥される、請求項４７〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
１つの環状分子と前記環状分子を貫通する１つのコポリマーとを含むポリロタキサンであって、前記コポリマーが、少なくとも（ａ）１つのストッパー基を有する１つの第一の重合性モノマーから誘導される構造単位と少なくとも（ｂ）１つの第二の重合性モノマーから誘導される構造単位とを含む非イオン性コポリマーであり、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位が、前記コポリマーの鎖の両端部間に少なくとも部分的に組み込まれ、前記ストッパー基が、環状化合物がコポリマーから分解するのを防止し、そして、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位の量がコポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%である、ポリロタキサン。
【請求項５１】
請求項１〜４９のいずれか一項に記載の方法によって得ることが可能であるか又は得られる、請求項５０に記載のポリロタキサン。
【請求項５２】
前記コポリマーが、ストッパー基を有する前記第一の重合性モノマーから誘導される前記構造単位が前記コポリマーの鎖に沿ってその両端部間に少なくとも部分的にランダムに組み込まれた、ランダムコポリマーである、請求項５０又は５１に記載のポリロタキサン。
【請求項５３】
ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位の量が、各々コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として、０．５mol%〜１８mol%、より好ましくは１mol%〜１６mol%、さらにより好ましくは２mol%〜１５mol%、なおより好ましくは３mol%〜１２mol%、そして、最も好ましくは５mol%〜１１mol%である、請求項５０〜５２のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項５４】
前記コポリマーが、ストッパー基を有する前記第一の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡと、前記第二の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢと、第三の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＣとを含むブロックコポリマーであって、前記第三のモノマーから誘導される前記繰り返し単位が前記第一のモノマーから誘導される前記繰り返し単位と同じ又は異なり、前記ブロックコポリマーにおいて、前記ブロックＢが前記ブロックＡと前記ブロックＣとの間に配置され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、前記第一のモノマーから誘導される前記構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される前記構造単位の組み合わせ量が、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量であるブロックコポリマーである、請求項５０又は５１に記載のポリロタキサン。
【請求項５５】
前記第一のモノマーから誘導される前記構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される前記構造単位の組み合わせ量が、各々コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として、０．５mol%〜１８mol%、より好ましくは１mol%〜１６mol%、さらにより好ましくは２mol%〜１５mol%、なおより好ましくは３mol%〜１２mol%、そして、最も好ましくは５mol%〜１１mol%の量である、請求項５４に記載のポリロタキサン。
【請求項５６】
前記環状分子がコポリマーの主鎖上に通される、請求項５０〜５５のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項５７】
前記環状分子が、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項５０〜５６のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項５８】
前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が、天然のシクロデキストリン、メチル化シクロデキストリン、アセチル化シクロデキストリン、ヒドロキシエチル化シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル化シクロデキストリン、陽イオン性シクロデキストリン誘導体、陰イオン性シクロデキストリン誘導体、グルコシル化シクロデキストリン、化学的に反応性のシクロデキストリン誘導体、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項５７に記載のポリロタキサン。
【請求項５９】
前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が、α−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたα−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）、ヒドロキシプロピルβ−シクロデキストリン、アセチルβ−シクロデキストリン、ヘプタキス（２，６−ジ−Ｏ−メチル）−β−シクロデキストリン、カルボキシメチル−β−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−β−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、スルホブチル化β−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンスルファート、６−モノデオキシ−６モノアミノ−β−シクロデキストリン塩酸塩、ヘプタキス−６−デオキシ−６−アミノ）−β−シクロデキストリン、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリン、ヘプタキス（２，６−トリ−Ｏ−メチル）−β−シクロデキストリン、モノ−アミノ−β−シクロデキストリン、スルホブチル−β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたγ−シクロデキストリン、２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノプロピル−β−シクロデキストリンハロゲン化物、及びそれらの塩、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項５７に記載のポリロタキサン。
【請求項６０】
前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が、カルボキシメチル−α−シクロデキストリンナトリウム塩、カルボキシメチル−β−シクロデキストリンナトリウム塩、スクシニル−α−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、スクシニル−γ−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−α−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−β−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、β−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、γ−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、α−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、β−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、γ−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、６−モノデオキシ−６−モノアミノ−β−シクロデキストリン塩酸塩、ヘプタキス（６−デオキシ−６−アミノ）−β−シクロデキストリン七塩酸塩、オクタキス（６−デオキシ−６−アミノ）−γ−シクロデキストリン八塩酸塩、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるイオン性シクロデキストリン又はイオン性シクロデキストリン誘導体である、請求項５７に記載のポリロタキサン。
【請求項６１】
前記第一のモノマーが、７０g/mol〜１０００g/mol、好ましくは１００g/mol〜５００g/molの分子量を有する、請求項５０〜６０のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項６２】
ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、ミルセン、芳香族ビニルモノマー、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリラート、α，ω−ビス（メタ）アクリラート、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項５０〜６１のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項６３】
前記芳香族ビニルモノマーが、場合により置換されているスチレン、場合により置換されているスチレンスルホン酸、場合により置換されているビニルピリジン、場合により置換されているジビニルベンゼン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項６２に記載のポリロタキサン。
【請求項６４】
前記場合により置換されているスチレンが、４−（トリフルオロメチル）スチレンである、請求項６３に記載のポリロタキサン。
【請求項６５】
前記α，ω−ビス（メタ）アクリラートが、エチレングリコール、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡ及びそれらの任意の混合物のα，ω−ビス（メタ）アクリラートである、請求項６２に記載のポリロタキサン。
【請求項６６】
前記第二のモノマーが疎水性モノマーである、請求項５０〜６５のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項６７】
前記第二のモノマーが、１，３−ジエン、１，３，５−トリエン、（メタ）アクリラート、ビニルエステル、ビニル−エーテル、（メタ）アクリロニトリル、（メタアクリル）酸、（メタ）アクリルアミド、及びそれらの任意の組み合わせからなる、１２０g/mol未満、好ましくは１１０g/mol未満の分子量を有するビニルモノマーの群より選択される、請求項５０〜６６のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項６８】
前記１，３−ジエンが、１，３−ブタジエン、１，３−ブタジエンの誘導体、イソプレン及びそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項６７に記載のポリロタキサン。
【請求項６９】
前記ビニルエステルが酢酸ビニルである、請求項６７に記載のポリロタキサン。
【請求項７０】
前記ビニルエーテルがメチル−ビニルエーテルである、請求項６７に記載のポリロタキサン。
【請求項７１】
前記（メタ）アクリラートが、メチルアクリラート、メチルメタクリラート及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項６７に記載のポリロタキサン。
【請求項７２】
前記ポリロタキサンが、水中に分散されて、水性分散液を形成する、請求項５０〜７１のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項７３】
前記分散されたポリロタキサンの粒径が５μm以下である、請求項７２に記載のポリロタキサン。
【請求項７４】
前記ポリロタキサンが、水に溶解されて、水溶液を形成する、請求項５０〜７１のいずれか一項に記載のポリロタキサン。
【請求項７５】
架橋されたポリロタキサンを調製する方法であって、該方法は、（ａ）請求項５０〜７２のいずれか一項に記載のポリロタキサンを提供する工程及び（ｂ）前記ポリロタキサンを化学的又は物理的に架橋する工程を含む、方法。
【請求項７６】
前記架橋が、環状分子への結合を形成可能な少なくとも２つの官能基を有する架橋剤を使用した、前記環状分子の架橋によるポリロタキサンの分子間架橋を含む、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記架橋が、加熱下で実施される、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記環状分子が、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体であり、そして、前記架橋剤が、前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体の官能基との結合を形成可能な少なくとも２つの官能基を有する、請求項７６又は７７に記載の方法。
【請求項７９】
前記官能基がヒドロキシル基である、請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記架橋剤が、ジイソシアナート、ブロックジイソシアナート、ジイソチオシアナート、ビスエポキシド、シアヌル酸クロリド、ジビニルスルホン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項７６〜７９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８１】
前記ビスエポキシドが、ビスフェノール−Ａジグリシジルエーテルである、請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
請求項５０〜７４のいずれか一項に記載のポリロタキサンが化学的又は物理的に架橋されている、架橋されたポリロタキサン。
【請求項８３】
請求項７５〜８１のいずれか一項に記載の方法によって得ることが可能であるか又は得られる、請求項８２に記載の架橋されたポリロタキサン。
【請求項８４】
ポリロタキサンが、環状分子と架橋剤を介して分子間で架橋される、請求項８２又は８３に記載の架橋されたポリロタキサン。
【請求項８５】
前記環状分子が、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体であり、そして、前記架橋剤が、前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体の官能基に結合される、請求項８４に記載の架橋されたポリロタキサン。
【請求項８６】
前記官能基がヒドロキシル基である、請求項８５に記載の架橋されたポリロタキサン。
【請求項８７】
前記架橋剤が、ジイソシアナート、ブロックジイソシアナート、ジイソチオシアナート、ビスエポキシド、シアヌル酸クロリド、ジビニルスルホン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項８４〜８６のいずれか一項に記載の架橋されたポリロタキサン。
【請求項８８】
前記ビスエポキシドが、ビスフェノール−Ａジグリシジルエーテルである、請求項８７に記載の架橋されたポリロタキサン。
【請求項８９】
前記架橋されたポリロタキサンがゲルである、請求項８２〜８８のいずれか一項に記載の架橋されたポリロタキサン。
【請求項９０】
前記ゲルが環動ゲルである、請求項８９に記載の架橋されたポリロタキサン。
【請求項９１】
自己修復材料としての、請求項５０〜７４のいずれか一項に記載のポリロタキサンの使用。
【請求項９２】
自己修復材料としての、請求項８２〜９０のいずれか一項に記載の架橋されたポリロタキサンの使用。
【請求項９３】
カプセル化のための、請求項５０〜７４のいずれか一項に記載のポリロタキサンの使用。
【請求項９４】
カプセル化のための、請求項８２〜９１のいずれか一項に記載の架橋されたポリロタキサンの使用。
【請求項９５】
前記ポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンが、薬学的に活性な薬剤のカプセル化に使用される、請求項９３又は９４に記載の使用。
【請求項９６】
前記薬学的に活性な薬剤が、疎水性薬物、ステロイド薬、抗癌薬、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項９５に記載の使用。
【請求項９７】
薬学的に活性な薬剤のための担体としての、請求項５０〜７４のいずれか一項に記載のポリロタキサンの使用。
【請求項９８】
薬学的に活性な薬剤のための担体としての、請求項８２〜９０のいずれか一項に記載の架橋されたポリロタキサンの使用。
【請求項９９】
前記薬学的に活性な薬剤が、疎水性薬物、ステロイド薬、抗癌薬、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項９７又は９８に記載の使用。
【請求項１００】
ポリロタキサンで表面をコーティングする方法であって、請求項５０〜７４のいずれか一項に記載の、好ましくは請求項５０〜６６のいずれか一項に記載のポリロタキサンを含有する溶液又は分散液を該表面にコーティングすることを含む、方法。
【請求項１０１】
前記コーティングが、浸漬、スピンコーティング、噴霧、又は電着を使用して実施される、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
接着剤としての、請求項８９に記載の架橋されたポリロタキサンの使用。
【請求項１０３】
金属粒子及び／又は金属酸化物粒子と請求項５０〜７４のいずれか一項に記載の、好ましくは請求項５０〜６６のいずれか一項に記載のポリロタキサンとを含む、分散液。
【請求項１０４】
前記金属粒子及び／又は金属酸化物粒子がナノ粒子である、請求項１０３に記載の分散液。
【請求項１０５】
金属粒子及び／又は金属酸化物粒子と請求項５０〜７４のいずれか一項に記載の、好ましくは請求項５０〜６６のいずれか一項に記載のポリロタキサンとを含む、複合体。
【請求項１０６】
前記金属粒子及び／又は金属酸化物粒子がナノ粒子である、請求項１０５に記載の複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、ポリロタキサンを調製する方法及びこのような方法を使用することによって調製することができるポリロタキサンに関する。さらに、本発明は、架橋されたポリロタキサンを調製する方法及びこのような方法を使用して調製することができる架橋されたポリロタキサンに関する。本発明はまた、ポリロタキサン若しくは架橋されたポリロタキサンを含有する生成物、又はポリロタキサン若しくは架橋されたポリロタキサンから調製することができる生成物に関する。本発明は、さらに、種々の用途におけるポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
ポリロタキサンは、例えば、塗料及び接着剤用の材料として、産業用途向けの関心の高い材料となった。
【０００３】
ポリロタキサンは、環状分子とポリマーとを含む超分子集合体である。ポリロタキサンでは、環状分子は、ポリマーによって貫通されており、ここで、該ポリマーは、環状分子の開口部を突き抜けている。
【０００４】
ポリロタキサンを得るための公知の合成アプローチは、まず、ポリロタキサンを形成する前に合成しておいたポリマーを提供することを含む。次いで、ポリマーが環状分子と混合され、そして、環状分子がポリマー鎖によって貫通される。貫通された環状分子がポリマー鎖から脱離することを防止するために、環状分子がポリマー鎖から脱離することを、ひいてはポリロタキサンが分解することを防止するブロッキング基が、ポリマー鎖の両端部に置かれる必要がある。
【０００５】
米国特許第７  ９４３  ７１８  Ｂ２号は、ポリ（エチレングリコール）がシクロデキストリンと混合される、ポリロタキサンを形成する方法を開示している。次いで、シクロデキストリンがポリ（エチレングリコール）鎖によって貫通されて包接錯体を形成し、この錯体が反応混合物から回収される。次の工程では、包接錯体が反応媒体中に分散され、そして、アダマンチル基がポリ（エチレングリコール）鎖の両端部に付着される。アダマンチル基は、立体的に大きな妨害基であるので、これらの基は、シクロデキストリンがポリ（エチレングリコール）鎖から脱離することを防止する。
【０００６】
ポリ（エチレングリコール）が親水性ポリマーである一方で、例えばポリイソプレン又はポリブタジエンなどの疎水性ポリマー鎖上にシクロデキストリンを通すことは困難なままである。加えて、ＵＳ  ７  ９４３  ７１８  Ｂ２に開示されている合成は、環状分子がポリマー鎖から脱離することを防止する立体的な妨害基の付着が、別個の工程で実施されることを必要とする。これは、その合成プロトコルをより複雑にしている。
【０００７】
それ故、容易に実施することができかつ広く適用可能なポリロタキサンを調製するさらなる方法、及び、さらなるポリロタキサンを提供する要求がある。
【０００８】
発明の概要
この要求は、特許請求の範囲に定義される通り、本明細書に記載される通り、並びに、実施例及び図面に説明される通り、本発明によって取り組まれる。
【０００９】
本発明は、ポリロタキサンを調製する方法であって：
少なくとも（ａ）１つのストッパー基を有する１つの第一の重合性モノマー、及び、少なくとも（ｂ）１つの第二の重合性モノマーのラジカル共重合を実施する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程を含み；
前記共重合の間、前記環状分子を貫通するコポリマーが形成され、前記共重合の間、ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、前記コポリマーの鎖の両端部間に少なくとも部分的に組み込まれ、かつ、前記ストッパー基が、前記環状分子がコポリマーから分解するのを防止し；そして
ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量が、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である、方法に関する。
【００１０】
本発明のポリロタキサンを調製する方法のある実施態様において、該方法は、以下：
（ａ）環状分子とストッパー基を有する第一の重合性モノマーとを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）第二の重合性モノマーを工程（ａ）の組成物と合わせる工程及び前記環状分子と前記第二のモノマーとの錯体を形成する工程；並びに
（ｃ）工程（ｂ）の組成物に対してラジカル共重合を実施して、ポリロタキサンを形成する工程を含み；
前記共重合の間、前記環状分子を貫通するランダムコポリマーが形成され、前記共重合の間、ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、前記コポリマーの鎖に沿ってランダムに組み込まれる。
【００１１】
本発明のポリロタキサンを調製する方法の別の実施態様において、該方法は、以下：
（ａ）環状分子と第二の重合性モノマーとを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）二官能性ラジカル開始剤を使用して工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、前記第二のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子と錯体化される、工程；
（ｃ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーをブロックＢと合わせる工程；並びに
（ｄ）第一の重合性モノマーをブロックＢの両端部にラジカル共重合して、前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢの両端部にブロックＡを形成する工程を含み、
前記共重合の間、ＡＢＡブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが前記両ブロックＡ間に配置される。
【００１２】
本発明のポリロタキサンを調製する方法の別の実施態様において、該方法は、以下：
（ａ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）二官能性連鎖移動剤の存在下で工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡを形成する工程；
（ｃ）第二の重合性モノマーをブロックＡと合わせる工程；並びに
（ｄ）第二の重合性モノマーをブロックＡとラジカル共重合して、ブロックＡに挿入されかつ前記第二のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程を含み；
前記共重合の間、ＡＢＡブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが両ブロックＡ間に配置される。
【００１３】
本発明のポリロタキサンを調製する方法のなお別の実施態様において、該方法は、以下：
（ａ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡを形成する工程；
（ｃ）第二の重合性モノマーを前記ブロックＡにラジカル共重合して、前記ブロックＡに付着された前記第二の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程；並びに
（ｄ）ストッパー基を有する第三の重合性モノマーを前記ブロックＢにラジカル共重合して、ブロックＣを形成する工程であって、前記第三のモノマーが前記第一のモノマーと同じ又は異なる、工程を含み；
前記共重合の間、ＡＢＣブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが前記ブロックＡと前記ブロックＣとの間に配置され；そして
ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量が、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である。
【００１４】
本発明はまた、１つの環状分子と前記環状分子を貫通する１つのコポリマーとを含むポリロタキサンであって、前記コポリマーが、少なくとも（ａ）１つのストッパー基を有する１つの第一の重合性モノマーから誘導される構造単位と少なくとも（ｂ）１つの第二の重合性モノマーから誘導される構造単位とを含む非イオン性コポリマーであり、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位が、前記コポリマーの鎖の両端部間に少なくとも部分的に組み込まれ、前記ストッパー基が、環状化合物がコポリマーから分解するのを防止し、そして、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位の量が、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%である、ポリロタキサンに関する。
【００１５】
本発明のポリロタキサンの１つの実施態様において、ポリロタキサンは、本明細書に記載される本発明の方法のいずれか１つによって得ることが可能であるか又は得られる。
【００１６】
本発明のポリロタキサンの１つの実施態様において、前記コポリマーは、ストッパー基を有する前記第一の重合性モノマーから誘導される前記構造単位が前記コポリマーの鎖に沿ってその両端部間に少なくとも部分的にランダムに組み込まれた、ランダムコポリマーである。
【００１７】
本発明のポリロタキサンの別の実施態様において、前記コポリマーは、ストッパー基を有する前記第一の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡと、前記第二の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢと、第三の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＣとを含む、ブロックコポリマーであって、前記第三のモノマーから誘導される前記繰り返し単位が前記第一のモノマーから誘導される前記繰り返し単位と同じ又は異なり、前記ブロックコポリマーにおいて、前記ブロックＢが前記ブロックＡと前記ブロックＣとの間に配置され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、前記第一のモノマーから誘導される前記構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される前記構造単位の組み合わせ量が、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である、ブロックコポリマーである。
【００１８】
本発明は、さらに、架橋されたポリロタキサンを調製する方法であって、（ａ）本明細書に記載される通りのポリロタキサンを提供する工程及び（ｂ）前記ポリロタキサンを化学的又は物理的に架橋する工程を含む方法に関する。
【００１９】
したがって、本発明はまた、本明細書に記載される任意のポリロタキサンが化学的又は物理的に架橋されている、架橋されたポリロタキサンに関する。
【００２０】
本発明はまた、自己修復材料としての、本明細書に記載されるポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンの使用に関する。
【００２１】
本発明は、さらに、カプセル化、例えば薬学的に活性な薬剤のカプセル化のための、本明細書に記載されるポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンの使用に関する。
【００２２】
また、本発明は、薬学的に活性な薬剤のための担体としての、本明細書に記載されるポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンの使用に関する。
【００２３】
本発明は、さらに、ポリロタキサンで表面をコーティングする方法であって、本明細書に記載されるポリロタキサンを含有する溶液又は分散液を表面にコーティングすることを含む方法に関する。
【００２４】
また、本発明は、接着剤としての、本明細書に記載される架橋されたポリロタキサンの使用に関する。
【００２５】
本発明は、さらに、金属粒子及び／又は金属酸化物粒子と本明細書に記載されるポリロタキサンから構成される分散液に関する。
【００２６】
本発明はまた、金属粒子及び／又は金属酸化物粒子と本明細書に記載されるポリロタキサンから構成される複合体に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施態様に係るポリロタキサンの図式表示である。
【図２】本発明の実施態様に係る環動ゲルの形成及び環動ゲルの図式表示である。
【図３】ａ）本発明の実施例２に係るポリロタキサン及びｂ）実施例２に記載される通り調製されたポリロタキサンの加水分解によって得られた遊離コポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【図４】シクロデキストリン誘導体がコポリマー上に通されていることを示す、本発明の実施例に係るポリロタキサンのＲＯＥＳＹ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【図５】シクロデキストリンがコポリマー上に通されていることを示す、本発明の実施例に係るポリロタキサンのＤＯＳＹ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【図６】遊離シクロデキストリンが試料中にほぼ存在しないことを示す、本発明の実施例に係るポリロタキサンの等温滴定カロリメトリー曲線を示す。
【図７】本発明の実施例に係るポリロタキサンのａ）存在下及びｂ）非存在下でのナイルレッド染料の光学吸収スペクトルを示す。
【図８】本発明の実施例に係るポリロタキサンからの水溶液中に形成された球状のミセル凝集体の電子顕微鏡写真を示す。
【図９】本発明の実施例に係るポリロタキサンの溶液による薬物の取り込みのグラフ表示である。
【図１０】本発明の実施例に係るポリロタキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【図１１】本発明の実施例に係るポリロタキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【図１２】本発明の実施例に係るポリロタキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【図１３】本発明の実施例に係るポリロタキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【００２８】
発明の詳細な説明
本発明のある目的は、容易に実施することができかつ広く適用可能なポリロタキサンを調製するさらなる方法を提供することであった。
【００２９】
よって、本発明は、ポリロタキサンを調製する方法であって：
少なくとも（ａ）１つのストッパー基を有する１つの第一の重合性モノマー、及び、少なくとも（ｂ）１つの第二の重合性モノマーのラジカル共重合を実施する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程を含み；
前記共重合の間、前記環状分子を貫通するコポリマーが形成され、前記共重合の間、ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、前記コポリマーの鎖の両端部間に少なくとも部分的に組み込まれ、かつ、前記ストッパー基が、前記環状分子がコポリマーから分解するのを防止し；そして
ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量が、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である、方法に関する。
【００３０】
本明細書を通して、本明細書において使用される場合、用語「ポリロタキサン」は、環状分子とコポリマーとを含む超分子集合体に関する。図１は、本発明に係るポリロタキサンの図式説明図を描写する。図１に示す通り、環状分子は、コポリマーの鎖によって貫通されている。これに関して、用語「環状分子」は、コポリマーが突き抜けるのに十分に大きい内部開口部（キャビティとしても表される）を有する任意の環式分子を指す。言い換えれば、コポリマーは、その開口部を突き抜けることによって環状分子を貫通する。しかしながら、環状分子が軸を形成するコポリマーの周囲に回転できるように、環状分子はコポリマーに共有結合していない。加えて、ポリロタキサンでは、環状分子は、コポリマーに沿って移動可能である。このような軸に沿った可動性は、実質的に線形な構造を有するコポリマーの区画内で生じ、その区画は、一般に、第二の重合性モノマーから形成される。これに関して、用語「実質的に線形な」は、このような区画が分岐していることを排除しない（環状分子が回転可能でありかつ該区画に沿った可動性を発揮するように、実質的に線形な構造を有する区画が環状分子を貫通できる限りは）。加えて、ストッパー基を有する第一の重合性モノマーがコポリマーに組み込まれる。ストッパー基を有するこの第一のモノマーから誘導されるコポリマーの構造単位は、環状分子がコポリマーから脱離することを防止する。特に、ストッパー基は、コポリマーに沿った環状分子の可動性をブロックし、それによって環状分子がコポリマーから分解するのを防止する。それ故、これらのストッパー基は、ポリロタキサンの超分子構造に対して安定性を提供する。これに関して、用語「ストッパー基」は、本開示において使用される場合、一般に、コポリマーに沿った環状分子の可動性をブロックするのに十分である立体的嵩高さを有する、第一のモノマーの一部を指す。例えば、コポリマーに沿った環状分子の可動性をブロックするために、ストッパー基は、環状分子の開口部の断面より大きい断面を有するものと称することもできる。本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法及びポリロタキサンにおいて、ストッパー基を有する第一のモノマーは、コポリマーの両端部間に少なくとも部分的に組み込まれる。これは、コポリマー鎖が、鎖の両端部間に位置している鎖の内側にストッパー基を提示することを意味する。本明細書に開示されるポリロタキサンでは、ストッパー基がコポリマーの両端部に位置する必要もない。しかしながら、両端部間のストッパー基に加えて、ストッパー基がコポリマーの１以上の端部に位置することを排除しない。これに関して、用語「コポリマーの端部」又は「その端部」は、コポリマー鎖の末端位置を表す。ストッパー基を有する第一の分子の上限を、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として２０mol%に設定することによって、コポリマーに沿った環状分子の可動性を可能にするのに十分な長さを有する第二のモノマーから誘導される構造単位を含む区画が提供される。
【００３１】
用語「少なくとも」は、本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法及びポリロタキサンに関する第一のモノマー及び第二のモノマーとの関連で使用される場合、ストッパー基を有する２以上の第一のモノマー及び／又は２以上の第二のモノマーを採用することができると理解されるべきである。言い換えれば、ストッパー基を有する１、２、３又はさらに多い異なる第一のモノマーを使用してよい。同様に、１、２、３又はさらに多い異なる第二のモノマーを採用してよい。しかしながら、幾つかの実施態様において、第一のモノマーを１つだけ及び第二のモノマーを１つだけ使用する。２以上の第一のモノマーが使用される場合、重合性モノマーの総量１００mol%を基準とした上限２０mol%は、第一のモノマーの組み合わせ量を指す。
【００３２】
用語「モノマー」又は「重合性モノマー」は、本明細書を通して本明細書において使用される場合、一般に、重合を受けることによって、繰り返し単位と表される多くの構成単位をポリマーに供することができる活性分子を表す。したがって、用語「ポリマー」は、本明細書において使用される場合、一般に、１以上のモノマーから誘導される多くの繰り返し小単位を含む高分子を指す。単なる実例として、モノマーは、１つの炭素−炭素二重結合を有する分子であるか、又は１分子当たり少なくとも２つの官能基を有する分子である。特に、モノマーは、低分子量を有する分子であってよい。
【００３３】
本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法に関して、第二の重合性モノマーが環状分子によって錯体化される。このような錯体化は、典型的には、環状分子の開口部への第二の重合性モノマーの包接によって達成される。次いで、環状分子によって錯体化される第二の重合性モノマーは、第一のモノマーと共重合される。これに関して、ストッパー基を有する第一のモノマーの環状分子による錯体化は、本発明の方法において必ずしも必要ではない。しかしながら、第一のモノマーの錯体化もまた排除されない。本発明の方法によって、環状分子がコポリマーによって貫通されているポリロタキサンが直接形成される。これは、事前に調製されたポリマー鎖上に環状分子が通される先行技術から公知のポリロタキサンを調製する方法とは対照的に、本開示の方法を実施することによって、コポリマー及びポリロタキサンの形成が１工程で行われるので、別個の貫通工程が必要ないことを意味する。
【００３４】
さらに、事前に調製されたポリマー鎖上に環状分子が通される、ＵＳ  ７  ９４３  ７１８  Ｂ２などの先行技術から公知のポリロタキサンを調製する方法は、環状分子の貫通後に、形成された包接錯体が単離されることと、その後、さらなる工程において、環状分子がポリマー鎖から脱離することを防止する嵩高いブロッキング基でポリマー鎖の両端部がキャップされることを必要とする。その一方で、本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法を採用することによって、環状分子が分解するのを防止するストッパー基を有する第一のモノマーが、共重合中にコポリマーに組み込まれる。そのため、追加の利点として、本明細書に記載される通りのポリロタキサンを調製する方法を実施する場合には、重合後に環状分子がポリマーから脱離することを防止する基をポリマー鎖に付着させる別個の工程を省いてよい。その結果として、本方法は、追加の工程を節約することができる。
【００３５】
ポリロタキサン構造の存在を証明するための分析法は、当業者に公知である。例えば、可溶性ポリロタキサンの構造を、（ａ）核オーバーハウザーＮＭＲ分光法（ＮＯＥＳＹ）（例えば、A. Harada, J. Li, M.J. Kamachi, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 3192-3196 を参照のこと）、（ｂ）拡散秩序化（diffusion ordered）ＮＭＲ分光法（ＤＯＳＹ）、（例えば、T.J. Zhao, H.W. Beckham, Macromolecules 2003, 36, 9859-9865 を参照のこと）、及び（ｃ）１Ｈ  ＮＭＲ分光法（シクロデキストリンなどの環状分子のシグナルの広がりは、貫通された状態を示している）（例えば、C. Teuchert, C. Michel, F. Hausen, D.-Y. Park, H.W. Beckham, G. Wenz, Macromolecules 2013, 46, 2-7、補足情報を参照のこと）を使用して評価することができる。結晶試料から、Ｘ線散乱（例えば、A. Harada, J. Li, M. Kamachi, Y. Kitagawa, Y. Katsube, Carbohydr. Res. 1998, 305, 127-129 を参照のこと）を使用してポリロタキサン構造を得ることができる。
【００３６】
シクロデキストリンと錯体化されたモノマーの重合は、先行技術に開示されていることに留意されたい（例えば、ＷＯ  ０１／３８４０８  Ａ２及びＷＯ  ９７／０９３５４  Ａ１を参照のこと）。しかしながら、これらの文書は、重合後のシクロデキストリンの回収を記載しているが、ポリロタキサンについては全く言及してしていない。
【００３７】
本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法の共重合を、ランダム共重合又はブロック共重合として実施することができる。
【００３８】
したがって、本発明のポリロタキサンを調製する方法の１つの実施態様において、ランダムコポリマーが形成される（例えば、図１ａに示される例示的なポリロタキサンを参照のこと）。この方法は、以下：
（ａ）環状分子とストッパー基を有する第一の重合性モノマーとを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）第二の重合性モノマーを工程（ａ）の組成物と合わせる工程及び前記環状分子と前記第二のモノマーとの錯体を形成する工程；並びに
（ｃ）工程（ｂ）の組成物に対してラジカル共重合を実施して、ポリロタキサンを形成する工程を含み；
前記共重合の間、前記環状分子を貫通するランダムコポリマーが形成され、前記共重合の間、ストッパー基を有する前記第一のモノマーが、前記コポリマーの鎖に沿ってランダムに組み込まれる。
【００３９】
この方法によれば、第一及び第二のモノマーが工程（ｂ）で合わせられる。そのため、第一及び第二のモノマーは、工程（ｃ）の共重合の間、反応混合物中に同時に存在する。結果として、この方法は、鎖の両端部間に位置するコポリマーに沿ってストッパー基がランダムに分布している、ランダムコポリマーの形成をもたらす。この実施態様のランダム共重合を、非限定例として、フリーラジカル重合として、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）として、又は可逆的付加開裂連鎖移動ラジカル重合（ＲＡＦＴ重合）として実施してよい。
【００４０】
本発明のポリロタキサンを調製する方法の別の実施態様において、ブロックコポリマーが形成される。例えば、ブロックコポリマーが形成されるポリロタキサンを調製する方法（例えば、図１ｂに示される例示的なポリロタキサンを参照のこと）は、以下：
（ａ）環状分子と前記第二の重合性モノマーとを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）二官能性ラジカル開始剤を使用して工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、前記第二のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子と錯体化される、工程；
（ｃ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーをブロックＢと合わせる工程；並びに
（ｄ）第一の重合性モノマーをブロックＢの両端部にラジカル共重合して、前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢの両端部にブロックＡを形成する工程を含んでよく、
前記共重合の間、ＡＢＡブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが、前記第一のブロックＡと前記ブロックＡとの間に配置される。
【００４１】
前項に記載される方法の工程（ｂ）において、本開示の目的のためにブロックＢと表されるブロックが第二のモノマーから形成される。工程（ｂ）では二官能性ラジカル開始剤が使用されるので、ブロックＢは、ポリマー鎖の両端部にラジカル重合性モノマーをさらに付加することができるラジカル部分を提示する。そのため、ストッパー基を有する第一のモノマーがブロックＢに付加される場合、工程（ｄ）において、二官能性ラジカル開始剤が使用される場合に第一のモノマーが第二のブロックの両端部に付加される。そのため、第一のポリマーをブロックＢの両端部に重合することによって、ブロック配列ＡＢＡを有するブロックコポリマーを導く第一のモノマーからブロックＡが形成され、ここで、ブロックＡは、ストッパー基を有する第一のモノマーから形成され、そして、ブロックＢは、第二のモノマーから形成される。第二のモノマーが環状分子によって錯体化されるので、環状分子がブロックＢ上に通される。ストッパー基を有する第一のモノマーから形成されるブロックＡは、環状分子がブロックＢから分解するのを防止する。好ましくは、重合工程（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、ワンポット手順で実施される。より好ましくは、ブロック共重合全体は、ワンポット手順として実施される。これは、中間生成物が反応混合物から単離されないことを意味する。代替的に、重合工程を逆の順序で実施してよい。この方法において使用される二官能性ラジカル開始剤は、特に限定されない。ラジカル開始可能な２つの部分を有する各開始剤を使用してよい。例えば、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン；２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）ヘキサン  tert−ブチル  ７−メチル−７−（tert−ブチルアゾ）ペルオキシオクタノアート、及びジブロモトルエン／ＣｕＢｒ／Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）が好適な二官能性ラジカル開始剤である。ブロック共重合用の二官能性ラジカル開始剤を使用した本明細書に開示される方法を、例えば、フリーラジカル重合として実施しても、制御ラジカル重合として実施してもよい。例えば、二官能性ラジカル開始剤が使用される場合、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）又は可逆的付加開裂連鎖移動ラジカル重合（ＲＡＦＴ重合）を、制御ラジカル重合技術として採用してよい。例えば、ＡＴＲＰ又はＲＡＦＴなどの制御ラジカル重合を使用することが、ブロックコポリマーの形成に関して特に好ましい。
【００４２】
本発明のポリロタキサンを調製する方法の別の実施態様において（例えば、図１ｂに示される例示的なポリロタキサンを参照のこと）、該方法は、以下：
（ａ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）二官能性連鎖移動剤の存在下で工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡを形成する工程；
（ｃ）第二の重合性モノマーをブロックＡと合わせる工程；並びに
（ｄ）第二の重合性モノマーをブロックＡとラジカル共重合して、ブロックＡに挿入されかつ前記第二のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程を含み；
前記共重合の間、ＡＢＡブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが両ブロックＡ間に配置される。
【００４３】
前項に記載される方法の工程（ｂ）において、本開示の目的のためにブロックＡと表されるブロックがストッパー基を有する第一のモノマーから形成される。二官能性連鎖移動剤が使用されるので、工程（ｄ）において、第二のモノマーがブロックＡに挿入される。最後に、第二のモノマーの繰り返し挿入によって、ブロックＡに挿入されかつ第二の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢが工程（ｄ）中に形成される。そのため、ブロックＡがストッパー基を有する第一のモノマーから形成され、そして、ブロックＢが第二のモノマーから形成された、ブロック配列ＡＢＡを有するブロックコポリマーが得られる。第二のモノマーが環状分子によって錯体化されるので、環状分子がブロックＢ上に通される。ストッパー基を有する第一のモノマーから形成されるブロックＡは、環状分子がブロックＢから分解するのを防止する。好ましくは、重合工程（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、ワンポット手順で実施される。より好ましくは、ブロック共重合全体は、ワンポット手順として実施される。これは、中間生成物が反応混合物から単離されないことを意味する。代替的に、重合工程を逆の順序で実施してよい。この方法において使用される二官能性連鎖移動剤は、特に限定されない。連鎖移動可能な２つの部分を有する各連鎖移動剤を使用してよい。例えば、ビス（２−プロピオン酸）トリチオカルボナート、Ｓ，Ｓ’−ビス（２−ヒドロキシルエチル−２’−ブチラート）トリチオカルボナート又はＳ，Ｓ’−ビス（α，α’−ジメチル−α，α’’−酢酸）−トリチオカルボナートが好適な二官能性連鎖移動剤である。ブロック共重合用の二官能性連鎖移動剤を使用した本明細書に開示される方法は、好ましい例として、可逆的付加開裂連鎖移動ラジカル重合（ＲＡＦＴ重合）として実施してよい。
【００４４】
本明細書に記載される方法において、一般に、ストッパー基を有する第一のモノマーは、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量で使用される。したがって、環状分子と環状分子を貫通するコポリマーとを含む本明細書に記載されるポリロタキサンにおいて、一般に、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される構造単位の量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である。環状分子を貫通するコポリマーに組み込まれるストッパー基を有するモノマーの量が、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として２０mol%より多い場合、コポリマーに組み込まれる嵩高いストッパー基の量はさらに増加するが、一方で、コポリマーに組み込まれる第二のモノマーの量は減少する。第二のモノマーは、実質的に線形な構造を有するコポリマーの区画を形成する。環状分子は、これらの実質的に線形な区画上に通される。これらの貫通された環状分子は、回転可能であり、かつ、実質的に線形な構造を有するこのような区画に沿って移動可能である。ストッパー基を有する第一のモノマーの量が重合性モノマーの総量１００mol%を基準として２０mol%を超える場合、コポリマーに組み込まれる第二のモノマーの量はさらに減少する。したがって、第二のモノマーによって形成される実質的に線形な構造を有するコポリマーの区画の長さは減少する。結果として、環状分子の自由に動く空間は低減される。したがって、コポリマー鎖に沿った環状分子の可動性は制限される。コポリマー鎖に沿った環状分子の可動性のこのような制限は、本明細書に記載される通りの自己修復材料、表面コーティング剤、接着剤及び塗料として有用である可動性ゲル及び環動ゲルを形成するポリロタキサンの能力を低下させる。対照的に、本明細書に記載されるポリロタキサンの重要な用途となる、自己修復材料、表面コーティング剤、接着剤及び塗料として有用なゲル及び環動ゲルを形成することができるポリロタキサンは、本明細書に開示される方法においてストッパー基を有する第一のモノマーの量が重合性モノマーの総量１００mol%を基準として２０mol%を超えない場合に得られる。したがって、本明細書に記載されるポリロタキサンにおいて、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される構造単位の量がコポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として２０mol%を超えないことが好ましい。その一方で、環状化合物がコポリマーから分解するのを防止するために、コポリマー中のストッパー基の量は最少でよいことが容易に理解される。したがって、本明細書に記載される方法において、ストッパー基を有するモノマーの量は、一般に、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として少なくとも０．１mol%である。同様に、本明細書に記載されるポリロタキサンにおいて、ストッパー基を有するモノマーから誘導される構造単位の量は、一般に、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として少なくとも０．１mol%である。
【００４５】
本発明のポリロタキサンを調製する方法の幾つかの実施態様において、特に、ランダムコポリマー又はブロックコポリマーが形成される方法との関連において、ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．５mol%〜１８mol%の量である。好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として１mol%〜１６mol%の量である。より好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として２mol%〜１５mol%の量である。さらにより好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマーの量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として３mol%〜１２mol%の量である。最も好ましくは、前記第一のモノマーの量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として５mol%〜１１mol%の量である。
【００４６】
また、本明細書に記載されるのは、ブロックコポリマーが形成される、ポリロタキサンを調製する方法の別の実施態様である。この方法は、以下：
（ａ）ストッパー基を有する第一の重合性モノマーを含む組成物を提供する工程；
（ｂ）工程（ａ）の組成物に対してラジカル重合を実施して、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡを形成する工程；
（ｃ）第二の重合性モノマーを前記ブロックＡにラジカル共重合して、前記ブロックＡに付着された前記第二の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢを形成する工程であって、前記第二のモノマーが環状分子によって錯体化される、工程；並びに
（ｄ）ストッパー基を有する第三の重合性モノマーを前記ブロックＢにラジカル共重合して、ブロックＣを形成する工程であって、前記第三のモノマーが前記第一のモノマーと同じ又は異なる、工程を含み；
前記共重合の間、ＡＢＣブロックコポリマーが形成され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、ブロックＢが前記ブロックＡと前記ブロックＣとの間に配置され；そして
ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量が、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である。
【００４７】
前項に記載される方法の工程（ｂ）によれば、ストッパー基を有する第一のモノマーが重合されて、ブロックＡを形成する。次いで、工程（ｃ）において、第二のモノマーがブロックＡの端部に重合されて、ブロックＢを形成する。最後に、工程（ｄ）において、ストッパー基を有する第三のモノマーがブロックＢの端部に重合される。そのため、第二のポリマーをブロックＡの端部に重合し、次いで、第三のポリマーをブロックＢの端部に重合することによって、ブロックＡ及びブロックＣがストッパー基を有するモノマーから形成され、そして、ブロックＢが第二のモノマーから形成された、ブロック配列ＡＢＣを有するブロックコポリマーが形成される。第二のモノマーが環状分子によって錯体化されるので、環状分子がブロックＢ上に通される。ストッパー基を有する第一のモノマー及びストッパー基を有する第二のモノマーに関して、第一のモノマー及び第二のモノマーは、同じであっても異なっていてもよい。第一のモノマー及び第三のモノマーが同じである場合、ブロックＣはまたブロックＡと表してもよい。好ましくは、重合工程（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、ワンポット手順で実施される。より好ましくは、ブロック共重合全体は、ワンポット手順として実施される。これは、中間生成物が反応混合物から単離されないことを意味する。この実施態様のブロック共重合は、非限定例として、フリーラジカル重合として、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）として、又は可逆的付加開裂連鎖移動ラジカル重合（ＲＡＦＴ重合）として実施してよい。
【００４８】
また、ＡＢＣブロックコポリマーが形成される場合、ストッパー基を有する第一のモノマー及び第三のモノマーの組み合わせ量は、一般に、本明細書上に示された理由により、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の範囲である。特に、ストッパー基を有する第一のモノマー及び第三のモノマーの組み合わせ量は、本明細書に記載及び説明される通りの自己修復材料、表面コーティング剤、接着剤及び塗料として有用な可動性ゲル及び環動ゲルを形成することができるポリロタキサンを提供するために、一般に、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として２０mol%を超えない。
【００４９】
前記ブロックＡ、前記ブロックＢ及び前記ブロックＣを有するコポリマーを含むポリロタキサンが形成される方法、並びに、前記ブロックＣが、第二のモノマーをブロックＡに重合し、第三のモノマーをブロックＢに重合することによって形成される方法のある実施態様において、ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として０．５mol%〜１８mol%の量である。好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として１mol%〜１６mol%の量である。より好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として２mol%〜１５mol%の量である。さらにより好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として３mol%〜１２mol%の量である。最も好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマー及び前記第三のモノマーの組み合わせ量は、重合性モノマーの総量１００mol%を基準として５mol%〜１１mol%の量である。また、これらの実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマー及びストッパー基を有する第三のモノマーは、同じであっても異なっていてもよい。
【００５０】
好ましくは、本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの幾つかの実施態様において、環状分子がコポリマーの主鎖上に通される。これは、該方法の好ましい実施態様において主鎖ポリロタキサンが形成されることを意味する。
【００５１】
好ましくは、本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法の実施態様において、ラジカル開始剤を使用してラジカル重合又は共重合が実施される。幾つかの実施態様において、ラジカル開始剤は、工程（ａ）で提供される組成物中に含まれる。特に、用語「開始剤」又は「ラジカル開始剤」は、本明細書において使用される場合、重合を開始可能な活性分子を表す。一般に、重合において、モノマー（複数）の量と比べて少量で開始剤を使用してよい。開始剤は、ポリマーに構成単位を供し得る。
【００５２】
本明細書に記載される方法の幾つかの実施態様において、工程（ａ）で提供される組成物は、重合に供される前に脱酸素化される。脱酸素化によって、酸素が該組成物から少なくとも部分的に、好ましくは実質的に完全に除去される。なぜなら、そうしなければ、酸素は、共重合中にラジカル種の酸化を促進し、そのため阻害剤として作用し得るからである。
【００５３】
ポリロタキサンを調製する方法の幾つかの実施態様において、重合は、特にラジカル開始剤を使用してラジカル重合が実施される場合、熱的にかつ／又は光化学的に開始される。１つの実施態様において、重合は、熱的に開始される。別の実施態様において、重合は、光化学的に開始される。なお別の実施態様において、重合は、熱的にかつ光化学的に開始される。これに関して、熱的及び／又は光化学的な開始に使用されるラジカル開始剤は特に限定されず、そして、当業者は、熱的開始に好適な任意のラジカル開始剤及び／又は熱的開始に好適な任意のラジカル開始剤を適切に選択及び使用してよい。好適なラジカル開始剤は、例えば、過硫酸塩、過酸化水素、有機過酸化物、アゾ開始剤、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。
【００５４】
幾つかの実施態様において、重合は、ラジカル開始用の促進剤を加えることによって加速される。本発明の文脈において好適に使用することができるラジカル開始用の促進剤は、例えば、チオ硫酸塩、メタ重亜硫酸塩、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン又はその塩、エチレンジアミンテトラ酢酸又はその塩、ペルオキシダーゼ酵素、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。
【００５５】
ポリロタキサン中に使用される様々な環状分子を、本明細書に開示されるポリロタキサンを調製する方法において採用してよい。例えば、環状分子は、クラウンエーテル、ククルビット［ｎ］ウリル、カリックスアレーン、環式アミド及び／又は遷移金属錯体であってよい。しかしながら、本発明の方法の幾つかの特に好ましい実施態様において、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。１つの実施態様において、環状分子は、シクロデキストリンである。別の実施態様において、環状分子は、シクロデキストリン誘導体である。該方法の幾つかの実施態様において、シクロデキストリン及びシクロデキストリン誘導体は、組み合わせて使用される。当業者に公知である通り、用語「シクロデキストリン」は、環式オリゴ糖化合物を表す。非限定例として、このような環式オリゴ糖化合物は、６つの糖単位（α−シクロデキストリン）、７つの糖単位（β−シクロデキストリン）、又は８つの糖単位（γ−シクロデキストリン）を含んでよい。
【００５６】
幾つかの実施態様において、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体は、天然のシクロデキストリン、メチル化シクロデキストリン、アセチル化シクロデキストリン、ヒドロキシエチル化シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル化シクロデキストリン、陽イオン性シクロデキストリン誘導体、陰イオン性シクロデキストリン誘導体、グルコシル化シクロデキストリン、化学的に反応性のシクロデキストリン誘導体、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。幾つかの実施態様において、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体は、α−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）、ヒドロキシプロピルβ−シクロデキストリン、アセチルβ−シクロデキストリン、ヘプタキス（２，６−ジ−Ｏ−メチル）−β−シクロデキストリン、カルボキシメチル−β−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−β−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、スルホブチル化β−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンスルファート、６−モノデオキシ−６モノアミノ−β−シクロデキストリン塩酸塩、ヘプタキス−６−デオキシ−６−アミノ）−β−シクロデキストリン、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリン、ヘプタキス（２，６−トリ−Ｏ−メチル）−β−シクロデキストリン、モノ−アミノ−β−シクロデキストリン、スルホブチル−β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたγ−シクロデキストリン、２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノプロピル−β−シクロデキストリンハロゲン化物、及びそれらの塩、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。幾つかの実施態様において、前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体は、カルボキシメチル−α−シクロデキストリンナトリウム塩、カルボキシメチル−β−シクロデキストリンナトリウム塩、スクシニル−α−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、スクシニル−γ−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−α−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−β−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、β−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、γ−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、α−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、β−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、γ−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、６−モノデオキシ−６−モノアミノ−β−シクロデキストリン塩酸塩、ヘプタキス（６−デオキシ−６−アミノ）−β−シクロデキストリン七塩酸塩、オクタキス（６−デオキシ−６−アミノ）−γ−シクロデキストリン八塩酸塩、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるイオン性シクロデキストリン又はイオン性シクロデキストリン誘導体である。
【００５７】
ある好ましい実施態様において、シクロデキストリン誘導体は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。メチル−β−シクロデキストリン（CAS Number 128446-36-6）とも呼ばれるＲＡＭＥＢは、β−シクロデキストリンから工業スケールで生産される。そのメチル置換基は、無水グルコース単位の各々の２、３及び６位のヒドロキシル基間にランダムに分布している。無水グルコース１単位当たりの平均置換度（ＤＳ）は、生産者に依存し、かつ、１．３〜２．３の間、好ましくは１．６〜２．０の間の範囲である。１つの利点として、水中のＲＡＭＥＢ及びその包接化合物の溶解度は、天然のβ−シクロデキストリンの溶解度を上回る。全てのヒドロキシル基が置換されていないβ−シクロデキストリンはまた、「天然のβ−シクロデキストリン」と表してもよい。
【００５８】
第一のモノマーが、コポリマーに沿った環状分子の可動性をブロックするためにかつ環状分子がコポリマー鎖から分解するのを防止するために十分な立体的嵩高さを有する、ストッパー基を有する限りは、第一のモノマーは特に限定されない。好ましくは、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ビニルモノマーである。用語「ビニルモノマー」は、本明細書全体を通して使用される場合、一般に、ビニル基を有するモノマーを表す。これに関して、用語「ビニル基」は、基−ＣＨ＝ＣＨ２のことを指す。場合により、ビニル基は、水素原子のいずれか１つの代わりに１以上の置換基を保有することができる（例えば、ポリ（エチレングリコール）メタクリラート中のメチル基など）。好ましくは、第一のモノマーは、７０g/mol以上の分子量を有する。したがって、ポリロタキサンを調製する方法の幾つかの実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、７０g/mol〜１０００g/mol、好ましくは１００g/mol〜５００g/molの分子量を有してよい。
【００５９】
幾つかの実施態様において、前記第一のモノマーは、ミルセン、芳香族ビニルモノマー、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリラート、α，ω−ビス（メタ）アクリラート、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。第一のモノマーがポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリラートである場合、ポリ（エチレングリコール）単位の分子量は、好ましくは、３０００g/mol以下である。より好ましくは、第一のモノマーがポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリラートである場合、ポリ（エチレングリコール）単位の分子量は、１０００g/mol以下である。ある実施態様において、第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテル（メタ）アクリラートである。ある実施態様において、第一のモノマーは、ヒドロキシエチル（メタ）アクリラートである。ストッパー基を有する第一のモノマーが芳香族ビニルモノマーである幾つかの実施態様において、前記芳香族ビニルモノマーは、場合により置換されているスチレン、場合により置換されているスチレンスルホン酸、場合により置換されているビニルピリジン、場合により置換されているジビニルベンゼン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。用語「場合により置換されている」は、場合により置換されているスチレン、場合により置換されているスチレンスルホン酸、場合により置換されているビニルピリジン及び場合により置換されているジビニルベンゼンの文脈において言及される場合、水素、Ｃ１−Ｃ１０アルキル、Ｃ１−Ｃ１０ヘテロアルキル、Ｃ１−Ｃ１０ハロアルキル、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ、ＣＮ、ニトロ、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）などからなる群より独立して選択される１以上の置換基を表す。例えば、１つの実施態様において、芳香族ビニルモノマーは、４−（トリフルオロメチル）スチレンである。α，ω−ビス（メタ）アクリラートが使用される場合、実施態様において、前記α，ω−ビス（メタ）アクリラートは、エチレングリコール、オリゴエチレングリコール、ポリ（エチレングリコール）、ビスフェノールＡ及びそれらの任意の混合物のα，ω−ビス（メタ）アクリラートである。α，ω−ビス（メタ）アクリラートがポリ（エチレングリコール）のα，ω−ビス（メタ）アクリラートである場合、ポリ（エチレングリコール）単位の分子量は、好ましくは、３０００g/mol以下である。より好ましくは、α，ω−ビス（メタ）アクリラートがポリ（エチレングリコール）のα，ω−ビス（メタ）アクリラートである場合、ポリ（エチレングリコール）単位の分子量は、１０００g/mol以下である。用語「（メタ）アクリラート」は、本開示を通して任意の文脈において使用される場合、アクリラートとメタクリラートの両方を網羅する。
【００６０】
また、第二のモノマーが実質的に線形な構造を有するコポリマーの区画を形成することができる限りは、第二のモノマーは特に限定されない。それ故、第二のモノマーは、実質的に線形なモノマーであってよい。上述した通り、用語「実質的に線形な」は、このような区画が分岐していることを排除しない（環状分子が回転可能でありかつ該区画に沿った可動性を発揮するように、実質的に線形な構造を有する区画が環状分子を貫通できる限りは）。その結果として、分岐が環状分子の回転性及びコポリマーに沿った環状分子の可動性を防止しない限りは、第二のモノマーは、分岐していてよく、好ましくはわずかに分岐していてよい。好ましくは、第二のモノマーは、ビニルモノマーである。より好ましくは、ストッパー基を有する第一のモノマー及び第二のモノマーは共に、ビニルモノマーである。好ましくは、本明細書に開示される方法のいずれか１つにおいて、第二のモノマーは、１２０g/mol以下、より好ましくは１１０g/mol以下の分子量を有する。
【００６１】
本明細書に記載される方法のいずれか１つにおいて、第二のモノマーは、非イオン性モノマーであってよい。好ましくは、用語「非イオン性モノマー」は、本明細書において使用される場合、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲を有する水溶液中にあるとき荷電された官能性を有さないモノマーを表す。用語「非イオン性モノマー」は、本明細書において使用される場合、例えば、イオンを形成可能でない構造単位及び／又は官能基のみを有するモノマー、例えば、イソプレン又はメチルメタクリラートなどを包含する。加えて、非イオン性モノマーという用語はまた、例えばカルボン酸基などのイオンを一般に形成可能であるが、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲を有する水溶液中にあるとき非荷電状態にある官能基を有する、モノマーを包含してもよい。このようなｐＨ範囲内で非荷電であるこのような非イオン性モノマーについての例は、カルボン酸基を有するアクリル酸及びその誘導体、例えばメタクリル酸などである。
【００６２】
好ましくは、本明細書に開示されるポリロタキサンを調製する方法の幾つかの実施態様において、第二のモノマーは、疎水性モノマーである。特に、第二のモノマーは、非イオン性の疎水性モノマーである。ポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つ及び任意のポリロタキサンの文脈において本明細で言及される場合、用語「疎水性モノマー」は、水中で不溶性であるか又は水中で難溶性であるモノマーを表す。本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法及びポリロタキサンの目的のために、疎水性モノマーは、好ましくは、２０℃の水中で、２０g/l未満、より好ましくは１０g/l未満、さらにより好ましくは５g/l未満、そして、最も好ましくは２g/l未満の溶解度を有する。シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が環状分子として使用される場合、非イオン性モノマー、特に疎水性モノマーが好ましい。例えばポリイソプレン又はポリブタジエン鎖などの疎水性ポリマー鎖上にシクロデキストリンを通してポリロタキサンを得ることはこれまで困難であった。第二のモノマーがシクロデキストリンと錯体化され、次いで共重合される、本明細書に開示される方法を適用することで、例えばポリイソプレン−又はポリブタジエン含有コポリマー鎖などの疎水性コポリマー鎖を含むポリロタキサンが容易に得られる。幾つかの実施態様において、第二のモノマーは、１２０g/mol未満の分子量を有するビニルモノマーの群より選択される。好ましくは、第二のモノマーは、１１０g/molより小さい分子量を有するビニルモノマーの群より選択される。追加的に又は代替的に、第二のモノマーを、１，３−ジエン、１，３，５−トリエン、（メタ）アクリラート、ビニルエステル、ビニル−エーテル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド、及びそれらの任意の組み合わせからなるビニルモノマーの群より選択してよい。第二のモノマーが１，３−ジエンである場合、前記１，３−ジエンは、好ましくは、１，３−ブタジエン、１，３−ブタジエンの誘導体、イソプレン、及びそれらの任意の組み合わせから選択される。それ故、１つの実施態様において、１，３−ブタジエンが使用される。１つの実施態様において、イソプレンが使用される。別の実施態様において、１，３−ブタジエン及びイソプレンが組み合わせて使用される。１つの実施態様において、１，３−ジエンは、ジメチルブタジエンである。第二のモノマーがビニルエステルである場合、幾つかの実施態様において、ビニルエステルは、酢酸ビニルである。第二のモノマーがビニルエーテルである場合、幾つかの実施態様において、前記ビニルエーテルは、メチル−ビニルエーテルである。第二のモノマーが（メタ）アクリラートである場合、前記（メタ）アクリラートは、メチルアクリラート、メチルメタクリラート及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。それ故、１つの実施態様において、第二のモノマーは、メチルアクリラートである。１つの実施態様において、第二のモノマーは、メチルメタクリラートである。別の実施態様において、メチルアクリラート及びメチルメタクリラートが組み合わせて使用される。用語「（メタ）アクリロニトリル」は、本開示を通して任意の文脈にお��て使用される場合、アクリロニトリルとメタクリロニトリルの両方を網羅する。用語「（メタ）アクリル酸」は、本開示を通して任意の文脈において使用される場合、アクリル酸とメタクリル酸の両方を網羅する。用語「（メタ）アクリルアミド」は、本開示を通して任意の文脈において使用される場合、アクリルアミドとメタクリルアミドの両方を網羅する。
【００６３】
本明細書に開示されるポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つのある好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラートであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。さらに、この実施態様において、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）及び２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリド（陽イオン性環状分子）を組み合わせて使用してよい。モノマー及び環状分子のこれらの組み合わせを、ランダムコポリマーの形成を導く本明細書に記載される任意の方法に使用してよい。好ましくは、このようなモノマーが使用されるとき、ラジカル共重合は、水性媒体中で、より好ましくは水中で行われる。
【００６４】
本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、スチレンであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、ランダムコポリマーの形成を導く本明細書に記載される任意の方法に使用してよい。好ましくは、このようなモノマーが使用されるとき、ラジカル共重合は、水性媒体中で、より好ましくは水中で行われる。
【００６５】
本明細書に開示されるポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ミルセンであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、ランダムコポリマー又はブロックコポリマーの形成を導く本明細書に記載される任意の方法に使用してよい。好ましくは、このようなモノマーが使用されるとき、ラジカル共重合は、水性媒体中で、より好ましくは水中で行われる。
【００６６】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）モノメタクリラート（ＰＥＧＭＡ）であり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、ランダムコポリマーの形成を導く本明細書に記載される任意の方法に使用してよい。好ましくは、このようなモノマーが使用されるとき、ラジカル共重合は、水性媒体中で、より好ましくは水中で行われる。
【００６７】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、スチレンであり、第二のモノマーは、メチルアクリラートであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、ランダムコポリマーの形成を導く本明細書に記載される任意の方法に使用してよい。好ましくは、このようなモノマーが使用されるとき、ラジカル共重合は、水性媒体中で、より好ましくは水中で行われる。
【００６８】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラートであり、第二のモノマーは、ジメチルブタジエンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、ランダムコポリマーの形成を導く本明細書に記載される任意の方法に使用してよい。好ましくは、このようなモノマーが使用されるとき、ラジカル共重合は、水性媒体中で、より好ましくは水中で行われる。
【００６９】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ヒドロキシエチルメタクリラートであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、β−シクロデキストリンである。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、ランダムコポリマーの形成を導く本明細書に記載される任意の方法に使用してよい。好ましくは、このようなモノマーが使用されるとき、ラジカル共重合は、水性媒体中で、より好ましくは水中で行われる。
【００７０】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラートであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、ヒドロキシプロピル化シクロデキストリンである。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンである。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、ランダムコポリマーの形成を導く本明細書に記載される任意の方法に使用してよい。好ましくは、このようなモノマーが使用されるとき、ラジカル共重合は、水性媒体中で、より好ましくは水中で行われる。
【００７１】
本明細書に開示されるポリロタキサンを調製する方法の好ましい実施態様によれば、共重合は、水性媒体中で実施される。例えば、水性媒体は、水性の溶液又は懸濁液である。好ましくは、共重合は、水中で実施される。特に、環状分子がシクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される場合、共重合を水性媒体中で実施することが好ましい。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、特に第二のモノマーが非イオン性モノマー、好ましくは疎水性（hydrophic）モノマーである場合、水が、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体と第二の重合性モノマーとの錯体の形成を援助すると考えられる。
【００７２】
本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法の実施態様において、特に共重合が水性媒体中で実施される場合、前記共重合は、水溶性ラジカル開始剤を使用して実施される。幾つかの実施態様において、前記水溶性ラジカル開始剤は、過硫酸塩、過酸化水素、有機過酸化物、親水性アゾ−開始剤、アゾ開始剤とシクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体との水溶性錯体、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。１つの実施態様において、アゾ開始剤とシクロデキストリンとの水溶性錯体が使用される。１つの実施態様において、アゾ開始剤とシクロデキストリン誘導体との水溶性錯体が使用される。別の実施態様において、アゾ開始剤とシクロデキストリンとの水溶性錯体及びアゾ開始剤とシクロデキストリン誘導体との水溶性錯体が組み合わせて使用される。幾つかの実施態様において、水溶性ラジカル開始剤は、ペルオキソ二硫酸塩、tert−ブチルヒドロペルオキシド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩、アゾビス−イソブチルアミジン（isobutyramidine）、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。使用してよいラジカル開始剤は、本明細書に明示的に挙げた開始剤に限定されず、そして、当業者であれば、本明細書に開示されるポリロタキサンを調製する方法を実施するために好適な開始剤をどのように選択すればよいか公知であろう。好適な開始剤は、例えば、Polymer Handbook, 4th edition, by J. Barndrup, E.H. Immergut, E.A. Grulke, John Wiley and Sons, Inc., 1999, pp. II/2-II/69 に開示されている。この参考文献に開示される開始剤の組み合わせも同様に好適に使用することができる。
【００７３】
ラジカル開始剤を使用することにさらに加えて、特に水溶性ラジカル開始剤が使用される場合、幾つかの実施態様において、ラジカル開始用の促進剤が使用される。例えば、ラジカル開始用の前記促進剤は、チオ硫酸塩、メタ重亜硫酸塩、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン又はその塩、エチレンジアミンテトラ酢酸又はその塩、ペルオキシダーゼ酵素、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。当業者に公知である通り、ラジカル開始用の促進剤は、例えば、ラジカル開始剤と相互作用して、いわゆる酸化還元開始剤を形成し得る。しかしながら、ラジカル開始用の促進剤とラジカル開始剤との相互作用の他の機序も同様に生じ得る。さらに、ラジカル開始用の促進剤は、前述の具体例に限定されない。これに関して、例えば、A.S. Sarac, Prog. Polym. Sci. 1999, 24, 1149-1204 に記載されているラジカル開始用の任意の促進剤を当業者が適切に選択及び使用してよい。
【００７４】
幾つかの実施態様において、本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの共重合は、連鎖移動剤を使用して行われる。連鎖移動剤は、特に、共重合がＲＡＦＴ重合技術を採用して行われる場合に使用される。幾つかの実施態様において、連鎖移動剤は、ジチオエステル、キサンタート、ジチオカルバマート、トリチオカルボナート、前述の連鎖移動剤のいずれか１つの誘導体、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。このような連鎖移動剤は、以下の一般構造：
【化１】
2018522973.tif 000002
［式中、ラジカルＲ及びＲ’は、アルキル、アリールなどから独立して選択してよい］
を有し、かつ、本明細書に開示される方法の共重合がＲＡＦＴ重合として実施される場合に特に有用である。一例として、Ｓ，Ｓ’−ビス（α，α’−ジメチル−α’’−酢酸）−トリチオカルボナートを、本明細書に記載される方法において連鎖移動剤として使用することができる。当業者に公知である通り、共重合が水性媒体中で実施される場合、連鎖移動剤は、好ましくは水溶性であるべきである。シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が環状分子として使用される場合、良好な結果はまた、連鎖移動剤がシクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体によって可溶化される場合に達成することができる。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、連鎖移動剤の可溶化は、連鎖移動剤とシクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体との錯体を形成することによって達成してよい。本明細書に記載される方法において使用することができる連鎖移動剤は、前述の具体例に限定されない。他の連鎖移動剤、例えばC. Barner-Kowollik, Handbook of RAFT Polymerization, Wiley-VCH, 2008, pp. 1-543 に記載されているものを使用してよい。
【００７５】
本開示のポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つのラジカル共重合を実施するための技術は、特に限定されない。例えば、幾つかの実施態様において、ラジカル共重合を、当業者に公知の任意のフリーラジカル重合技術を使用して行ってよい。
【００７６】
幾つかの実施態様において、制御ラジカル重合技術を採用してよい。これに関して、幾つかの実施態様において、共重合は、可逆的付加開裂連鎖移動重合（ＲＡＦＴ重合）を使用して行われる。ＲＡＦＴ重合は、連鎖移動剤を適用して分子量及び多分散性を制御する。開始後、連鎖移動剤は、伸長している鎖を可逆的に停止することができ、そして、連鎖移動剤の断片が新しい鎖を開始する。リビング重合と同じ重合性をもたらすＲＡＦＴ重合技術は、任意の所与の時点でフリーラジカル濃度を低下させることができる。好適なＲＡＦＴ重合技術は、当業者に一般に公知であり、かつ、例えば、Handbook of RAFT Polymerization, C. Barner-Kowollik (Ed.), Wiley-VCH, Weinheim, 2008 に見いだすことができる。
【００７７】
他の実施態様において、共重合は、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）を使用して行われる。また、ＡＴＲＰもリビング重合技術に相当する。ＡＴＲＰは、本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法において適用される場合もまた、開始剤として有機ハロゲン化物及び触媒として金属配位子錯体を使用する。開始剤、成長している鎖及び触媒の間のハロゲン原子の移動は、所与の時点で低濃度のラジカルを提供する。ＡＴＲＰ技術は、当業者に公知であり、かつ、適切に選択される。例えば、好適なＡＴＲＰ技術は、K. Matyjaszewski, J.H. Xia, Chem. Rev. 2001, 101, 2921-2990 に記載されている。幾つかの実施態様において、特に共重合が水性媒体中で行われる場合、前記原子移動ラジカル重合用の開始剤及び触媒の組み合わせは、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせ、シクロデキストリンによって可溶化された開始剤及び触媒の組み合わせ、並びにそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。１つの実施態様において、ＡＴＲＰ用の開始剤及び触媒の組み合わせは、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせである。１つの実施態様において、ＡＴＲＰ用の開始剤及び触媒の組み合わせは、シクロデキストリンによって可溶化された開始剤及び触媒の組み合わせである。他の実施態様において、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせは、シクロデキストリンによって可溶化された開始剤及び触媒の組み合わせと組み合わせて使用される。例えば、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせは、親水性２−ハロゲノ−イソブチラート又は親水性２−ハロゲノプロピオナート、Ｃｕ（Ｉ）塩及びキレート性ジアミンの組み合わせ、親水性２−ハロゲノ−イソブチラート又は親水性２−ハロゲノプロピオナート及び酸化還元酵素の組み合わせ、並びにそれらの任意の組み合わせからなる群より選択してよい。ある実施態様において、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせは、親水性２−ハロゲノ−イソブチラート、Ｃｕ（Ｉ）塩及びキレート性ジアミンの組み合わせである。ある実施態様において、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせは、親水性２−ハロゲノプロピオナート、Ｃｕ（Ｉ）塩及びキレート性ジアミンの組み合わせである。ある実施態様において、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせは、親水性２−ハロゲノ−イソブチラート及び酸化還元酵素の組み合わせである。ある実施態様において、水溶性開始剤及び触媒の組み合わせは、親水性２−ハロゲノプロピオナート及び酸化還元酵素の組み合わせである。他の実施態様において、水溶性開始剤及び触媒のこれらの組み合わせの組み合わせが使用される。幾つかの実施態様において、親水性２−ハロゲノ−イソブチラートは、ヒドロキシエチル−２−ブロモイソブチラートである。幾つかの実施態様において、キレート性ジアミンは、エチレンジアミン、２，２’−ビピリジン（ｂｐｙ）、４，４’−ジ（５−ノニル）−２，２’−ビピリジン（ｄＮｂｐｙ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、Ｎ−プロピル（２−ピリジル）メタンイミン（ＮＰｒＰＭＩ）、２，２’：６’，２’’−テルピリジン（ｔｐｙ）、４，４’，４’’−トリス（５−ノニル）−２，２’：６’，２’’−テルピリジン（ｔＮｔｐｙ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ピリジルメチル）オクチルアミン（ＢＰＭＯＡ）、１，１，４，７，１０，１０−ヘキサメチル−トリエチレン−テトラミン（ＨＭＴＥＴＡ）、トリス［２−（ジメチルアミノ）エチル］アミン（Ｍｅ６ＴＲＥＮ）、トリス［（２−ピリジル）メチル］アミン（ＴＰＭＡ）、１，４，８，１１−テトラアザ−１，４，８，１１−テトラメチルシクロテトラデカン（Ｍｅ４ＣＹＣＬＡＭ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ピリジルメチル）エチレンジアミン（ＴＰＥＮ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ピリジルメチル）アミン（ＢＰＭＡ）、トリス［２−アミノエチル］アミン（ＴＲＥＮ）、１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン（ＣＹＣＬＡＭ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ピリジルメチル）エチレンジアミン（ＴＰＥＮ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミンからなる群より選択される。前述のキレート性ジアミンの任意の組み合わせを使用してよい。幾つかの実施態様において、酸化還元酵素は、ヘモグロビンである。ヘモグロビンを使用した及び本明細書に記載される共重合に好適であるＡＴＲＰ法は、例えば、T.B. Silva, M. Spulber, M.K. Kocik, F. Seidi, H. Charan, M. Rother, S.J. Sigg, K. Renggli, G. Kali, N. Bruns, Biomacromolecules 2013, 14, 2703-2712 に記載されている。
【００７８】
本明細書に開示されるポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つの共重合が実施される温度は、特に限定されず、かつ、当業者はこれを適切に選択することができる。例えば、共重合を８０℃以下の温度で実施してよい。好ましくは、共重合は、３５℃以下の温度で実施される。共重合を０℃以上の温度で実施することが好ましい。
【００７９】
本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つにおいて、濾過を使用してポリロタキサンを単離してよい。一例として、限外濾過を使用してよい。ポリロタキサンを濾過の前に加熱してよい。濾過後、ポリロタキサンを乾燥させてよい。好ましくは、ポリロタキサンの乾燥は、凍結乾燥を使用して実施される。しかしながら、当業者が他の好適な乾燥法を適切に選択及び適用してよい。
【００８０】
本発明はまた、１つの環状分子と前記環状分子を貫通する１つのコポリマーとを含むポリロタキサンであって、前記コポリマーが、少なくとも（ａ）１つのストッパー基を有する１つの第一の重合性モノマーから誘導される構造単位と少なくとも（ｂ）１つの第二の重合性モノマーから誘導される構造単位とを含む非イオン性コポリマーであり、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位が、前記コポリマーの鎖の両端部間に少なくとも部分的に組み込まれ、前記ストッパー基が、環状化合物がコポリマーから分解するのを防止し、そして、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位の量がコポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%である、ポリロタキサンに関する。
【００８１】
本発明のこのようなポリロタキサンの環状分子を貫通するコポリマーは、非イオン性コポリマーであり、そして、第一及び第二のモノマーは、非イオン性モノマーである。好ましくは、用語「非イオン性モノマー」は、またポリロタキサンに関して本明細書において使用される場合、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲を有する水溶液中にあるとき荷電された官能性を有さないモノマーを表す。用語「非イオン性モノマー」は、本明細書において使用される場合、例えば、イオンを形成可能でない構造単位及び／又は官能基のみを有するモノマー、例えば、イソプレン又はメチルメタクリラートなどを包含する。加えて、非イオン性モノマーという用語はまた、例えばカルボン酸基などのイオンを一般に形成可能であるが、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲を有する水溶液中にあるとき非荷電状態にある官能基を有するモノマーを包含してもよい。このようなｐＨ範囲内で非荷電であるこのような非イオン性モノマーについての例は、カルボン酸基を有するアクリル酸及びその誘導体、例えばメタクリル酸などである。好ましくは、用語「非イオン性コポリマー」は、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲を有する水溶液中にあるときに荷電される官能性を含む構造単位を実質的に有さないコポリマーを指す。用語「非イオン性コポリマー」は、本明細書において使用される場合、例えば、イオンを形成可能でない構造単位及び／又は官能基のみを有するコポリマー、例えば、イソプレン又はメチルメタクリラートから誘導される構造単位を包含する。加えて、非イオン性コポリマーという用語はまた、例えばカルボン酸基などのイオンを一般に形成可能であるが、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲を有する水溶液中にあるとき非荷電状態にある構造単位及び／又は官能基を有するコポリマーも包含してもよい。このようなｐＨ範囲内で非荷電であるこのような構造単位についての例は、カルボン酸基を有するアクリル酸及びその誘導体、例えばメタクリル酸などから誘導される構造単位である。非イオン性コポリマーに関して、「２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲の水溶液中にあるときに荷電される官能性を含む構造単位を実質的に有さない」は、好ましくは、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲の水溶液中にあるときに荷電される官能性を含む構造単位がコポリマー中に少量だけ存在することを意味する。例えば、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲の水溶液中にあるときに荷電される官能性を含むこのような構造単位は、共重合されるべきモノマーの不純物から、又は共重合反応において使用される反応体、例えば開始剤、触媒及び／若しくは連鎖移動剤などから、又はまた反応混合物に意図的に加えられたイオン性モノマーから誘導され得る。好ましくは、２〜１１、より好ましくは３〜１０のｐＨ範囲の水溶液中にあるときに荷電される官能性を含む構造単位の量は、各々コポリマーの構造単位１００mol%を基準として、５mol%未満、より好ましくは３mol%未満、さらにより好ましくは２mol%未満、最も好ましくは１mol%未満である。
【００８２】
本発明のポリロタキサンの好ましい実施態様において、ポリロタキサンは、本明細書に記載される本発明の方法のいずれか１つによって得ることが可能であるか又は得られる。
【００８３】
本発明のポリロタキサンの１つの実施態様において、前記コポリマーは、ストッパー基を有する前記第一の重合性モノマーから誘導される前記構造単位が前記コポリマーの鎖に沿ってその両端部間に少なくとも部分的にランダムに組み込まれた、ランダムコポリマーである。
【００８４】
本発明のポリロタキサンの幾つかの実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位の量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．５mol%〜１８mol%の量である。好ましくは、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位の量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として１mol%〜１６mol%の量である。より好ましくは、ストッパー基を有する第一のモノマーから誘導される前記構造単位の量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として２mol%〜１５mol%の量である。さらにより好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される構造単位の量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として３mol%〜１２mol%の量である。最も好ましくは、第一のモノマーから誘導される前記構造単位の量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として５mol%〜１１mol%の量である。
【００８５】
本発明のポリロタキサンの別の実施態様において、前記コポリマーは、ストッパー基を有する前記第一の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＡと、前記第二の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＢと、第三の重合性モノマーから誘導される繰り返し単位を含むブロックＣとを含むブロックコポリマーであって、前記第三のモノマーから誘導される前記繰り返し単位が前記第一のモノマーから誘導される前記繰り返し単位と同じ又は異なり、前記ブロックコポリマーにおいて、前記ブロックＢが前記ブロックＡと前記ブロックＣとの間に配置され、前記環状分子がブロックＢ上に通され、そして、前記第一のモノマーから誘導される前記構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される前記構造単位の組み合わせ量が、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．１mol%〜２０mol%の量である、ブロックコポリマーである。ブロックＣ中の第三のモノマーから誘導される繰り返し単位及びブロックＡ中の第一のモノマーから誘導される繰り返し単位が同じである場合、ブロックＣはまたブロックＡと表してもよい。
【００８６】
前記ブロックＡ、前記ブロックＢ及び前記ブロックＣを有するブロックコポリマーを含むポリロタキサンのある実施態様において、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される前記構造単位の組み合わせ量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として０．５mol%〜１８mol%の量である。好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される前記構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される前記構造単位の組み合わせ量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として１mol%〜１６mol%の量である。より好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される前記構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される前記構造単位の組み合わせ量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として２mol%〜１５mol%の量である。さらにより好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される前記構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される前記構造単位の組み合わせ量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として３mol%〜１２mol%の量である。最も好ましくは、ストッパー基を有する前記第一のモノマーから誘導される構造単位及び前記第三のモノマーから誘導される構造単位の組み合わせ量は、コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として５mol%〜１１mol%の量である。また、これらの実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマー及びストッパー基を有する第三のモノマーは、同じであっても異なっていてもよい。
【００８７】
好ましくは、本明細書に記載されるポリロタキサンの幾つかの実施態様において、環状分子がコポリマーの主鎖上に通される。これは、好ましい実施態様において、ポリロタキサンが主鎖ポリロタキサンであることを意味する。
【００８８】
ポリロタキサン中に一般に使用される様々な環状分子を、本明細書に記載されるポリロタキサンにおいて採用してよい。例えば、環状分子は、クラウンエーテル、ククルビット［ｎ］ウリル、カリックスアレーン、環式アミド及び／又は遷移金属錯体であってよい。しかしながら、本発明のポリロタキサンの幾つかの特に好ましい実施態様において、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。１つの実施態様において、環状分子は、シクロデキストリンである。別の実施態様において、環状分子は、シクロデキストリン誘導体である。ポリロタキサンの幾つかの実施態様において、シクロデキストリン及びシクロデキストリン誘導体は、組み合わせて使用される。
【００８９】
本明細書に開示されるポリロタキサンの幾つかの実施態様において、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体は、天然のシクロデキストリン、メチル化シクロデキストリン、アセチル化シクロデキストリン、ヒドロキシエチル化シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル化シクロデキストリン、陽イオン性シクロデキストリン誘導体、陰イオン性シクロデキストリン誘導体、グルコシル化シクロデキストリン、化学的に反応性のシクロデキストリン誘導体、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。さらなる実施態様において、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体は、α−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）、ヒドロキシプロピルβ−シクロデキストリン、アセチルβ−シクロデキストリン、ヘプタキス（２，６−ジ−Ｏ−メチル）−β−シクロデキストリン、カルボキシメチル−β−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−β−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、スルホブチル化β−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンスルファート、６−モノデオキシ−６モノアミノ−β−シクロデキストリン塩酸塩、ヘプタキス−６−デオキシ−６−アミノ）−β−シクロデキストリン、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリン、ヘプタキス（２，６−トリ−Ｏ−メチル）−β−シクロデキストリン、モノ−アミノ−β−シクロデキストリン、スルホブチル−β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ランダムにメチル化されたγ−シクロデキストリン、２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノプロピル−β−シクロデキストリンハロゲン化物、それらの任意の塩、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。なおさらなる実施態様において、前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体は、カルボキシメチル−α−シクロデキストリンナトリウム塩、カルボキシメチル−β−シクロデキストリンナトリウム塩、スクシニル−α−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、スクシニル−γ−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−α−シクロデキストリン、（２−カルボキシエチル）−β−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、β−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、γ−シクロデキストリンリン酸ナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、スルホブチル化β−シクロデキストリンナトリウム塩、α−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、β−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、γ−シクロデキストリン硫酸ナトリウム塩、６−モノデオキシ−６−モノアミノ−β−シクロデキストリン塩酸塩、ヘプタキス（６−デオキシ−６−アミノ）−β−シクロデキストリン七塩酸塩、オクタキス（６−デオキシ−６−アミノ）−γ−シクロデキストリン八塩酸塩、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されるイオン性シクロデキストリン又はイオン性シクロデキストリン誘導体である。ある好ましい実施態様において、シクロデキストリン誘導体は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。
【００９０】
第一のモノマーが、コポリマーに沿った環状分子の可動性をブロックするためにかつ環状分子がコポリマー鎖から分解するのを防止するために十分な立体的嵩高さを有するストッパー基を有する限りは、第一のモノマーは特に限定されない。好ましくは、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ビニルモノマーである。用語「ビニルモノマー」は、また本明細書に記載されるポリロタキサンに関して使用される場合、一般に、ビニル基を有するモノマーを表す。これに関して、用語「ビニル基」は、基−ＣＨ＝ＣＨ２のことを指す。場合により、ビニル基は、水素原子のいずれか１つの代わりに１以上の置換基を保有することができる（例えば、ポリ（エチレングリコール）メタクリラート中のメチル基など）。好ましくは、第一のモノマーは、７０g/mol以上の分子量を有する。したがって、ポリロタキサンの幾つかの実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、７０g/mol〜１０００g/mol、好ましくは１００g/mol〜５００g/molの分子量を有する。
【００９１】
本明細書に開示されるポリロタキサンの幾つかの実施態様において、前記第一のモノマーは、ミルセン、芳香族ビニルモノマー、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリラート、α，ω−ビス（メタ）アクリラート、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。第一のモノマーがポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリラートである場合、ポリ（エチレングリコール）単位の分子量は、好ましくは、３０００g/mol以下である。より好ましくは、第一のモノマーがポリ（エチレングリコール）（メタ）アクリラートである場合、ポリ（エチレングリコール）単位の分子量は、１０００g/mol以下である。ある実施態様において、第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテル（メタ）アクリラートである。ある実施態様において、第一のモノマーは、ヒドロキシエチル（メタ）アクリラートである。ストッパー基を有する第一のモノマーが芳香族ビニルモノマーである幾つかの実施態様において、前記芳香族ビニルモノマーは、場合により置換されているスチレン、場合により置換されているスチレンスルホン酸、場合により置換されているビニルピリジン、場合により置換されているジビニルベンゼン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。用語「場合により置換されている」は、場合により置換されているスチレン、場合により置換されているスチレンスルホン酸、場合により置換されているビニルピリジン及び場合により置換されているジビニルベンゼンの文脈において言及される場合、水素、Ｃ１−Ｃ１０アルキル、Ｃ１−Ｃ１０ヘテロアルキル、Ｃ１−Ｃ１０ハロアルキル、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ、ＣＮ、ニトロ、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）などからなる群より独立して選択される１以上の置換基を表す。１つの実施態様において、芳香族ビニルモノマーは、４−（トリフルオロメチル）スチレンである。α，ω−ビス（メタ）アクリラートが使用される場合、実施態様において、前記α，ω−ビス（メタ）アクリラートは、エチレングリコール、オリゴエチレングリコール、ポリ（エチレングリコール）、ビスフェノールＡ及びそれらの任意の混合物のα，ω−ビス（メタ）アクリラートである。α，ω−ビス（メタ）アクリラートがポリ（エチレングリコール）のα，ω−ビス（メタ）アクリラートである場合、ポリ（エチレングリコール）単位の分子量は、好ましくは、３０００g/mol以下である。より好ましくは、α，ω−ビス（メタ）アクリラートがポリ（エチレングリコール）のα，ω−ビス（メタ）アクリラートである場合、ポリ（エチレングリコール）単位の分子量は、１０００g/mol以下である。
【００９２】
本明細書に記載されるポリロタキサンに関して、また、第二のモノマーが実質的に線形な構造を有するコポリマーの区画を形成可能である限りは、第二のモノマーは特に限定されない。それ故、第二のモノマーは、実質的に線形なモノマーであってよい。上述した通り、用語「実質的に線形な」は、このような区画が分岐していることを排除しない（環状分子が回転可能でありかつ該区画に沿った可動性を発揮するように、実質的に線形な構造を有する区画が環状分子を貫通できる限りは）。その結果として、分岐が環状分子の回転性及びコポリマーに沿った環状分子の可動性を防止しない限りは、第二のモノマーは、分岐していてよく、好ましくはわずかに分岐していてよい。好ましくは、第二のモノマーは、ビニルモノマーである。より好ましくは、ストッパー基を有する第一のモノマー及び第二のモノマーは共に、ビニルモノマーである。好ましくは、本明細書に開示される方法のいずれか１つにおいて、第二のモノマーは、１２０g/mol以下、より好ましくは１１０g/mol以下の分子量を有する。
【００９３】
本明細書に記載されるポリロタキサンにおいて、第二のモノマーは、非イオン性モノマーである。幾つかの実施態様において、第二のモノマーは、疎水性モノマー、特に、非イオン性の疎水性モノマーである。ポリロタキサンのいずれか１つの文脈において本明細で言及される場合、用語「疎水性モノマー」は、水中で不溶性であるか又は水中で単に難溶性であるモノマーを表す。本明細書に記載されるポリロタキサンの目的のために、疎水性モノマーは、好ましくは、２０℃の水中で、２０g/l未満、より好ましくは１０g/l未満、さらにより好ましくは５g/l未満、そして、最も好ましくは２g/l未満の溶解度を有する。疎水性モノマーは、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体が使用される場合に特に好ましい。幾つかの実施態様において、第二のモノマーは、１２０g/mol未満の分子量を有するビニルモノマーの群より選択される。好ましくは、第二のモノマーは、１１０g/molより小さい分子量を有するビニルモノマーの群より選択される。追加的に又は代替的に、幾つかの実施態様において、第二のモノマーは、１，３−ジエン、１，３，５−トリエン、（メタ）アクリラート、ビニルエステル、ビニル−エーテル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド、及びそれらの任意の組み合わせからなるビニルモノマーの群より選択される。第二のモノマーが１，３−ジエンである場合、前記１，３−ジエンは、好ましくは、１，３−ブタジエン、１，３−ブタジエンの誘導体、イソプレン、及びそれらの任意の組み合わせから選択される。それ故、１つの実施態様において、１，３−ブタジエンが使用される。１つの実施態様において、イソプレンが使用される。別の実施態様において、１，３−ブタジエン及びイソプレンが組み合わせて使用される。１つの実施態様において、１，３−ジエンは、ジメチルブタジエンである。第二のモノマーがビニルエステルである場合、幾つかの実施態様において、ビニルエステルは、酢酸ビニルである。第二のモノマーがビニルエーテルである場合、幾つかの実施態様において、前記ビニルエーテルは、メチル−ビニルエーテルである。第二のモノマーが（メタ）アクリラートである場合、前記（メタ）アクリラートは、メチルアクリラート、メチルメタクリラート及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。それ故、１つの実施態様において、第二のモノマーは、メチルアクリラートである。１つの実施態様において、第二のモノマーは、メチルメタクリラートである。別の実施態様において、メチルアクリラート及びメチルメタクリラートが組み合わせて使用される。
【００９４】
疎水性モノマーを第二のモノマーとして使用してよいので、実施態様によれば、本明細書に記載される任意のポリロタキサンの非イオン性コポリマーは、疎水性コポリマーであってよい。本開示の目的のために、「疎水性コポリマー」は、各々コポリマーの構造単位の総量１００mol%を基準として、少なくとも６０mol%の疎水性モノマーから誘導される構造単位、好ましくは少なくとも７０mol%の疎水性モノマーから誘導される構造単位、より好ましくは少なくとも８０mol%の疎水性モノマーから誘導される構造単位、さらにより好ましくは少なくとも９０mol%の疎水性モノマーから誘導される構造単位、そして、最も好ましくは少なくとも９５mol%の疎水性モノマーから誘導される構造単位を含むコポリマーと定義してよい。この文脈において、用語「疎水性モノマー」は、上の通りに、すなわち水中で不溶性であるか又は水中で難溶性であるモノマーと定義される。好ましくは、疎水性モノマーは、２０℃の水中で、２０g/l未満、より好ましくは１０g/l未満、さらにより好ましくは５g/l未満、そして、最も好ましくは２g/l未満の溶解度を有する。疎水性モノマーのこれらの定義は、ストッパー基を有する第一のモノマー及び第二のモノマーの両方に適用してよい。シクロデキストリン及び／又はシクロデキストリン誘導体が使用される場合、本明細書に記載されるポリロタキサンのコポリマーが疎水性コポリマーであることが好ましい。シクロデキストリン及びシクロデキストリン誘導体は、疎水性キャビティを有し、そのため、シクロデキストリン及び／又はシクロデキストリン誘導体を疎水性コポリマー上へ通すことは、コポリマーと環状分子との間で小さな相互作用しかもたらさない。そのような小さな相互作用に起因して、環状分子の回転性及びコポリマー鎖に沿った可動性は、大きく妨害されることはない。
【００９５】
本明細書に開示されるポリロタキサンのいずれか１つのある好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラートであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。さらに、この実施態様において、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）及び２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリド（陽イオン性環状分子）を組み合わせて使用してよい。モノマー及び環状分子のこれらの組み合わせを、コポリマーがランダムコポリマーである本明細書に記載される任意のポリロタキサン中に使用してよい。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを有するポリロタキサンは、水溶性であり、かつ、例えばテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド又はクロロホルムなどの有機溶媒中で可溶性又は分散性であることが見いだされている。
【００９６】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンのいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、スチレンであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、コポリマーがランダムコポリマーである本明細書に記載される任意のポリロタキサン中に使用してよい。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを有するポリロタキサンは、例えばテトラヒドロフラン又はクロロホルムなどの有機溶媒中で可溶性であることが見いだされている。
【００９７】
本明細書に開示されるポリロタキサンのいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ミルセンであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、コポリマーがランダムコポリマー又はブロックコポリマーである本明細書に記載される任意のポリロタキサン中に使用してよい。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを有するポリロタキサンは、例えばテトラヒドロフラン又はクロロホルムなどの有機溶媒中で可溶性であることが見いだされている。
【００９８】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンのいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）モノメタクリラート（ＰＥＧＭＡ）であり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、コポリマーがランダムコポリマーである本明細書に記載される任意のポリロタキサン中に使用してよい。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを有するポリロタキサンは、水中及び有機溶媒（例えば、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド又はクロロホルムなど）中で可溶性ことが見いだされている。
【００９９】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンのいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、スチレンであり、第二のモノマーは、メチルアクリラートであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、コポリマーがランダムコポリマーである本明細書に記載される任意のポリロタキサン中に使用してよい。
【０１００】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンのいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラートであり、第二のモノマーは、ジメチルブタジエンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）である。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、コポリマーがランダムコポリマーである本明細書に記載される任意のポリロタキサン中に使用してよい。
【０１０１】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンのいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ヒドロキシエチルメタクリラートであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体及びそれらの任意の組み合わせから選択される。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、β−シクロデキストリンである。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、コポリマーがランダムコポリマーである本明細書に記載される任意のポリロタキサン中に使用してよい。
【０１０２】
本明細書に記載される通りのポリロタキサンのいずれか１つの別の好ましい実施態様において、ストッパー基を有する第一のモノマーは、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラートであり、第二のモノマーは、イソプレンであり、そして、環状分子は、ヒドロキシプロピル化（hydroxyproylated）シクロデキストリンである。好ましくは、この実施態様において、環状分子は、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンである。モノマー及び環状分子のこの組み合わせを、コポリマーがランダムコポリマーである本明細書に記載される任意のポリロタキサン中に使用してよい。
【０１０３】
ポリロタキサンを調製する任意の方法に対して言及される本明細書に記載される任意の実施態様、特徴、定義などはまた、本明細書に記載される任意のポリロタキサンにも準用する。同様にして、任意のポリロタキサンに対して言及される本明細書に記載される任意の実施態様、特徴、定義なども本明細書に記載されるポリロタキサンを調製する任意の方法に準用する。
【０１０４】
利点として、本発明のポリロタキサンは、水中又は有機溶媒（テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル及びアセトンなどの工業において使用される）中で可溶性又は分散性である。そのため、種々の用途に向けたポリロタキサンの処理を容易に達成することができる。
【０１０５】
幾つかの実施態様において、ポリロタキサンは、水中に分散されて、水性分散液を形成する。したがって、本発明はまた、水中に分散された本発明のポリロタキサンを含む水性分散液に関する。ある実施態様において、分散されたポリロタキサンの粒径は、５μm以下である。
【０１０６】
幾つかの実施態様において、ポリロタキサンは、水に溶解されて、水溶液を形成する。したがって、本発明はまた、水に溶解された本発明のポリロタキサンを含む水溶液に関する。
【０１０７】
本発明はまた、架橋されたポリロタキサンを調製する方法であって、（ａ）本発明のポリロタキサンを提供する工程及び（ｂ）前記ポリロタキサンを化学的又は物理的に架橋する工程を含む方法に関する。
【０１０８】
架橋されたポリロタキサンを調製する方法の幾つかの実施態様において、前記架橋は、環状分子への結合を形成可能な少なくとも２つの官能基を有する架橋剤を使用した、環状分子の架橋によるポリロタキサンの分子間架橋を含む。ある特に好ましい実施態様において、ポリロタキサンのこのような分子間架橋は、第一のコポリマー鎖上に通された第一の環状分子と別の第二のコポリマー鎖上に通された第二の環状分子との間で共有連結を形成することを含む。本明細書に記載される架橋されたポリロタキサンを調製する方法のいずれか１つにおいて、架橋を加熱下で実施してよい。架橋されたポリロタキサンを調製する方法の好ましい実施態様において、前記環状分子は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体であり、そして、前記架橋剤は、前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体の官能基との結合を形成可能な少なくとも２つの官能基を有する。ある好ましい実施態様において、架橋剤と反応するシクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体の前記官能基は、ヒドロキシル基である。幾つかの実施態様において、架橋剤は、ジイソシアナート、ブロックジイソシアナート、ジイソチオシアナート、ビスエポキシド、シアヌル酸クロリド、ジビニルスルホン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。ブロックジイソシアナートは、室温で安定であるが加熱の影響下で解離してイソシアナート官能性を再生するジイソシアナートから形成される反応生成物と称することができる。架橋剤がブロックジイソシアナートである場合、D.A. Wicks, Z.W. Wicks Jr, Prog. Org. Coatings 1999, 36, 148-172 に記載されているブロックジイソシアナートを使用してよい。架橋剤がビスエポキシドである場合、前記ビスエポキシドは、ビスフェノール−Ａジグリシジルエーテルであってよい。しかしながら、架橋剤は、特に限定されず、そして、当業者が他の好適な架橋剤を適切に選択してよい。実施態様において、架橋されたポリロタキサンを調製する方法はゲルを提供する。特に好ましい実施態様において、ゲルは、環動ゲルである。
【０１０９】
本発明はまた、本発明のポリロタキサンが化学的又は物理的に架橋されている、架橋されたポリロタキサンに関する。
【０１１０】
好ましい実施態様において、架橋されたポリロタキサンは、本発明に係る本明細書に記載される架橋されたポリロタキサンを調製する任意の方法によって得ることが可能であるか又は得られる。
【０１１１】
架橋されたポリロタキサンの幾つかの実施態様において、ポリロタキサンは、環状分子と架橋剤を介して分子間で架橋される。ある特に好ましい実施態様において、ポリロタキサンのこのような分子間架橋は、第一のコポリマー鎖上に通された第一の環状分子と別の第二のコポリマー鎖上に通された第二の環状分子との間の共有連結によって提供される。幾つかの実施態様において、環状分子は、シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体であり、そして、前記架橋剤は、前記シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体の官能基に結合される。ある好ましい実施態様において、架橋剤と反応するシクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体の官能基は、ヒドロキシル基である。幾つかの実施態様において、架橋剤は、ジイソシアナート、ブロックジイソシアナート、ジイソチオシアナート、ビスエポキシド、シアヌル酸クロリド、ジビニルスルホン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。架橋剤がブロックジイソシアナートである場合、D.A. Wicks, Z.W. Wicks Jr, Prog. Org. Coatings 1999, 36, 148-172 に記載されているブロックジイソシアナートを使用してよい。架橋剤がビスエポキシドである場合、前記ビスエポキシドは、ビスフェノール−Ａジグリシジルエーテルであってよい。しかしながら、架橋剤は、特に限定されず、そして、当業者が他の好適な架橋剤を適切に選択してよい。
【０１１２】
幾つかの実施態様において、架橋されたポリロタキサンは、ゲルである。これに関して、架橋されたポリロタキサンは、物理ゲル又は化学ゲルを形成し得る。当業者に公知である通り、物理ゲルは、例えばイオン相互作用、疎水性相互作用、水素結合、微結晶形成、ヘリックス形成などの、ポリマー間の物理的引力作用に起因して生じ得る非共有架橋接合を有する。その一方で、化学ゲルでは、架橋は、共有結合を通して提供される。
【０１１３】
特に好ましい実施態様において、架橋されたポリロタキサンは、環動ゲルである。環動ゲルではポリマー鎖が位相的に連結されるので、環動ゲルは物理ゲル及び化学ゲルとは異なる。環動ゲルでは、ほぼ環状分子だけが架橋されるが、コポリマー鎖は架橋されないか又はわずかに架橋されるだけである。より具体的には、本発明の実施態様に係る環動ゲルの形成及び環動ゲルを図式的に描写している図２から分かるように、環動ゲルは、第一のコポリマー鎖上に通された第一の環状分子が別の第二のコポリマー鎖上に通された第二の環状分子に共有連結されたアーキテクチャを示す。このような架橋によって、互いに共有連結された２つの環状分子は、８の字形に似た形状を示す。環状分子だけが架橋されるので、架橋は、コポリマー鎖に沿って自由に移動可能であり、そのためポリマーネットワーク中で自由に移動することができる。結果として、環状分子を貫通するコポリマー鎖の張力は、滑車と同様に均等化される。この効果は、引張変形に対してコポリマー鎖中の張力を自動的に分散させ、そのため亀裂又は欠陥を引き起こしにくい。環動ゲルの概念は、例えば、K. Ito, Polym. J. (Tokyo, Jpn.) 2007, 39, 489-499 に記載されている。
【０１１４】
架橋されたポリロタキサンを調製する任意の方法に対して言及される本明細書に記載される任意の実施態様、特徴、定義などはまた、本明細書に記載される任意の架橋されたポリロタキサンにも準用する。同様にして、任意の架橋されたポリロタキサンに対して言及される本明細書に記載される任意の実施態様、特徴、定義なども本明細書に記載される架橋されたポリロタキサンを調製する任意の方法に準用する。
【０１１５】
本明細書に開示されるポリロタキサン及び架橋されたポリロタキサンを、自己修復材料として、カプセル化のため、薬物送達のため、溶液、分散液又は混成材料の調製のために、接着剤として、及び表面コーティング剤として使用してよい。
【０１１６】
したがって、また、本発明によって包含されるのは、自己修復材料としての本明細書に開示される通りのポリロタキサンの使用である。加えて、本発明はまた、自己修復材料としての本明細書に開示される通りの架橋されたポリロタキサンの使用に関する。したがって、本発明はまた、自己修復表面コーティングを有する表面を提供する方法であって、（ａ）表面を提供する工程、並びに（ｂ）該表面に本明細書に開示されるポリロタキサン及び／又は架橋されたポリロタキサンをコーティングして、自己修復表面コーティングを有する表面を提供する工程を含む方法に関する。自己修復材料としての適用のために、ポリロタキサンが環動ゲルであることが特に好ましい。該表面は、特に限定されず、かつ、例えば、表面は、金属表面、ガラス表面、セラミック表面、木材表面などであってよい。これに関して、用語「自己修復」は、機械的衝撃によって引き起こされた損傷をヒトの介入なしに修復する材料の能力を指す。自己修復特性は、例えば、塗料及び接着剤において有用である。このような塗料及び接着剤は、例えば、耐洗車性、耐チッピング性、耐衝撃性及び耐候性を必要とする自動推進車両にだけでなく、家庭電気製品用の塗料、樹脂基材などにも使用され得る。
【０１１７】
本発明は、さらに、カプセル化のための本明細書に開示される通りのポリロタキサンの使用に関する。また、本発明は、カプセル化のための本明細書に開示される通りの架橋されたポリロタキサンの使用に関する。したがって、本発明はまた、材料をポリロタキサンでカプセル化する方法であって、（ａ）カプセル化されるべき材料を提供する工程、並びに（ｂ）該材料を本明細書に開示されるポリロタキサン及び／又は架橋されたポリロタキサンを使用してカプセル化して、カプセル化された材料を提供する工程を含む方法に関する。実施態様において、前記ポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンは、薬学的に活性な薬剤のカプセル化に使用される。これは、カプセル化されるべき材料が薬学的に活性な薬剤であることを意味する。ポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンによってカプセル化されるべき薬学的に活性な薬剤は、特に限定されない。例えば、実施態様において、薬学的に活性な薬剤は、疎水性薬物、ステロイド薬、抗癌薬、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。
【０１１８】
さらに、本発明は、薬学的に活性な薬剤のための担体としての本明細書に記載される通りのポリロタキサンの使用に関する。同様に、本発明はまた、薬学的に活性な薬剤のための担体としての本明細書に記載される通りの架橋されたポリロタキサンの使用に関する。ポリロタキサン又は架橋されたポリロタキサンによってカプセル化されるべき薬学的に活性な薬剤は、特に限定されない。例えば、実施態様において、薬学的に活性な薬剤は、疎水性薬物、ステロイド薬、抗癌薬、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。
【０１１９】
本発明はまた、ポリロタキサンで表面をコーティングする方法であって、本明細書に記載される通りのポリロタキサンを含有する溶液又は分散液を該表面にコーティングすることを含む方法に関する。幾つかの実施態様において、コーティングは、浸漬、スピンコーティング、噴霧、及び／又は噴霧コーティングを使用して実施される。好ましくは、コーティングは、水中又は有機溶媒中のポリロタキサンの分散液又は溶液を使用して実施される。コーティングされるべき表面は、特に限定されない。例えば、コーティングされるべき表面は、金属表面、ガラス表面、セラミック表面、木材表面などであってよい。このような方法を、例えば、ポリロタキサンの自己修復コーティングを表面に適用するために使用することができる。本明細書に記載されるポリロタキサンを含むコーティング剤は、例えば、接着及び摩擦を制御するための並びに耐引掻性を提供するための腐食阻害剤として有用である。
【０１２０】
また、本発明によって包含されるのは、接着剤としての本明細書に記載される通りの架橋されたポリロタキサンの使用である。好ましくは、架橋されたポリロタキサンが接着剤として使用される場合、架橋されたポリロタキサンは、ゲルである。
【０１２１】
本発明は、さらに、金属粒子及び／又は金属酸化物粒子と本明細書に記載される通りのポリロタキサンとを含む分散液に関する。幾つかの実施態様において、金属粒子及び／又は金属酸化物粒子は、ナノ粒子である。
【０１２２】
また、本発明は、金属粒子及び／又は金属酸化物粒子と本明細書に記載される通りのポリロタキサンとから構成される複合体に関する。幾つかの実施態様において、金属粒子及び／又は金属酸化物粒子は、ナノ粒子である。
【０１２３】
本明細書において使用される場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈上そうでないことが明確に示されない限り、複数形の指示対象を含むことに留意されるべきである。それ故、例えば、「１つの試薬（a reagent）」に対する言及は、１以上のこのような異なる試薬を含み、そして、「該方法（the method）」に対する言及は、本明細書に記載される方法を変更又は置換できる、当業者に公知の等価な工程及び方法に対する言及を含む。
【０１２４】
本開示において引用される全ての刊行物及び特許は、参照によってその全体が組み入れられる。参照によって組み入れられる材料が本明細書と矛盾する又は一致しない範囲では、本明細書は、あらゆるこのような材料に取って代わるであろう。
【０１２５】
特に指示のない限り、一連の要素に先行する用語「少なくとも」は、その一連の全ての要素を指すものと理解されたい。当業者は、本明細書に記載される本発明の特定の実施態様に対する多数の等価物を、わずかなルーチン実験を使用して認識するか又は確認できるであろう。このような等価物は、本発明に包含されるものと意図される。
【０１２６】
本明細書及び以下の特許請求の範囲を通して、文脈上そうでないことを必要としない限り、語「〜を含む（comprise）」、並びに「comprises」及び「comprising」などの変形型は、規定の整数若しくは工程又は整数若しくは工程の群の包含を意図するが、任意の他の整数若しくは工程又は整数若しくは工程の群の排除を意図しないものと理解されよう。本明細書において使用される場合、用語「〜を含む（comprising）」は、用語「〜を含有する（containing）」で置換することができ、又は、しばしば、本明細書において使用される場合、用語「〜を有する（having）」で置換することができる。
【０１２７】
本明細書において使用される場合。「〜からなる（consisting of）」は、特許請求の範囲の要素において明示されていないあらゆる要素、工程、又は成分を排除する。本明細書において使用される場合、「〜から本質的になる（consisting essentially of）」は、特許請求の範囲の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない材料又は工程を排除しない。本明細書における各場合において、用語「〜を含む（comprising）」、「〜から本質的になる（consisting essentially of）」及び「〜からなる（consisting of）」のいずれかは、他の２つの用語のいずれかで置き換えてよい。
【０１２８】
幾つかの文献が本明細書の本文を通して引用される。本明細書において引用される文献（全ての特許、特許出願、科学刊行物、製造業者の仕様書、使用説明書などを含む）の各々は、上記又は下記を問わず、参照によってその全体が本明細書に組み入れられる。本明細書において、本発明が先行発明によって係る開示に先行する資格を有しないことを承認するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【０１２９】
以下の実施例は、本発明をさらに説明する。しかしながら、これらの実施例は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。該実施例は、説明の目的のために含まれ、そして、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【０１３０】
実施例１
フリーラジカル重合を介して調製されたポリロタキサン：ポリ（イソプレン−ｃｏ−ＰＥＧメチルエーテルメタクリラート）−ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリンポリロタキサン
【化２】
2018522973.tif 000003
過硫酸アンモニウム（ラジカル開始剤）６．５０mg（０．０３mmol）、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ、環状分子）５．９０ｇ（４．５０mmol）及びポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラート（ストッパー基を有する第一のモノマー）０．２２ｇ（０．４５mmol）を脱イオン水１０mLに溶解し、そして、その系に撹拌下で窒素ガスを３０分間バブリングした。新しく蒸留したイソプレン（第二のモノマー、疎水性）０．４５mL（０．３１ｇ、４．５０mmol）の添加後、窒素フローを停止し、そして、その系を撹拌して、均質な溶液を与えた（すなわち、ＲＡＭＥＢ／イソプレン錯体形成）。触媒量（＜０．１mL）のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）の添加によって反応を開始し、室温で数時間撹拌した。反応後、清澄な水溶液を限外濾過（１００００分子量カットオフのポリエーテルスルホンメンブレン）によって精製した。凍結乾燥後に、生成物（５００mg）を白色の粉末として得た。
ＴＬＣ：Ｒｆ（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ  ７／３  v/v）＝０、遊離ＲＡＭＥＢの痕跡なし
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ５．１５  −  ４．９５  （メチン基），  ２．０５  −  １．８５  （メチレン基）  及び  １．７５  −  １．４５  ｐｐｍ（メチル基）（ポリイソプレンについて），  ５．００  （ｓ，  １Ｈ，  Ｈ−１），  ３．６５  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−７），  ３．４０  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−８），  ３．９５  −  ３．２５  （ｍ，  ５Ｈ，  Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６）  ｐｐｍ（ＲＡＭＥＢについて）
旋光度測定：ｃ＝３．４０mg/mL  α＝０．０３６deg
ＩＴＣ：遊離ＲＡＭＥＢ  ７．５wt%
【０１３１】
実施例１で調製されたポリロタキサンの等温滴定カロリメトリー（ＩＴＣ）研究は、試料が、イソプレンスチレンコポリマー上に通されていない遊離のランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）をわずか６．４％含有することを示す。
【０１３２】
実施例２
フリーラジカル重合を介して調製されたポリロタキサン：ポリ（イソプレン−ｃｏ−スチレン）−ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリンポリロタキサン
【化３】
2018522973.tif 000004
過硫酸アンモニウム（ラジカル開始剤）６．５０mg（０．０３mmol）、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ、環状分子）５．９０ｇ（４．５０mmol）及びスチレン（ストッパー基を有する第一のモノマー）０．０４６mL（０．４５mmol）を脱イオン水１０mLに溶解し、そして、その系に撹拌下で窒素ガスを３０分間バブリングした。新しく蒸留したイソプレン（第二のモノマー、疎水性）０．４５mL（０．３１ｇ、４．５０mmol）の添加後、窒素フローを停止し、そして、その系を撹拌して、均質な溶液を与えた（すなわち、ＲＡＭＥＢ／イソプレン錯体形成）。触媒量（＜０．１mL）のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）の添加によって反応を開始し、室温で数時間撹拌した。反応後、生成物を濾別し、一晩凍結乾燥させた。生成物（３００mg）を白色の泡状物として得た。
ＴＬＣ：Ｒｆ（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ  ７／３  v/v）＝０、遊離ＲＡＭＥＢの痕跡なし
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ５．１５  −  ４．９５  （メチン基），  ２．０５  −  １．８５  （メチレン基）  及び  １．７５  −  １．４５  ｐｐｍ（メチル基）（ポリイソプレンについて），  ５．００  （ｓ，  １Ｈ，  Ｈ−１），  ３．６５  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−７），  ３．４０  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−８），  ３．９５  −  ３．２５  （ｍ，  ５Ｈ，  Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６）  ｐｐｍ（ＲＡＭＥＢについて）  並びに  ７．１０−７．５０  ｐｐｍ（スチレンの芳香族プロトンについて）
旋光度測定：ｃ＝０．９８mg/mL  α＝０．００７deg
ＩＴＣ：遊離ＲＡＭＥＢ  ６．４wt%
【０１３３】
少量（２０〜５０mg）のポリロタキサンをＨＣｌＯ４（１mM、２５mL）と７０℃で２０時間反応させた。ＮａＯＨで酸を中和した後、得られた不溶性ポリマーを濾過によって水相から取り除き、そして、水で数回洗浄し、真空下で乾燥させた。
【０１３４】
図３は、ａ）実施例２で調製されたポリロタキサンの、及びｂ）上記の通り調製されたポリロタキサンの加水分解によって得られた、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）を貫通していない遊離イソプレンスチレンコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。ａ）におけるシグナルの広がりは、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリンがイソプレンスチレンコポリマー上に通されたポリロタキサン構造を示している。
【０１３５】
図４は、実施例２で調製されたポリロタキサンのＣＤＣｌ３中のＲＯＥＳＹ  ＮＭＲスペクトルを示す。強調されているクロスピークは、イソプレンスチレンコポリマーのオレフィンプロトンとランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）のプロトンの間の相関を示しており、これは、ＲＡＭＥＢがコポリマー上に通されていることを示唆している。
【０１３６】
実施例３
可逆的付加開裂連鎖移動ラジカル共重合（ＲＡＦＴ）を介して調製された統計コポリマーポリロタキサン：ポリ（イソプレン−ｃｏ−ミルセン）−ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリンポリロタキサン
【化４】
2018522973.tif 000005
２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩（Wako Pure Chemical Industries, Ltd.の開始剤ＶＡ−０４４）０．９２mg（０．００３mmol）、Ｓ，Ｓ’−ビス（α，α’−ジメチル−α’’−酢酸）−トリチオカルボナート（連鎖移動剤）８．０６mg（０．０３mmol）、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ、環状分子）５．９０ｇ（４．５０mmol）及びミルセン（ストッパー基を有する第一のモノマー）０．０８mL（６１mg、０．４５mmol）を脱イオン水１０mLに溶解し、そして、その系に撹拌下で窒素ガスを３０分間バブリングした。新しく蒸留したイソプレン（第二のモノマー、疎水性）０．４５mL（０．３１ｇ、４．５０mmol）の添加後、窒素フローを停止し、そして、その系を撹拌して、均質な溶液を与えた（すなわち、ＲＡＭＥＢ／イソプレン錯体形成）。反応を開始するために反応物を３５℃の油浴中に入れ、３日間撹拌した。特に、反応を開始するために反応容器を３５℃に加熱し、撹拌を３日間実施した。反応後、生成物を濾別し、真空下にて４５℃で一晩乾燥させた。生成物（２５０mg）を帯黄色／透明な油のような膜として得た。
ＴＬＣ：Ｒｆ（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ  ７／３  v/v）＝０、遊離ＲＡＭＥＢの痕跡なし
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ５．１５  −  ４．９５  （メチン基），  ２．０５  −  １．８５  （メチレン基）  及び  １．７５  −  １．４５  ｐｐｍ  （メチル基）（ポリイソプレンについて），  ５．００  （ｓ，  １Ｈ，  Ｈ−１），  ３．６５  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−７），  ３．４０  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−８），  ３．９５  −  ３．２５  （ｍ，  ５Ｈ，  Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６）  ｐｐｍ（ＲＡＭＥＢについて）
旋光度測定：ｃ＝１０．７５mg/mL  α＝０．０２４deg
ＩＴＣ：遊離ＲＡＭＥＢ  ２．２wt%
【０１３７】
実施例４
可逆的付加開裂連鎖移動ラジカル共重合（ＲＡＦＴ）を介して調製されたブロックコポリマーポリロタキサン：ポリ（ミルセン−ｂ−イソプレン−ｂ−ミルセン）−ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリンポリロタキサン
【化５】
2018522973.tif 000006
２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩（Wako Pure Chemical Industries, Ltd.の開始剤ＶＡ−０４４）０．９２mg（０．００３mmol）、Ｓ，Ｓ’−ビス（α，α’−ジメチル−α’’−酢酸）−トリチオカルボナート（二官能性連鎖移動剤）８．０６mg（０．０３mmol）、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ、環状分子）０．５９ｇ（０．４５mmol）及びミルセン（ストッパー基を有する第一のモノマー）０．０８mL（６１mg、０．４５mmol）を脱イオン水１mLに溶解し、そして、その系に撹拌下で窒素ガスを３０分間バブリングした。反応を開始するために反応物を３５℃の油浴中に入れた。特に、反応を開始するために反応容器を３５℃に加熱し、反応混合物を撹拌した。１日の反応時間後、水１０mL中のＲＡＭＥＢ５．９０ｇ（４．５０mmol）によって錯体化された新しく蒸留したイソプレン（第二のモノマー、疎水性）０．４５mL（０．３１ｇ、４．５０mmol）を混合物に加え、さらに３日間反応させた。反応後、濁った水性分散液を８０℃超に加熱した。この温度で沈殿した生成物を濾別し、温水で数回洗浄した。真空下にて４５℃で一晩乾燥させた後、生成物（３５０mg）を帯黄色／透明な油のような膜として得た。
ＴＬＣ：Ｒｆ（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ  ７／３  v/v）＝０、遊離ＲＡＭＥＢの痕跡なし
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ５．１５  −  ４．９５  （メチン基），  ２．０５  −  １．８５  （メチレン基）  及び  １．７５  −  １．４５  ｐｐｍ  （メチル基）（ポリイソプレンについて），  ５．００  （ｓ，  １Ｈ，  Ｈ−１），  ３．６５  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−７），  ３．４０  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−８），  ３．９５  −  ３．２５  （ｍ，  ５Ｈ，  Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６）  ｐｐｍ（ＲＡＭＥＢについて）
旋光度測定：ｃ＝２．００mg/mL  α＝０．００６deg
ＩＴＣ：遊離ＲＡＭＥＢ＜１wt%
【０１３８】
実施例５
原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）を介して調製された統計コポリマーポリロタキサン：ポリ（イソプレン−ｃｏ−ＰＥＧＭＡ）−ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリンポリロタキサン
【化６】
2018522973.tif 000007
ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ、環状分子）５．８９ｇ（４．４５mmol）、イソプレン（第二のモノマー、疎水性）４０６μl（４．０６mmol）、ポリ（エチレングリコール）モノメタクリラート（ＰＥＧＭＡ、ストッパー基を有する第一のモノマー）２０８μl（０．４５mmol）及び２−ヒドロキシエチル２−ブロモイソブチラート（ＨＥＢＩＢ、ＡＴＲＰ用の開始剤）８．２４μl（０．０６mmol）を脱イオン水８mlに溶解した。ヘモグロビン（酸化還元酵素、ＡＴＲＰ用の触媒）３５mg（２．１９μmol）を脱イオン水３mlに溶解し、そして、アスコルビン酸（触媒の再生用の還元剤）１５mg（８５．１７μmol）を脱イオン水２mlに溶解した。この３つの系に撹拌下で窒素ガスを３時間バブリングした。アスコルビン酸溶液２ml及び天然ヘモグロビン溶液３mlをモノマーのフラスコに移すことによって重合を開始し、室温で２日間撹拌した。反応後、溶液を１０kDaのセルロース−メンブレンで限外濾過し、凍結乾燥させた。帯褐色の粉末（２８５mg）を得た。
ＴＬＣ：Ｒｆ（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ  ７／３  v/v）＝０．０６
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ５．１５  −  ４．９５  （メチン基），  ２．０５  −  １．８５  （メチレン基）  及び  １．７５  −  １．４５  ｐｐｍ  （メチル基）（ポリイソプレンについて），  ５．００  （ｓ，  １Ｈ，  Ｈ−１），  ３．６５  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−７），  ３．４０  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−８），  ３．９５  −  ３．２５  （ｍ，  ５Ｈ，  Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６）  ｐｐｍ（ＲＡＭＥＢについて）
旋光度測定：ｃ＝１０．３０mg/mL  α＝０．０９０deg
ＩＴＣ：遊離ＲＡＭＥＢ  ２．２wt%
【０１３９】
図５は、実施例５で調製されたポリロタキサンのＣＤＣｌ３中のＤＯＳＹ  ＮＭＲスペクトルを示しており、該スペクトルは、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）がイソプレンＰＥＧＭＡコポリマー上に通されていることを示唆している。ＤＯＳＹスペクトルの上に試料の常用の１Ｈ−スペクトルを帰属と共に描写しており、該スペクトルは、ＲＡＭＥＢシグナル（３．９５−３．２５及び５．００ppm）、ポリイソプレンシグナル（１．６、２．０及び５．１ppm）及びＰＥＧＭＡシグナル（３．６５ppm）を示している。対応するクロスピークは、log D＝−９．７（Ｄ＝２×１０−１０m2/sに相当する）のより低い拡散係数Ｄで全て位置付けられ、このことは、全ての構成成分が同じ分子エンティティ、すなわちポリロタキサンの部分であることを示唆している。対照的に、遊離ＲＡＭＥＢは、log D＝−９．１（Ｄ＝８×１０−１０m2/sに相当する）前後の顕著により高い拡散係数を有するだろう。
【０１４０】
図６は、前記ポリロタキサンの２５℃での等温滴定カロリメトリー（ＩＴＣ）測定（TA Instruments製のNano ITCを使用）を提供しており、該測定は、遊離のランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）が試料中にほぼ存在しないことを示している。前記ポリロタキサンのＲＡＭＥＢの総重量分率ｗｏＴを、ＲＡＭＥＢ［α］＝＋１３０の比旋光度を適用したPerkin Elmer Model 241旋光計から得られた、α＝５８９nmにおけるＣＨＣｌ３中の溶液（１０mg/ml）の旋光度から決定した。０．１M リン酸緩衝液中の前記ポリロタキサンの溶液（ＲＡＭＥＢの総濃度１．０mM）を、ＩＴＣによってモニタリングされる、ゲストのアダマンタン−１−カルボン酸ナトリウム塩の８mM溶液で滴定した。発生した熱を、対応する希釈熱によって補正して、１：１化学量論での相互作用のためのアルゴリズムを使用したTA Instruments製のNanoAnalyzeプログラムに適合させた。観測された化学量論数ｎ＝０．０２１は、２．１mol%のＲＡＭＥＢが遊離であったことを意味する。言い換えれば、９７．９mol%のＲＡＭＥＢが、ポリイソプレン鎖上に通されたためにゲストに利用できなかった。貫通されたＲＡＭＥＢの重量分率ｗ０を、ｗ０＝ｗｏＴ（１−ｎ）に従って計算した。貫通したポリマーの重量分率は、モノマー１及びモノマー２の重量分率の合計に等しい（ｗ１＋ｗ２＝１−ｗ０）。ｗ１とｗ２の比を、各々それぞれのプロトン数に対して正規化されたそれぞれの１Ｈ  ＮＭＲシグナルの積分の比から決定した。ＲＡＭＥＢ、モノマー単位１及び２のそれぞれのモル分率ｘｉを、以下：
【数１】
2018522973.tif 000008
に従って、ＲＡＭＥＢ、モノマー単位１及び２のそれぞれの分子量、Ｍ０、Ｍ１及びＭ２を使用して計算する。
【０１４１】
実施例６
フリーラジカル重合を介して調製された統計コポリマーポリロタキサン：ポリ（イソプレン−ｃｏ−ＰＥＧメチルエーテルメタクリラート）−ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン及び（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリドポリロタキサン
【化７】
2018522973.tif 000009
過硫酸アンモニウム（ラジカル開始剤）６．５０mg（０．０３mmol）、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ、環状分子）５．３７ｇ（４．０９mmol）、（２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリド（陽イオン性環状分子）０．６３ｇ（０．４１mmol）及びポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラート（ストッパー基を有する第一のモノマー）０．２２ｇ（０．４５mmol）を脱イオン水１０mLに溶解し、そして、その系に撹拌下で窒素ガスを３０分間バブリングした。新しく蒸留したイソプレン（第二のモノマー、疎水性）１．８０mL（１．２３ｇ、１８mmol）の添加後、窒素フローを停止し、そして、その系を撹拌して、均質な溶液を与えた（すなわち、ＲＡＭＥＢ／イソプレン錯体形成）。触媒量（＜０．１mL）のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）の添加によって反応を開始し、室温で数時間撹拌した。反応後、清澄な水溶液を限外濾過（１００００分子量カットオフのセルロースメンブレン）によって精製した。凍結乾燥後に、生成物（３００mg）を白色の粉末として得た。
ＴＬＣ：Ｒｆ（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ  ７／３  v/v）＝０、遊離ＲＡＭＥＢの痕跡なし
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ  ｄ６，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ５．１５  −  ４．９５  （メチン基），  ２．０５  −  １．８５  （メチレン基）  及び  １．７５  −  １．４５  （メチル基）（ポリイソプレンについて）；  ５．７７  （ｓ，  ０．１Ｈ  陽イオン性基），  ５．００  （ｓ，  １Ｈ，  Ｈ−１），  ４．８０  （ｓ，  １Ｈ，  Ｈ−７），  ４．５０  （ｓ，  １Ｈ−陽イオン性基），  ４．０９  （ｓ，  １Ｈ，  陽イオン性基），  ３．５０  （ｓ，  ＰＥＧ），  ３．４０  （ｓ，  ３Ｈ，  Ｈ−８），  ３．９５  −  ３．２５  （ｍ，  ５Ｈ，  Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６），  ３．００  （０．４Ｈ，  陽イオン性基）  ｐｐｍ（ＲＡＭＥＢについて）  並びに  （２−ヒドロキシ−３−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノ）プロピル−β−シクロデキストリンクロリド
旋光度測定：ｃ＝４．９０mg/mL  α＝０．０５２deg（ＤＭＳＯ中）
ＩＴＣ：遊離ＲＡＭＥＢ  ２．９wt%
【０１４２】
実施例７
実施例１〜５で得られたポリロタキサンのシクロデキストリン含量
実施例１〜６で得られたポリロタキサンのシクロデキストリン含量ｗ０及びＲＡＭＥＢ単位に対するイソプレン繰り返し単位のモル比ｘ２／ｘ０を、実施例５における図６の記述に示される手順に従って計算し、以下の表１に列挙した。
【０１４３】
【表１】
2018522973.tif 000010
【０１４４】
表１の値は、共重合がフリーラジカル重合又は原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）として実施される場合に、高含量の貫通されたシクロデキストリン及びシクロデキストリン単位に対するイソプレン繰り返し単位の低比率が得られることを示す。その一方で、可逆的付加開裂連鎖移動ラジカル重合（ＲＡＦＴ重合）が採用されたときには、比較的低い含量の貫通されたシクロデキストリン及びシクロデキストリン単位に対するイソプレン単位の比較的高い比率が得られる。
【０１４５】
実施例８
ミセル形成試験（ナイルレッド蛍光試験）
ミセル形成及びカプセル化について実施例１〜６で調製されたポリロタキサンの適合性を評価するために、ナイルレッド染料をポリロタキサンでカプセル化する実験を実施した。
【０１４６】
ナイルレッド（ＩＵＰＡＣ名：９−ジエチルアミノ−５−ベンゾ［α］フェノキサジノン）は、水溶液中のミセルの形成又は疎水性材料の可溶化を決定するために広く使用されている。この試験は、ナイルレッドの紫外可視スペクトルがこの染料の環境のフィリシティ（philicity）に強く依存することを考慮する。言い換えれば、ニトリルレッド（nitrile red）の紫外線及び／又は可視光の吸収は、染料の環境によって影響を受け、そして、ミセル又はカプセルの無極性内部に封入されたナイルレッド分子は、水溶液中の遊離ナイルレッド分子の吸収とは大きく異なるＵＶ／Ｖｉｓ照射の吸収を示す。
【０１４７】
試験は、１０μM、２０μM、３０μM、４０μM及び５０μMの異なる濃度のナイルレッドを使用して実施し、一方で、ポリロタキサンの濃度を一定に維持した。ポリロタキサン及びナイルレッドを各々無水テトラヒドロフランに別個に溶解し、次いで、水に注いだ。代替的に、ポリロタキサンが高シクロデキストリン含量を有する場合、ポリロタキサンを水に直接溶解してよい。テトラヒドロフランを取り除くために、得られた水溶液を室温で３日間撹拌し、そして、溶液に水を補充した。
【０１４８】
このプロトコルに従って調製された水溶液を、ＵＶ／Ｖｉｓ分光法を使用して調査した。ポリロタキサン及びナイルレッドから調製された試料は、無極性環境中のナイルレッドに起因する、５２７nmに広い吸収帯を示した。この結果は、ナイルレッド分子がポリロタキサン部分構造の無極性内部に封入されている、すなわち、ナイルレッドがポリロタキサンでカプセル化されていることを示す。対照的に、ポリロタキサンを含有しなかった比較のナイルレッド溶液では、５２７nm前後に吸収は観察されなかった。図７は、実施例５で調製されたポリロタキサンのａ）存在下及びｂ）非存在下でのナイルレッド染料（５０μM）のＵＶ／Ｖｉｓスペクトルを示す。さらに、調製されたポリロタキサンからのミセル凝集体の形成を、電子顕微鏡法を使用して検証した。図８は、実施例１で調製されたポリロタキサンからの水溶液中に形成された球状のミセル凝集体の電子顕微鏡写真を示す。
【０１４９】
ナイルレッド試験の結果及び電子顕微鏡写真は、ポリロタキサンがミセル形成及び物質のカプセル化に好適であることをさらに裏付ける。
【０１５０】
実施例９
薬物の可溶化
実施例６からのポリロタキサン１０mgを、ＨＥＰＥＳ緩衝生理食塩水（ｐＨ＝７．２、ＮａＣｌ濃度０．９wt.%）１０mLに溶解した。ドセタキセル（商標名：Taxotere）２４．４mgをＴＨＦ５mlに溶解した。種々の量（２０〜２００μl）のドセタキセル溶液をポリロタキサン溶液１mlに加え、１６時間撹拌した。ＴＨＦを蒸発させた。残留混合物を０．４５μmのTeflonフィルターに通して、清澄な濾液を得た。濾液の２２９nmにおけるＵＶ吸光から、エタノール中で測定されたドセタキセルの吸光効率１６２４０Lmol-1cm-1を考慮して溶解したドセタキセルの濃度を決定した。取り込まれた可溶化ドセタキセルの濃度を図９にグラフで示す。
【０１５１】
実施例１０
環動ゲルの形成
実施例２で調製されたポリスチレン−ポリイソプレンランダムコポリマーポリロタキサン１０mg及びヘキサメチレンジイソシアナート架橋剤１．５μL（０．００９mmol）をジクロロメタン０．１mLに溶解し、ガラスバイアルに移した。そのバイアルを室温で１０分間振盪し、金属の鋳型に移して、密閉し、そして８０℃に加熱した。形成された環動ゲルをジクロロメタンで２日洗浄し、次いで、水でさらに１日洗浄して、未反応のポリロタキサン及び架橋剤を取り除いた。抽出後、ゲルを乾燥させ、そして、架橋された白色の網状物の質量を測定した。
収率：８５％
【０１５２】
環動ゲルの形成を図２に図式的に描写する。
【０１５３】
実施例１１
フリーラジカル重合を介して調製されたポリロタキサン：ポリ（メチルアクリラート−ｃｏ−スチレン）−ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリンポリロタキサン
２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩（ラジカル開始剤ＶＡ−０４４）９．２０mg（０．０３mmol）、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）４．５０ｇ（３．５０mmol）及びスチレン（第一のモノマー）０．０４６mL（０．４５mmol）を脱イオン水５mLに溶解し、そして、窒素ガス流を３０分間撹拌下でバブリングした。新しく蒸留したメチルアクリラート（第二のモノマー）０．４１mL（０．３９ｇ、４．５０mmol）の添加後、窒素フローを停止し、そして、その系を撹拌して、均質な溶解を可能にした。反応を開始するために反応容器を３５℃に加熱し、３日間撹拌した。その後、生成物を濾別し、真空下にて４５℃で一晩乾燥させた。貫通されたＲＡＭＥＢが５．９wt.%で遊離ＲＡＭＥＢが４．７wt.%の生成物（３１０mg）を白色の沈殿物として得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ３．５０  （メトキシ），  ２．４０  −  １．８５  （メチル）  及び  １．８０  −  １．１０  ｐｐｍ  （メチン）（ポリ（メチルアクリラート）について），  ５．００  （Ｈ−１），  ３．６５  （Ｈ−７），  ３．４０  （Ｈ−８），  ３．９５  −  ３．２５  （Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６）  ｐｐｍ（ＲＡＭＥＢについて）
旋光度測定（ＤＭＳＯ）：ｃ＝１１．７０mg/mL、ｄ＝０．１dm、α＝＋０．０１６deg
ＩＴＣ：遊離ＲＡＭＥＢ  約４．７wt%
【０１５４】
図１０は、実施例１１で調製されたポリロタキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【０１５５】
実施例１２
フリーラジカル重合を介して調製されたポリロタキサン：ポリ（ジメチルブタジエン−ｃｏ−ＰＥＧメチルエーテルメタクリラート）−ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリンポリロタキサン
２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩（ラジカル開始剤ＶＡ−０４４）９．２０mg（０．０３mmol）、ランダムにメチル化されたβ−シクロデキストリン（ＲＡＭＥＢ）５．９０ｇ（４．５０mmol）及びポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラート（第一のモノマー）０．２１ｇ（０．４５mmol）を脱イオン水１０mLに溶解し、そして、窒素ガス流を３０分間撹拌下でバブリングした。新しく蒸留したジメチルブタジエン（第二のモノマー）０．５１mL（０．３７ｇ、４．５０mmol）の添加後、窒素フローを停止し、そして、その系を撹拌して、均質な溶解を可能にした。反応を開始するために反応容器を３５℃に加熱し、３日間撹拌した。その後、生成物を８０℃で濾別し、水で洗浄し、真空下にて４５℃で一晩乾燥させた。貫通されたＲＡＭＥＢが５０wt.%で遊離ＲＡＭＥＢなしの生成物（５７０mg）を白色の沈殿物として得た。
ＴＬＣ：Ｒｆ（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ  ７／３  v/v）＝０、遊離ＲＡＭＥＢの痕跡なし
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６  ，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ２．１０  −  １．３５  （メチレン）  及び  １．２０  −  ０．８０  ｐｐｍ  （メチル）（ポリ（ジメチルブタジエン）について），  ５．００  （Ｈ−１），  ３．６５  （Ｈ−７），  ３．４０  （Ｈ−８），  ３．９５  −  ３．２５  （Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６）  ｐｐｍ（ＲＡＭＥＢについて）
旋光度測定（ＤＭＳＯ）：ｃ＝１０．０５mg/mL、ｄ＝０．１dm  α＝＋０．０６６deg
ＩＴＣ：遊離ＲＡＭＥＢ＜１wt%
【０１５６】
図１１は、実施例１２で調製されたポリロタキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【０１５７】
実施例１３
フリーラジカル重合を介して調製されたポリロタキサン：ポリ（イソプレン−ｃｏ−ヒドロキシエチルメタクリラート）−β−シクロデキストリンポリロタキサン
２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］二塩酸塩（ラジカル開始剤ＶＡ−０４４）９．２０mg（０．０３mmol）、β−シクロデキストリン５．１ｇ（４．５mmol）、ヒドロキシエチル−メタクリラート（第一のモノマー）０．０５５mL（０．４５mmol）を８M 尿素水溶液に溶解して（総容量２５mLに達する）、そして、窒素ガス流を３０分間撹拌下でバブリングした。新しく蒸留したイソプレン（第二のモノマー）０．４５mL（０．３１ｇ、４．５０mmol）の添加後、窒素フローを停止し、そして、その系を撹拌して、均質な溶解を可能にした。容器を３５℃に加熱し、３日間撹拌した。その後、反応混合物を９０℃に３０分間加熱し、８０℃で濾過した。残留物を、温水及び１００mLの水／２−プロパノール  ３：１（v/v）で洗浄し、真空下で乾燥させた。白色の固体をＤＭＳＯ ４０mLに溶解し、０．１M ＮａＣｌ水溶液中に再沈殿させ、濾別し、そして、水で洗浄して真空下で乾燥させた。貫通されたシクロデキストリンが５１．５wt.%のポリロタキサン（８２０mg）を白色の固体として得た。遊離β−シクロデキストリンの決定のために、ポリロタキサン７．５３mgをＤＭＳＯ１．０mLに溶解し、０．１M ＮａＣｌ水溶液９．０mL中に再沈殿させ、そして濾過した。清澄な濾液の旋光度α＝＋０．００８deg（ｄ＝１．０dm）から、β−シクロデキストリンの比旋光度を［α］Ｄ＝１５７deg mL g-1 dm-1と仮定して遊離β−シクロデキストリンの含量７wt.%が計算された。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ５．１５  −  ４．９５  （メチン基），  ２．０５  −  １．８５  （メチレン基）  及び  １．７５  −  １．４５  （メチル基）（ポリイソプレンについて）；  ５．６４  −  ５．８５  （ｍ，  １４Ｈ，  ＯＨ−２，  ＯＨ−３），  ４．７７  −  ４．８４  （Ｈ−１），  ４．３７  −  ４．５３  （ＯＨ−６），  ３．４３  −  ３．６５  （Ｈ−３，  Ｈ−５，  Ｈ−６），  ３．２２  −  ３．３８  （Ｈ−２，  Ｈ−４）  ｐｐｍ（β−シクロデキストリンについて）
旋光度測定（ＤＭＳＯ）：ｃ＝５．５８mg/mL、ｄ＝０．１dm、α＝＋０．０４９deg
【０１５８】
図１２は、実施例１３で調製されたポリロタキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【０１５９】
実施例１４
フリーラジカル重合を介して調製されたポリロタキサン：ポリ（イソプレン−ｃｏ−ＰＥＧメチルエーテルメタクリラート）−ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンポリロタキサン
【化８】
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過硫酸アンモニウム（ラジカル開始剤）６．５０mg（０．０３mmol）、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン（以降「ＨＰ−β−ＣＤ」と表される、Wacker Chemie AG製、CAVASOL（登録商標）W7 HP、環状分子）５．０ｇ（３．３３mmol）及びポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリラート（ストッパー基を有する第一のモノマー）０．１７ｇ（０．３３mmol）を脱イオン水１０mLに溶解し、そして、その系に撹拌下で窒素ガスを３０分間バブリングした。新しく蒸留したイソプレン（第二のモノマー、疎水性）０．３３mL（０．２３ｇ、３．３３mmol）の添加後、窒素フローを停止し、そして、その系を撹拌して、均質な溶液を与えた（すなわち、ＨＰ−β−ＣＤ／イソプレン錯体形成）。触媒量（０．０８mL）のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）の添加によって反応を開始し、室温で４８時間撹拌した。反応後、清澄な水溶液を限外濾過（ポリエーテルスルホンメンブレン、カットオフ分子量１０kDa）によって精製した。凍結乾燥後に、貫通されたＨＰ−β−ＣＤが５４．５wt.%で遊離ＨＰ−β−ＣＤが４．５wt.%の生成物（１２０mg）を白色の粉末として得た。
ＴＬＣ：Ｒｆ（ＥｔＯＡｃ／ＭｅＯＨ  ７／３  v/v）＝０、遊離ＨＰ  β−ＣＤの痕跡なし
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，  ４００  ＭＨｚ）  δ／ｐｐｍ  ＝  ５．１５  −  ４．９５  （メチン基），  ２．０５  −  １．８５  （メチレン基）  及び  １．７５  −  １．４５  ｐｐｍ（メチル基）（ポリイソプレンについて），  ６．００  −  ５．５０  （ｍ，  ＯＨ），  ５．０１  −  ４．６０  （ｓ，  １Ｈ，  Ｈ−１），  ４．５０  （ｍ，  ＯＨ），  ３．７３  −  ３．２５  （ｍ，  Ｈ−２，  Ｈ−３，  Ｈ−４，  Ｈ−５，  Ｈ−６，  Ｈ−７，  Ｈ−８），  １．０２  （ｓ，メチル基）  ｐｐｍ（ＨＰ  β−ＣＤについて）
旋光度測定：ｃ＝３．６０mg/mL、ｄ＝１cm、α＝０．０２５deg
ＩＴＣ：遊離ＨＰ  β−ＣＤ  ４．５wt%
【０１６０】
図１３は、実施例１４で調製されたポリロタキサンの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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