KR101913057B1 - 공액 고분자 전해질 및 이의 사용 방법 - Google Patents

공액 고분자 전해질 및 이의 사용 방법 Download PDF

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아난드 파르타사라티
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유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 인크.
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Abstract

개시된 다양한 실시양태는 공액 고분자 전해질 및 이를 사용하는 방법에 관한 것이다. 다양한 실시양태는 구조 -R1-Y-R2-Z-를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질을 제공한다. 각각의 경우, R1은 독립적으로, -X-R3-R4에 의해 치환된 1,4-결합된 페닐렌 및 -X-R3-R4에 의해 j회 치환된 2,5-결합된 티오펜으로부터 선택된다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택된다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다. 변수 j, R3 및 R4는 본원에 정의된 바와 같다.

Description

공액 고분자 전해질 및 이의 사용 방법
본 발명은 공액 고분자 전해질 및 이의 사용 방법에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호-참조
본원은 2015년 1월 14일자로 출원된 미국 가출원 제62/103,244호, 2015년 1월 29일자로 출원된 미국 가출원 제62/109,455호 및 2015년 3월 9일자로 출원된 미국 가출원 제62/130,301호를 우선권으로 주장하며, 이들의 개시내용을 그 전체로 본원에 참고로 인용한다.
정부 지원에 관한 진술
본 발명은 국방위협감소기관(DTRA)에서 수여된 HDTRA 1-11-1-0004 및 HDTRA1-08-1-0053에 따른 정부 지원으로 이루어졌다. 미국 정부는 본 발명에 대해 소정의 권리를 갖는다.
공액 고분자 전해질("CPE")은 수성 매질에서 π-적층된 응집체를 형성하는 경향이 있는데, 이는 여러 가지 이유로 극복해야 할 과제이다. 예를 들어, CPE의 응집은 비-복사선 경로(예컨대, "응집 유도 켄칭" 또는 "AIQ")에 의해 여기 상태(일중항 및 삼중항)를 비활성화시킨다. 또한, 삼중항-여기 상태가 병원성 박테리아의 불활성화에 필수적인 일중항 산소 및 다른 반응성 산소 종을 감작시키는 데 중요한 역할을 한다는 것이 명백히 밝혀졌다. 예를 들면, 문헌[Ji, E.; Corbitt, T. S.; Parthasarathy, A.; Schanze, K. S.; Whitten, D. G. ACS Appl . Mater. Interfaces 2011, 3, 2820]; [Kilger, R.; Maier, M.; Szeimies, R. M.; Baumler, W. Chem . Phys. Lett . 2001, 343, 543]; 및 [Maisch, T.; Baier, J.; Franz, B.; Maier, M.; Landthaler, M.; Szeimies, R.-M.; Baumler, W. Proc . Natl. Acad . Sci. U. S. A. 2007, 104, 7223] 참조. 또한, CPE 사슬의 응집은 박테리아 막과 상호작용하는 성향을 감소시킬 수 있다. 이러한 상호작용은 생성된 일중항 산소가 박테리아 막과 효과적으로 상호작용하여 세포 사멸을 일으키는 데 중요하다. 예를 들면, 문헌[i, E.; Corbitt, T. S.; Parthasarathy, A.; Schanze, K. S.; Whitten, D. G. ACS Appl . Mater. Interfaces 2011, 3, 2820]; 및 [Hill, E. H.; Stratton, K.; Whitten, D. G.; Evans, D. G. Langmuir 2012, 28, 14849] 참조.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00001
여기서,
각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00002
.
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된다. 각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이다. 각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택된다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10)하이드로카빌로부터 선택된다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택된다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 미생물을 불활성화시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 미생물을 유효량 또는 유효 농도의 하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질과 접촉시키는 단계를 포함한다:
Figure 112017089391732-pct00003
.
각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00004
.
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된다. 각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이다. 각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄 -1,4-디늄) -R5, 3-R5- 치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택된다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10)하이드로카빌로부터 선택된다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택된다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 대상체를 감염-방지하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 대상체를 유효량 또는 유효 농도의 하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질과 접촉시키는 단계를 포함한다:
Figure 112017089391732-pct00005
.
각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00006
.
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된다. 각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이다. 각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄 -1,4-디늄) -R5, 3-R5- 치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택된다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10)하이드로카빌로부터 선택된다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택된다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 항균성 기재를 제공한다. 항균성 기재는 하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질인 항균성 화합물을 포함한다:
Figure 112017089391732-pct00007
.
각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00008
.
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된다. 각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이다. 각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄 -1,4-디늄) -R5, 3-R5- 치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택된다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10)하이드로카빌로부터 선택된다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택된다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 기재의 처리 방법을 제공한다. 상기 방법은 기재를 하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질과 접촉시키는 단계를 포함한다:
Figure 112017089391732-pct00009
.
각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00010
.
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된다. 각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이다. 각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄 -1,4-디늄) -R5, 3-R5- 치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택된다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10)하이드로카빌로부터 선택된다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택된다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
도면은 일반적으로 본원에서 논의되는 다양한 실시양태들를 제한하지 않고 예시하는 방식으로 기술된다.
도 1은, 다양한 실시양태에 따라, (1) 메탄올 및 물에서의 PIM-2의 정규화된 흡광(a) 및 형광(b) 및 (2) 메탄올 및 물에서의 PIM-4의 정규화된 흡광(c) 및 형광(d)을 도시한다.
도 2a 및 2b는, 다양한 실시양태에 따라, 메탄올과 물의 혼합물 중의 (a) PIM-2 및 (b) PIM-4에 대한 UV-가시광 흡광 및 방출 스펙트럼의 변화를 도시한다.
도 3a 내지 3b는, 다양한 실시양태에 따라, 켄처(quencher)로서 (a) AQS 및 (b) PPI(모든 경우에 중합체 농도 = 10 mM)를 사용한 PIM-2 및 PIM-4의 스턴-볼머(Stern-Volmer) 플롯을 도시한다.
도 4a는, 다양한 실시양태에 따라, 물 중의 PIM-4(355 nm에서의 OD 약 0.7 및 약 7 mJ의 레이저 에너지로 여기됨)의 순간 흡광 차이 스펙트럼(초기 지연 = 65 ns, 후속 지연 증분 = 6.5 ms, 삼중항 수명 = 28.6 ms)을 도시한다. 도 4b는, 다양한 실시양태에 따라, 메탄올 중의 PIM-2(355 nm에서의 OD 약 0.7 및 약 7 mJ의 레이저 에너지로 여기됨)의 순간 흡광 차이 스펙트럼(초기 지연 = 65 ns, 후속 지연 증분 = 1 ms)을 도시한다. 도 4c는, 다양한 실시양태에 따라, 물 중의 PIM-4(355 nm에서의 OD 약 0.7 및 약 7 mJ의 레이저 에너지로 여기됨)의 순간 흡광 차이 스펙트럼(초기 지연 = 65 ns, 후속 지연 증분 = 1 ms)을 도시한다.
도 5는, 다양한 실시양태에 따라, 다양한 시간 간격 동안 가시광선에 노출시 PIM-2에 대한 대장균(E. coli) 생존능을 도시한다.
도 6은, 다양한 실시양태에 따라, 다양한 시간 간격 동안 가시광선에 노출시 PIM-4에 대한 대장균 생존능을 도시한다.
도 7은, 다양한 실시양태에 따라, 다양한 시간 간격 동안 가시광선에 노출시 PIM-2에 대한 황색포도상구균(S. aureus) 생존능을 도시한다.
도 8은, 다양한 실시양태에 따라, 다양한 시간 간격 동안 가시광선에 노출시 PIM-4에 대한 황색포도상구균 생존능을 도시한다.
도 9는, 다양한 실시양태에 따라, CDCl3 중의 P3HT-Br의 1H NMR 스펙트럼을 도시한다.
도 10은, 다양한 실시양태에 따라, P3HT-이미다졸륨의 1H NMR을 도시한다.
도 11a 및 11b는, 다양한 실시양태에 따라, 메탄올 및 물 중의 P3HT-이미다졸륨의 흡광 스펙트럼을 도시한다.
도 12a 및 12b는, 다양한 실시양태에 따라, 켄처로서 (a) AQS 및 (b) PPI를 사용한 P3HT-이미다졸륜의 스턴-볼머 플롯을 도시한다.
도 13a 및 13b는, 다양한 실시양태에 따라, (a) 메탄올 및 (b) 물 중의 P3HT-이미다졸륨의 순간 흡광 차이 스펙트럼을 도시한다.
도 14a 및 14b는, 다양한 실시양태에 따라, 그램-양성 황색포도상구균에 대한 P3HT-이미다졸륨의 감염-방지 활성을 도시한다.
도 15a 및 15b는, 다양한 실시양태에 따라, 그램-양성 대장균에 대한 P3HT-이미다졸륨의 감염-방지 활성을 도시한다
도 16a 및 16b는, 다양한 실시양태에 따라, (a) 암실에서의 그램-양성 황색포도상구균의 박테리아 세포 생존능 및 (b) 청자색 빛에 의해 조사된 암실에서의 그램-양성 대장균의 박테리아 세포 생존능을 도시한다.
도 17a 및 17b는, 다양한 실시양태에 따라, (a) 24시간 동안 P3HT-이미다졸륨(0 내지 10 ㎍/mL)을 사용한 암실에서의 헬라(HeLa) 세포의 생존능 및 (b) 1시간 동안 청색으로 조사된 P3HT-이미다졸륨(0 내지 10 ㎍/mL)을 사용한 헬라(HeLa) 세포의 생존능을 도시한다.
도 18은, 다양한 실시양태에 따라, 7일 후 물에서 처리된 킴와이프(Kimwipe) 텍스타일의 사진을 도시한다
도 19는, 다양한 실시양태에 따라, 암실에서 처리되지 않은 킴와이프에 노출된 그램-양성 황색포도상구균의 사진을 도시한다
도 20은, 다양한 실시양태에 따라, 암실에서 PPE-처리된 킴와이프에 노출된 그램-양성 황색포도상구균의 사진을 도시한다.
도 21은, 다양한 실시양태에 따라, 명실에서 처리되지 않은 킴와이프에 노출된 그램-양성 황색포도상구균의 사진을 도시한다.
도 22는, 다양한 실시양태에 따라, 명실에서 PPE-처리된 킴와이프에 노출된 그램-양성 황색포도상구균의 사진을 도시한다.
이하, 본 발명의 특정 실시양태에 대한 상세한 설명이 이루어질 것이며, 이의 예는 첨부된 도면에 부분적으로 도시되어 있다. 발명의 내용이 개시된 청구범위와 관련하여 기술될 것이지만, 예시된 내용이 청구범위를 개시된 내용으로 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다.
본원 전체에서, 범위 형식으로 표현된 값은 범위의 한계로 명시적으로 언급된 수치뿐만 아니라 해당 범위 내에 포함된 모든 개별 수치 또는 하위 범위를 마치 각각의 수치 및 하위 범위가 명시적으로 언급된 것처럼 포함하도록 유연한 방식으로 해석되어야 한다. 예를 들어, "약 0.1% 내지 약 5%" 또는 "약 0.1% 내지 5%"의 범위는 약 0.1% 내지 약 5%를 포함할 뿐만 아니라, 기재된 범위 내의 개별 값(예를 들어, 1%, 2%, 3%, 4%) 및 하위 범위(예를 들어, 0.1% 내지 0.5%, 1.1% 내지 2.2%, 3.3% 내지 4.4%)를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "약 X 내지 Y"라는 표현은 달리 명시되지 않는 한 "약 X 내지 약 Y"와 같은 의미이다. 마찬가지로, "약 X, Y, 또는 Z"라는 표현은 달리 명시되지 않는 한 "약 X, 약 Y 또는 약 Z"와 동일한 의미를 갖는다.
본원에서 단수 용어는 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한 하나 이상을 포함하기 위해 사용된다. "또는"이라는 용어는 달리 명시되지 않는 한 비-배타적인 "또는"을 지칭하기 위해 사용된다. "A 및 B 중 적어도 하나"라는 문구는 "A, B, 또는 A 및 B"와 동일한 의미를 갖는다. 또한, 본원에 사용된 용어 및 문구는 달리 정의되지 않는 한 설명의 목적일 뿐 제한할 목적이 아님을 이해해야 한다. 섹션 제목을 사용하는 것은 문헌을 읽는 것을 돕기 위한 것이며 제한적으로 해석되어서는 안 된다; 섹션 제목과 관련된 정보는 특정 섹션 내에서 또는 특정 섹션 외에서 확인할 수 있다. 본원에 언급된 모든 간행물, 특허 및 특허 문헌은 개별적으로 본원에 참고로 인용된 것처럼 전체적으로 본원에 참고로 인용된다. 이러한 문헌과 참고로 인용된 문서들 간에 상충되는 내용이 있는 경우, 인용 문헌의 사용은 이 문헌을 보충하는 것으로 간주해야 한다; 간주할 수 없는 상충되는 문제의 경우에는 본원이 우선한다.
본원에 기재된 방법에서, 행위는 일시적 또는 작동 순서가 명시적으로 언급된 경우를 제외하고는 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 임의의 순서로 수행될 수 있다. 또한, 특정 행위는 명시적 청구범위 언어에 의해 별도로 수행되어야 한다고 명시하지 않는 한 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, X를 수행하는 청구된 행위와 Y를 수행하는 청구된 행위 Y는 단일 작동 내에서 동시에 수행될 수 있으며, 생성되는 공정은 청구된 공정의 문자적 범주에 속한다.
본원에 사용된 "약"이라는 용어는 값 또는 범위 예를 들어 기재된 값 또는 기재된 한계 범위의 10% 이내, 5% 이내 또는 1% 이내의 가변성을 허용할 수 있으며, 정확히 기재된 값 또는 범위를 포함한다.
본원에 사용된 용어 "실질적으로"는 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 99.5%, 99.9%, 99.99% 또는 적어도 99.999% 이상, 또는 100%에서와 같이 과반수 또는 대부분을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "유기 기"는 임의의 탄소-함유 작용기를 의미한다. 예로는 산소-함유 기 예컨대 알콕시 기, 아릴옥시 기, 아르알킬옥시 기, 옥소(카보닐) 기; 카복실 기 예컨대 카복실산, 카복실레이트 및 카복실레이트 에스터; 황-함유 기 예컨대 알킬, 아릴 설파이드 기; 및 다른 헤테로원자-함유 기를 포함할 수 있다. 유기 기의 비-제한적인 예는 OR, OOR, OC(O)N(R)2, CN, CF3, OCF3, R, C(O), 메틸렌다이옥시, 에틸렌다이옥시, N(R)2, SR, SOR, SO2R, SO2N(R)2, SO3R, C(O)R, C(O)C(O)R, C(O)CH2C(O)R, C(S)R, C(O)OR, OC(O)R, C(O)N(R)2, OC(O)N(R)2, C(S)N(R)2, (CH2)0- 2N(R)C(O)R, (CH2)0- 2N(R)N(R)2, N(R)N(R)C(O)R, N(R)N(R)C(O)OR, N(R)N(R)CON(R)2, N(R)SO2R, N(R)SO2N(R)2, N(R)C(O)OR, N(R)C(O)R, N(R)C(S)R, N(R)C(O)N(R)2, N(R)C(S)N(R)2, N(COR)COR, N(OR)R, C(=NH)N(R)2, C(O)N(OR)R, C(=NOR)R, 및 치환되거나 비치환된 (C1-C100)하이드로카빌을 포함하고, 여기서, R은 수소(다른 탄소 원자를 포함하는 예에서) 또는 탄소-계 잔기일 수 있으며, 상기 탄소-계 잔기는 치환되거나 비치환될 수 있다.
본원에 정의된 분자 또는 유기 기와 관련하여 본원에 사용된 "치환된"이라는 용어는 그 안에 함유된 하나 이상의 수소 원자가 하나 이상의 비-수소 원자로 대체된 상태를 의미한다. 본원에 사용된 "작용기" 또는 "치환체"라는 용어는 분자상 또는 유기 기상으로 치환되거나 치환될 수 있는 기를 의미한다. 치환체 또는 작용기의 예는 할로겐(예컨대, F, Cl, Br 및 I); 하이드록시 기, 알콕시 기, 아릴옥시 기, 아르알킬옥시 기, 옥소(카보닐) 기, 카복실산을 포함하는 카복실 기, 카복실레이트 및 카복실레이트 에스터와 같은 기들 내의 산소 원자; 티올 기, 알킬 및 아릴 설파이드 기, 설폭사이드 기, 설폰 기, 설포닐 기 및 설폰아미드 기와 같은 기들 내의 황 원자; 아민, 하이드록시아민, 니트릴, 니트로 기, N-옥사이드, 하이드라지드, 아지드 및 에나민과 같은 기들 내의 질소 원자; 및 다른 여러 기들 내의 다른 헤테로원자를 포함하나 이들에 한정되지 않는다. 치환된 탄소(또는 다른) 원자에 결합될 수 있는 치환체의 비-제한적인 예는 F, Cl, Br, I, OR, OC(O)N(R)2, CN, NO, NO2, ONO2, 아지도, CF3, OCF3, R, O(옥소), S(티오노), C(O), S(O), 메틸렌다이옥시, 에틸렌다이옥시, N(R)2, SR, SOR, SO2R, SO2N(R)2, SO3R, C(O)R, C(O)C(O)R, C(O)CH2C(O)R, C(S)R, C(O)OR, OC(O)R, C(O)N(R)2, OC(O)N(R)2, C(S)N(R)2, (CH2)0- 2N(R)C(O)R, (CH2)0- 2N(R)N(R)2, N(R)N(R)C(O)R, N(R)N(R)C(O)OR, N(R)N(R)CON(R)2, N(R)SO2R, N(R)SO2N(R)2, N(R)C(O)OR, N(R)C(O)R, N(R)C(S)R, N(R)C(O)N(R)2, N(R)C(S)N(R)2, N(COR)COR, N(OR)R, C(=NH)N(R)2, C(O)N(OR)R 및 C(=NOR)R을 포함하고, 여기서, R은 수소 또는 탄소-계 잔기일 수 있고; 예를 들어, R은 수소, (C1-C100) 하이드로카빌, 알킬, 아실, 사이클로알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로사이클릴, 헤테로아릴 또는 헤테로아릴알킬이거나; 또는 질소 원자 또는 인접한 질소 원자에 결합된 2개의 R 기가 상기 질소 원자와 함께 헤테로사이클릴을 형성할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "알킬"은 1 내지 40개의 탄소 원자, 1 내지 약 20개의 탄소 원자, 1 내지 12개의 탄소 원자 또는 몇몇 실시양태에서 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지형 알킬 기 및 사이클로알킬 기를 나타낸다. 직쇄 알킬 기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸 및 n-옥틸 기와 같은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 것들을 포함한다. 분지형 알킬 기의 예로는 이소프로필, 이소-부틸, 2급-부틸, t-부틸, 네오펜틸, 이소펜틸 및 2,2-다이메틸프로필 기가 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본원에 사용된 용어 "알킬"은 n-알킬, 이소알킬 및 안테이소알킬 기뿐만 아니라 알킬의 다른 분지쇄 형태를 포함한다. 대표적인 치환된 알킬 기는 본원에 나열된 임의의 기 예를 들어 아미노, 하이드록시, 시아노, 카복시, 니트로, 티오, 알콕시 및 할로겐 기로 1회 이상 치환될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "알케닐"은 2개의 탄소 원자 사이에 적어도 하나의 이중 결합이 존재한다는 것을 제외하고는 본원에 정의된 바와 같은 직쇄 및 분지쇄 및 환형 알킬 기를 나타낸다. 따라서, 알케닐 기는 2 내지 40개의 탄소 원자, 또는 2 내지 약 20개의 탄소 원자, 또는 2 내지 12개의 탄소 원자, 또는 몇몇 실시양태에서 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는다. 예로는 특히 비닐, -CH=CH(CH3), -CH=C(CH3)2, -C(CH3)=CH2, -C(CH3)=CH(CH3), -C(CH2CH3)=CH2, 사이클로헥세닐, 사이클로펜테닐, 사이클로헥사다이에닐, 부타다이에닐, 펜타다이에닐 및 헥사다이에닐이 포함되나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본원에 사용된 용어 "알키닐"은 2개의 탄소 원자 사이에 적어도 하나의 삼중 결합이 존재한다는 것을 제외하고는 직쇄 및 분지쇄 알킬 기를 나타낸다. 따라서, 알키닐 기는 2 내지 40개의 탄소 원자, 또는 2 내지 약 20개의 탄소 원자, 또는 2 내지 12개의 탄소 원자, 또는 몇몇 실시양태에서 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는다. 예로는 특히 -C≡CH, -C≡C(CH3), -C≡C(CH2CH3), -CH2C≡CH, -CH2C≡C(CH3), 및 -CH2C≡C(CH2CH3)이 포함되나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본원에 사용된 용어 "아실"은 카보닐 탄소 원자를 통해 결합된 카보닐 잔기를 함유하는 기를 나타낸다. 카보닐 탄소 원자는 "포밀" 기를 형성하는 수소에 결합되거나 또는 알킬, 아릴, 아르알킬, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 헤테로사이클릴, 헤테로사이클릴알킬, 헤테로아릴, 헤테로아릴알킬 기 등의 일부일 수 있는 다른 탄소 원자에 결합된다. 아실 기는 카보닐 기에 결합된 0 내지 약 12개, 0 내지 약 20개, 또는 0 내지 약 40개의 추가의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 아실 기는 본원에서 의미하는 이중 결합 또는 삼중 결합을 포함할 수 있다. 아크릴로일 기는 아실 기의 예이다. 아실 기는 또한 본원에서 의미하는 헤테로원자를 포함할 수 있다. 니코티노일 기(피리딜-3-카보닐)는 본원에서 의미하는 아실 기의 예이다. 다른 예로는 아세틸, 벤조일, 페닐아세틸, 피리딜아세틸, 신나모일 및 아크릴로일 기 등이 포함된다. 카보닐 탄소 원자에 결합된 탄소 원자를 함유하는 기가 할로겐을 함유하는 경우, 이 기는 "할로아실" 기라 칭한다. 예는 트라이플루오로아세틸 기이다.
본원에 사용된 용어 "아릴"은 고리 내에 헤테로원자를 함유하지 않는 환형 방향족 탄화수소 기를 의미한다. 따라서, 아릴 기는 페닐, 아줄레닐, 헵탈레닐, 바이페닐, 인다세닐, 플루오레닐, 페난트레닐, 트라이페닐레닐, 피레닐, 나프타세닐, 크리세닐, 바이페닐레닐, 안트라세닐 및 나프틸 기를 포함하나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시양태에서, 아릴 기는 상기 기의 고리 부분에 약 6 내지 약 14개의 탄소 원자를 함유한다. 아릴 기는 본원에 정의된 바와 같이 비-치환되거나 치환될 수 있다. 대표적인 치환된 아릴 기는 예를 들어 비-제한적으로 페닐 고리의 2-, 3-, 4-, 5- 또는 6-위치 중 임의의 하나 이상에서 치환된 페닐 기 또는 나프틸 고리의 2- 내지 8-위치 중 임의의 하나 이상에서 치환된 나프틸 기와 같은 일-치환 또는 1회 이상 치환될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "헤테로사이클릴"은 3개 이상의 고리 구성원을 포함하는 방향족 및 비-방향족 고리 화합물을 지칭하며, 그 중 하나 이상은 N, O 및 S와 같은 (이에 제한되지는 않는) 헤테로원자이다.
본원에 사용된 용어 "헤테로아릴"은 5개 이상의 고리 구성원을 포함하는 방향족 고리 화합물을 지칭하며, 그 중 하나 이상은 N, O 및 S와 같은 (이에 제한되지는 않는) 헤테로원자이고; 예를 들어, 헤테로아릴 고리는 5 내지 약 8 내지 12개의 고리 원자를 가질 수 있다. 헤테로아릴 기는 방향족 전자 구조를 갖는 다양한 헤테로사이클릴 기이다.
본원에 사용된 용어 "알콕시"는 본원에서 정의된 바와 같이 사이클로알킬 기를 비롯한 알킬 기에 연결된 산소 원자를 지칭한다. 선형 알콕시 기의 예는 메톡시,에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 분지형 알콕시의 예는 이소프로폭시, 2 급-부톡시, 3급-부톡시, 이소펜틸옥시, 이소헥실옥시 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 환형 알콕시의 예는 사이클로프로필옥시, 사이클로부틸옥시, 사이클로펜틸옥시, 사이클로헥실옥시 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 알콕시 기는 산소 원자에 결합된 탄소 원자 약 1 내지 약 12개, 약 1 내지 약 20개 또는 약 1 내지 약 40개를 포함할 수 있으며, 이중 또는 삼중 결합을 더 포함할 수 있고 또한 헤테로원자도 포함할 수 있다. 예를 들어, 알릴옥시 기 또는 메톡시에톡시 기도 또한 본원에서 의미하는 알콕시 기이며, 구조의 인접한 두 개의 원자가 치환된 문맥에서 메틸렌다이옥시 기가 그 예이다.
본원에 사용된 용어 "아민"은 예를 들어 각각의 기가 독립적으로 H 또는 비-H 예컨대 알킬, 아릴 등일 수 있는 화학식 N(기)3을 갖는 1급, 2급 및 3급 아민을 의미한다. 아민은 R-NH2, 예를 들어, 알킬아민, 아릴아민, 알킬아릴아민; 각각의 R이 독립적으로 선택되는 R2NH(예컨대, 다이알킬아민, 다이아릴아민, 아르알킬아민, 헤테로사이클릴아민 등); 및 각각의 R이 독립적으로 선택되는 R3N(예컨대, 트라이알킬아민, 다이알킬아릴아민, 알킬다이아릴아민, 트라이아릴아민 등)을 포함하나 이들에 한정되지는 않는다. 용어 "아민"은 또한 본원에서 사용되는 암모늄 이온을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "아미노 기"는 -NH2, -NHR, -NR2, -NR3 + 형태의 치환체를 의미하며, 여기서 각각의 R은 독립적으로 선택되고, 양성자화될 수 없는 -NR3 +를 제외하고는 각각의 양성자화된 형태이다. 따라서, 아미노 기로 치환된 임의의 화합물은 아민으로 간주될 수 있다. 본원의 의미 내의 "아미노 기"는 1급, 2급, 3급 또는 4급 아미노 기일 수 있다. "알킬아미노 기"는 모노알킬아미노, 다이알킬아미노 및 트라이알킬아미노 기를 포함한다.
본원에서 단독으로 또는 다른 치환기의 일부로서 본원에 사용된 용어 "할로", "할로겐" 또는 "할라이드" 기는 달리 언급하지 않는 한 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 원자를 의미한다.
본원에 사용된 용어 "할로알킬" 기는 모노-할로 알킬 기, 모든 할로 원자가 동일하거나 상이할 수 있는 폴리-할로 알킬 기 및 모든 수소 원자가 할로겐 원자 예를 들어 플루오로로 치환된 퍼-할로 알킬 기를 포함한다. 할로알킬의 예는 트라이플루오로메틸, 1,1-다이클로로에틸, 1,2-다이클로로에틸, 1,3-다이브로모-3,3-다이플루오로프로필 및 퍼플루오로부틸 등을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "탄화수소" 또는 "하이드로카빌"은 각각 탄소 및 수소 원자를 포함하는 분자 또는 작용기를 의미한다. 이 용어는 또한 일반적으로 탄소 및 수소 원자 모두를 포함하지만 모든 수소 원자가 다른 작용기로 치환된 분자 또는 작용기를 의미할 수도 있다.
본원에 사용된 용어 "하이드로카빌"은 직쇄, 분지형 또는 환형 탄화수소로부터 유도된 작용기를 의미하며, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 사이클로알킬, 아실 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 하이드로카빌 기는 (Ca-Cb)하이드로카빌(여기서, a 및 b는 정수이고 a 내지 b개의 탄소 원자 중 임의의 것을 가짐)로 나타낼 수 있다. 예를 들어, (C1-C4)하이드로카빌은 하이드로카빌 기가 메틸(C1), 에틸(C2), 프로필(C3) 또는 부틸(C4)일 수 있음을 의미하고, (C0-Cb)하이드로카빌은 특정 실시양태에서 하이드로카빌 기가 없음을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "수 평균 분자량"(Mn)은 샘플 중의 각 분자의 분자량의 통상의 산술 평균을 의미한다. 이는 샘플 내의 모든 분자의 총 중량을 샘플 내의 총 분자 수로 나눈 값으로 정의된다. 실험적으로, Mn은 식 Mn = ΣMini / Σni를 통해 분자량 Mi의 ni개 분자를 갖는 종 i의 분자량 분율로 나눈 샘플을 분석함으로써 결정된다. Mn은 겔 투과 크로마토그래피, 분광기 말단 기 분석 및 삼투압 측정법을 비롯한 다양한 널리 공지된 방법으로 측정될 수 있다. 특정되지 않으면, 본원에 제시된 중합체의 분자량은 수 평균 분자량이다.
본원에 사용된 용어 "중량 평균 분자량"은 Mw를 지칭하며, 이는 ΣMi 2ni / ΣMini와 동일하며, 여기서 ni는 분자량 Mi의 분자의 수이다. 다양한 예에서, 중량 평균 분자량은 광산란, 작은 각 중성자 산란, X-선 산란 및 침강 속도를 사용하여 결정될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "올리고머"는 중간적인 상대적 분자 질량을 갖는 분자를 지칭하며, 그 구조는 보다 낮은 상대적 분자 질량의 분자로부터 실제로 또는 개념적으로 유도된 작은 복수의 단위를 필수적으로 포함한다. 중간적인 상대적 질량을 갖는 분자는 하나 또는 몇 개의 단위의 제거에 따라 변하는 특성을 갖는 분자일 수 있다. 하나 이상의 단위를 제거하여 발생하는 특성의 변화는 중요한 변화일 수 있다.
본원에 사용된 용어 "용매"는 고체, 액체 또는 기체를 용해시킬 수 있는 액체를 의미한다. 용매의 비-제한적인 예는 실리콘, 유기 화합물, 물, 알코올, 이온성 액체 및 초임계 유체이다.
여기서, 구조 내의 변수가 "결합"일 수 있다고 지정되면, 상기 변수는 단일 결합과 같이 그 변수에 연결된 것으로 도시된 2개의 기들 사이의 직접적인 결합을 나타낼 수 있다.
본원에 사용된 용어 "중합체"는 하나 이상의 반복 단위를 갖는 분자를 의미하며 공중합체를 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 양으로 하전된 반대 이온을 갖는 염은 임의의 적당한 양으로 하전된 반대 이온을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반대 이온은 암모늄(NH4 +), 또는 나트륨(Na+), 칼륨(K+) 또는 리튬(Li+)과 같은 알칼리 금속일 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 반대 이온은 일부 실시양태에서 Zn2 +, Al3 +, 또는 Ca2+ 또는 Mg2 +와 같은 알칼리 토금속과 같은 다수의 이온화된 기와 복합될 수 있는 +1보다 큰 양전하를 가질 수 있다.
다양한 실시양태에서, 음으로 하전된 반대 이온을 갖는 염은 임의의 적당한 음으로 하전된 반대 이온을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반대 이온은 플루오라이드, 클로라이드, 요오다이드 또는 브로마이드와 같은 할라이드일 수 있다. 다른 예에서, 반대 이온은 니트레이트, 수소 설페이트, 이수소 포스페이트, 바이카보네이트, 니트라이트, 퍼클로레이트, 요오데이트, 클로레이트, 브로메이트, 클로라이트, 하이포클로라이트, 하이포브로마이트, 시아나이드, 아미드, 시아네이트, 하이드록사이드, 퍼망가네이트일 수 있다. 상기 반대 이온은 아세테이트 또는 포메이트와 같은 임의의 카복실산의 공액 염기일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반대 이온은 일부 실시양태에서 옥사이드, 설파이드, 니트라이드, 아스네이트, 포스페이트, 아스나이트, 수소 포스페이트, 설페이트, 티오설페이트, 설파이트, 카보네이트, 크로메이트, 다이크로메이트, 퍼옥사이드 또는 옥살레이트와 같은 다수의 이온화된 기들에 복합될 수 있는 -1보다 큰 음전하를 가질 수 있다.
본원에 기재된 중합체는 임의의 적합한 방법으로 종결될 수 있다. 일부 실시양태에서, 중합체는 적합한 중합 개시제; -H; -OH; -O-, 치환 또는 비치환된 -NH- 및 -S-로부터 독립적으로 선택되는 0, 1, 2 또는 3개의 기로 단절된 치환 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카빌(예컨대, (C1-C10)알킬 또는 (C6-C20)아릴), 폴리(치환 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카빌옥시) 및 폴리(치환 또는 비치환된 (C1-C20)하이드로카빌아미노)로부터 독립적으로 선택되는 말단 기로 종결될 수 있다.
공액 고분자 전해질
다양한 실시양태에서, 본 발명은 하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00011
.
상기 공액 전해질은 소분자, 올리고머 및 중합체 중 적어도 하나일 수 있다. 각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00012
.
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된다. 각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-일 수 있다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20) 하이드로카빌렌일 수 있다. 각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "-(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5"는 하기 구조를 갖는 치환기를 나타낸다:
Figure 112017089391732-pct00013
.
상기 공액 고분자 전해질은 하나 이상의 전하-균형(charge-balancing) 반대 이온을 추가로 포함할 수 있다. 상기 반대 이온은 공액 고분자 전해질 내의 전하를 균형있게 할 수 있는 임의의 하나 이상의 적합한 반대 이온일 수 있다. 상기 반대 이온은 할라이드 예컨대 Br-일 수 있다.
공액 고분자 전해질은 2개의 말단을 갖는 선형 중합체일 수 있다. 공액 고분자 전해질은 말단에 임의의 적합한 말단 기를 가질 수 있다. 예를 들어, 공액 고분자 전해질은 말단 기 T를 포함할 수 있으며, 상기 말단 기 T는 각각 독립적으로 -H, -L-H, -L-C≡CH, -L-C≡CH, -L-RT, -L-RL-RT, -L-C≡C-RT, -L-C≡C-RL-RT, -L-RL-C≡C-RL-RT 및 -L-C≡C-RL-C≡C-RL-RT로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, RT는 독립적으로 -H, -Br, -(C1-C10)알킬, -C(O)-OH, -C(O)-O((C1-C10)알킬), -(C1-C10)알킬렌-N((C1-C10)알킬)3 +X-, -O-(C1-C10)알킬렌-N((C1-C10)알킬)3 +X-(여기서, X-는 반대 이온임)로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, RL은 독립적으로, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌, 나프틸렌 및 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, L은 독립적으로 결합, -(C1-C10)알킬렌- 및 -O-(C1-C10)알킬렌-으로부터 선택될 수 있다.
서브-유닛 -[R1-Y-R2-Z]-는 공액 전해질에서 임의의 적합한 횟수로 발생할 수 있다. 일부 실시양태에서, 서브-유닛 -[R1-Y-R2-Z]-는 공액 전해질에서 1회 발생한다. 일부 실시양태에서, 서브-유닛 -[R1-Y-R2-Z]-는 공액 전해질에서 2회 이상 발생하고 반복 단위이다. 상기 서브-유닛은 공액 고분자 전해질의 유일한 서브-유닛 또는 반복 단위일 수 있거나, 공액 고분자 전해질은 다른 서브-유닛 또는 반복 단위를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 공액 고분자 전해질은 하기 구조를 포함한다:
Figure 112017089391732-pct00014
.
변수 n은 약 1 내지 약 10,000, 또는 약 1, 또는 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 500, 750, 1,000, 1,500, 2,000, 2,500, 5,000, 7,500, 또는 약 10,000 이하 또는 그 이상일 수 있다. 일부 실시양태에서, 공액 고분자 전해질은 하기 구조를 갖는다:
Figure 112017089391732-pct00015
.
일부 실시양태에서, j는 1 또는 2일 수 있다. 각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00016
.
변수 R4는 R5에 의해 3- 위치에서 치환된 이미다졸일 수 있다. 변수 R4는 다음과 같은 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00017
.
변수 R5는 메틸일 수 있다. 본원에서, 이미다졸륨은 공명을 통해 2개의 질소 원자 사이에 양전하를 공유하고, 이미다졸륨은 어느 하나의 질소 원자 상에 전하를 갖는 것으로 나타낼 수 있음을 이해해야 한다. 변수 R4는 3-메틸이미다졸륨 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00018
.
변수 R1는 다음과 같은 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00019
.
각각의 경우, R3는 독립적으로 (C1-C10)알킬렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R4는 독립적으로 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된-이미다졸륨, 피리디늄 및 -N+(R5)3으로부터 선택될 수 있다. 변수 R4는 독립적으로 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-(C1-C10)알킬, 3-메틸이미다졸륨, 피리디늄 및 -N+((C1-C5)알킬)3으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C10)알킬로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Y는 결합일 수 있다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Z는 결합일 수 있다. 변수 Y, R2 및 Z는 결합일 수 있다.
변수 R1는 다음과 같은 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00020
.
각각의 경우, R3은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌일 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Y는 결합일 수 있다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R2는 결합일 수 있다. 각각의 경우, Z는 결합일 수 있다. 공액 고분자 전해질은 하기 구조를 포함할 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00021
.
변수 n은 약 1 내지 약 10,000일 수 있다.
일부 실시양태에서, 각각의 경우에, X는 -O-일 수 있다. 각각의 경우, R3는 (C2-C4)알킬렌일 수 있다. 각각의 경우, Y는 -C≡C-일 수 있다. 각각의 경우, R2는 결합일 수 있다. 각각의 경우, Z는 결합일 수 있다. 각각의 경우, -R4는 -N+(CH3)3, -N(CH3)2, -SO3 -,
Figure 112017089391732-pct00022
및
Figure 112017089391732-pct00023
로부터 선택될 수 있다.
각각의 경우, R1는 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00024
.
각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-일 수 있다. 각각의 경우, R3은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택될 수 있다.
각각의 경우, X는 -O-일 수 있다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌일 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Y는 -C≡C-일 수 있다. 각각의 경우, R2는 결합일 수 있다. 각각의 경우, Z는 결합일 수 있다. 공액 고분자 전해질은 하기 구조를 포함할 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00025
.
변수 n은 약 1 내지 약 10,000일 수 있다.
각각의 경우, X는 -O-일 수 있다. 각각의 경우, R3는 (C2-C4)알킬렌일 수 있다. 각각의 경우, Y는 -C≡C-일 수 있다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 1,4-치환된 페닐렌 및 2,5-치환된 티오페닐렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Z는 -C≡C-일 수 있다. 각각의 경우, -R4는 독립적으로 -N+(CH3)3, -N(CH3)2, -SO3 -,
Figure 112017089391732-pct00026
으로부터 선택될 수 있다.
각각의 경우, R2은 독립적으로 하기 구조로부터 선택될 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00027
.
변수 R2는
Figure 112017089391732-pct00028
일 수 있다.
각각의 경우, X는 -O-일 수 있다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌일 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬일 수 있다. 각각의 경우, Y는 -C≡C-일 수 있다. 각각의 경우, R2는 페닐렌일 수 있다. 각각의 경우, Z는 -C≡C-일 수 있다. 공액 고분자 전해질은 하기 구조를 포함할 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00029
.
변수 n은 약 1 내지 약 10,000일 수 있다.
각각의 경우, R1는 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00030
.
각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-일 수 있다. 각각의 경우, R3은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택될 수 있다.
각각의 경우, X는 -O-일 수 있다. 각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌일 수 있다. 각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬로부터 선택될 수 있다. 각각의 경우, Y는 -C≡C-일 수 있다. 각각의 경우, R2는 페닐렌일 수 있다. 각각의 경우, Z는 -C≡C-일 수 있다. 기 -X-R3-R4는 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00031
.
공액 고분자 전해질은 하기 구조를 포함할 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00032
.
변수 n은 약 1 내지 약 10,000일 수 있다. 공액 고분자 전해질은 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00033
말단 기 -T는 독립적으로 본원에 기재된 임의의 적합한 말단 기 예를 들어 -H, -L-H, -L-C≡CH, -L-C≡CH, -L-RT, -L-RL-RT, -L-C≡C-RT, -L-C≡C-RL-RT, -L-RL-C≡C-RL-RT 및 -L-C≡C-RL-C≡C-RL-RT일 수 있다. 예를 들어, T는 독립적으로 -H, -Br, -C≡CH 및 -C6H5로부터 선택될 수 있다. 변수 n은 약 1 내지 약 10,000 예를 들어 약 1 내지 약 2000일 수 있다.
공액 고분자 전해질은 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00034
,
각각의 경우, R7는 독립적으로 -(C1-C5)알킬-N+((C1-C5)알킬)3로부터 선택될 수 있다. 변수 R6는 하기 구조로부터 선택될 수 있다:
Figure 112017089391732-pct00035
.
항균성 기재.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 항균성 기재를 제공한다. 항균성 기재는 본원에 기재된 임의의 하나 이상의 공액 고분자 전해질과 같은 공액 고분자 전해질을 포함할 수 있다. 항균성 기재는 또한 기재를 포함할 수 있다.
상기 기재는 공액 고분자 전해질을 포함하는 경우에 항균 특성을 갖는 임의의 적합한 기재일 수 있다. 본원에 사용된 용어 "항균성"은 박테리아 예를 들어 그램-양성 및 그램-음성 박테리아를 저해 및/또는 박멸하는 능력을 의미한다. 기재는 와이프(wipe), 티슈, 붕대, 의료 기구, 외과용 기기, 전투기 기계, 스폰지, 텍스타일, 기저귀, 카운터-탑(counter-top), 식품 제형 표면, 상처 드레싱, 외과 절개부용 드레싱, 키보드 표면, 상처용 패킹, 외과 절개부용 패킹, 비강 패킹 및 여성 위생 제품일 수 있다. 상기 기재는 와이프일 수 있다. 상기 기재는 항균 특성을 갖는 하나 이상의 표면을 갖는 것이 유리한 임의의 적합한 기재일 수 있다.
상기 공액 고분자 전해질은 기재에 비-침출성으로 접합될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 항균성 화합물은 기재에 침출 가능하게 접합된다. 항균성 화합물이 기재에 비-침출성으로 접합되는 경우, 항균성 기재로 표면을 와이핑하면 새로운 표면으로 항균성 화합물이 실질적으로 전이되지 않을 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 전이는 항균성 화합물의 형광을 관찰함으로써 모니터링될 수 있다.
공액 고분자 전해질은 기재의 적어도 하나의 표면과 접촉될 수 있다. 상기 공액 고분자 전해질은 기재상에 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다. 하나 이상의 층이 공액 고분자 전해질과 상기 기재를 분리시킬 수 있다.
항균성 기재는 항균 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 항균성 기재는 그램-양성 포도상구균(Staphylococcus aureus), 그램-음성 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 및 대장균(Escherichia coli) 중 적어도 하나의 성장을 방지 또는 억제할 수 있다. 항균성 기재의 항균 특성은 항균성 화합물이 없는 상응하는 기재의 항균 특성을 능가할 수 있다. 항균성 기재는 비-수성 환경에서 항균 특성을 나타낼 수 있다.
미생물을 불활성화시키는 방법.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 미생물을 불활성화시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 미생물을 유효량 또는 유효 농도의 공액 고분자 전해질 예를 들어 본원에 기재된 임의의 하나 이상의 공액 고분자 전해질과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
미생물은 본원에 기재된 하나 이상의 공액 고분자 전해질에 의해 불활성화될 수 있는 임의의 미생물일 수 있다. 예를 들어, 미생물은 박테리아, 바이러스, 진균, 곰팡이, 점액 곰팡이, 조류 및 효모 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
미생물의 불활성화는 광의 부재하에서의 상응하는 방법에 비해 광의 존재하에서 보다 짧은 시간 내에 달성될 수 있다.
대상체의 감염-방지 방법.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 대상체의 감염-방지 방법을 제공한다. 상기 방법은 대상체를 유효량 또는 유효 농도의 본원에 기재된 임의의 하나 이상의 공액 고분자 전해질과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상체는 본원에 기재된 하나 이상의 공액 고분자 전해질과 접촉됨으로써 적어도 부분적으로 감염-방지될 수 있는 임의의 적합한 대상체일 수 있다. 대상체의 감염-방지는 광의 부재하에서의 상응하는 방법에 비해 광의 존재하에서 보다 짧은 시간 내에 달성될 수 있다.
기재 처리 방법.
다양한 실시양태에서, 본 발명은 기재의 처리 방법을 제공한다. 상기 방법은 기재를 본원에 기재된 하나 이상의 공액 고분자 전해질과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
접촉된 기재는 항균 특성을 가질 수 있다. 항균 특성은 그램-양성 황색포도상구균, 그램-음성 녹농균 및 대장균 중 적어도 하나의 성장을 방지하는 것을 포함할 수 있다. 접촉된 기재의 항균 특성은 상기 접촉 이전의 기재의 항균 특성을 능가할 수 있다. 접촉된 기재는 비-수성 환경에서 항균 특성을 가질 수 있다.
상기 기재는 하나 이상의 공액 고분자 전해질과 접촉된 후에 항균 특성을 나타낼 수 있는 임의의 적합한 기재일 수 있다. 상기 기재는 와이프, 티슈, 붕대, 의료 기구, 외과용 기기, 전투기 기계, 스폰지, 텍스타일, 기저귀, 카운터-탑, 식품 제형 표면, 상처 드레싱, 외과 절개부용 드레싱, 키보드 표면, 상처용 패킹, 외과 절개부용 패킹, 비강 패킹 및 여성 위생 제품 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 접촉은 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다. 상기 접촉은 발포 애플리케이터, 면봉, 포화 면봉, 포화 와이프, 에어로졸, 스프레이, 브러시 및 딥(dip) 중 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 접촉은 에어로졸 스프레이 및 스프레이 중 적어도 하나에 의해 달성된다. 예를 들어, 항균성 화합물은 에어로졸 추진제(예컨대, 다이클로로다이플루오로메탄, 트라이클로로플루오로메탄, 다이클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소 또는 다른 적절한 기체)와 혼합될 수 있다.
실시예
본 발명의 다양한 실시양태는 예시로 제공되는 하기 실시예를 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다. 본 발명은 본원에 제공된 실시예로 한정되지 않는다.
파트 I.
실시예 1.1.
실시예 1.1.1. PIM-2 및 PIM-4의 합성.
계측 및 방법. 1H NMR에 대해서는 300 MHz에서 13C NMR에 대해서는 75.4 MHz에서 작동하는 베리안(Varian) VXR-300 FT-NMR을 사용하여 NMR 스펙트럼을 기록하였다. UV-가시광 흡광 스펙트럼은 300 nm/min의 스캔 속도를 갖는 베리안 캐리(Varian Cary) 100 이중 빔 분광광도계를 사용하여 기록되었다.
공액 고분자 전해질 PIM-2 및 PIM-4를 제조하였다.
Figure 112017089391732-pct00036
PIM-2 및 PIM-4는 하기 반응식 1에 따라 제조하였다.
[반응식 1]
Figure 112017089391732-pct00037
트라이에틸아민 및 테트라하이드로푸란(THF)을 수소화나트륨 상에서 증류시켜 정제하였다. Pd (PPh3)4 촉매는 스트렘 케미컬 컴퍼니(Strem Chemical Co.)로부터 입수된 대로 사용되었다. 화합물 1, 2, 3, 5 및 6은 문헌에 보고된 수정된 절차에 따라 합성되었다. 문헌[McQuade, D. T.; Hegedus, A. H.; Swager, T. M. J. Am. Chem . Soc . 2000, 122, 12389] 참조; 또한 문헌[Ji, E.-K.; Whitten, D. G.; Schanze, K. S. Langmuir 2011, 27, 1565] 참조. 중합은 반응식 1에 기재된 바와 같이 소노가시라(Sonogashira) 조건하에 수행하였다.
대표적인 중합 반응 4 mL의 DMF/다이이소프로필아민(1:1 혼합물) 중의 8.9 mg(9 mmol)의 Pd (PPh3)4 및 2 mg(10 mmol)의 CuI의 탈산소화된 용액을 슐렌크(Schlenk) 플라스크에서 8 mL의 DMF/물 혼합물 중의 단량체 4(250 mg, 0.32 mmol), 단량체 5(40.2 mg, 0.319 mmol)의 탈산소화된 용액에 캐뉼라(cannula)를 통해 첨가했다. 상기 용액을 아르곤으로 15분 동안 탈산소화시키고, 생성된 혼합물을 60℃로 가열하고 16시간 동안 교반하였다. 수득된 황색 용액을 아세톤(100 mL)에 붓고, 중합체를 침전시켰다. 침전물을 진공 여과에 의해 수집하고, 최소량의 물에서의 용해 및 다량의 아세톤으로의 침전의 2회 반복 사이클에 의해 추가로 정제하였다. 중합체의 수용액에, 20 mg의 NaCN을 첨가하고 탈이온수에 대한 중합체의 수용액을 6 내지 8 kD MWCO 셀룰로오스 멤브레인(피셔 사이언티픽(Fisher Scientific))을 사용하여 투석(밀리포어 심플리시티 워터 시스템(Millipore Simplicity water system))에 의해 최종 정제를 달성하였다. 투석 후, 중합체 용액을 0.45 mm 나일론 멤브레인을 통해 여과하고, 농도를 약 1.0 mg/mL로 조정하였다. 중합체를 이 형태로 저장하고 분광학 연구를 위해 적절하게 희석시켰다. 전형적인 수율은 약 75%였다. PIM-4의 합성을 위해, DMF 중의 TIPS 보호된 단량체(7)를 먼저 다른 시약을 첨가하기 전에 TBAF로 탈보호시켰다.
화합물 4(예컨대, 3,3'-(3,3'-(2,5-다이요오도-1,4-페닐렌)비스(옥시)비스(프로판-3,1-다이일)비스(1-메틸-1H-이미다졸-3-이윰)(4)은 화합물 3(500 mg, 0.82 mmol) 및 1-메틸이미다졸(336 mg, 4.1 mmol)을 아세토니트릴 15 mL에 현탁시켜 제조하였다. 반응물을 밤새 환류시켰다. 용매를 제거하고 백색 고체를 에탄올로부터 재결정화하여 610 mg의 생성물을 수득하였다. 수율(94%). 1H NMR (300 MHz, DMSO-d6): δ 2.26 (m, 4H), 3.99 (s, 6H), 4.01 (t, 4H), 4.31 (t,4H). 7.30 (s, 2H), 7.65(m,2H), 7.75(m,2H), 9.14(s,2H). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6): δ 152.7, 137.3, 124.3, 123.2, 122.969, 87.7, 67.5, 47.2, 36.6, 29.8. ESI-MS [2M]2+ = 304.0066 (예측치: 304.0667).
화합물 7(예컨대, 3,3'-(3,3'-(2,5-비스(트라이이소프로필실릴)에티닐)-1,4-페닐렌)비스(옥시)비스(프로판-3,1-다이일))비스(1-메틸-1H-이미다졸-3-이윰)을 다음과 같이 제조하였다. 화합물 6(200 mg, 0.281 mmol) 및 1- 메틸이미다졸(114 mg, 1.4 mmol)을 아세토니트릴 10 mL에 현탁시키고 반응물을 밤새 환류시켰다. 용매를 제거하고 백색 고체를 에테르로 분쇄하여 190 mg의 생성물을 수득하였다. 수율(76%). 1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ 1.12(s, 42H), 2.48 (t, 4H) 3.95 (s, 6H), 4.05 (t, 4H), 4.61 (t,4H). 6.81 (s, 2H), 7.21(m,2H), 7.42(m,2H), 10.5(s,2H). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6):δ 154.09, 137.41, 124.49, 122.87, 117.66, 114.04, 103.37, 97.21, 66.23, 46.55, 36.49, 29.87, 19.14, 11.4. ESI-MS [2M]2+ = 358.2447 (예측치: 358.2435).
모든 중합체를 유사한 절차에 따라 상응하는 단량체로부터 제조하였다. 양이온성 이미다졸륨 중합체의 합성을 위한 대표적인 절차는 다음과 같다. PIM-4의 합성을 위해, DMF 중의 TIPS 보호된 단량체(7)를 먼저 다른 시약을 첨가하기 전에 TBAF로 탈보호시켰다. 4 mL의 DMF/다이이소프로필아민(1:1 혼합물) 중의 8.9 mg(9 mmol)의 Pd (PPh3)4 및 2 mg(10 mmol)의 CuI의 탈산소화된 용액을 슐렌크 플라스크에서 8 mL의 DMF/물 혼합물 중의 단량체 4(250 mg, 0.32 mmol), 단량체 5(40.2 mg, 0.319 mmol)의 탈산소화된 용액에 캐뉼라를 통해 첨가했다. 상기 용액을 아르곤으로 15분 동안 탈산소화시키고, 생성된 혼합물을 60℃로 가열하고 16시간 동안 교반하였다. 수득된 황색 용액을 아세톤(100 mL)에 붓고, 중합체를 침전시켰다. 침전물을 진공 여과에 의해 수집하고, 최소량의 물에서의 용해 및 다량의 아세톤으로의 침전의 2회 반복 사이클에 의해 추가로 정제하였다. 중합체의 수용액에, 20 mg의 NaCN을 첨가하고 탈이온수에 대한 중합체의 수용액을 6 내지 8 kD MWCO 셀룰로오스 멤브레인(피셔 사이언티픽(Fisher Scientific))을 사용하여 투석(밀리포어 심플리시티 워터 시스템(Millipore Simplicity water system))에 의해 최종 정제를 달성하였다. 투석 후, 중합체 용액을 0.45 mm 나일론 멤브레인을 통해 여과하고, 농도를 약 1.0 mg/mL로 조정하였다. 중합체를 이 형태로 저장하고 분광학 연구를 위해 적절하게 희석시켰다. 전형적인 수율은 약 75%였다.
PIM-2. 1H NMR (300 MHz, CD3OD): δ 2.46 (br, 4H), 3.88 (br, 6H), 4.19 (br, 4H), 4.53 (br,4H), 7.21-8.5 (br,12H).
PIM-4. 1H NMR (300 MHz, CD3OD): δ 2.43 (br, 4H), 3.90 (br, 6H), 4.22 (br, 4H), 4.53 (br,4H), 7.29 - 8.55 (8H, 방향족).
중합체의 1H 신호는 단량체에 비해 상대적으로 넓었으며, 이는 아마도 응집으로 인해 중합체 사슬의 회전 상관 시간이 느려서 발생했을 것으로 추정된다.
실시예 1.1. 2. 흡광 및 형광.
도 1은, 본 발명의 다양한 실시양태에 따라, 메탄올 및 물 중의 PIM-2 및 PIM-4의 흡광 스펙트럼을 도시한다. 메탄올 중에서, PIM-2는 PPE 골격의 특성인 낮은 에너지에서 잘 분해된 진동 진행과 함께 lmax = 410 nm의 강한 형광 및 잘 정의된 0-0 밴드를 특징으로 한다. 이러한 관찰은 PIM-2가 메탄올에서 주로 비응집된 상태로 존재함을 나타낸다. 대조적으로, 물을 매질로 사용하는 경우, PIM-2는 넓고 구조가 없는 적색 천이 방출을 나타낸다. 물에서의 형광 양자 수율 감소와 함께 흡광 및 방출 스펙트럼 밴드 모두에서 관찰된 적색 천이는 수성 매질에서 응집체의 형성을 나타낸다. 반대로, PIM-4의 흡광 및 형광 스펙트럼을 메탄올 및 물 중에서 비교하면 흥미로운 경향을 나타낸다. 메탄올에서, lmax = 418 nm인 0-0 밴드는 PIM-2에 비해 메탄올에서 약간 적색으로 천이되는 것으로 관찰되었다(표 1). 놀랍게도, 물에서의 PIM-4 방출은 메탄올의 것과 유사하며 5 nm의 약간의 적색 천이만을 나타냈다. 또한, 물에서의 PIM-4의 형광 양자 수율은 물에서의 PIM-2에 비해 3배 더 높다. 따라서, 앞서 언급한 관찰은 PIM-4의 중합체 사슬이 최소 응집을 나타내며 이 중합체가 수성 매질에서 더 적은 p 적층된 사슬-간 응집체를 형성함을 의미한다.
용매 환경이 PIM 중합체의 광학 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해, 메탄올과 물의 혼합물 중의 PIM-2(A) 및 PIM-4(B)의 경우, 도 2a 및 2b에서와 같이 용매 혼합물의 조성을 전체적으로 변화시킴으로써 메탄올과 물의 혼합물에서 각 중합체에 대한 UV-가시광 흡광 및 방출 스펙트럼의 변화를 실험했다. 예상대로, 도 2a의 PIM-2의 0-0 밴드는, CPE 응집체의 형성을 신호하는 용매 매질에서 물의 부피 비율이 증가함에 따라 숄더(shoulder) 밴드의 부수적인 향상과 함께 점차적으로 감소한다. 대조적으로, 도 2b의 PIM-4에 대해서는 매질의 물 함량이 증가함에 따라 방출 강도의 약간의 감소만이 관찰되었다; 그러나 방출 스펙트럼의 구조는 물의 비율이 증가함에 따라 동일하게 유지되었다. 이러한 관찰은 종합적으로 PIM-2가 응집체를 형성하는 경향이 있는 반면, PIM-4는 대부분 수성 매질에서 응집되지 않은 형태로 남아있음을 나타낸다. 이는 측쇄상의 보다 높은 전하 밀도가 중합체 사슬들 간의 정전기적 반발력을 증가시켜 소수성 효과에 의해 구동되는 응집을 억제하는 위치와 일치한다. 이러한 정전기적 반발력은 다른 모든 페닐렌 단위 상에 이미다졸륨 잔기로 이루어진 PIM-2의 경우에 상대적으로 낮은데, 이것이 물에서 관찰되는 응집체 방출을 설명한다.
메탄올 및 물에서의 CPE의 형광 양자 수율 및 형광 수명 데이터의 비교가 표 1에 제시되어 있다. 특히, PIM-4는 물에서 PIM-2보다 높은 형광 양자 수율을 나타내며, 이는 이 매질에서 PIM-4의 최소 응집을 나타낸다. 이러한 특징은 PPE-계 CPE가 물에서 응집되어 중합체 형광을 켄칭시키는 것으로 공지되어 있기 때문에 유리하다.
[표 1] PIM-2 및 PIM-4에 대한 광물리적 데이터.
Figure 112017089391732-pct00038
형광 켄칭. 2개의 상이한 양이온성 켄처, 즉 나트륨 안트라퀴논-2,6-다이설포네이트(AQS) 및 피로포스페이트(PPi)에 의한 CPE의 형광 켄칭을 실험하였다. 이 경우, 일반적으로 켄칭은 CPE와 켄처 사이의 이온-쌍 복합체의 초기 형성을 초래한다. AQS는 광-유도 전자 전달 메카니즘에 의해 전자가 풍부한 분자의 형광을 켄칭하는 것으로 알려져 있다. 예를 들어 문헌[Pinto, M. R.; Tan, C.; Ramey, M. B.; Reynolds, J. R.; Bergstedt, T. S.; Whitten, D. G.; Schanze, K. S. Res. Chem . Intermed . 2007, 33, 79] 참조.
AQS 또는 PPi의 분취량을 갖는 일련의 PIM-2 및 PIM-4 적정을 메탄올 및 물 모두에서 수행하여 이들 용매 매질에서의 상기 중합체들의 켄칭 거동을 비교하였다. 켄처 농도가 증가하는 일반적인 경향은 중합체의 흡광 스펙트럼이 부수적인 밴드 확장과 함께 5 내지 10 nm의 스펙트럼 천이를 초래한다는 것이다(자세한 내용은 뒷받침되는 정보 참조). 이러한 스펙트럼 특징은 소수성에 의해 구동되는 중합체/켄처 복합체의 형성으로 인한 중합체 구조의 형태적 변화를 나타낸다. AQS 및 PPi에 의한 PIM-2 및 PIM-4의 형광 켄칭에 대한 스턴-볼머(Stern-Volmer) 켄칭 상수를 표 2에 요약하였다. 메탄올 및 물에서 AQS에 의한 상기 CPE를 켄칭시키는 KSV의 비교는 몇 가지 명확한 경향을 나타낸다. 첫째, 스턴-볼머 플롯은 낮은 켄처 농도에서 선형이며, 켄처의 농도가 증가함에 따라 상향하는 곡률을 나타낸다(도 3a 및 3b) (켄처로서, (a) AQS 및 (b) PPi(모든 경우에 중합체 농도 = 10 mM). 둘째, KSV는 두 CPE 모두에서 메탄올과 물에서 약 106 M-1 정도이다. 이러한 관찰은 증폭된 켄칭 과정이 효과가 있음을 명확히 나타낸다. 일반적인 경향은 KSV가 PIM-2 및 PIM-4 모두에 대해 메탄올에서보다 물에서 더 높다는 것이다. 주목해야 할 또 다른 중요한 점은 단일중합체인 PIM-4가 메탄올과 물 모두에서 공중합체인 PIM-2에 비해 AQS에서 더 높은 KSV를 나타낸다는 것이다; 이는 모든 페닐렌 단위 상에 있는 펜던트 이미다졸륨 기의 존재로 인해 PIM-4의 경우 전하 밀도가 증가하기 때문일 것이다.
[표 2] AQS 및 PPi에 의한 PIM-2 및 PIM-4의 형광 켄칭에 대한 스턴-볼머 상수(KSV는 플롯이 선형인 켄처의 저농도(AQS의 경우 0.4 μM 미만, PPi의 경우 2 μM 미만)에서 계산되었음).
Figure 112017089391732-pct00039
이 실험에 사용된 다른 켄처는 피로포스페이트(PPi)이었다. PPi는 ATP가 AMP로 가수분해되어 형성되는 중요한 생체분자이며, Cu2 +에 강한 친화성을 갖는 강력한 광물화 억제제이다. 표 2는 메탄과 물 둘 다에서의 PIM-2와 PIM-4에 대한 AQS에 의해 얻어진 값보다 켄처로서 PPI를 사용하여 얻은 스턴-볼머 켄칭 상수가 현저히 낮다는 것을 보여준다(메탄올 중의 PIM-2를 제외하고는 대략 한 자리 정도 낮음).
이러한 결과는 AQS에 의한 켄칭 공정 동안 CPE 골격에 대한 일중항 여기자의 신속한 확산과 PPi가 켄처로서 사용되는 경우 상대적으로 느린 켄칭 효과를 명확히 암시한다. 그러나, AQS에서 관찰된 경향은 매질이 메탄올에서 물로 바뀌는 경우 더 높은 KSV 값이 관찰된다는 점에서 PPi와 분명히 다르다; 반면에 PPi에서는 반대의 경향이 관찰된다. 이러한 켄칭 속도의 불균형은 위에서 언급한 경우에서의 켄칭 메커니즘을 면밀히 살펴봄으로써 설명될 수 있다. 켄처로서 AQS를 사용한 전자 전달 속도는 수성 매질에서의 중합체 사슬의 π-적층 응집체의 형성으로 더 높을 것으로 예상되며, 이는 결국 여기자(exciton) 전달 효율을 향상시킬 것이다. 다른 한편으로, 수성 매질에서 이미다졸륨 측쇄와의 약한 연결을 갖는 Ppi는 상기 매질에서 덜 효율적인 켄처가 될 것이다.
순간 흡광 및 일중항 산소 감작화. 일중항 산소의 형성을 감작하는 CPE의 능력은 감염-방지 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있다. 예를 들어 문헌[Kilger, R.; Maier, M.; Szeimies, R. M.; Baumler, W. Chem . Phys. Lett. 2001, 343, 543]; [Maisch, T.; Baier, J.; Franz, B.; Maier, M.; Landthaler, M.; Szeimies, R.-M.; Baumler, W. Proc . Natl . Acad . Sci . U. S. A. 2007, 104, 7223]; [Hill, E. H.; Stratton, K.; Whitten, D. G.; Evans, D. G. Langmuir 2012, 28, 14849]; 및 [Corbitt, T. S.; Ding, L.; Ji, E.; Ista, L. K.; Ogawa, K.; Lopez, G. P.; Schanze, K. S.; Whitten, D. G. Photochem . Photobiol . Sci. 2009, 8, 998] 참조. CPE의 삼중항 여기 상태는 주로 광-활성화된 감염-방지 활성에 관여하는 일중항 산소의 생성에 결정적인 역할을 하기 때문에, 메탄올 및 물 중의 상기 중합체의 삼중항-삼중항 흡광을 순간 흡광 분광학을 사용하여 시험하였다 (예를 들어, 도 4a, 4b 및 4c). 도 4a는 물 중의 PIM-4(355 nm에서의 OD 약 0.7 및 약 7 mJ의 레이저 에너지로 여기됨)의 순간 흡광 차이 스펙트럼(초기 지연 = 65 ns, 후속 지연 증분 = 6.5 ms, 삼중항 수명 = 28.6 ms)을 도시한다. 도 4b는 메탄올 중의 PIM-2(355 nm에서의 OD 약 0.7 및 약 7 mJ의 레이저 에너지로 여기됨)의 순간 흡광 차이 스펙트럼(초기 지연 = 65 ns, 후속 지연 증분 = 1 ms)을 도시한다. 도 4c는 물 중의 PIM-4(355 nm에서의 OD 약 0.7 및 약 7 mJ의 레이저 에너지로 여기됨)의 순간 흡광 차이 스펙트럼(초기 지연 = 65 ns, 후속 지연 증분 = 1 ms)을 도시한다. CPE에 관한 이전 보고서와 일치하게, 1 내지 4 μs의 수명을 갖는 적외선 영역에서 확장되는 광범위한 순간 흡광이 PIM-2 및 PIM-4 모두에서 관찰되었다; 또한, 순간 흡광은 O2에 의해 효율적으로 켄칭되었는데, 이는 삼중항 여기 상태를 암시한다. 예를 들면, 문헌[Ji, E.; Corbitt, T. S.; Parthasarathy, A.; Schanze, K. S.; Whitten, D. G. ACS Appl . Mater. Interfaces 2011, 3, 2820] 참조. 일중항 산소의 형성을 감작하는 두 중합체의 능력은 또한 중수소화된 메탄올에서의 일중항 산소 인광을 약 약1270 nm에서 모니터링함으로써 분광학적으로 확인되었다. 예상대로, PIM-4는 PIM-2(FD = 0.08±0.02)(2'-아세토나프톤(FD = 0.79 ± 0.02) 기준)와 비교하여 일중항 산소(FD = 0.13 ± 0.02)의 형성을 감작하는 데 더 효과적이다.
일반적으로, CPE는 물 중에 응집하는 경향이 있으므로, 수성 매질에서의 순간 흡광을 관찰하는 것은 어렵다. 예상외로, PIM-4는 메탄올에 필적하는 강도를 갖는 물에서의 순간 흡광을 나타내었으며(예를 들어, 도 4c), 이는 PIM-4가 수성 매질에서 응집되지 않는다는 것을 강조한다; 그러나, 물에서 PIM-2에 대한 약한 신호만 관찰되었다. 이는 PIM-4가 각각 메탄올과 물에서 더 높거나 필적할만한 삼중항 수율을 가지고 있음을 명확하게 보여준다; 즉, PIM-4는 메탄올과 유사한 효율로 수성 매질에서 일중항 산소를 감각하게 하는 경향이 있다. 이는 감염-방지 실험이 수성 매질에서 수행되기 때문에 유리하다.
실시예 1.1.3. 감염-방지 시험
감염-방지 시험은 유동 세포계측법, 공초점 형광 현미경 검사 및 표준 플레이팅 기술을 사용하여 수행되었다. PIM-2와 PIM-4의 감염-방지 활성은 청자색 광(l = 420 nm)의 존재하에서 높다. 도 5 및 도 6은 은 그램 음성균 대장균에 대한 PIM-2 및 PIM-4의 감염-방지 활성을 각각 나타낸다. 도 5 및 도 6에서, 유동 세포계측법에 의해 평가되는 바와 같이, NC는 감염-방지 중합체를 함유하지 않은 음성 대조군을 의미하고, 적색은 % 세포사멸율을 나타내고, 녹색은 % 생존율을 나타낸다. 단지 5 μg/mL의 농도에서, PIM-2는 근-가시광의 존재하에서 대장균의 약 90%를 죽일 수 있다. 그러나, 어둠 속에서는, 90%의 살생을 초과하기 위해 20 μg/mL의 높은 농도가 필요하다. PIM-4는 많은 샘플에서 대장균의 2-log 살생을 유도하고 광에서의 고 농도에서 3-log 살생을 초과하는 것으로 밝혀졌다.
두 중합체의 효능을 비교하면 특히 대장균에 대해 PIM-4가 PIM-2보다 우수한 광-활성화된 살생을 나타낼 수 있다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 5 μg/mL의 저 농도에도 불구하고 PIM-4에 의한 대장균의 99.30%의 감염-방지가 1시간 후에 일어난다. PIM-2는 동일한 조건에서 92.77%의 감염-방지를 수행한다. 농도가 10 μg/mL로 증가하더라도, PIM-2는 420 nm 조사 1시간 후 약 90%의 대장균을 죽인 반면, PIM-4는 불과 30분 후에 99.9%에 도달한다. PIM-2와 PIM-4의 감염-방지 효과의 차이는 그램 양성 황색포도상구균에서는 덜 명백하다. 도 7 및 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 7 and FIG. 두 중합체 모두 420 nm 조사 1시간 후에 약 96%의 감염-방지를 보였다. 도 7 및 도 8에서, NC는 감염-방지 중합체를 함유하지 않은 음성 대조군을 의미한다. 농도를 10 ㎍/mL로 증가시키면, 두 중합체 모두 조사 30분만에 3-log의 감염-방지를 초과한다. PIM-2와 PIM-4 모두 그램 양성균인 황색포도상구균에 대해 매우 효과적인으로 나타난다. PIM-2는 고 농도에서 어둠 속에서도 죽일 수 있다.
광에서의 두 중합체의 감염-방지 활성은 p-페닐렌 에티닐렌 골격에 기초한 다른 CPE보다 높다. PIM-2와 PIM-4의 효능을 시험하기 위해, 이들의 감염-방지 활성을 대장균에 대해 최근 연구된 DABCO 작용화된 측쇄(PPE-DABCO)를 갖는 양이온성 CPE와 비교하였다. 문헌[Corbitt, T. S.; Ding, L.; Ji, E.; Ista, L. K.; Ogawa, K.; Lopez, G. P.; Schanze, K. S.; Whitten, D. G. Photochem . Photobiol . Sci . 2009, 8, 998] 참조. 결과에 따르면 PPE-DABCO의 감염-방지 활성은 420 nm 조사 1시간 후 5 μg/mL에서 43%, 10 μg/mL에서 63%에 불과했다. 결과는 이미다졸륨 작용기가 DABCO 잔기보다 더 큰 감염-방지 능력을 가짐을 나타낸다. 저 농도에서 그램 음성균과 그램 양성균 모두에 대한 PIM 중합체의 효율적인 광-활성화된 박테리아 감염-방지는 효과적인 감염-방지제로서의 이미다졸륨 작용화된 PPE의 잠재력을 보여준다.
실시예 1.2.
실시예 1.2.1. P3HT - 이미다졸륨의 합성.
P3HT를 하기 반응식 2에 따라 제조하였다. 반응식 2는 GRIM 방법을 통한 위치규칙성 폴리[3-(6-브로모헥실)티오펜(P3HT-Br)의 합성을 포함한다. 문헌[Zhai, L.; Pilston, R. L.; Zaiger, K. L.; Stokes, K. K.; McCullough, R. D. Macromolecules 2003 36, 61] 참조.
[반응식 2]
Figure 112017089391732-pct00040
화합물 1은 문헌[He, F.; Tang, Y.; Yu, M.; Wang, S.; Li, Y.; Zhu, D. Advanced Functional Materials 2007, 17, 996]에 기재된 것과 유사한 절차에 따라 합성하였다. 수율 60%. 1H NMR (CDCl3, 300 MHz): d 1.50 (t, 4 H), 1.76¨C1.81 (m, 2 H), 1.86¨C1.93 (m, 2 H), 3.42 (t, 2 H), 3.77 (s, 3 H), 3.91 (t, 2 H), 6.83 (s, 4 H).
화합물 3은 문헌[Bauerle, P.; W¨¹rthner, F.; Heid, S. Angewandte Chemie International Edition in English 1990, 29, 419]에 기재된 것과 유사한 절차에 따라 합성하였다. 화합물 3 수율 54%. 1H NMR (CDCl3 , 300 MHz): 7.26 (dd, 1H), 6.96 (dd, 1H), 6.94 (dd, 1H), 6.85(4H), 3.91(t, 2H), 3.78 (s, 3H), 2.66 (t, 2H), 1.78 (m, 2H), 1.68 (m, 2H), 1.54-1.35 (m, 4H).
화합물 4는 문헌[Bauerle, P.; W¨¹rthner, F.; Heid, S. Angewandte Chemie International Edition in English 1990, 29, 419]에 기재된 것과 유사한 절차에 따라 합성하였다. 수율 61%. 1H NMR (CDCl3, 300 MHz): 7.21 (dd, 1H), 6.92 (dd, 1H), 6.90 (dd, 1H), 3.38 (t, 2H), 2.61 (t, 2H), 1.84 (m, 2H), 1.62 (m, 2H), 1.45 (m, 2H), 1.34 (m, 2H).
단량체는 문헌[Sebastien Clement; Akim Tizit; Simon Desbief; Ahmad Mehdi; Julien De Winter; Pascal Gerbaux; Roberto Lazzaronib; Bruno Bourya. The Journal of Material Chemistry 2011, 21, 2733]에 기재된 것과 유사한 절차에 따라 합성하였다. 수율: 90%. 1H NMR (CDCl3, 300 MHz): 6.77 (s, 1H), 3.41 (t, 2H), 2.52 (t, 2H), 1.86 (m, 2H), 1.75-1.34 (m, 6H).
P3HT-Br은 다음과 같이 합성하였다. 2,5-다이브로모-3-(6-브로모헥실)티오펜(200 mg, 0.49 mmol)을 5 mL의 무수 THF에 용해시켰다. t-부틸마그네슘 클로라이드(0.49 mL, THF 중의 1.0 M 용액)를 혼합물에 첨가하고, 이어서, 혼합물을 1시간 동안 가열 환류시켰다. Ni(dppp)Cl2(2.65 mg)를 첨가하고, 용액을 환류하에 2시간 동안 교반한 다음, HCl로 켄칭시켰다. 유기 층을 10 mL의 메탄올에 붓고 속슬렛(Soxhlet) 골무 내로 여과하였다. 속슬렛 추출은 메탄올(단량체 및 염을 제거하기 위해), 헥산(촉매 및 올리고머를 제거하기 위해) 및 DCM으로 수행하였다. DCM 분획을 환원시키고 진공하에 건조시켜 30 mg(25% 수율)의 P3HT-이미다졸륨을 수득하였다. 1H NMR (CDCl3, 500 MHz): 6.98 (1H), 3.42 (2H), 2.82 (2H), 1.89 (2H), 1.71-1.25 (6H). Mn=5000 g/mol, PDI=1.39. 도 9는, 다양한 실시양태에 따라, CDCl3 중의 P3HT-Br의 1H NMR 스펙트럼을 도시한다. 도 9의 삽입은 방향족 영역 및 α-메틸렌 양성자를 각각 나타낸다. 1H NMR 신호는 P3HT-Br이 매우 위치규칙적이며 정밀한 위치규칙적 구조임을 확인시켜 준다. P3HT-Br의 분자량은 GPC로 측정하여 5000 g/mol의 Mn 및 1.39의 PDI를 나타내었다.
P3HT-이미다졸륨은 문헌[ondarev, D.; Zednik, J.; sloufova, I.; Sharf, A.; Prochazka, M.; Pfleger, J.; Vohlidal, J. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 2010, 48, 3073]에 기재된 것과 유사한 절차에 따라 P3HT-Br로부터 합성하였다. 1H NMR (D2O, 500 MHz): 8.94 (1H), 7.47 (3H), 4.19 (2H), 3.89 (3H), 2.69 (2H), 1.80-1.33 (8H). 도 10은, 다양한 실시양태에 따라, 1H NMR(D2O, 500 MHz)의 P3HT-이미다졸륨을 도시한다.
실시예 1.2. 2. 흡광 및 형광.
도 11a 및 11b는, 다양한 실시양태에 따라, 메탄올 및 물 중의 P3HT-이미다졸륨의 흡광 스펙트럼을 도시한다.
P3HT-이미다졸륨의 형광 켄칭은 메탄올과 물 모두에서 조사되었다. 공액 고분자 전해질(CPE)의 형광은 매우 낮은 농도의 반대 전하를 띤 켄처 종에 의해 켄칭될 수 있다. 이러한 현상은 증폭된 켄칭으로 알려져 있으며, 이는 여기자가 중합체 골격을 따라 비편재화되어 작은 분자에서 여기자보다 켄칭될 수 있는 기회가 크기 때문에 발생한다.
상이한 메커니즘에 의해 P3HT-이미다졸륨의 켄칭을 연구하기 위해 2가지 상이한 양이온성 켄처인 나트륨 안트라퀴논-2,6-다이설포네이트(AQS) 및 피로포스페이트(PPi)가 사용되어왔다. AQS는 광-유도 전자 전달 메카니즘에 의해 전자가 풍부한 분자의 형광을 켄칭한다. 예를 들어 문헌[Liu, Y.; Schanze, K. S. Analytical Chemistry 2008, 80, 8605] 참조. 다른 한편으로, 음이온성 PPi는 CPE 사슬의 응집을 유발함으로써 형광 켄칭을 유도할 것이다. 예를 들어 문헌[Kim, S. K.; Lee, D. H.; Hong, J.-I.; Yoon, J. Accounts of Chemical Research 2008, 42, 23] 참조.
메탄올 및 물 둘 다에서 P3HT-이미다졸륨 형광 켄칭의 스턴-볼머 플롯을 AQS와 PPI의 농도를 증가시킴으로써 도 12a 및 12b에 나타내었다. 형광 켄칭에 대한 스턴-볼머 켄칭 상수를 표 3에 요약하였다. AQS를 사용함으로써, 물과 메탄올의 스턴-볼머 켄칭 상수는 모두 크고 메탄올과 물 모두에서 증폭된 켄칭 과정을 나타낸다. 그러나, PPi를 사용함으로써, 메탄올과 물 모두에서의 스턴-볼머 켄칭 상수는 AQS에 의해 얻어진 값보다 현저히 낮다. 또한, AQS를 첨가하기 전에 중합체 사슬이 이미 응집을 형성하고 있기 때문에, 중합체의 응집을 일으키는 PPi를 사용함으로써 수용액에서는 켄칭 효율이 훨씬 낮아진다(약 103 M-1).
[표 3] AQS 및 PPi에 의한 P3HT-이미다졸륨의 형광 켄칭에 대한 스턴-볼머 상수.
Figure 112017089391732-pct00041
실시예 1.2. 3. 순간 흡광 및 일중항 산소 감작화 .
일중항 산소의 형성은 감염-방지 과정에서 중요한 역할을 하고, CPE의 삼중항 여기 상태는 일중항 산소를 생성하는 중요한 과정이라는 것이 잘 입증되어왔다. 예를 들어 문헌[orbitt, T. S.; Ding, L.; Ji, E.; Ista, L. K.; Ogawa, K.; Lopez, G. P.; Schanze, K. S.; Whitten, D. G. Photochemical & photobiological sciences : Official journal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology 2009, 8, 998] 참조. P3HT-이미다졸륨에 대한 황의 중원자 효과로 인해 삼중항 여기가 있을 것으로 예상된다. 따라서, P3HT-이미다졸륨의 삼중항-삼중항 흡광은 순간 흡광 분광법을 사용하여 메탄올 및 물에서 실험되었다(예컨대, 도 13a 및 13b참조, 이는 (a) 메탄올 및 (b) 메탄올에서의 P3HT-이미다졸륨의 순간 흡광 차이 스펙트럼을 도시한다). 순간 흡광 수명은 표 4에 열거되어 있다. 1.51 μs의 순간 흡광 수명이 MeOH에서 검출되었으며, 이는 P3HT-이미다졸륨이 일중항 산소를 생성할 수 있음을 나타낸다. 그러나, 물에서의 순간 흡광을 측정하는 것은 어렵다. 응집이 형성되기 때문에, 물에서의 순간 흡광 신호가 약하고 붕괴가 길어서 순간 흡광 수명의 정확성에 영향을 미칠 수 있다. 일중항 산소 양자 수율을 또한 중수소화된 메탄올에서 일중항 산소 인광을 약1270 nm에서 측정함으로써 CD3OD에서 측정하였더니 aFD = 6.5%를 나타내었다.
[표 4] P3HT-이미다졸륨의 광물리적 데이터.
Figure 112017089391732-pct00042
실시예 1.2.4. P3HT - 이미다졸륨의 살균 실험.
도 14a 및 14b는 그램-양성 황색포도상구균에 대한 P3HT-이미다졸륨의 살균 활성을 도시한다. 도 15a 및 15b는 그램-음성 대장균에 대한 P3HT-이미다졸륨의 감염-방지 활성을 도시한다.
살균 실험에 따르면 10 μg/mL의 저 농도의 P3HT-이미다졸륨은 광의 부재 및 광의 존재하에서 높은 살균 활성을 가질 수 있음을 나타낸다. P3HT-이미다졸륨은 암실에서 그램-양성 황색포도상구균에 대해 57.7%의 살균력을 달성한다. 이는 P3HT-이미다졸륨이 그램-양성 황색포도상구균의 세포막을 파괴 및/또는 교차할 수 있음을 나타낸다. 가시광(l = 420 nm)이 존재하에, P3HT-이미다졸륨은 그램-양성 황색포도상구균에 대한 98.6%의 살균력을 15분 이내에 달성한다. 살균 실험은 P3HT-이미다졸륨이 조사되는 경우 높은 살균력을 달성함을 나타낸다. 이러한 결과는 그램-양성 및 그램-음성 박테리아 모두에 대한 이미다졸륨 결합 능력을 시사한다. 저 농도에서 그램-양성 및 그램-음성 균주 모두에 대한 높은 광-활성화된 박테리아 살균력은 효과적인 살균제로서 제공되는 이미다졸륨 작용화된 폴리티오펜의 잠재력을 나타낸다.
박테리아 성장. 모든 매질 및 완충액은 적어도 18 MΩ cm의 저항률을 갖는 탈이온수를 사용하여 제조하였다. 영양 배양액 234000(디프코(Difco))을 제조자의 지침에 따라 제조하였다. 8 g/L 박토 한천(agar)(디프코)을 첨가하여 영양 한천을 제조하였다. 황색포도상구균(ATCC 10832)와 대장균(ATCC 29425)은 모두 영양 배지(20% 글리세롤 함유)에서 성장한 원래 ATCC 동결 건조액의 1 세대 배양에서 유래한 글리세롤-보존된 스톡에서 성장하고 이후에 -70℃에서 보관한다. 상기 균주의 세포를 37℃에서 24시간 동안 디피코 영양 한천 상에 글리세롤 스톡을 접종하여 성장시켰다.
살균 시험은 한천 플레이트에서 황색포도상구균 또는 대장균 콜로니를 긁어내고 이들을 영양 배지로 옮겨 성장시켰다. 그런 다음 세포를 오비탈 인큐베이터 쉐이커(Orbital Incubator Shaker)(캘리포니아주 라파에트 소재의 아메리칸 인스트루먼츠(American Instruments))에서 18시간 동안 37℃에서 급속 교반(250 rpm)하면서 배양했다. 배양 기간 후, 세포를 4,400 rpm에서 2회 15분 원심분리하여 세척하고; 각각의 경우, 펠릿 형성 후 상층액을 0.85% NaCl 30 mL로 대체하였다.
유동 세포계측법 분석. 0.85% NaCl-현탁된 박테리아 스톡 용액에서 황색포도상구균 또는 대장균의 세포 농도를 측정하기 위해 유동 세포계측법을 이용하였다. 사용된 아큐리(Accuri) C6(뉴저지주 프랭클린 레이크스 소재 벡톤 디킨슨(Becton Dickinson))는 두 개의 필터: 녹색 형광 필터(FL-1: 530 nm)와 적색 형광 필터(FL-3: 670 nm 장-패스)뿐만 아니라 488 nm에서 여기하는 청색 레이저를 장착했다. 1차 임계값은 데이터에 40,000개의 FSC-A 산란 유닛을 나타내는 경우만 포함되도록 한 반면, 2차 임계값은 250개의 FL-1 형광 유닛(라이브 염색 형광 채널)을 나타내는 경우만 포함되도록 했다. 유동 세포계측기의 코어 크기는 10 μm로 설정되었고, 유속은 14 μL/분으로 설정되었다. 각 샘플에는 100,000개의 경우가 기록되었다.
살균 시험을 위해, 스톡 용액을 희석하거나 2E7 세포/mL로 농축시켰다. 상기 박테리아 용액 500 mL를 PIM-2 또는 PIM-4 중 하나를 갖는 유리 튜브에 첨가하여 분석 전 5, 10 또는 20 μg/mL의 최종 중합체 농도 및 1 mL의 최종 부피에 도달시켰다. 유동 세포계측법 분석에 앞서 15분 동안 5 mM SYTO 21(라이브 염색; 뉴욕주 그랜드아일랜드 소재 라이프 테크놀로지스(Life Technologies)) 및 1.5 mM 프로피듐 요오다이드(죽은 염색, 뉴욕주 그랜드 아일랜드 소재 라이프 테크놀로지스)로 세포를 염색하였다. 유동 세포계측법에서 보고된 살균 활성은 표준 플레이팅 기술로 검증되었다. 이는 응고된 영양 한천의 페트리 접시에 비-염색된 희석 샘플 50 μL을 피펫팅하는 것을 포함한다; 플레이트를 37℃에서 18시간 동안 배양시켰다. 콜로니를 이미지제이(ImageJ) 이미지-분석 소프트웨어를 사용하여 계산하였다.
언급되는 경우, 샘플을 반투명 0.5 dr 유리 바이알에 루즈켐(Luzchem) LZC-ORG 광반응기(캐나다 온타리오주 루즈켐 리서치(Luzchem Research))를 통해 근-가시광에 노출시켰다. 이 광반응기를 10개의 LZC-420 램프(400 내지 460 nm의 방출 파장 범위)로 구성하였다. 모든 샘플에 균일한 노광을 제공하기 위해 광반응기에 회전식 캐루젤(carousel)를 장착하였다. PM100D 광 파워 미터(Optical Power Meter)(뉴저지주 뉴톤 소재 토르 랩스(Thor Labs))를 사용하여, 이 조명 구성의 표면 출력 밀도를 2.28 ± 0.028 mW/cm2로 측정하였다.
실시예 1.2.5. 살균 실험.
살균 실험. 1 x 107 세포를 각각 함유하는 1 mL의 샘플 부피 중에 SYTO 9로 염색된 그램 음성 대장균(ATCC 29425) 및 SYTO 21로 염색된 그램 양성 황색포도상구균(ATCC 10832) 모두를 사용하여 P3HT- 이미다졸륨의 체외 살균 실험을 수행하였다. P3HT-이미다졸륨과 배양한 후. 세포의 생존능은 유동 세포계측법에 의해 분석되었다. 암실에서, P3HT-이미다졸륨은 1 μg/mL 이상의 농도에서 그램-양성 황색포도상구균에 대하여 강한 살균 활성을 보였다. 도 16a 및 16b는 (a) 암실에서의 그램-양성 황색포도상구균의 박테리아 세포 생존능 및 (b) 청자색 빛에 의해 조사된 암실에서의 그램-양성 대장균의 박테리아 세포 생존능을 도시한다. 음성 대조군: P3HT-이미다졸륨이 없는 박테리아 현탁액. 박테리아 샘플 부피는 각각 1 x 107 세포를 함유하는 1 mL였다.
도 16a 내지 16b에서, 10 μg/mL의 P3HT-이미다졸륨은 황색포도상구균 (그램-양성) 박테리아 세포를 99.8% 1시간 안에 죽였지만(도 16a), 대장균(그램-음성)에 대해서는 18.1%의 저 살생 효율을 나타내었다(도 16a). 그램-양성과 그램-음성에 대한 다른 살균 효율은 세포 외피 구조가 다르기 때문에 발생한다. 그램-양성 박테리아는 두껍지만 다공성 세포 외피를 가지고 있는데, 이는 주로 상호연결된 펩티도글리칸 층과 세포질 막으로 구성되어 있다. 골격상에서의 황 원자의 큰 런던 분산력은 P3HT-이미다졸륨의 친유성을 증가시켰고, 이의 이미다졸륨 양이온 기는 음으로 하전된 박테리아 세포 외피에 쉽게 결합한다. P3HT-이미다졸륨과 박테리아 외피 사이의 이러한 상호작용은 세포 표면의 파괴를 유발하여 즉각적인 암살을 초래한다. 대장균에 대한 높은 암실 살균 효율과는 달리, 여분의 외측 리포폴리사카라이드 멤브레인의 보호로 인하여, P3HT-이미다졸륨은 세포막 및 대장균을 투과하여 세포질 막을 파괴하는 경향이 적다. P3HT-이미다졸륨은 "이온-교환" 과정을 통해 대장균에 대해 어두운 독성을 나타내는 것으로 여겨진다. P3HT-이미다졸륨의 살균 활성을 실험하기 위해, 황색포도상구균과 대장균 박테리아 균주를 생리 식염수에서 0.1 내지 10 μg/mL의 농도로 P3HT-이미다졸륨과 별도로 배양한 다음 청자색 광 (λ피크 = 420 nm, 전력 = 2.28
Figure 112017089391732-pct00043
0.03 mW/cm2)으로 1시간 동안 조사했다. P3HT-이미다졸륨이 없는 조사에 의한 현저한 세포 사멸은 관찰되지 않았고(도 16, 음성 대조군), 광 투여량(8.2 J/cm2)은 다른 광불활성 물질 실험에 비해 낮다. 놀랍게도, 광 하에서, P3HT-이미다졸륨은 0.1 μg/mL의 매우 낮은 농도로 한 시간에 황색포도상구균 박테리아 99.9%와 대장균 97.5%를 죽였으며, 이는 임상적으로 큰 잠재력을 보인다. 황색포도상구균 및 대장균 박테리아 세포는 P3HT-이미다졸륨에 의해 생성된 일중항 산소 및 다른 반응성 산소 종에 의해 파괴될 수 있다. P3HT-이미다졸륨의 비교적 높은 일중항 산소 수율 및 이미다졸륨 기의 강한 결합 친화력을 제외하고, 본 발명자들은 다른 두 가지 이유가 또한 현저한 살균 효율에 기여했다고 믿는다. 첫째, P3HT-이미다졸륨의 골격은 매우 친유성이어서 P3HT-이미다졸륨과 박테리아 세포 외피 사이의 결합에 이롭다. 더 강한 결합은 짧은 수명의 일중항 산소가 박테리아의 외피에 가깝게 생성되어 일중항 산소와 박테리아 사이의 빠른 상호작용을 일으켜 여러 세포 구성요소를 손상시킨다. 둘째, P3HT-이미다졸륨을 박테리아 리포솜에 삽입하면 중합체의 어느 정도의 탈응집이 유도된다. P3HT 유도체의 일중항 산소 양자 수율은 벤젠 용매에서 40% 이상이지만, 응집 형성에 기인하는 비-복사선 붕괴로 인해 메탄올 및 물에서 10% 미만이다. 탈응집 과정은 일중항 산소 양자 수율을 어느 정도 회복시키고 불활성화 효율을 증가시키는 것으로 여겨진다.
세포 수준에서 P3HT-이미다졸륨의 생체적합성과 선택성을 평가하기 위해, P3HT-이미다졸륨과 포유류 세포의 독성 및 상호작용을 헬라(HeLa) 세포(인간 자궁 경부암 세포)를 사용하여 실험했다. 처리 후 24시간에 3-(4,5-다이메틸티아졸-2-일)-5-(3-카복시메톡시페닐)-2-(4-설포페닐)-2H-테트라졸륨(MTS) 분석에 의해 포유류 세포 생존능 분석을 수행하였다 도 17a 및 17b는, 다양한 실시양태에 따라, (a) 24시간 동안 P3HT-이미다졸륨(0 내지 10 ㎍/mL)을 사용한 암실에서의 헬라 세포의 생존능 및 (b) 1시간 동안 청색으로 조사된 P3HT-이미다졸륨(0 내지 10 ㎍/mL)을 사용한 헬라 세포의 생존능을 도시한다. 암실에서 헬라 세포로 37℃에서 24시간 동안 항온 배양한 P3HT-이미다졸륨(0.1 내지 10 ㎍/mL) 후, 헬라 세포의 생존능은 유의적으로 영향을 받지 않았다(도 17a). 고 농도(20 μg/mL)의 P3HT-이미다졸륨으로도, 헬라 세포의 생존능은 여전히 90% 이상으로 P3HT-이미다졸륨 20 μg/mL 미만이 헬라 세포에 명백한 암 독성이 없음을 입증했다. 조명(청색광, λ피크 = 450 nm, 전력 = 1.8
Figure 112017089391732-pct00044
mW/cm2) 하에서, 헬라 세포의 생존능은 본질적으로 영향을 받지 않았으며(도 17b), 그램-양성 및 음성 박테리아 모두 효율적으로 사멸되었다. 암실과 광 하에서의 헬라 세포 생존능 결과는 P3HT-이미다졸륨의 선택적 불활성화를 증명했다. 선택성의 메카니즘을 더 조사하기 위해, 공초점 레이저 주사 현미경을 이용하여 P3HT-이미다졸륨으로 배양된 HeLa 세포의 형광 신호를 영상화하였다. 헬라 세포를 P3HT-이미다졸륨 = 10 ㎍/mL로 1시간 동안 배양한 후, 완충액으로 세척하여 비결합된 P3HT-이미다졸륨을 제거하였다.
형광 핵 라벨링을 사용하여, P3HT-이미다졸륨 형광 신호가 헬라 세포 내에 존재하지 않아 포유동물 세포에 대한 P3HT-이미다졸륨의 결합 특성을 확인했다. 음 전하를 띤 박테리아의 인지질은 P3HT-이미다졸륨이 박테리아에 즉각적으로 결합하는 큰 구동력을 보여주었지만, P3HT-이미다졸륨은 정전기 구동력 부족으로 인해 짧은 시간에 포유류 세포에 결합할 수 없었다. 또한, 이러한 설명은 박테리아 막 표면보다 포유류 세포막 표면의 덜 음성적 ζ 포텐셜의 관찰에 의해 정량적으로 뒷받침되었다. 표면 전하 외에, 헬라 세포의 흡수 과정도 실험하였다. P3HT-이미다졸륨 형광 신호를 8시간 동안 배양한 후 헬라 세포 내에서 관찰하였다. 이러한 양 전하를 띤 P3HT-이미다졸륨은 헬라 세포의 세포 흡수를 증진시켜 헬라 세포에 상기 중합체를 축적시켰다. 그러나, 이러한 흡수 과정은 박테리아의 불활성화보다 훨씬 오래 걸리므로, 박테리아와 헬라 세포에 대한 다른 표적화 속도는 포유류 세포에 대한 박테리아의 선택적 살균을 달성하는 데 적용될 수 있다.
파트 II.
다양한 종류의 항균성 기재를 신속하고 용이한 방법으로 제조하였다. 예비적 실험은 이들 기재가 그램-양성 황색포도상구균 및 그램-음성 녹농균에 대한 항균 활성을 나타냄을 입증했다. 첫 번째 샘플은 순수 셀룰로오스 와이프의 시판 샘플을 사용하고 이를 PPE-DABCO로 알려진 UF 조사관에 의해 합성된 고 분자량 중합체의 용액으로 처리하였다. 샘플을 실온에서 1주일 동안 정제수(Milli-Q)에 침지시켜 건조시킨 후에 시험하였다. 침출이 거의 없거나 전혀 검출되지 않았다. 불완전하게 건조된 샘플은 약간의 침출을 나타내는 것으로 나타났는데, 이는 아마도 와이프에 완전히 혼입되지 않은 PPE-DABCO의 부분적으로 습윤된 샘플에서 나온 것일 것이다. 이 와이프는 그램-음성 녹농균 PA01 및 그램-양성 황색포도상구균에 대한 항균제로 시험했다.
실시예 2.1. 제조 .
이들 텍스타일은 몇 시간 안에 제조할 수 있으며, 킴와이프(Kimwipe)(킴벌리-클라크(Kimberly-Clark))를 주요 기재로 사용한다. 9 in2인 킴와이프는 커크 샨제(Kirk Schanze) 박사의 감독하에 파싸사라씨(Parthasarathy)가 합성한 p-페닐렌 에티닐렌(PPE)의 고 농도에 노출시 항균성이 부여되었다. 특히, PPE-DABCO라는 명칭의 PPE가 하기 구조를 갖는 본원에 기재된 실험에 사용되었다:
Figure 112017089391732-pct00045
.
PPE-DABCO는 최종 농도가 약 4 mg/mL가 되도록 탈이온수와 다이메틸 설폭사이드의 혼합물에 용해시켰다. PPE-DABCO 스톡 용액 200 μL를 9 in2 킴와이프 텍스타일의 표면에 분산시켜 텍스타일 전체가 포화된 것처럼 보이도록 하였다. 처리된 킴와이프 텍스타일을 이어서 최대 18시간 동안 완전히 건조시켰다.
처리된 킴와이프는 7일 동안 탈이온수에 침지되기 전에 1 in2 크기의 작은 텍스타일로 절단하였다. 이어서, 상기 물의 흡광 및 형광(데이터는 나타내지 않음)을 PPE-DABCO의 물로의 침출을 측정하는 수단으로서 평가하였다. 흡광 및 형광(400 nm 여기) 판독 값은 처리된 킴와이프 텍스타일이 물에서 PPE-DABCO의 최소 침출을 보임을 나타낸다. 도 18은 7일 후에 물로 처리된 킴와이프 텍스타일의 사진을 도시하며, 7일 후에도, 물은 사람의 눈에 투명하게 남아 있고 오염되지 않은 것으로 나타났다.
실시예 2.2. 항균제 특성 입증.
처리된 킴와이프 텍스타일은 그램-양성 황색포도상구균과 그램-음성 녹농균의 성장을 방지하는 것으로 나타났다. 이러한 박테리아를 영양 배지에서 밤새 성장시키고 2회 세정한 다음 멸균 생리 식염수에서 1E6 세포/mL의 농도로 희석시켰다. 세포 현탁액(60 μL/한천 플레이트)은 영양 한천 플레이트에 줄무늬를 발생시키고 최대 10분 동안 건조시켰다. 이어서, 처리된 킴와이프 텍스타일을 한천의 줄무늬 면의 상부에 부드럽게 놓고 반투명 현미경 슬라이드로 고정시키고; 미처리된 킴와이프를 음성 대조군으로 사용하였다. 이어서, 한천 플레이트(처리 또는 미처리된 킴와이프로 덮음)를 30분 동안 근-가시광(약 420 nm)에 노출시켰다; 일부 샘플은 음성 대조군으로 암실 속에 두었다. 이어서, 한천 플레이트에서 박테리아 성장을 촉진하기 위해 샘플을 37℃에서 18시간 동안 배양했다. 배양 후, 한천 플레이트에서 현미경 슬라이드 및 킴와이프를 제거하고 정성적으로 박테리아 성장(또는 이의 결핍)을 측정하는 수단으로 사진을 촬영했다.
황색포도상구균-줄무늬 한천 플레이트의 검사(도 19 내지 22)는 박테리아 성장이 완전히 억제된 넓은 지역을 보여전다(녹농균-줄무늬가 있는 한천 플레이트에 대한 유사한 이미지는 표시되지 않았다). 이러한 성장 억제는 처리된 킴와이프 텍스타일의 경우에서 두드러진다; 반대로, 박테리아는 처리되지 않은 킴와이프에 노출된 경우에 합류한 상태로 성장할 수 있다. 도 19는 암실에서 처리되지 않은 킴와이프에 노출된 그램-양성 황색포도상구균의 사진을 도시한다. 도 20은 암실에서 PPE-처리된 킴와이프에 노출된 그램-양성 황색포도상구균의 사진을 도시한다. 도 21는 암실에서 처리되지 않은 킴와이프에 노출된 그램-양성 황색포도상구균의 사진을 도시한다. 도 22는 암실에서 PPE-처리된 킴와이프에 노출된 그램-양성 황색포도상구균의 사진을 도시한다.
실시예 2.3. 효과/광범위한 영향.
이들 예비 실험의 결과와 관련된 효과는 많다. PPE 처리된 킴와이프가 견고하고 비교적 건조한 표면(영양 한천)에서 박테리아의 성장을 크게 억제할 수 있다는 사실은 PPE-DABCO가 비-수성 환경에서 박테리아 성장을 억제할 수 있음을 시사한다. 박테리아 성장이 기계적 와이핑 작용 없이 억제되는 것으로 보인다는 사실은 이러한 처리된 텍스타일이 견고한 표면(예컨대, 상판, 키보드 표면, 의료 기기 또는 전투기 기계)을 세정할 때 매우 효과적일 수 있음을 시사한다. PPE-DABCO로 유사하게 코팅된 물질은 또한 붕대 또는 상처 드레싱에 혼입될 수 있다. 또한, PPE-DABCO는 종래 박테리아 내성을 유발하지 않는 광범위한 스펙트럼, 비-특이적 메카니즘에 의해 박테리아를 죽이는 것으로 보고되었다; 이는 치료된 킴와이프의 구현이 병원내 감염을 완화시킬 수 있음을 시사한다.
추후 실험은 박테리아 성장을 막는 데 있어 건조 시간(PPE 포화 후)의 효과를 조사하는 데 제공될 것이다. 보다 짧은 건조 시간은 PPE의 침출을 증가시키는 반면, 완전한 건조(본원에 도시된 바와 같이)는 침출을 최소화시키는 것으로 여겨진다. 예를 들어, "습식" 처리된 킴와이프(건조 시간이 충분하지 않은 것)는 장기간 박테리아 성장을 억제하는 데 더 좋을 수 있지만, "건조" 처리된 킴와이프(본원에 기재된 것처럼 밤새 건조된 것)는 고체 표면에서 박테리아를 물리적으로 제거하는 데 더 효과적일 수 있다. 또한 PPE 대신에 올리고-p-페닐렌 에티닐렌(OPE)를 사용한 처리가 제어된 침출에 영향을 미칠 수 있다고 여겨진다. OPE-처리된 킴와이프는 미래 지향적인 특징을 갖는다.
또한, PPE-처리된 킴와이프가 완전히 건조되고 여전히 항균 특성을 나타낼 수 있다는 사실로 인해 PPE 또는 OPE가 에어로졸 스프레이 형식으로 유용하다는 것을 알게 되었다. 이상적으로, PPE 또는 OPE 스프레이는 거친 표면의 박테리아 증식을 제거 및/또는 방지하여 기계적인 와이핑 메카니즘으로 세정하기가 어려울 수도 있다. 적용된 스프레이가 적용된 표면에서 건조되면, 건조된 후 PPE 또는 OPE가 침착될 수 있음을 암시한다; 다시 이는 본원에 기재된 데이터가 수성 매질이 없을 때(완전히 건조한 상태에서도) PPE와 OPE가 박테리아 증식을 억제할 수 있는 능력을 유지한다는 것을 의미한다.
실시예 2.4. 항균성 화합물의 합성.
표 5에 열거된 화합물은 문헌에 보고된 절차에 따라 합성하였다. OPE-1, OPE-2, OPE-3, S-OPE-1(H), S-OPE-2(H), S-OPE-3(H) 및 S-OPE-1(COOEt), S-OPE-2(COOEt), 및 S-OPE-3(COOEt)는 문헌[Langmuir, 2011, 27 (8), pp 4945-55 or Langmuir, 2009, 25 (1), pp 21-25]에 보고된 절차에 따라 합성하였다. EO-OPE-1(C3), EO-OPE-1(C2), EO-OPE-1(Th), EO-OPE-1(TH, C2), 및 EO-OPE-1(SO3)은 문헌[J. Phys. Chem . Lett., 2010, 1 (21), pp 3207-3212]에 보고된 절차에 따라 합성하였다. PPE-DABCO 및 PPE-TH는 문헌[Macromolecules, 2006, 39, pp 6355-6366]에 보고된 절차에 따라 합성하였다. EO-OPE-1(DABCO)은 문헌[Langmuir, 2012, 28 (31), pp 11286-11290]에 보고된 절차에 따라 합성하였다. PPE-NMe3-5-COOEt, PPE-NMe3-7-COOEt, PPE-NMe3-9-COOEt, PPE-NMe3-11-COOEt, PPE-NMe3-14-COOEt, PPE-NMe3-20-COOEt, PPE-NMe3-49-COOEt, PPE-NMe3-5-COOH, PPE-NMe3-7-COOH, PPE-NMe3-9-COOH, PPE-NMe3-11-COOH, PPE-NMe3-14-COOH, 및 PPE-NMe3-20-COOH는 문헌[Langmuir, 2011, 27 (17), pp 10763-10769]에 보고된 절차에 따라 합성하였다.
[표 5]
Figure 112017089391732-pct00046
Figure 112017089391732-pct00047
Figure 112017089391732-pct00048
Figure 112017089391732-pct00049
Figure 112017089391732-pct00050
Figure 112017089391732-pct00051
실시예 2.5. 항균성 화합물의 합성.
다수의 와이프는 실시예 2.4의 표 5에 열거된 화합물을 사용하여 실시예 1에서 논의된 제조 절차를 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 와이프는 표 1에 열거된 화합물들 중 하나 또는 표 5에 열거된 화합물들 중 하나 이상으로 코팅될 수 있다.
사용된 용어 및 표현은 설명의 관점에서 사용된 것으로서 제한적이지 않으며, 이들 용어 및 표현의 사용이 도시 및 기술된 특징 또는 그 일부의 등가물을 배제하려고 한 것은 아니며, 본 발명의 실시양태의 범주 내에서 다양한 변경이 가능함을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명이 특정 실시양태들 및 선택적 특징들에 의해 구체적으로 개시되었지만, 본원에 개시된 개념들의 수정 및 변형이 당업자에 의해 가능할 수 있고 그러한 수정들 및 변형들은 본 발명의 실시양태들의 범주 내에 있는 것으로 간주된다.
추가적인 실시양태.
다음의 예시적인 실시양태가 제공되며, 번호는 중요도를 지정하는 것으로 해석되어서는 안 된다:
실시양태 1은, 하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00052
,
상기 식에서,
각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00053
,
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택되고,
각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이고,
각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이고,
각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택되고,
각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택되고,
각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
실시양태 2는 하나 이상의 전하-균형 반대 이온(counterion)을 추가로 포함하는 실시양태 1의 공액 고분자 전해질을 제공한다.
실시양태 3은 독립적으로 -H, -L-H, -L-C≡CH, -L-C≡CH, -L-RT, -L-RL-RT, -L-C≡C-RT, -L-C≡C-RL-RT, -L-RL-C≡C-RL-RT 및 -L-C≡C-RL-C≡C-RL-RT로부터 선택되는 말단 기를 포함하는, 실시양태 1 또는 2의 공액 고분자 전해질을 제공하고, 여기서,
각각의 경우, RT는 독립적으로 -H, -Br, -(C1-C10)알킬, -C(O)-OH, -C(O)-O((C1-C10)알킬), -(C1-C10)알킬렌-N((C1-C10)알킬)3 +X-, -O-(C1-C10)알킬렌-N((C1-C10)알킬)3 +X-(여기서, X-는 반대 이온임)로부터 선택되고,
각각의 경우, RL은 독립적으로, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌, 나프틸렌 및 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-으로부터 선택되고,
각각의 경우, L은 독립적으로 결합, -(C1-C10)알킬렌- 및 -O-(C1-C10)알킬렌-으로부터 선택된다.
실시양태 4는 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때, 각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00054
.
실시양태 5는 하기 구조를 포함하는 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00055
상기 식에서, n은 약 1 내지 약 10,000이다.
실시양태 6은 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때, R4는 하기 구조이다:
Figure 112017089391732-pct00056
.
실시양태 7은 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때 R4는 하기 구조이다:
Figure 112017089391732-pct00057
실시양태 8은 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때 R1은 하기 구조를 갖는다:
Figure 112017089391732-pct00058
여기서,
각각의 경우, R3은 독립적으로 (C1-C10)알킬렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, R4는 독립적으로 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된-이미다졸륨, 피리디늄 및 -N+(R5)3으로부터 선택되고,
각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C10)알킬로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 결합이고,
각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, Z는 결합이다.
실시양태 9는 실시양태 8의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때, R4는 독립적으로 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-(C1-C10)알킬, 3-메틸이미다졸륨, 피리디늄 및 -N+((C1-C5)알킬)3으로부터 선택된다.
실시양태 10은 실시양태 8 또는 9의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때, , Y, R2 및 Z는 결합이다.
실시양태 11은 실시양태 1 내지 10 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때 R1은 하기 구조를 갖는다:
Figure 112017089391732-pct00059
여기서,
각각의 경우, R3은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 결합이고,
각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, Z는 결합이다.
실시양태 12는 실시양태 11의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때,
각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌이고,
각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 결합이고,
각각의 경우, R2는 결합이고,
각각의 경우, Z는 결합이다.
실시양태 13은, 하기 구조를 포함하는, 실시양태 12의 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00060
,
상기 식에서, n은 약 1 내지 약 10,000이다.
실시양태 14는 실시양태 4 내지 13 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때,
각각의 경우, X는 -O-이고,
각각의 경우, R3은 (C2-C4)알킬렌이고,
각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
각각의 경우, R2는 결합이고,
각각의 경우, Z는 결합이고,
각각의 경우, -R4는 -N+(CH3)3, -N(CH3)2, -SO3 -,
Figure 112017089391732-pct00061
로부터 선택된다.
실시양태 15는 실시양태 1 내지 14 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때,
각각의 경우, R1는 하기 구조를 갖고:
Figure 112017089391732-pct00062
각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이고,
각각의 경우, R3은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택되고,
각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
실시양태 16은 실시양태 15의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때,
각각의 경우, X는 -O-이고,
각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌이고,
각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
각각의 경우, R2는 결합이고,
각각의 경우, Z는 결합이다.
실시양태 17은, 하기 구조를 포함하는, 실시양태 16의 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00063
,
상기 식에서, n은 약 1 내지 10,000이다.
실시양태 18은 실시양태 4 내지 17 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때,
각각의 경우, X는 -O-이고,
각각의 경우, R3은 (C2-C4)알킬렌이고,
각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
각각의 경우, R2는 독립적으로 1,4-치환된 페닐렌 및 2,5-치환된 티오페닐렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, Z는 -C≡C-이고,
각각의 경우, -R4는 독립적으로 -N+(CH3)3, -N(CH3)2, -SO3 -,
Figure 112017089391732-pct00064
으로부터 선택된다.
실시양태 19는 실시양태 1 내지 18 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때, 각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00065
.
실시양태 20은 실시양태 1 내지 19 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때, R2는 하기 구조를 갖는다:
Figure 112017089391732-pct00066
.
실시양태 21은 실시양태 15 내지 20 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때,
각각의 경우, X는 -O-이고,
각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌이고,
각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬이고,
각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
각각의 경우, R2는 페닐렌이고,
각각의 경우, Z는 -C≡C-이다.
실시양태 22는, 하기 구조를 포함하는, 실시양태 21의 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00067
,
상기 식에서, n은 약 1 내지 약 10,000이다.
실시양태 23은 실시양태 1 내지 22 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때,
각각의 경우, R1는 하기 구조를 갖고:
Figure 112017089391732-pct00068
각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이고,
각각의 경우, R3은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택되고,
각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
실시양태 24은 실시양태 23의 공액 고분자 전해질을 제공하며, 이때,
각각의 경우, X는 -O-이고,
각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌이고,
각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
각각의 경우, R2는 페닐렌이고,
각각의 경우, Z는 -C≡C-이다.
실시양태 25는, -X-R3-R4가 하기 구조를 포함하는, 실시양태 24의 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00069
.
실시양태 26은 하기 구조를 포함하는 실시양태 23 내지 25 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00070
,
상기 식에서, n은 약 1 내지 약 10,000이다.
실시양태 27은 하기 구조를 갖는 실시양태 23 내지 26 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00071
상기 식에서,
각각의 경우, T는 독립적으로 -H, -Br, -C≡CH 및 -C6H5로부터 선택되고,
n은 약 1 내지 약 2000이다.
실시양태 28은 하기 구조를 갖는 실시양태 1 내지 27 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질을 제공한다:
Figure 112017089391732-pct00072
,
상기 식에서,
각각의 경우, R7는 독립적으로 -(C1-C5)알킬-N+((C1-C5)알킬)3로부터 선택되고,
R6은 하기 구조로부터 선택된다:
Figure 112017089391732-pct00073
.
실시양태 29는 항균성 기재를 제공하며, 상기 항균성 기재는, 실시양태 1 내지 28 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질; 및 기재를 포함한다.
실시양태 30은 실시양태 29의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 상기 기재는 와이프(wipe), 티슈, 붕대, 의료 기구, 외과용 기기, 전투기 기계, 스폰지, 텍스타일, 기저귀, 카운터-탑(counter-top), 식품 제형 표면, 상처 드레싱, 외과 절개부용 드레싱, 키보드 표면, 상처용 패킹, 외과 절개부용 패킹, 비강 패킹 및 여성 위생 제품으로부터 선택된다.
실시양태 31은 실시양태 29 또는 30의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 상기 기재는 와이프이다.
실시양태 32는 실시양태 29 내지 31 중 어느 하나의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 상기 공액 고분자 전해질은 상기 기재에 비-침출성(non-leachably)으로 접합된다.
실시양태 33은 실시양태 29 내지 32 중 어느 하나의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 상기 공액 고분자 전해질은 상기 기재의 적어도 하나의 표면과 접촉된다.
실시양태 34는 실시양태 29 내지 33 중 어느 하나의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 하나 이상의 층이 상기 공액 고분자 전해질을 상기 기재로부터 분리한다.
실시양태 35는 실시양태 29 내지 34 중 어느 하나의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 상기 공액 고분자 전해질은 상기 기재에 균일하게 분포된다.
실시양태 36은 실시양태 29 내지 35 중 어느 하나의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 상기 항균성 기재는 그램-양성 황색포도상구균, 그램-음성 녹농균 및 대장균 중 적어도 하나의 성장의 방지를 포함하는 항균 특성을 나타낸다.
실시양태 37은 실시양태 29 내지 36 중 어느 하나의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 상기 항균성 기재의 항균 특성은 상기 항균성 화합물이 없는 상응하는 기재의 항균 특성을 능가한다.
실시양태 38은 실시양태 29 내지 37 중 어느 하나의 항균성 기재를 제공하며, 이때, 상기 항균성 기재는 비-수성 환경에서 항균 특성을 나타낸다.
실시양태 39는 미생물을 실시양태 1 내지 28 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질의 유효량 또는 유효 농도와 접촉시키는 것을 포함하는, 미생물을 불 활성화시키는 방법을 제공한다.
실시양태 40은 실시양태 39의 방법을 제공하며, 이때, 상기 미생물은 박테리아, 바이러스, 진균, 곰팡이, 점액 곰팡이, 조류 및 효모 중 적어도 하나를 포함한다.
실시양태 41은 실시양태 39 또는 40의 방법을 제공하며, 이때, 상기 미생물의 불활성화는 광의 부재하에서의 상응하는 방법에 비해 광의 존재하에서 보다 짧은 시간 내에 달성된다.
실시양태 42는 대상체를 실시양태 1 내지 41 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질의 유효량 또는 유효 농도와 접촉시키는 것을 포함하는, 대상체를 감염-방지하는 방법을 제공한다.
실시양태 43은 실시양태 42의 방법을 제공하며, 이때, 상기 대상체의 감염-방지는 광의 부재하에서의 상응하는 방법에 비해 광의 존재하에서 보다 짧은 시간 내에 달성된다.
실시양태 44는 기재 처리 방법을 제공하며, 상기 방법은, 상기 기재를 실시양태 1 내지 43 중 어느 하나의 공액 고분자 전해질과 접촉시키는 단계를 포함하고; 이때, 상기 접촉된 기재는 항균 특성을 갖는다.
실시양태 45는 실시양태 44의 방법을 제공하며, 이때, 상기 항균 특성은 그램-양성 황색포도상구균, 그램-음성 녹농균 및 대장균 중 적어도 하나의 성장의 방지를 포함한다.
실시양태 46은 실시양태 44 또는 45의 방법을 제공하며, 이때, 상기 접촉된 기재의 항균 특성은 상기 접촉 이전의 상기 기재의 항균 특성을 능가한다.
실시양태 47은 실시양태 44 내지 46 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 이때, 상기 접촉된 기재는 비-수성 환경에서 항균 특성을 갖는다.
실시양태 48은 실시양태 44 내지 47 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 이때, 상기 기재는 와이프(wipe), 티슈, 붕대, 의료 기구, 외과용 기기, 전투기 기계, 스폰지, 텍스타일, 기저귀, 카운터-탑(counter-top), 식품 제형 표면, 상처 드레싱, 외과 절개부용 드레싱, 키보드 표면, 상처용 패킹, 외과 절개부용 패킹, 비강 패킹 및 여성 위생 제품 중 적어도 하나이다.
실시양태 49는 실시양태 44 내지 48 중 어느 하나의 방법을 제공하며, 이때, 상기 접촉은 발포 애플리케이터(applicator), 면봉, 포화 면봉, 포화 와이프, 에어로졸, 스프레이, 브러시 및 딥(dip) 중 적어도 하나에 의해 수행된다.
실시양태 50은 항균성 기재를 제공하며, 상기 기재는,
하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질인 항균성 화합물:
Figure 112017089391732-pct00074
[상기 식에서,
각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택되고:
Figure 112017089391732-pct00075
,
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택되고,
각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이고,
각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이고,
각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택되고,
각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택되고,
각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다]; 및
기재를 포함한다.
실시양태 51은 기재 처리 방법을 제공하며, 상기 방법은, 상기 기재를 하기 구조를 갖는 반복 단위를 포함하는 공액 고분자 전해질과 접촉시키는 단계를 포함하며, 상기 접촉된 기재는 항균 특성을 갖는다:
Figure 112017089391732-pct00076
상기 식에서,
각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택되고:
Figure 112017089391732-pct00077
,
각각의 경우, j는 독립적으로, 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택되고,
각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이고,
각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이고,
각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택되고,
각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택되고,
각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택되고,
각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택되고,
각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택된다.
실시양태 52는, 임의적으로 상기 기재된 모든 요소 또는 옵션이 사용 또는 선택에 이용되도록 구성되는 실시양태 1 내지 51 중 어느 하나 또는 임의의 조합의 공액 고분자 전해질, 방법 또는 항균성 기재를 제공한다.

Claims (20)

  1. 기재; 및
    하기 구조를 갖는 서브-유닛(subunit)을 포함하는 공액(conjugated) 고분자 전해질
    을 포함하는 항균성(antimicrobial) 기재:
    Figure 112017090559550-pct00078

    상기 구조에서,
    각각의 경우, R1은 하기 구조를 갖고:
    Figure 112017090559550-pct00126
    ,
    각각의 경우, X는 결합, -O-, -NH- 또는 -S-이고,
    각각의 경우, R3은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌으로부터 선택되고,
    각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택되고,
    각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택되고,
    각각의 경우, R2는 독립적으로 결합, 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌 및 나프틸렌으로부터 선택되고,
    각각의 경우, Z는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택되는, 항균성 기재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재가 와이프(wipe), 티슈(tissue), 붕대, 의료 기구, 외과용 기기, 전투기 기계, 스폰지, 텍스타일, 기저귀, 카운터-탑(counter-top), 식품 제형 표면, 상처 드레싱, 외과 절개부용 드레싱, 키보드 표면, 상처용 패킹, 외과 절개부용 패킹, 비강 패킹 및 여성 위생 제품으로부터 선택되는, 항균성 기재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공액 고분자 전해질이, 독립적으로 -H, -L-H, -L-C≡CH, -L-C≡CH, -L-RT, -L-RL-RT, -L-C≡C-RT, -L-C≡C-RL-RT, -L-RL-C≡C-RL-RT 및 -L-C≡C-RL-C≡C-RL-RT로부터 선택되는 말단 기를 포함하며, 이때,
    각각의 경우, RT는 독립적으로 -H, -Br, -(C1-C10)알킬, -C(O)-OH, -C(O)-O((C1-C10)알킬), -(C1-C10)알킬렌-N((C1-C10)알킬)3 +X-, -O-(C1-C10)알킬렌-N((C1-C10)알킬)3 +X-(여기서, X-는 반대 이온임)로부터 선택되고,
    각각의 경우, RL은 독립적으로, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌, 나프틸렌 및 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-으로부터 선택되고,
    각각의 경우, L은 독립적으로 결합, -(C1-C10)알킬렌- 및 -O-(C1-C10)알킬렌-으로부터 선택되는, 항균성 기재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 경우, X는 -O-이고,
    각각의 경우, R3은 (C2-C4)알킬렌이고,
    각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
    각각의 경우, R2는 결합이고,
    각각의 경우, Z는 결합인, 항균성 기재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각의 경우, X는 -O-이고,
    각각의 경우, R3은, 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌이고,
    각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬로부터 선택되고,
    각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
    각각의 경우, R2는 결합이고,
    각각의 경우, Z는 결합인, 항균성 기재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    각각의 경우, X는 -O-이고,
    각각의 경우, R3은 (C2-C4)알킬렌이고,
    각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
    각각의 경우, R2는 독립적으로 1,4-치환된 페닐렌 및 2,5-치환된 티오페닐렌으로부터 선택되고,
    각각의 경우, Z는 -C≡C-인, 항균성 기재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    각각의 경우, X는 -O-이고,
    각각의 경우, R3은, 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌이고,
    각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬이고,
    각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
    각각의 경우, R2는 페닐렌이고,
    각각의 경우, Z는 -C≡C-인, 항균성 기재.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공액 고분자 전해질이 상기 기재에 비-침출성(non-leachably)으로 접합되는, 항균성 기재.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 항균성 기재가 그램(Gram)-양성 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 그램-음성 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 및 대장균(Escherichia coli) 중 적어도 하나의 성장의 방지를 포함하는 항균 특성을 나타내는, 항균성 기재.
  10. 기재; 및
    하기 구조를 갖는 서브-유닛을 포함하는 공액 고분자 전해질
    을 포함하는 항균성 기재:
    Figure 112017090559550-pct00127

    상기 구조에서,
    각각의 경우, R1은 독립적으로 하기 구조로부터 선택되고:
    Figure 112017090559550-pct00128
    ,
    각각의 경우, X는 -O-, -NH- 또는 -S-이고,
    각각의 경우, R3은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌이고,
    각각의 경우, R4는 독립적으로 -H, -R5, -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된 이미다졸륨, 피리디늄, -SO3 -, -CO2H, -CO2 -, -N+(R5)3 및 -N(R5)2로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10)하이드로카빌로부터 선택되고,
    각각의 경우, Y는 독립적으로 결합 및 -C≡C-로부터 선택되고,
    각각의 경우, R2는 결합이고,
    각각의 경우, Z는 결합이다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기재가 와이프, 티슈, 붕대, 의료 기구, 외과용 기기, 전투기 기계, 스폰지, 텍스타일, 기저귀, 카운터-탑, 식품 제형 표면, 상처 드레싱, 외과 절개부용 드레싱, 키보드 표면, 상처용 패킹, 외과 절개부용 패킹, 비강 패킹 및 여성 위생 제품으로부터 선택되는, 항균성 기재.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 공액 고분자 전해질이, 독립적으로 -H, -L-H, -L-C≡CH, -L-C≡CH, -L-RT, -L-RL-RT, -L-C≡C-RT, -L-C≡C-RL-RT, -L-RL-C≡C-RL-RT 및 -L-C≡C-RL-C≡C-RL-RT로부터 선택되는 말단 기를 포함하며, 이때,
    각각의 경우, RT는 독립적으로 -H, -Br, -(C1-C10)알킬, -C(O)-OH, -C(O)-O((C1-C10)알킬), -(C1-C10)알킬렌-N((C1-C10)알킬)3 +X-, -O-(C1-C10)알킬렌-N((C1-C10)알킬)3 +X-(여기서, X-는 반대 이온임)로부터 선택되고,
    각각의 경우, RL은 독립적으로, 치환되거나 비치환된 페닐렌, 티오페닐렌, 아줄레닐렌, 헵탈레닐렌, 바이페닐렌, 인다세닐렌, 플루오레닐렌, 페난트레닐렌, 트라이페닐레닐렌, 피레닐렌, 나프타세닐렌, 크리세닐렌, 바이페닐레닐렌, 안트라세닐렌, 나프틸렌 및 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-으로부터 선택되고,
    각각의 경우, L은 독립적으로 결합, -(C1-C10)알킬렌- 및 -O-(C1-C10)알킬렌-으로부터 선택되는, 항균성 기재.
  13. 제 10 항에 있어서,
    R1이 하기 구조를 갖고:
    Figure 112017090559550-pct00082
    ,
    각각의 경우, R3은 독립적으로 (C1-C10)알킬렌으로부터 선택되고,
    각각의 경우, R4는 독립적으로 -(1,4-치환된 1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디윰)-R5, 3-R5-치환된-이미다졸륨, 피리디늄 및 -N+(R5)3으로부터 선택되고,
    각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C10)알킬로부터 선택되고,
    각각의 경우, Y는 결합인, 항균성 기재.
  14. 제 10 항에 있어서,
    R1이 하기 구조를 갖고:
    Figure 112017090559550-pct00083
    ,
    각각의 경우, R3은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개의 헤테로원자가 개재된 (C1-C20)하이드로카빌렌으로부터 선택되고,
    각각의 경우, R5는 독립적으로, 치환되거나 비치환된 (C1-C10) 하이드로카빌로부터 선택되고,
    각각의 경우, Y는 결합인, 항균성 기재.
  15. 제 14 항에 있어서,
    각각의 경우, R3은, 0, 1, 2, 3 또는 4개의 산소 원자가 개재된 (C1-C10)알킬렌이고,
    각각의 경우, R5는 독립적으로 (C1-C5)알킬로부터 선택되고,
    각각의 경우, Y는 결합인, 항균성 기재.
  16. 제 10 항에 있어서,
    각각의 경우, X는 -O-이고,
    각각의 경우, R3은 (C2-C4)알킬렌이고,
    각각의 경우, Y는 -C≡C-이고,
    각각의 경우, -R4는 -N+(CH3)3, -N(CH3)2, -SO3 -,
    Figure 112017090559550-pct00084
    로부터 선택되는, 항균성 기재.
  17. 제 10 항에 있어서,
    각각의 경우, R1는 하기 구조를 갖는, 항균성 기재:
    Figure 112017090559550-pct00085
    .
  18. 제 10 항에 있어서,
    각각의 경우, R1는 하기 구조를 갖는, 항균성 기재:
    Figure 112017090559550-pct00087
    .
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 공액 고분자 전해질이 상기 기재에 비-침출성으로 접합되는, 항균성 기재.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 항균성 기재가 그램-양성 황색포도상구균, 그램-음성 녹농균 및 대장균 중 적어도 하나의 성장의 방지를 포함하는 항균 특성을 나타내는, 항균성 기재.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10638759B2 (en) 2015-01-14 2020-05-05 University Of Florida Research Foundation, Inc. Conjugated polyelectrolytes and methods of using the same

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012009484A2 (en) 2010-07-13 2012-01-19 Stc.Unm Structure, synthesis, and applications for poly (phenylene) ethynylenes (ppes)
WO2013020096A2 (en) 2011-08-03 2013-02-07 Stc.Unm Antimicrobial materials and methods
US10533991B2 (en) 2014-03-14 2020-01-14 Stc.Unm P-phenylene ethynylene compounds as bioactive and detection agents
US10772851B2 (en) 2017-02-03 2020-09-15 Aaron Kurt Neumann Treatment and prevention of fungal infections
US11154059B2 (en) 2017-09-22 2021-10-26 David G. Whitten Substituted thiophene oligomers and polymers
EP3590343A1 (fr) * 2018-07-04 2020-01-08 Centre National de la Recherche Scientifique Materiaux et dispositifs biocides
KR102376036B1 (ko) * 2020-11-03 2022-03-21 한국과학기술연구원 공액고분자전해질이 결합된 분리막 및 그 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130210828A1 (en) 2010-07-13 2013-08-15 David G. Whitten STRUCTURE, SYNTHESIS, AND APPLICATIONS FOR POLY (PHENYLENE) ETHYNYLENES (PPEs)
US20140242148A1 (en) 2011-08-03 2014-08-28 University Of Florida Research Foundation, Inc. Antimicrobial materials and methods

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5425277A (en) 1977-07-27 1979-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd Method of producing microcapsule
IL106473A0 (en) 1992-08-11 1993-11-15 Basf Ag Acetylene derivatives and crop protection agents containing them
US5489400A (en) 1993-04-22 1996-02-06 Industrial Technology Research Institute Molecular complex of conductive polymer and polyelectrolyte; and a process of producing same
JP3198365B2 (ja) 1993-05-14 2001-08-13 隆一 山本 線状ポリ（フェニレン−エチニレン−ビフェニレン−エチニレン）重合体
DE69915466T2 (de) 1998-05-05 2005-01-20 Massachusetts Institute Of Technology, Cambridge Lichtemittierende polymere und vorrichtungen, die diese enthalten
US7709694B2 (en) 1998-12-08 2010-05-04 Quick-Med Technologies, Inc. Materials with covalently-bonded, nonleachable, polymeric antimicrobial surfaces
IL152711A0 (en) 2000-05-08 2003-06-24 Qtl Biosystems Llc Improvements to the fluorescent polymer-qtl approach to biosensing
ITBA20000020A1 (it) 2000-05-31 2001-12-01 Giovanna Barbarella Oligomeri del tiofene come marcatori fluorescenti ad alta efficienza per il riconoscimento e l'analisi quantitativa di molecole biologiche.
EP1373577A4 (en) 2001-03-16 2005-03-09 Qtl Biosystems Llc BIOLOGICAL ASSAYS SUPER-EXTINCTION BASE OF FLUORESCENT POLYMER LUMINESCENCE
US7462325B2 (en) 2001-11-30 2008-12-09 Nomadics, Inc. Luminescent polymer particles
US7390452B2 (en) 2002-03-08 2008-06-24 Board Of Regents, The University Of Texas System Electrospinning of polymer and mesoporous composite fibers
SE0201468D0 (sv) 2002-05-13 2002-05-13 Peter Aasberg Metod att använda luminescenta polymerer för detektion av biospecifik växelverkan
US7144950B2 (en) 2003-09-17 2006-12-05 The Regents Of The University Of California Conformationally flexible cationic conjugated polymers
US20050148254A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-07 Liangde Lu Light-activated biocidal polyelectrolytes
JP2008500933A (ja) 2004-05-14 2008-01-17 ソニー ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング カーボンナノチューブと金属炭酸塩とを具備する複合材料
US7318962B2 (en) 2005-01-28 2008-01-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Magnetically directed self-assembly of molecular electronic junctions comprising conductively coated ferromagnetic microparticles
CN101646664B (zh) 2006-10-06 2013-12-04 拜欧希格诺有限公司 呋喃酮化合物
US8455265B2 (en) 2007-03-01 2013-06-04 Stc.Unm Surface grafted conjugated polymers
US20100285081A1 (en) 2007-11-12 2010-11-11 Massachusetts Institute Of Technology Bactericidal Nanofibers, and Methods of Use Thereof
US8753570B2 (en) 2008-06-27 2014-06-17 Stc.Unm Structure, synthesis, and applications for oligo phenylene ethynylenes
CA2740969C (en) 2008-10-17 2017-01-17 Biochromix Pharma Ab Novel thiophene compounds for use in theraphy
WO2010054304A2 (en) 2008-11-10 2010-05-14 University Of Florida Research Foundation, Inc. Conjugated polyelectrolyte capsules: light-activated antimicrobials
US20110076648A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 RL Leaders, LLC Simulation system
US8598053B2 (en) 2009-10-09 2013-12-03 Stc.Unm Materials incorporating antimicrobial polymers
WO2012079085A2 (en) * 2010-12-11 2012-06-14 Stc.Unm Structure, synthesis, and applications for conjugated polyampholytes
US9125415B2 (en) 2011-07-08 2015-09-08 Stc, Unm Thiophene based oligomers as light activated biocides
US20150115362A1 (en) 2013-10-30 2015-04-30 Himax Technologies Limited Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor
US9968698B2 (en) 2013-11-08 2018-05-15 Stc. Unm Charged singlet-oxygen sensitizers and oppositely-charged surfactants
US10533991B2 (en) 2014-03-14 2020-01-14 Stc.Unm P-phenylene ethynylene compounds as bioactive and detection agents
KR101913057B1 (ko) 2015-01-14 2018-10-29 유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 인크. 공액 고분자 전해질 및 이의 사용 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130210828A1 (en) 2010-07-13 2013-08-15 David G. Whitten STRUCTURE, SYNTHESIS, AND APPLICATIONS FOR POLY (PHENYLENE) ETHYNYLENES (PPEs)
US20140242148A1 (en) 2011-08-03 2014-08-28 University Of Florida Research Foundation, Inc. Antimicrobial materials and methods

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10638759B2 (en) 2015-01-14 2020-05-05 University Of Florida Research Foundation, Inc. Conjugated polyelectrolytes and methods of using the same

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Publication number Publication date
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