Atom transfer radical polymerization (ATRP) has been widely used in bioconjugation as it is an efficient and facile method to prepare polymers with pre-designed structures. Quite often, bioconjugation with proteins employs primary amines in proteins as a functional group to attach an initiator. When 2-bromoisobutryl bromide, the most widely used precursor for ATRP initiator, is used, α-halo amide initiating groups are formed in the proteins, which are known to exhibit slow initiation behavior in the ATRP process. Here we studied the ATRP of [poly(ethylene glycol)methyl ether] methacrylate (PEGMA) using amide-based initiator. PEGMA differs for both the nature and size of the polymer side branches and shows good solubility in water and a property that made it an ideal candidate for biomaterials. While normal ATRP produced ill-defined p(PEGMA) with amide based initiators, the halogen exchange method and the external additional of deactivator effectively improved the control of ATRP of PEGMA.

최근 ATRP를 이용하여 단백질에 조절된 구조의 고분자를 연결시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이때, ATRP 개시제는 단백질에 있는 일차아민에 아미드화 반응을 통하여 도입할 수 있다. 그런데, 형성되는 α-할로 아미드의 경우, 상대적으로 늦은 개시 속도를 나타내는 것으로 알려져 있어 원하는 구조의 고분자를 얻는 것이 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 아미드기를 가지고 있는 개시제를 이용한 [poly(ethylene glycol)methyl ether] methacrylate (PEGMA)의 ATRP 반응에 대한 적절한 반응 조건을 찾고자 하였다. PEGMA는 PEG를 가지로 가지는 단량체로서 고분자로 만들어졌을 때, 물에 잘 녹고 단백질과의 비특이적 상호작용이 적어 단백질과의 결합을 통한 바이오 응용에 널리 사용되고 있다. 아미드기를 가지는 개시제를 이용하여 PEGMA를 성공적으로 중합하기 위한 최적의 중합 조건은 할로겐 교환 반응과 활성 감소제를 사용해서 얻을 수 있었다.

Keywords: ATRP; amide functionalized initiator; PEGMA; halogen exchange reaction