Four different novel tocopherol-containing single-chain nonionic amphiphilic monomers, N-[methyl-N-(tocopheryloxycarbonyl)methylamino]ethyl methacrylate (TOM), N-[methyl-N-[tocopheryloxypoly(ethyleneoxy)carbonyl]methylamino]ethyl methacrylates (n=2, TOPM-2; n=5, TOPM-5; n=10, TOPM-10: n=mean moles of EO) were synthesized by the reaction of α-tocopherol derivatives and DMEMA, characterized by FT $^1H$ and $^{13}C$ NMR spectroscopy, FT IR spectroscopy, elemental analysis, and mass spectroscopy, and used for the formation of bilayer vesicles. The unpolymerized vesicles of these single-chain amphiphiles even though they have a single-chain tocopherol as a hydrophobic group showed evidences of closed bilayer vesicles, which were converted to well-defined closed polymeric vesicles having distinct morphology, enhanced stability and reduced permeability upon polymerization either by thermal polymerization with free radical initiator AIBN or KPS or by direct UV-irradiated (220-400nm) photopolymerization. The apparent weight-average molecular weights of polymers formed in the polymerized vesicles of TOM, TOPM-2, 5, 10, and TOM/TOPM-10(1:2) determined by GPC using toluene as an eluent were in the range of 47,100 and 401,800 g/mol and molecular weight polydispersity of these polymers were in the range of 1.5 and 4.1. Conversions of these polymers were in the range of 44 and 85 %. Phase transition temperatures ($T_c$) of polymerized vesicles of these amphiphiles were in the range of 55 and 77 ℃, which are rather higher values than those of their unpolymerized counterparts, 41 and 68 ℃. Uranyl acetate stained TEM photographs showed that polymerization of unpolymerized vesicles of TOM of led to the formation of mostly spherical polymeric vesicles having diameters below 600 Å and and those of TOPM-2, -5, -10, and TOM/TOPM-10(1:2) led to the formation of relatively small spherical polymeric vesicles having diameters below 500 Å and relatively large elliptic polymeric vesicles of distinct morphology having short axes in the range of 300-1200 Å and long axes in the range of 600-2200 Å. Particularly, polymerized vesicles of TOPM-10 and copolymerized vesicles of TOM/TOPM-10 (1:2) showed much enhanced stability compared to their monomeric counterparts. In autoxidation assay, polymerized vesicles of TOM and TOM/TOPM-10(1:2), as well as their monomers, exhibited some significant antioxidation activity in vitro.
토코페롤을 알킬기로 하는 네가지의 다른 단일 알킬기의 비이온성 양친매성 모노머, 엔-[메틸-엔-(토코페릴옥시카르보닐)메틸아미노]에틸 메타크릴레이트 (TOM), 엔-[메틸-엔-(토코페릴옥시폴리(에틸렌옥시)카르보닐]메틸아미노]에틸 메티크릴레이트 (N=2, TOPM-2; n=5, TOPM-5; n=10, TOPM-10: n=평균 EO 몰수)들을 α-토코페롤 유도체와 엔,엔-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트를 반응시켜 합성하고 $^1H$ 와 $^{14}C$ 핵자기공명 분광법, 적외선 분광법, 원소분석과 질량분석 분광법 등으로 특성을 분석하였다. 합성된 이들 토코페롤을 함유한 단일 알킬기의 양친매성 모노머를 초음파조사에 의하여 베시클을 만들고 이들을 포타슘퍼설페이트 (KPS) 또는 아조이소부틸나이트？ (AIBN)을 라디칼 개시제로한 라디칼 열중합 또는 자외선조사에 의한 광중합반응을 시켜서 양친매성 고분자 이중층 베시클을 합성하였다. 이들 고분자화되지 않은 단일기의 양친매성물질들은 소수기로서 단일기의 토코페롤을 가지고 있지만 페쇄 이중층 베시클을 형성하였다. 이들 고분자화된 베시클들의 특성은 고분자화되지 않은 베시클들과 함께 $^1H$ 핵자기공명 분광법, 겔여과실험, [$^{14}C$]슈크로서와 5(6)카복시플루레센스 함입 및 투과 실험, 용매 및 열 안정도실험, 열상전이온도 측정, 현탁도 측정 및 주사전자현미경관찰로서 확인되었다. 모노머들, TOM, TOPM-2, -5, -10, 과 TOM/TOPM-10(1:2)의 고분자 베시클에서 형성된 고분자의 중량평균분자량은 톨루엔을 유동상 용매로한 겔퍼미션 크로마토그리피 (GPC)로 측정하였는데 약 47,100과 401,800 g/mol 범위에 있었다. 한편 시차주사열량측정에 (DSC) 의해 측정된 고분자 베시클의 상전이 온도는 58 ℃와 83 ℃의 범위에 있었는데 이들 값은 고분자화 되지않은 베시클의 상전이 온도값 범위인 58 ℃ 와 72 ℃ 보다 약간 높은 값이었다. 한편 주사전자현미경 (TEM) 관찰에 의해 TOM, TOPM-2, -5, -10 과 TOM/TOPM-10(1:2)의 고분자화 되지않은 베시클들은 중합반응에 의해 TOM의 경우는 대부분 직경이 약 600 Å 이하인 비교적 작은 구형의 고분자 베시클이 얻어졌고 TOPM-2, -5, -10와 TOM/TOPM-10(1:2)의 경우는 직경이 약 500 Å 이하인 비교적 작은 구형의 고분자 베시클과 단경의 범위가 300-1200 Å 이고 장경이 600-2400 Å인 비교적 큰 타원형의 고분자 베시클이 얻어졌다. 특히 TOPM-10과 TOM/TOPM-10 (1:2)의 고분자 베시클들은 그들의 고분자화 되지 않은 베시클들 보다 훨씬 향상된 안정성과 투과안정성을 나타내었다. 한편 생리활성력인 항산화력 평가에서 TOM과 TOM/TOPM-10(1:2) 들의 고분자 베시클 들은 그들의 모노머 들과 같이 상당한 의미있는 in vitro 항산화력을 나타내었다.
