Block copolymers polybutadiene/poly(benzyl-L-glutamate) and polybutadiene/poly(N5-hydroxypropylglutamine) preparation and structural study by X-ray and electron microscopy

Authors

  • Bruno Perly,

    1. Centre de Biophysique Moléculaire, Avenue de la Recherche Scientifique, F-45045 Orlean Cédex, France
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  • André Douy,

    1. Centre de Biophysique Moléculaire, Avenue de la Recherche Scientifique, F-45045 Orlean Cédex, France
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  • Bernard Gallot

    Corresponding author
    1. Centre de Biophysique Moléculaire, Avenue de la Recherche Scientifique, F-45045 Orlean Cédex, France
    • Centre de Biophysique Moléculaire, Avenue de la Recherche Scientifique, F-45045 Orlean Cédex, France
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Abstract

AB block copolymers with an amorphous polybutadiene block and a polypeptide block were prepared. The method of synthesis consists in the preparation of a polybutadiene block by anionic polymerization followed by a chemical modification of its living end introducing a primary amine group which is able to intiate the polymerization of the N-carboxy anhydride (NCA) of the chosen amino acid. By this way the block copolymers polybutadiene/poly(γ-benzyl L-glutamate) (14a) were prepared, in which the poly(γ-benzyl-L-glutamate) block could be transformed into a poly(N5-hydroxypropyl-L-glutamine) block by reaction with 3-amino-1-propanol leading to the block copolymers polybutadiene/poly(N5-hydroxypropylglutamine) (14b). By using X-ray diffraction and electron microscopy it could be shown that the block copolymers 14a and 14b exhibit mesophases in different solvents and it was established that the structure of the mesophases is lamellar. Each sheet of the lamellar structure consists of the superposition of two layers: one formed by the polybutadiene chains in a more or less random coil conformation; the other formed by the polypeptide chains in an α-helix conformation, arranged in an hexagonal array and folded.

Abstract

AB Blockcopolymere mit einem amorphen Polybutadienblock und einem Polypeptidblock wurden dargestellt. Die Synthesemethode besteht in der Herstellung eines Polybutadiens durch anionische Polymerisation und der Umwandlung des “lebenden” Endes in eine primäre Aminogruppe, die die Polymerisation des N-Carboxyanhydrides (NCA) der gewählten Aminosäure initiiert. Auf diese Weise wurden Polybutadien/Poly(γ-benzyl-L-glutamat)-Blockcopolymere (14a) dargestellt. In diesen wurde durch Einwirkung von 3-Amino-1-propanol der Poly(γ-benzyl-L-glutamat)-Block in einen Poly(N5-hydroxypropyl-L-glutamin)-Block umgewandelt, unter Bildung des Polybutadiene/Poly(N5-hydroxy-propyl-L-glutamin)-Blockcopolymeren (14b). Mit Hilfe der Röntgenstreuung und der Elektronenmikroskopie wurde gezeigt, daß die Blockcopolymeren 14a und 14b in Gegenwart eines selektiven Lösungsmittels geordnete Strukturen bilden, nämlich eine lamellare Struktur. Jede Lamelle besteht aus zwei Schichten: in der einen liegen die Polybutadienketten als mehr oder weniger statistische Knäuel vor, in der anderen sind die Polypeptidketten in Form einer α-Helix hexagonal angeordnet und gefaltet.

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