Dokument: Funktionspolymere mit thermosensitivem Verhalten und supramolekularen Bindungseigenschaften auf Basis von N-Vinylpyrrolidon und polymerisationsfähigen Cyclodextrin-Derivaten
| Titel: | Funktionspolymere mit thermosensitivem Verhalten und supramolekularen Bindungseigenschaften auf Basis von N-Vinylpyrrolidon und polymerisationsfähigen Cyclodextrin-Derivaten | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=16961 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20110107-093530-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Trellenkamp, Taina [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Gutachter] PD Dr. Schaper, Klaus [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | In der vorliegenden Arbeit wurden N-Vinylpyrrolidon- und β-Cyclodextrin-haltige Funktionspolymere
mit thermosensitivem Verhalten und supramolekularen Bindungseigenschaften synthetisiert. Thermosensitive N-Vinylpyrrolidon (NVP)-Polymere mit steuerbarer kritischer Temperatur (Tc) wurden über die freie radikalische Homo- und Copolymerisation des neuen Monomers 3-Ethyl-N-vinylpyrrolidon (EVP) mit NVP synthetisiert. Die Tc lässt sich auf einfache Weise über das Verhältnis der Monomere steuern und kann auf Körpertemperatur eingestellt werden. Möglich ist dies da das System dem Verlauf einer statistisch azeotropen Copolymerisation folgt. Dies wurde durch die Bestimmung der Copolymerisationsparameter nachgewiesen. Im Weiteren ist es gelungen ein lineares NVP-Polymer mit β-Cyclodextrin-Seitengruppen zu synthetisieren das stabile Komplexe mit geeigneten Gästen bildet. Die Synthese erfolgte über die Herstellung eines monofunktionellen β-Cyclodextrin-Derivats. Als Schlüsselschritt wurde die Huisgen-ähnliche 1,3-dipolare Cycloaddition angewendet. Homo- und Copolymere wurden durch klassische radikalische Polymerisationen synthetisiert und führten jeweils zu einer streng linearen Architektur. Die Komplexbildungskonstante der polymergebundenen β-Cyclodextrine mit Phenolphthalein wurde quantitativ mittels UV-Vis-Spektroskopie und der isothermen Titrationskalorimetrie bestimmt. Freisetzung des Phenolphthaleins wurde durch einen Verdrängungsmechanismus mit Kaliumadamantylcarboxylat gezeigt. Im zweiten Teil dieser Arbeit stand die Entwicklung eines antibakteriell wirksamen Füllungskomposits auf der Basis von Triclosan (TRI) im Fokus. Zwei Konzepte wurden verfolgt: Das erste Konzept sah vor, polymerisationsfähige TRI-Monomere mit geringst möglichem Aufwand zu synthetisieren und diese kovalent in der Kompositmatrix einzupolymerisieren. Solche TRI-haltigen Komposite zeigten allerdings keine signifikante Änderung der mechanischen Eigenschaften. Entgegen den Erwartungen zeigten die Komposite allerdings auch keine bakterizide Wirkung. Ein zweites Konzept basiert deshalb auf der Bereitstellung von polymerisationsfähigen Cyclodextrinen, die TRI supramolekular in der Kompositmatrix binden sollten. Entgegen der Literaturlage konnten Wirt-Gast-Strukturen der β-Cyclodextrin-Monomere mit TRI jedoch nur in Spuren nachgewiesen werden. Deshalb wurde, sowohl die prinzipielle Komplexbildungsfähigkeit der β-Cyclodextrin-Monomere, als auch die von TRI mit verschiedenen Cyclodextrinen und den β-Cyclodextrin-Monomeren intensiv untersucht. Während die β-Cyclodextrin-Monomere allgemein gute Komplexierungseigenschaften zeigten, konnten mit Triclosan keine Komplexe nachgewiesen werden. Folglich konnte im Rahmen dieser Arbeit das Ziel eine bakterizid wirkende Zahnfüllung auf Basis von Triclosan zu entwickeln mit keiner dieser Strategien erreicht werden.In the present thesis the modification of N-vinylpyrrolidone (NVP) and β-cyclodextrin (βCD) is accomplished to implement new properties into already existing polymer materials. Thermoresponsive NVP polymers with a controllable critical temperature (Tc) were synthesized by free-radical copolymerization of the new monomer 3-ethyl-N-vinylpyrrolidone (EVP) with NVP. The Tc can be adjusted easily to bodytemperature by the initial monomer ratio. This can be explained by the statistical azeotropic characteristics of the copolymerization which is proven by the determination of the monomer reactivities. Furthermore linear NVP polymers with βCD side groups were synthesized which have the ability to form stable complexes with suitable guest-molecules. In a stepwise synthesis a mono functional βCD derivative was synthesized by Huisgen-type 1,3-dipolar cycloaddition. Subsequent free-radical homo- and copolymerization led to polymers with a strict linear architecture. The complexation constant of the polymer bonded βCD with the model guest phenolphthalein was quantified by UV-vis-spectroscopy an isothermal titration calorimetry. The release of phenolphthalein could be induced by a displacement mechanism provoked by addition of potassium adamantyl carboxylate. The second part of this thesis was focused on the development of a biocidal active dental composite based on the active agent triclosan. Two concepts were pursued: The first concept provided an easy synthesis of polymerizable triclosan monomers for the covalent bonding into the composite. The resulting triclosan containing materials showed no significant changes of the mechanical properties. However, contrary to the prospects the composites showed no biocidal activity as well. Hence, a second concept was reassessed which was based on the preparation of polymerizable βCD derivatives for the formation of supramolecular inclusion complexes with triclosan. Host-guest complexes of βCD monomers and triclosan could only be detected in traces although the preparation of those complexes was reported by some groups. Hence, the complexation ability of the βCD monomers in principle was investigated. Additionally the complexation ability of different CDs and the βCD monomers with triclosan was reviewed intensively. While the βCD monomers showed good overall complexation behavior no inclusion complexes of triclosan with neither CDs nor any of the βCD derivatives could be proven. Consequently, in the scope of this work the aim to develop a biocidal active composite based on triclosan could not be achieved with any of the strategies. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 07.01.2011 | |||||||
| Dateien geändert am: | 05.01.2011 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 13.10.2010 | |||||||
| Datum der Promotion: | 03.11.2010 |
