Dokument: Lipasen in der Polymerchemie: Polyestersynthese in wässrigem Medium und unter Mikrowellenbestrahlung
| Titel: | Lipasen in der Polymerchemie: Polyestersynthese in wässrigem Medium und unter Mikrowellenbestrahlung | |||||||
| Weiterer Titel: | Lipases in Polymer Chemistry: Polyester Synthesis in Aqueous Medium and under Microwave Irradiation | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=5822 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20070924-103125-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Kerep, Patrick [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Gutachter] Prof. Dr. Staudt, Claudia [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Lipase, Polyester, Mikrowelle, Enzym | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | Die vorliegende Arbeit befasst sich mit neuen Einsatzmöglichkeiten von Lipasen in der
Polymerchemie. Ein Schwerpunkt dabei war ausgehend von verschiedenen Diolen und Dicarbonsäuren (bzw. deren Ester) die lipasenkatalysierte Synthese von Polyestern in wässrigem Medium in Gegenwart von Emulgatoren. Unter Verwendung von nichtionischen stark hydrophilen Emulgatoren konnte eine sehr gute Stabilisierung des entstehenden Polyesters erreicht werden. Abhängig von den Substraten wurden Molekulargewichte bis Mn = 2200 und Monomerumsätze bis zu 97 % realisiert. Dabei zeigten auch die Carbonsäureester eine sehr hohe Reaktivität, wobei sich hier mit zunehmender Hydrophobie des abgespaltenen Kondensats die Polymerisationsresultate verschlechterten. Im Vergleich zu in der Literatur beschriebenen Synthesen ohne Emulgator konnte eine dramatische Beschleunigung der Reaktion mit deutlich verbesserten Produktausbeuten und Molekulargewichten beobachtet werden. Ein weiterer Fokus dieser Arbeit war die Untersuchung der MW-gestützen enzymatischen ROP von Lactonen. Am Beispiel von epsilon-Caprolacton und Novozym 435 konnte gezeigt werden, dass die MW-Strahlung abhängig vom verwendeten Lösungsmittel einen starken Einfluss auf die Polymerisationsresultate hatte. In diesem Zusammenhang wurden auch andere Lactone synthetisiert und untersucht. Zusammenfassend ergab sich, dass unverzweigte Lactone unter MW-Bestrahlung besser umgesetzt wurden, während sterische anspruchsvolle Lactone weder im Ölbad noch unter MW-Bestrahlung polymerisierbar waren. Zur Untersuchung des Einflusses auf die Chemoselektivität wurde die ROP von e-Caprolacton gezielt mit dem bifunktionalen Initiator 2-Mercaptoethanol gestartet. Hier konnte unter MW-Bestrahlung wieder eine höhere Ausbeute an Polyester als auch eine Veränderung der Chemoselektivität beobachtet werden, da sich unter MW-Bestrahlung die Produktverhältnisse zwischen OH- und SH-funktionalisiertem Polyester veränderten. Um den Einfluss der MW-Bestrahlung auf die Stereoselektivität zu evaluieren, wurde der racemische Initiator 2-Phenylpropanol eingesetzt. Im Gegensatz zu den obigen Resultaten ergab sich hier kein nennenswerter Unterschied in der Stereoselektivität, da die ee-Werte unabhängig von der Heizmethode sehr ähnlich waren.The present work deals with new applications of lipases in the field of polymer chemistry. One focus is the synthesis of polyesters starting from different diols and dicarboxylic acids or their respective diesters. The lipase-catalyzed polycondensation was carried out in aqueous phase using various surfactants. Strongly hydrophilic emulsifiers led to formation of well stabilized polyester nanoparticles. Depending on the substrates molecular weights up to Mn = 2200 and monomer conversions as high as 97% could be achieved. The carboxylic acid esters showed high reactivity as well, however, with rising hydrophobicity of the condensation by-product the polymerisation results deteriorated dramatically. Compared to previously published results without surfactant a significant acceleration of the reaction accompanied by higher product yields and molecular weights were observed. Besides the above, the MW-assisted ROP of various lactones was investigated as well. By way of the example of Novozyme 435 and e-caprolactone it was shown, that the polymerization results using the MW-protocol significantly depended on the solvent. In this context, further lactones were synthesized. It was found, that unbranched lactones were consumed more rapidly under MW-irradiation, whereas branched lactones were not polymerized at all. In order to investigate the influence on the chemo-selectivity the ROP of epsilon-caprolactone was initiated employing the bifunctional 2-mercaptoethanole. In this case higher polymer yields and a change in the selectivity were observed, as the product ratio of OH-functionalized and SH-functionalized polyester changed under MW-irradiation. The evaluation of the influence of MW-irradiation on the stereoselectivity racemic 2-phenylpropanole was used as initiator. In contrast to the above results, a difference between the results under thermal heating and MW-heating were not observed. The ee-values for both runs were almost identical. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Bezug: | 01.04.2003 - 09.07.2007 | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 22.09.2007 | |||||||
| Dateien geändert am: | 22.09.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 21.06.0007 | |||||||
| Datum der Promotion: | 09.07.0007 |
