Cyclodextrine als molekulare Reaktionsgefäße - ArchiMeD ...
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Allgemeiner Teil - 98 -<br />
Dabei wurde gezeigt, dass sowohl in Bezug auf Umsatz <strong>als</strong> auch in Hinblick auf das<br />
Molekulargewicht die Polymerisation der Cyclodextrin-komplexierten Monomere der<br />
Fällungspolymerisation in organischem Lösemittel deutlich überlegen war. So wurde<br />
Polystyrol (31) bei der Polymerisation von RAMEB-komplexiertem Styrol (29a) in einer<br />
Ausbeute von 84% und einem Molekulargewicht von 10000 g/mol erhalten, während die<br />
Polymerisation von unkomplexiertem 29 in Ethanol nur zu einer Ausbeute von 25% und<br />
einem Molekulargewicht von 4800 g/mol an 31 führte. Auch die Polymerisation von CDkomplexiertem<br />
MMA 30a in Wasser zeigte diesen Trend. Hier wurden sogar 88 %<br />
Ausbeute und ein Molekulargewicht von 25000 g/mol erzielt, während die Polymerisation<br />
von nicht-komplexiertem MMA in Ethanol nur zu der Bildung von 33% PMMA (32) mit<br />
einem geringeren Molekulargewicht von 13000 g/mol führte. Der Vergleich der<br />
Polymerisation von komplexiertem MMA in Wasser mit der Fällungspolymerisation von<br />
unkomplexiertem MMA in Methanol unter Verwendung des gleichen Initiators VA-044<br />
bewies ebenfalls den Vorteil bei der Polymerisation von CD-komplexierten Monomeren:<br />
Hier wurden sogar 95% Umsatz nach 4 h Reaktionszeit bei 40°C mit einem<br />
Molekulargewicht von 33000 g/mol erreicht, während bei der Polymerisation von MMA in<br />
Methanol nur eine Ausbeute von 5% mit einem Molekulargewicht von 11000 g/mol erzielt<br />
wurden.<br />
Somit wurde in allen Beispielen gezeigt, dass die Fällungspolymerisation aus wässriger<br />
Cyclodextrinlösung schneller ist und höhere Molekulargewichte liefert <strong>als</strong> die analoge<br />
Fällungspolymerisation der unkomplexierten Monomere aus organischem Lösemittel.<br />
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass das Cyclodextrin, welches nach dem<br />
Abfiltrieren der Polymere in der wässrigen Lösung verbleibt, wieder zur Komplexierung<br />
von Monomeren verwendet werden kann. Diese Beobachtung zeigt, dass es prinzipiell<br />
möglich ist, einen kontinuierlichen Kreisprozess aufzubauen, in dem das ausgefallene<br />
Polymer kontinuierlich aus der Reaktionsmischung entfernt und neues Monomer zu der<br />
Lösung hinzugegeben wird.<br />
Weiterhin wurden einige Experimente ausgeführt um herauszufinden, welche Kinetik am<br />
besten die Polymerisation Cyclodextrin-komplexierter Monomere aus wässriger Lösung<br />
beschreibt. In der klassischen radikalischen Polymerisation ist die Polymerisationsgeschwindigkeit<br />
in Lösung proportional zur Wurzel der Initiatorkonzentration [I]. Der