Cyclodextrine als molekulare Reaktionsgefäße - ArchiMeD ...

Allgemeiner Teil - 128 -
wässrigem Medium unter Verwendung von Cyclodextrinen als Wirt-Komponente
ausgeführt werden konnte und der Einsatz von organischen Lösemittel oder
Lösemittelmischungen nicht länger notwendig ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass
die freie radikalische Copolymerisation von 54 mit Styrol in wässriger Cyclodextrinlösung,
auch nach relativ kurzen Reaktionszeiten, zu hohen Ausbeuten an Copolymeren mit hohem
Molekulargewicht führte. Außerdem wurde gezeigt, dass die Nebenreaktion der
Diazosulfonate als Radikalfänger vermindert werden konnte.
2.7 Polymerisationen unter Anwendung des Zulauf-Verfahrens
Bei den vorangegangen beschriebenen Polymerisationen wurde immer im Batch-Verfahren,
d.h. die gesamte Monomermenge befand sich zu Reaktionsbeginn im Polymerisationsgefäß,
gearbeitet. Dabei fielen die Polymere aufgrund der Koagulation der Partikel aus und
konnten so durch Filtration isoliert werden.
Nun wurde überprüft, welchen Einfluss das Cyclodextrin auf die Polymerisation von
Monomeren hat, wenn im Zulauf-Verfahren gearbeitet wird. Hierbei wurde das Monomer
über einen bestimmten Zeitraum zu einer wässrigen Lösung von Cyclodextrin, in der sich
auch der wasserlösliche Initiator befand, zugetropft. Dabei wurde nicht mehr, wie beim
Batch-Verfahren, in äquimolaren Verhältnissen von Monomer zu Cyclodextrin gearbeitet,
sondern das Cyclodextrin wurde im Unterschuss (0-20 Gew.% bezogen auf die eingesetzte
Monomermenge), d.h. 0 – 1.74 mol% in Bezug auf das Monomer, eingesetzt.
Für einen typischen Versuch, bei dem 0-1 g Cyclodextrin in 50 ml Wasser gelöst sind
(cCyclodextrin ≈ 0 - 0.015 M), ergeben sich z.B. für Styrol (K = 500 M -1) , welches zugetropft
wird, folgende Anfangsbedingungen: Bei der ersten Monomerzugabe zu der
Cyclodextrinlösung werden ca. 0.02 g Styrol eingetropft. Die Konzentration von Styrol in
der wässrigen Phase beträgt dann 4•10 -.4 M. Damit beträgt der Anteil an Cyclodextrinkomplexiertem
Styrol für eine 0.015 M Cyclodextrinlösung 85% (siehe auch Tab. 3). Durch
dieses Verfahren werden geringere Cyclodextrinmengen benötigt und die Polymerisation
verläuft gleichmäßiger. Ein weiterer Vorteil ist, dass in vielen Fällen stabile Latices erhalten
werden, die dann weiterverarbeitet werden können (sehr wichtig für industrielle
Anwendungen).