Cyclodextrine als molekulare Reaktionsgefäße - ArchiMeD ...

Zusammenfassung und Ausblick - 141 -
durchgeführt. Bei einer Reaktionstemperatur von 40°C unter Initiierung mit dem
wasserlöslichen Redoxsystem K2S2O8/Na2S2O5 wurde bei der MMA-Polymerisation kein
signifikanter Unterschied zwischen komplexiertem und unkomplexiertem Monomer in
Bezug auf den Umsatz gefunden. Dies ist auch erklärbar, da MMA etwas wasserlöslich und
die Komplexbildungskonstante mit RAMEB relativ klein ist. Es zeigten sich aber
signifikante Unterschiede bei der Polydispersität. Bei dem aus Komplexlösung
polymerisierten MMA wurde für das erhaltene PMMA eine PD von 2.3, für das PMMA aus
Cyclodextrin-freier Lösung eine viel höhere PD von 8.2 gefunden. Noch deutlicher fielen
die Unterschiede bei der Styrol-Polymerisation aus. Während die Polymerisation von
unkomplexiertem Styrol in Wasser bei 40°C in Gegenwart des wasserlöslichen
Redoxsystems K2S2O8/Na2S2O5 nur eine Polystyrol-Ausbeute von unter 1% ergab, konnte
unter gleichen Bedingungen bei der Polymerisation von komplexiertem Styrol eine
Ausbeute von ca. 90% erhalten werden. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass eine
Annäherung der komplexierten Monomere an die wachsenden Ketten in hohem Maße
stattfindet. Die Löslichkeitserhöhung um den Faktor 170 gegenüber unkomplexiertem
Styrol bestätigte diese Beobachtung.
Durch Komplexierung von Isopren und Butadien mit Cyclodextrinen gelang es ebenfalls,
emulgatorfreie Polymerisationen in Wasser durchzuführen. Kontrollexperimente zeigten,
dass ohne den Zusatz von Cyclodextrin bei gleichen Reaktionsbedingungen (T = 30°C)
keine Polymerbildung beobachtbar war.
Ein weiterer technischer Fortschritt konnte bei der Polymerisation von fluorierten
(Meth)acrylaten erreicht werden. Die typischen chemischen und physikalischen
Eigenschaften der fluorierten Monomere verbieten die Homo- bzw. Copolymerisation in
Wasser ohne Zusatz von Tensiden oder Cosolventien. Durch Verwendung von
Cyclodextrinen als Löslichkeitsvermittler konnten die fluorierten Methacrylate 1H,1H-
Pentafluorpropylmethacrylat (42), 1H,1H,2H,2H-Tridecafluoroctylmethacrylat (43) und
1H,1H,2H,2H-Heptadecafluordecylmethacrylat (44) in wässriger Lösung in fast
quantitativer Ausbeute homo- bzw. mit Styrol copolymerisiert werden, während in
Abwesenheit von Cyclodextrin bei Versuchen zur Homopolymerisation von z.B. 43 unter
sonst identischen Bedingungen in Wasser nur ein Umsatz ca. 1% erzielt wurde. Weiterhin
konnten auch unterschiedliche Monomerpaare wie 1H,1H,2H,2H-Perfluordecylacrylat (51)
mit Stearylmethacrylat (52) erfolgreich in wässriger Lösung unter Verwendung von
Cyclodextrin copolymerisiert werden.