Cyclodextrine als molekulare Reaktionsgefäße - ArchiMeD ...

Einleitung - 10 -
bestimmt wird. Komplexe mit z.B. Arzneistoffen werden gewöhnlich sehr schnell gebildet,
weil die meisten lipophilen Verbindungen zumindest in sehr geringer Konzentration in
Wasser solvatisiert vorliegen. Diese hydratisierten, molekularen Teilchen können leichter an
den hydrophilen Hydroxygruppen vorbei zur Öffnung des Cyclodextrinhohlraums gelangen.
Die hydratisierenden Wassermoleküle können aktiv mit den Hydroxygruppen an den
Rändern des Cyclodextrintorus wechselwirken oder sie können das hydrophobe
Gastmolekül von der "abstoßenden" (hydrophobe-hydrophile) Wirkung der OH-Gruppen
"abschirmen". Wenn das hydratisierte Gastmolekül erst einmal an den randständigen
Hydroxygruppen vorbei gewandert ist, werden die Wassermoleküle aus dem Hohlraum des
Cyclodextrins "ausgetrieben" und zurück bleibt das "nackte" Gastmolekül im Innern des
Cyclodextrins (entropischer Effekt).
Hat der Gast erst einmal den Hohlraum erreicht, entscheidet die "goodness of fit" , welche
der im Hohlraum existierenden Wechselwirkungen den überwiegenden Beitrag zur
Komplexbildungskonstanten des Gleichgewichtsprozesses zwischen Wirt und Gast
bestimmen (enthalpischer Effekt). Diese schwachen Kräfte können selektive Interaktionen
hervorrufen, die vergleichbar mit denen von Enzymen sind.
1.2 Cyclodextrine in der Polymerchemie
Die Fähigkeit der Cyclodextrine, hydrophobe Monomere zu komplexieren und damit in eine
wasserlösliche Form zu überführen, erweitert ihren Einsatzbereich auch auf den Bereich der
Polymerchemie.
Aufgrund der geringen Wasserlöslichkeit vieler Monomere ist man oft gezwungen, die
Polymerisation in weniger umweltfreundlichen org. Lösemitteln wie z.B.
Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Acetonitril, Alkoholen, Ester, Fluorchlorkohlenwasserstoffen
etc. durchzuführen. Heteroaromatische Monomere (z.B. Pyrrol) verbreiten oft
einen sehr unangenehmen Geruch und sind gesundheitsschädlich. Diese Monomere, rein
oder in Lösung, sind häufig instabil und werden durch Luft und/oder Licht abgebaut.
Um diese Probleme zu umgehen, sollte in dieser Arbeit der Einsatz von Cyclodextrinen in
der Synthese von elektrisch leitfähigen Polymeren (ausgehend von Pyrrol bzw.
Thiophenderivaten), in der freien radikalischen Polymerisation (Methacrylsäuremethylester