Cyclodextrine als molekulare Reaktionsgefäße - ArchiMeD ...

Allgemeiner Teil - 62 -
Bei der Polymerisation der Cyclodextrin-Monomer Komplexe aus homogener wässriger
Phase entsteht das wasserunlösliche Polymer; bei der chemischen Polymerisation fällt dies
aus der Lösung aus, während es sich bei der elektrochemischen Polymerisation an der
Elektrode abscheidet. Das Cyclodextrin verbleibt in der Lösung bzw. kristallisiert aus und
kann zur Komplexierung wiederverwendet werden. Dadurch besteht die prinzipielle
Möglichkeit einen kontinuierlichen Kreisprozess aufzubauen, indem das zu
polymerisierende Monomer stetig dem Reaktionsgefäß zugeführt wird, wo es zuerst vom
freien Cyclodextrin komplexiert wird um letztlich polymerisiert zu werden.
2.4.1 Herstellung wasserlöslicher EDT/Cyclodextrinkomplexe
Die geringe Wasserlöslichkeit von EDT (bei 20°C = 2 g/l) sollte durch Komplexierung mit
modifizierten Cyclodextrinen drastisch erhöht werden und die Polymerisation in homogener
wässriger Phase ermöglichen.
Dies wurde erreicht durch Zugabe von äquimolaren an EDT zu wässrigen Lösungen von
statistisch methylierten β-Cyclodextrin (RAMEB, a), Hydroxypropyl-β-cyclodextrin
(HPBCD, b) und statistisch methylierten γ-Cyclodextrin (RAMEG, c). Das ölige EDT 8
löste sich in diesen wässrigen CD-Lösungen unter Rühren innerhalb von 1 h. Eine
erhebliche Verkürzung der Komplexierungszeiten bis auf wenige Sekunden wurde durch
Ultraschallbehandlung erreicht. Der Mechanismus der Komplexierung ist in Abb. 50
dargestellt.
O O
S
8
+
=
RAMEB oder HPBCD oder
H 2O
RAMEG
a b c
O O
S
8a, 8b, 8c
Abb. 50: Komplexierung von EDT (8) mit modifizierten Cyclodextrinen in Wasser
Durch die Komplexierung ist eine starke Erhöhung der Löslichkeit von EDT in Wasser zu
erreichen, während unkomplexiertes EDT kaum wasserlöslich ist. So können beispielsweise
mit einer 0.45 molaren wässrigen RAMEB (c = 600 g/l) über 64 g (0.45 Mol) EDT
homogen in Wasser gelöst werden. Dies bedeutet eine über 32-fache Erhöhung der