Polyglycidol as a scaffold for multifunctional polyethers

• Polyglycidol als Grundgerüst multifunktioneller Polyether

Marquardt, Fabian; Möller, Martin (Thesis advisor); Pich, Andrij (Thesis advisor)

Aachen (2018, 2019)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2018

Kurzfassung

In dieser Arbeit werden diverse multifunktionelle Polyglycidole anhand polymeranaloger Reaktionsprotokolle synthetisiert. Alle funktio-nalisierten Polyglycidole werden durch geeignete analytische Metho-den sorgfältig in Hinblick auf ihren Grad der Funktionalisierung, ihr Molekulargewicht, der Molekulargewichtsverteilung und ihrer Rein-heit charakterisiert. Alle Syntheseprotokolle werden optimiert, so dass sie maximale Kontrolle über den Grad der Funktionalisierung, hohe Ausbeuten und reine Produkte geben. Die Einführung von Diethylphosphatgruppen an die Polyglycidol-hauptkette erfolgt durch Reaktion der Hydroxymethyl-Seitengruppen des Polyglycidols mit Diethylchlorphosphat. Der Grad der Funktio-nalisierung wird über das Verhältnis der Hydroxymethylgruppen zum Organophosphat kontrolliert. Entfernen von einer und beiden Ethylgruppen wird durch Dealkylierung mit Natriumiodid, respektive Bromtrimethylsilan erreicht. Die Synthese kationisch/hydrophob funktionalisierter Polyglycidole mit diversen Strukturen wird präsentiert. Die funktionellen Polyether werden hinsichtlich ihrer antimikrobiellen Eigenschaften gegen E. coli und S. aureus untersucht. Ein Polyglycidol mit statistisch verteilten kationischen und hydrophoben Gruppen (Verhältnis kationisch:hy-drophob von 1:1) wird mit (a) einem Polyglycidol mit einer hydrophilen Modifikation an der kationischen Funktionalität, (b) einem Polyglycidol mit kationischen und hydrophoben Gruppen an jeder Wiederholungseinheit und (c) einem Polyglycidol mit kationischen und hydrophoben Gruppen im Verhältnis von 1:2 verglichen. Der Einfluss der Struktur auf die Eigenschaften wird gezeigt. Die Verwendung biobasierter Bausteine in der Polymersynthese wird durch Funktionalisierung von Polyglycidol mit Homoserin-Lacton untersucht. Der Polyether mit Lactongruppen in den Seitenketten wird durch eine ringöffnende Reaktion mit 3-Amiopropyldimethylamin und anschließender Quaternisierung mit Methyliodid in ein katio-nisch/hydrophiles Polymer umgewandelt.Die lichtinduzierte Vernetzung und anschließende chemische Modifi-kation von funktionalisiertem Polyglycidol wird präsentiert. Lineares Polyglycidol wird zuerst in einer Zweistufenreaktion mit einem tertiä-ren Amin funktionalisiert. Das 3-Dimethylaminopropyl funktionelle Polyglycidol wird unter Verwendung von Campherchinon als Typ-II-Photoiniator in einer UV-lichtinduzierten Reaktion vernetzt. Das vernetzte Polyglycidol wird durch Quaternisierung mit verschiedenen Organoiod-Verbindungen weiter funktionalisiert. Wässrige Dispersionen der vernetzten Polymere werden hinsichtlich Größe und Zeta-potential untersucht. Getrocknete Polymerfilme werden in Bezug auf ihre thermischen Übergange, sowie ihrer chemischen Umwandlung evaluiert.

Einrichtungen

• Fachgruppe Chemie [150000]
• Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie [154610]