Supramolekulare Chemie mit Cyclodextrinen

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit gliedert sich in zwei Teilgebiete, die beide unter dem Gesichtspunkt der Supramolekularen Chemie mit Cyclodextrinen bearbeitet wurden. Der erste Teil befasste sich mit der Synthese und Charakterisierung von chemisch modifizierten Cyclodextrinen, die flüssigkristalline Eigenschaften besitzen sollten. Die verwendeten Cyclodextrine wurden mit verschieden substituierten Benzoesäurederivaten umgesetzt und durch polarisationsmikroskopische Untersuchungen auf flüssigkristalline Phasenübergänge hin untersucht. Weitere Untersuchungen erfolgten mittels DSC und Röntgendiffraktometrie.In wie weit die flüssigkristallinen Eigenschaften eine Selbstorganisation zu Überstrukturen induzierten, sollten Untersuchungen als Monoschichten auf der Luft/Wasser-Grenzfläche mittels einer Filmwaage zeigen. Daraus ergaben sich weitergehende Untersuchungen mit der AFM-Technik. Es zeigte sich, dass besonders die quasi symmetrischen, über Esterverknüpfungen modifizierten Cyclodextrine flüssigkristalline Eigenschaften zeigten. Es konnte auch gezeigt werden, dass sie sich in Mono- und Multischichten zu Lipid-Strukturen organisieren. Der zweite Teil dieser Arbeit befasste sich mit der Wechselwirkung von Cyclodextrinen mit LCST-Copolymeren, die supramolekulare Komplexe bilden. Als Schlüsselgruppe fungierte das polymergebundene Adamantanmolekül. Mittels Trübungsphotometrie wurden verschiedene Additive auf ihren Einfluss auf den LCST-Phasenübergang der synthetisierten Copolymer untersucht. Hier konnte gezeigt werden, dass die adamantanhaltigen LCST-Copolymere durch Cyclodextrinzusätze in ihrem LCST-Verhalten drastisch zu beinflussen sind. Damit konnte ein System gefunden werden, das mit einfachen analytischen Mitteln eine supramolekulare Erkennung ermöglicht.

Abstract The presented examination for a doctor's degree was organized in two parts, that were treated both under the viewpoint of supramolecular chemistry with cyclodextrines. The first part engaged in the synthesis and characterization of chemically modified cyclodextrines that should possess liquid crystalline characteristics. The related cyclodextrines were modified with differently substituted benzoic acid derivatives. The liquid crystalline phase transitions were terminated with crossed polarized microscopy.Further investigations were carrying out with DSC and X-ray scattering. The question whether liquid crystalline characteristics induced a self-organisation, should show investigations as a monolayer on the air/water-interface. From that further investigations arise with the AFM-technology. It appeared that especially the quasi- symmetrical cyclodextrine, which was modified with ester linkage, shows liquid crystalline characteristics. It could be shown also that they organize itself in mono- and multi layers like lipid-structures. The second part of this work engaged in the interaction of cyclodextrines with LCST-copolymers that forms supramolecular complexes. As a key group, the polymer bounded adamantane molecule was used. By means of turbid measurements, different additives were examined on its influence on the LCST-phase transition of the synthesied copolymers. Here could be shown that the adamantan containing LCST-copolymers were drastically influenced through additives of cyclodextrines in its LCST-behaviour. With that a system could be found, that enables a supramoleculare recognition with simple analytical means.