Interaction of cyclic and linear Labaditin peptides with anionic and zwitterionic micelles

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Bladder augmentation in rabbits with anionic collagen membrane, with or without urotelial preservation. Cistometric and hystologic evaluation

The use of bowel segments to perform bladder augmentation is associated with several metabolic and surgical complications. A great variety of synthetic materials, biodegradable or not, have been tested. Collagen-based biomaterials have shown effectiveness for the regeneration and obtainment of a functional bladder. Assess the functional and histological response of the rabbit bladder to anionic collagen membrane (ACM), either when it is anastomosed to the bladder or it is placed onto bladder after vesicomyectomy. In 15 male rabbit a partial cystectomy was performed. After 4 weeks they were divided in 3 groups. Group 1 (G1) - bladder augmentation with ACM. Group 2 (G2) ACM is placed onto bladder after vesicomyectomy. Group 3 (G3) control group. Maximal bladder capacity (MBC) and weight were assessed with 4 (M1), 8 (M2) and 12 (M3) weeks after partial cystectomy. In M3 was performed the sacrifice and extraction of the bladder and kidneys for anatomopathologic study. There were neither bladder stones, nor implant extrusion in M3. There was a significant increase in MBC in G1 and G2 (p<0.05), but no statistical differences in G3 (p=0.35). There is no significant difference comparing G1 and G2. In M3, both groups have shown a bigger MBC than G3 (p<0.05). The microscopic assessment showed an inflammatory reaction in the bladder augmented, with urothelium preserved. The ACM was effective for the increase of MBC. The bladders with preservation of the urothelium have shown an extensive inflammatory process.

Enhanced Polymer Grafting from Multiwalled Carbon Nanotubes through Living Anionic Surface-Initiated Polymerization

Anionic surface-initiated polymerization of ethylene oxide and styrene has been performed using multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) functionalized with anionic initiators. The surface of MWNTs was modified via covalent attachment of precursor anions such as 4-hydroxyethyl benzocyclobutene (BCBEO) and 1-benzocyclobutene-1′-phenylethylene (BCB-PE) through Diels-Alder cycloaddition at 235 °C. Surface-functionalized MWNTs-g-(BCB-EO) n and MWNTs-g-(BCB-PE) n with 23 and 54 wt % precursor initiators, respectively, were used for the polymerizations. Alkoxide anion on the surface of MWNTs-g-(BCB-EO) n was generated through reaction with potassium triphenylmethane for the polymerization of ethylene oxide in tetrahydrofuran and phenyl substituted alkyllithium was generated from the surface of MWNTs-g-(BCB-PE) n using sec-butyllithium for the polymerization of styrene in benzene. In both cases, the initiation was found to be very slow because of the heterogeneous reaction medium. However, the MWNTs gradually dispersed in the reaction medium during the polymerization. A pale green color was noticed in the case of ethylene oxide polymerization and the color of initiator as well as the propagating anions was not discernible visually in styrene polymerization. Polymer grafted nanocomposites, MWNTs-g-(BCB-PEO) n and MWNTs-g-(BCB-PS) n containing a very high percentage of hairy polymer with a small fraction of MWNTs (<1 wt %) were obtained. The conversion of ethylene oxide and the weight percent of PEO on the surface of the MWNTs increased with increasing reaction time indicating a controlled polymerization. The polymer-grafted MWNTs were characterized using FTIR, 1H NMR, Raman spectroscopy, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, and transmission electron microscopy (TEM). Size exclusion chromatography of the polymer grafted MWNTs revealed broad molecular weight distributions (1.3 < Mw/Mn < 1.8) indicating the presence of different sizes of polymer nanocomposites. The TEM images showed the presence of thick layers of polymer up to 30 nm around the MWNTs. The living nature of the growing polystyryllithium was used to produce diblock copolymer grafts using sequential polymerization of isoprene on the surface of MWNTs.

Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry Characterization of Primary Amine End-Functionalized Polystyrene and Poly(methyl methacrylate) Synthesized by Living Anionic Polymerization Techniques

The reaction of living anionic polymers with 2,2,5,5-tetramethyl-1-(3-bromopropyl)-1-aza-2,5- disilacyclopentane (1) was investigated using coupled thin layer chromatography and matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. Structures of byproducts as well as the major product were determined. The anionic initiator having a protected primary amine functional group, 2,2,5,5-tetramethyl- 1-(3-lithiopropyl)-1-aza-2,5-disilacyclopentane (2), was synthesized using all-glass high-vacuum techniques, which allows the long-term stability of this initiator to be maintained. The use of 2 in the preparation of well-defined aliphatic primary amine R-end-functionalized polystyrene and poly(methyl methacrylate) was investigated. Primary amino R-end-functionalized poly(methyl methacrylate) can be obtained near-quantitatively by reacting 2 with 1,1-diphenylethylene in tetrahydrofuran at room temperature prior to polymerizing methyl methacrylate at -78 °C. When 2 is used to initiate styrene at room temperature in benzene, an additive such as N,N,N',N'- tetramethylethylenediamine is necessary to activate the polymerization. However, although the resulting polymers have narrow molecular weight distributions and well-controlled molecular weights, our mass spectra data suggest that the yield of primary amine α-end-functionalized polystyrene from these syntheses is very low. The majority of the products are methyl α-end-functionalized polystyrene.

Well-Defined Poly(4-vinylbenzocyclobutene): Synthesis by Living Anionic Polymerization and Characterization

Living anionic polymerization of 4-vinylbenzocylobutene was performed in benzene at room temperature using sec-butyllithium as the initiator. Results of the kinetic studies indicated the termination- and transfer-free nature of the polymerization. Homopolymers with predictable molecular weights and narrow molecular weight distributions were produced, excluding the interference of the cyclobutene rings during initiation and propagation. Thermogravimetric analysis of poly(4-vinylbenzocyclobutene) in air showed a small weight gain at ~200 °C, a rapid decomposition at ~455 °C, and a gradual decomposition at ~566 °C. This behavior was attributed to the formation of radicals from the pendent benzocyclobutene functionality through o-quinodimethane intermediates and simultaneous decomposition/cross-linking reactions at high temperature. The living nature of the polymerization was also examined via sequential copolymerization with butadiene to form diblock copolymers.

Analysis of energy dissipation in stirred suspension polymerisation reactors using computational fluid dynamics

This work evaluates the spatial distribution of normalised rates of droplet breakage and droplet coalescence in liquidliquid dispersions maintained in agitated tanks at operation conditions normally used to perform suspension polymerisation reactions. Particularly, simulations are performed with multiphase computational fluid dynamics (CFD) models to represent the flow field in liquidliquid styrene suspension polymerisation reactors for the first time. CFD tools are used first to compute the spatial distribution of the turbulent energy dissipation rates (e) inside the reaction vessel; afterwards, normalised rates of droplet breakage and particle coalescence are computed as functions of e. Surprisingly, multiphase simulations showed that the rates of energy dissipation can be very high near the free vortex surfaces, which has been completely neglected in previous works. The obtained results indicate the existence of extremely large energy dissipation gradients inside the vessel, so that particle breakage occurs primarily in very small regions that surround the impeller and the free vortex surface, while particle coalescence takes place in the liquid bulk. As a consequence, particle breakage should be regarded as an independent source term or a boundary phenomenon. Based on the obtained results, it can be very difficult to justify the use of isotropic assumptions to formulate particle population balances in similar systems, even when multiple compartment models are used to describe the fluid dynamic behaviour of the agitated vessel. (C) 2011 Canadian Society for Chemical Engineering

Microbial characterization and removal of anionic surfactant in an expanded granular sludge bed reactor

This study evaluated linear alkylbenzene sulfonate removal in an expanded granular sludge bed reactor with hydraulic retention times of 26 h and 32 h. Sludge bed and separator phase biomass were phylogenetically characterized (sequencing 16S rRNA) and quantified (most probable number) to determine the total anaerobic bacteria and methanogenic Archaea. The reactor was fed with a mineral medium supplemented with 14 mg l(-1) LAS, ethanol and methanol. The stage I-32 h consisted of biomass adaptation (without LAS influent) until reactor stability was achieved (COD removal >97%). In stage II-32 h, LAS removal was 74% due to factors such as dilution, degradation and adsorption. Higher HRT values increased the LAS removal (stage III: 26 h - 48% and stage IV: 32 h - 64%), probably due to increased contact time between the biomass and LAS. The clone libraries were different between samples from the sludge bed (Synergitetes and Proteobacteria) and the separator phase (Firmicutes and Proteobacteria) biomass. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Nanopartikel durch Strukturfixierung mizellarer Assoziate aus amphiphilen, endgruppenfunktionalisierten Diblockcopolymeren

Nanopartikel durch Strukturfixierung mizellarer Assoziate aus amphiphilen, endgruppenfunktionalisierten Diblockcopolymeren Zwei unterschiedliche Diblockcopolymersysteme mit Molmassen unterhalb von Mw = 10 000 g/mol wurden über anionische Polymerisation synthetisiert. Ein hetero-telecheles a,w-Poly(dimethylsiloxan)-b-Poly(ethylenoxid) (PDMS-PEO) Diblockcopolymer wurde mit einer Methacrylatendgruppe am PDMS und entweder einer Benzyl-, Hydroxy- oder Carboxylatendgruppe am PEO funktionalisiert. Ein Poly(butadien)-b-Poly(ethylenoxid) (PB-PEO) Diblockcopolymer wurde am PEO ebenfalls entweder mit einer Benzyl-, Hydroxy- oder Carboxylatendgruppe funktionalisiert. In selektiven Lösungsmitteln wie Wasser oder Methanol bilden beide Diblockcopolymersysteme supramolekulare Strukturen mit sphärischer, zylindrischer oder toroider Geometrie aus, die mit statischer und dynamischer Lichtstreuung in Lösung und mit Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) auf der Oberfläche untersucht wurden. Durch Zusatz eines Vernetzers und Initiators wurden die selbstassoziierenden Mizellen des PDMS-PEO Diblockcopolymers permanent durch radikalische Polymerisation mit UV-Licht fixiert. Mizellen des PB-PEO Diblockcopolymers wurden über Bestrahlung mit gamma-Strahlen permanent fixiert. Die Untersuchung der resultierenden Nanopartikel beider Diblockcopolymersysteme mit AFM und TEM zeigte, daß diese sogar in nicht selektiven Lösungsmitteln wie Tetrahydrofuran formstabil bleiben.

Neue Methoden zur Darstellung von Blockcopolymeren unter Beteiligung radikalischer Polymerisationsmechanismen

Im Rahmen dieser Dissertation wurden die Synthese und die Charakterisierung verschiedener, zum Teil neuartiger Blockcopolymere beschrieben, wobei die Einbeziehung radikalischer Polymeri-sationsmechanismen den konzeptionellen Kern ausmachte. Mit einer auf die jeweilige Kombination von Monomeren zugeschnittenen Syntheseroute gelang die Verknüpfung von Segmenten, die allein mittels der herkömmlich zur Synthese von Blockcopolymeren genutzten, ionischen Mechanismen nur mit hohem Aufwand oder gar nicht zu verbinden sind. Auf materieller Seite stand die Herstellung amphiphiler Strukturen im Vordergrund. Diese wurden entweder direkt beim Aufbau der Blockcopo-lymere oder nach anschließender polymeranaloger Umsetzung eines ihrer Segmente erhalten. Solche amphiphilen Substanzen besitzen aufgrund ihrer Grenzflächenaktivität Anwendungspotential z. B. als Stabilisatoren in der Dispersionspolymerisation oder als Flokkulantien. Es wurden drei Verfahren zum Aufbau von Blockcopolymeren untersucht:1. Die Transformation von anionischer zu freier radikalischer Polymerisation für die Synthese von Polystyrol-b-poly(N-vinylformamid) (PS-b-P(VFA)).2. Die Transformation von anionischer zu kontrollierter radikalischer Polymerisation (ATRP) für den Aufbau von Blockcopolymeren aus Poly(dimethylsiloxan) PDMS und Segmenten von t-Butylacrylat (t-BuA) bzw. (2-(Trimethylsiloxy)ethyl)methacrylat (TMS-HEMA).3. Die kontrollierte radikalische Polymerisation unter Einsatz von Triazolinyl als Gegenradikal zur Synthese von Poly[(2-(trimethylsiloxy)ethyl)methacrylat]-b-polystyrol (P(TMS-HEMA)-b-PS) als alternative Route zur anionischen Polymerisation.

Herstellung, Struktur und Polymerisation neuer Cyclodextrin-komplexierter (Meth)acrylate und radikalische Polymerisation neuer Monomere zur Steuerung rheologischer Eigenschaften

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden Polymerisationseigenschaften hydrophober Monomere untersucht, die mittels methyliertem b-Cyclodextrin (me-b-CD) als Wirt/Gast-Komplexe homogen in die wäßrige Phase überführt wurden. Mit diesem Verfahren steht eine neue Variante der Polymerisation hydrophober Monomere in Wasser zur Verfügung.Die Charakterisierung der Monomer/CD-Komplexe erfolgte mittels Röntgenstrukturanalyse und 1H-NMR-Spektroskopie: steigende Größe der Gast-Komponente erhöht die Wechselwirkungen zum CD. Zur Untersuchung der Polymerisationsreaktion wurden Copolymerisationsparameter von Komplexen und Übertragungskonstanten von Mercaptoverbindungen bei Polymerisationen von Komplexen ermittelt. In Abhängigkeit der Größe der Gastkomponente und ihrer Wasserlöslichkeit resultieren unterschiedliche Reaktivitäten relativ zu Polymerisationen unkomplexierter Reaktanden in organisch-wäßriger Lösung. Außerdem wurden Copolymerisationen zwischen hydrophoben, me-b-CD-komplexierten Monomeren und wasserlöslichen Monomeren untersucht wie z.B. N-Isopropylacrylamid oder Natrium-4-(acrylamido)phenyldiazosulfonat, dessen Copolymerisation mit Styrol bislang nicht möglich war. Eine weitere Aufgabe war die Herstellung wasserstoffbrückenbindender Polymere. Hierzu wurden assoziationsfähige Monomere hergestellt und mit Methylmethacrylat copolymerisiert. Lösungen der Copolymere wurden rheologisch untersucht. Die Lösungen besitzen hohe Nullscherviskositäten bei 20°C und sind strukturviskos. Die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit der Nullscherviskositäten ergab insbesondere bei der Lösung von Poly(N-(methacryl-2-ethyl)-N'-(3-amino-(1,2,4-triazol-2-yl))harnstoff-co-methylmethacrylat) bei niedrigen Temperaturen eine hohe Fließaktivierungsenergie, die zu höheren Temperaturen sank. Die komplexe Viskosität dieser Lösung fiel mit zunehmender Temperatur zunächst ab, stieg dann wieder an und sank erneut. Mittels DSC-Messungen konnten Phasenübergänge für dieses Fließverhalten verantwortlich gemacht werden. Außerdem kann Poly(N-(methacryl-2-ethyl)-N'-(3-amino-(1,2,4-triazol-2-yl))harnstoff-co-methylmethacrylat) thermisch vernetzen.

Kinetische Untersuchungen zur Synthese von Blockcopolymeren mit Methacrylatsegmenten durch neue anionische Polymerisationssysteme

Ein metallfreies Reaktionssystem mit Bis(triphenylphosphoranyliden)ammonium-Kationen als Gegenionen sowie das Additiv Lithium-2-methoxyethoxid wurden auf ihre Eignung zur anionischen Synthese von Blockcopolymeren mit (Meth)acrylatsegmenten bei moderaten Temperaturen im Strömungsrohr-Reaktor untersucht. Das metallfreie System ist zur lebenden Polymerisation von Methacrylaten in THF mit engen Molekulargewichtsverteilungen bei Reaktionszeiten < 1 s bis zu Temperaturen von 0 °C geeignet. In Gegenwart von Metallionen (Li+) findet eine Verlangsamung der Polymerisation unter Verlust der Reaktionskontrolle statt, Lithiumenolate verursachen nun breite, multimodale Molekulargewichtsverteilungen. Eine lebende Polymerisation von Acrylaten ist nicht möglich, massenspektroskopische Untersuchungen der Produkte weisen auf einen komplexen Reaktionsmechanismus mit Abbruch- und Übertragungsreaktionen hin. Die Synthese von Poly(styrol)-block-Poly(1,4-butadien)-block-Poly(methylmethacrylat)-Copolymeren in Toluol ist mit Lithium-2-methoxyethoxid als Additiv für die MMA-Polymerisation bei moderaten Mischtemperaturen (T < 0 °C) im Strömungsrohr-Reaktor möglich, die Effektivität des Wechselschritts von Polybutadien zu PMMA beträgt im Durchschnitt ca. 50 %. Untersuchungen verschiedener Reaktionsparameter, wie z.B. der Endfunktionalisierung des Polybutadiens mit 1,1-Diphenylethylen und der Temperatur während der Verkappung und der MMA-Polymerisation, geben keine eindeutigen Hinweise auf die Ursache dieses Phänomens. MALDI-TOF-Massenspektren des unreagierten Polybutadien Precursors zeigen die Anlagerung von 1-3 Molekülen Methylmethacrylat und keinen Abbruch durch Backbiting, was auf die Ausbildung stabiler Aggregate hindeutet.

Seltenerdkomplexe als Einkomponenten-Initiatoren für die Polymerisation polarer und unpolarer Monomere

Es wird eine Reihe von dimeren Seltenerdhydriden der Zusammensetzung [Ln(C5Me4NCMe2R)(THF)(H)]2 mit Ln= Y,Tb,Er,Lu und R= Me,Et auf ihre Eigenschaften als Polymerisationsinitiatoren untersucht.Die kontrollierte Polymerisation von Styrol ist nach der Bildung der Monoinsertionsprodukte von 1-Olefinen möglich. Dabei ist die Menge des im System verbleibenden THF von entscheidender Bedeutung. Die Insertion des ersten Styrolmoleküls verläuft selektiv sekundär.Es wird eine Korrelation der Polymerisationsgeschwindigkeit mit dem Ionenradius des verwendeten Metalls beobachtet.Die Erzeugung von Blockcopolymeren aus Styrol und tert.-Butylacrylat sowie anderen polaren Monomeren ist auf diesem Weg möglich und wird untersucht. Während die Länge des Polystyrolblocks eingestellt werden kann, verläuft die Polymerisation des Acrylats unkontrolliert. Es bilden sich Blockcopolymere mit einem Blocklängenverhältnis von etwa 1:1sowie Homopoly(tert.-Butylacrylat).Darüber hinaus wird das Verhalten der genannten Hydride sowie mehrerer anderer Seltenerdkompexe (u. a. mit Schiff-Base-Liganden) in der Polymerisation von rac.-beta-Butyrolacton untersucht. Die Hydride polymerisieren rac.-beta-Butyrolacton zu Polymeren mit Molekulargewichten von 10000-20000 g/mol. Gelbildung und Umesterungsreaktionentreten auf. Unter Kühlung ist eine bessere Kontrolle der Reaktion möglich. Die erhaltenen Polymere weisen eine syndiotaktisch angereicherte Mikrostruktur auf.Die Synthese der Schiff-Base-Komplexe erfolgt durch Umsetzung von R(-)-2,2'-Bis(6-tert.-butyl-4-ethylsalicylidenimin)-1,1'-binaphthyl ('LigH2') bzw. (1R,2R)-(-)-1,2-Cyclohexandiamino-N,N'-bis(3,5-di-tert.-butylsalicyliden)('(R,R)-Jacobsen-Ligand') mit Y(N(SiHMe2)2)3(THF)2. Die resultierenden Verbindungen sowie Y(CH2(SiMe3))3(THF)2 sind Initiatoren für die Polymerisation von rac.-beta-Butyrolacton und Lactid. Es wird keine kontrollierte Polymerisation beobachtet. Mit dem Schiff-Base-KomplexLigY(N(SiHMe2)2)(THF) wird bei der Polymerisation von rac.-beta-Butyrolacton eine syndiotaktische Anreicherung von bis zu 75 % s-Diaden erreicht.

Kontrollierte radikalische Polymerisation von polaren Monomeren

In Rahmen dieser Arbeit wurden neben dem 1,3,5,5-Tetraphenyl-D3-1,2,4-triazolin-2-yl (1) zwei neue Triazolinyl-Derivate synthetisiert: 3-(4-Biphenylyl)-1,5,5-triphenyl-D3-1,2,4-triazolin-2-yl (2) und 3-(4-Cyanophenyl)-1,5,5-triphenyl-D3-1,2,4-triazolin-2-yl (3). Diese sind bei Raumtemperatur stabil und können das Gleichgewicht der radikalischen Polymerisation steuern, ohne sich vollständig zu zersetzen. Sie neigen jedoch bei erhöhter Temperatur zur langsamen Zersetzung und Freisetzung eines Phenylradikals.Die Triazolinyle 1-3 wurden in der radikalischen Polymerisation sowohl mit polaren Monomeren wie 2-Vinylpyridin (2VP), Methylmethacrylat (MMA), Ethylmethacrylat (EMA) und N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat (DMAEMA) als auch mit dem unpolaren Monomer Styrol (St) umgesetzt. Triazolinyl 1 wurde in der Polymerisation von Vinylacetat und Acrylnitril eingesetzt. Die Polymerisation von Natrium-Styrolsulfonat in Wasser wurde in Gegenwart von Cyano-Triazolinyl 3 in Form eines Komplexes mit Cyclodextrin durchgeführt.Der Einsatz der Triazolinyle 1-3 in der Polymerisation von Styrol, 2-Vinylpyridin, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, N,N-dimethylaminoethylmethacrylat führte zu einem kontrollierten Prozess. Bei der Polymerisation von Vinylacetat und Acrylnitril konnte man durch den Einsatz von Triazolinyl 1 zwar den Monomerverbrauch und das Molekulargewicht kontrollieren, es wurden aber breite Molekulargewichtsverteilungen erhalten, die aus den irreversiblen Abbruchreaktionen resultierten. Im Gegensatz dazu konnten in der Polymerisation von Natrium-Styrolsulfonat weder die Umsätze noch die Molekulargewichte gesteuert werden. Das sterisch anspruchvolle Additiv ermöglichte keine Einstellung des kontrollierenden Gleichgewichts.Die Triazolinyl-endfunktionalisierten Polymere wurden als Makroinitiator in Gegenwart anderer Monomere eingesetzt. Dabei wurden Blockcopolymere erhalten. So gelang die Synthese von verschiedenen Blockstrukturen, die sonst nur unter anionischer oder Gruppentransfer-Polymerisation zugänglich sind.

Strukturbildung doppelthydrophiler Blockcopolymere mit mehrwertigen organischen Gegenionen

Sowohl die Komplexierung von Polyelektrolyten mit anorganischen Salzen, als auch die mit entgegengesetzt geladenen Polymeren wurde von vielen Autoren bereits intensiv untersucht. Doch gerade mit Molekülen die zwischen diesen beiden Extremen liegen, sollte es möglich sein, durch elektrostatische Wechselwirkungen gezielt nanometergroße Teilchen definierter Struktur herzustellen. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die Strukturbildung doppelthydrophiler Blockcopolymere mit mehrwertigen organischen Gegenionen zu untersuchen und insbesondere Parameter für die Bildung supramolekularer Strukturen in wässriger Lösung zu finden. Als Blockcopolymer wurde dabei Polyethylenoxid-b-methacrylsäure mittels anionischer Polymerisation hergestellt und mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) und Kernresonanzspektroskopie (NMR)charakterisiert. Die Strukturbildung des Polyelektrolyten mit mehrwertigen organischen Gegenionen wurde in pH = 6- und pH = 7-Pufferlösung mit dynamischer und statischer Lichtstreuung, Kleinwinkelneutronenstreuung und Ultrazentrifugation untersucht. Mit Diaminobenzidin als Gegenion wurden dabei sphärische Komplexe mit einem hydrodynamischen Radius um 100 nm erhalten und mit Ultrazentrifugation der Anteil des Gegenions im Komplex quantifiziert. Die schlechte Löslichkeit des Diaminobenzidins in wässrigem Medium erschwerte allerdings die Interpretation der Ergebnisse. Trotzdem deuten diese darauf hin, dass keine Kolloidbildung des Diaminobenzidins, sondern eine Komplexierung der Einzelmoleküle mit dem Copolymer vorliegt. Um Probleme mit der Löslichkeit zu vermeiden, wurden schliesslich Polyamidoamin-Dendrimere als Gegenionen verwendet. Dabei wurde in pH = 6- und pH = 7-Pufferlösung für Dendrimere der Generation 4 mit steigender Gegenionenkonzentration ein kontinuierlicher Anstieg des hydrodynamischen Radius bis zu einer Größe von 70 nm gefunden. Mit Kleinwinkelneutronenstreuung konnte eine ellipsoidale Struktur dieser Komplexe beobachtet werden. Auch die Größe der Gegenionen spielt für die Bildung supramolekularer Aggregate eine Rolle. So zeigte sich, dass für Polyamidoamin-Dendrimere der Generation 2, analog zu denen der Generation 4, ein Anstieg des hydrodynamischen Radius mit steigender Gegenionenkonzentration zu beobachten ist. Für Generation 0-Dendrimere hingegen wurde ein umgekehrter Verlauf beobachtet, welcher dem für Diaminobenzidin gleicht. Somit kann man annehmen, dass die Aggregation mit kleinen Molekülen zu einer anderen Struktur der Komplexe führt, als die mit größeren Molekülen.

Helix-coil-transition in solid polypeptides

Abstract Poly(L-glutamic acid) (PLGA) was synthesized by living anionic ring-opening polymerization of the NCA monomer, which was obtained by reacting diphosgene with an amino acid derivative. The chemical structures and thermal properties were characterized by 1H-NMR, 13C-NMR, TGA and DSC. XRD powder patterns found to be amorphous for all polymers obtained. The molecular weights could be determined under severe limitations due to low solubility and high aggregation tendency. The secondary structure of the PLGA films was analyzed in the solid state by IR spectroscopy; the order was determined mainly by XRD. Uniform bulk films (1-5 µm) were produced by drop-casting of PLGA solutions in TFA on silica. The XRD film analysis indicated the absence of a long range order or an orientation even if a helical microstructure was confirmed by IR spectroscopy. The coil solvent TFA delivered constantly a helical or a β-sheet structure in the solid state depending on the water content of the solvent which was observed for the first time to exhibit a high influence on the crystallization process for PLGA. Temperature dependent in-situ IR measurements were examined to analyze if a helix-coil transition occurs, but there could be no solvent system determined, which resulted in a disordered coil structure in the solid state. General parameters like solvent systems, evaporation conditions, concentration, substrates etc. were analyzed. New crystallizations were obtained on silica prepared by drop-casting of solutions of PLGA in DMF, DMA, TMU, NMP, and pyridine/water mixtures, respectively. PSCBC in DMF, CDCl3/TFA-d, and PSBC in CDCl3/TFA-d exhibited the same crystalline diffraction patterns like PLGA. The long range order in the X-ray diffraction pattern is proven by extremely sharp crystalline signals, which are not changing the shape or the position of the peak by increasing the temperature up to 160°C. The substrate seems to play a decisive role because the crystalline structures were not obtainable on glass. The crystal structure consists probably of two different layered structures based on the intensity ratios of the two series of crystalline signals in the X-ray diffraction patterns. The source of the layered structure remains unclear and needs further studies to investigate the spatial arrangement of the chains in more detail. The secondary structure was still not changing upon heating even if a highly crystalline diffraction pattern occurs. Concluding that even the newly investigated crystallization did not show a helix-coil transition in the solid state by annealing, the phenomenon known in solution has to be claimed as unachievable in the solid state based on the results of this work. A remaining open question represents the observation that the same crystalline pattern can be reproducibly prepared with exhibiting two different ordered secondary structures (helix and β-sheet). After the investigation that the evaporation time cannot be decisive for the crystal growth, the choice of a strong hydrogen bonding interrupting solvent is most probably the key to support and induce the crystallization process.