Jahresbericht 2018-2019

Polyampholyte und Polyzwitterionen finden viel- fältig Anwendung, beispielsweise bei der Wasser- aufbereitung oder der Modifizierung von Oberflächen (z. B. Anti-Fouling). Wir haben über die letzten Jah- re synthetischen Zugang zu derartigen Materialien mit einer sehr hohen Ladungsdichte pro Monomer- Einheit erlangt, beispielsweise für Polydehydroala- nin (PDha) oder für Poly(2-acryl-amidoglycolsäure) (PAGA) als potenten polymeren Chelator. Die Polymere und Blockcopolymere können durch freie radikalische oder auch kontrollierte / lebende Polymerisationsmethoden erhalten wer- den. Nach Entschützung weisen die erhaltenen Polymere je nach pH-Wert kationische, zwitterio- nische oder anionische Ladung auf. Uns interes- siert hier die pH- und Ionenstärke-abhängige Lös- lichkeit sowie die reversible Adsorption gegen- sätzlich geladener weiterer Polyelektrolyte, Prote- ine oder Sondenmoleküle. Weiterhin verwenden wir PDha als reaktives Polymerrückgrat zur Her- stellung von Pfropfcopolymeren und Hydrogelen. Volkmann L., et. al, "Poly(2-Acrylamido glycolic acid) (PAGA) - Controlled Polymerization using RAFT and Chelation of Metal Cations", Macromolecules 2018, 51, 7284-7294 . Polyampholyte und Polyzwitterionen—Synthetischer Zugang und Einsatz als Bausteine Kruse J., et. al., "Different Routes to Ampholytic Polydehydroalanine - Orthogonal vs. Simultaneous Deprotection", Macromol. Rapid Commun. 2019, 40, 1800857. Max J. B., et al., "Polyampholytic Graft Copolymers based on Polydehydroalanine (PDha) - Synthesis, Solution Behavior, and Application as Dispersants for Carbon Nanotubes", Polym. Chem. 2019, 10, 3006-3019. Polymere Photosäuren zur Licht-vermittelten Freisetzung von Gastmolekülen Die Licht-gesteuerte Freisetzung von eingekap- selten Gastmolekülen aus nanoskaligen Trans- port-Vehikeln ist hochgradig attraktiv, da hier sowohl eine zeitliche als auch räumliche Kontrol- le erreicht werden kann. Im Rahmen des SFB 1278 PolyTarget haben wir verschiedene Naph- thol-basierte polymere Photosäuren hergestellt. Durch Bestrahlung mit UV-Licht in wässriger Lö- sung kann die Photosäure nun aktiviert werden, was zu lokalen Änderungen des pH-Wertes führt. An verschiedenen Copolymeren und Blockcopo- lymeren konnten wir die Reversibilität dieses Vor- gangs zeigen sowie die Abhängigkeit der Schalt- barkeit und Photostabilität von der Struktur der Photosäure. In ersten Studien kann dieser Me- chanismus zudem zur Freisetzung von Nilrot als Modellwirkstoff aus Kern-Corona Mizellen ge- nutzt werden. Wendler F., Sittig M., Tom J. C., Dietzek B., Schacher F. H., Chem. Eur. J. 2019, in press ( https://doi.org/10.1002/chem.201903819) . Abb. 4. Struktur und Bestrahlung wasserlöslicher Copolymere mit Naphthol-basierten Photosäuren. Abb. 2. (oben) Struktur von Pfropfcopolymeren basierend auf Polydehydroalanin. Abb. 3. (unten) Polymerisation von AGA und Chelatisierung von Metallkationen. Wendler F., Tom J. C., Schacher F. H., Polym. Chem. 2019, 10, 5602- 5616. FORSCHUNG — 55