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Professur für Organische Chemie
Prof. Dr. Thomas Heinze
Forschungsschwerpunkte
Strukturdesign von Polysacchariden mit kontrollierter Verteilung der funktionellen Gruppen (u. a. Schutzgruppenchemie)
unter heterogenen und homogenen Bedingungen und deren supramolekulare Wechselwirkungen bis in den nm-Bereich
Schmelzbare Polysaccharidester mit definierten thermischen Eigenschaften für neuartige energetisch optimierte
Glasverbunde
Aminocellulosen zur Biofunktionalisierung von Materialien
Entwicklung von Polysaccharid-basierten Nanopartikeln für Sensoren und zur Wirkstoffimmobilisierung
Charakterisierung der neuen Polymere auf allen Strukturebenen, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen
Moderne spektroskopische Methoden und Chromatographie, Mikroskopie und Methoden zur Analyse von
Nanostrukturen
42 — FORSCHUNG
Aus den Biopolymeren Cellulose, Stärke und Dextran sind
neuartige Polyzwitterionen synthetisiert worden. Insbeson-
dere die homogene Umsetzung in ionischen Flüssigkeiten
steht aufgrund der hohen Effizienz und Nachhaltigkeit die-
ser Reaktionsmedien im Fokus. Die Aminolyse der Polysac-
charidcarbonate stellt eine universelle Synthesestrategie
zur Gewinnung von zwitterionischen Biopolymeren dar.
Dabei gelang es durch die Umsetzung mit funktionellen
Aminen, komplementäre Ladungen in das Polysaccha-
ridrückgrat einzuführen.
Die Charakterisierung der Polysaccharidcarbonate und
-carbamate erfolgte sowohl mit Produkten mit hohen Poly-
merisationsgraden als auch mit oligomeren Modellverbin-
dungen, wodurch Informationen zu regioselektiven Substi-
tutionsmustern gewonnen werden konnten. Das supramo-
lekulare Strukturbildungsvermögen der Produkte unter
dem Einfluss externer Stimuli wie pH-Wert, Temperatur
oder Salzkonzentration wurde erforscht. Im Hinblick auf
Anwendungen als antibioadhärente Filme oder Carrier-
Systeme für Proteine wurden die Wechselwirkungen der
Polymerschichten und -nanopartikeln mit Zellen (z. B. Fib-
roblasten) studiert.
[1] Elschner T., Heinze T. (2015): Cellulose carbonates: A platform for promi-
sing biopolymer derivatives with multifunctional capabilities. Macro-
molecular Bioscience. DOI 10.1002/mabi.201400521.
Abb. 1. Multifunktionelle Cellulosederivate als Plattformverbindungen für biomedizinische Anwendungen. Grafik: Thomas Elschner
Homogene Synthese und Nanostrukturierung neuartiger zwitterionischer Polysaccharidcarbamate