DE102017124041B4

DE102017124041B4 - Kopplung an Imidfarbstoffe und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102017124041B4
Application number: DE102017124041.1A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Mohr
Original assignee: Joanneum Research Forschungs GmbH
Current assignee: Joanneum Research Forschungs GmbH
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2022-12-15
Anticipated expiration: 2037-10-17
Also published as: DE102017124041A1; CN111868177A; WO2019076821A1; EP3697851A1

Abstract

Verbindung der folgenden Formel (I):R1-X-SO2-YFormel (I)worinR11,8-Naphthalmid oder eine davon abgeleitete, Perylen oder Terrylen umfassende Struktur darstellt, wobei R1über den Stickstoff der Imidgruppe an X gebunden ist und mindestens einen Substituenten aufweist, der eine Gruppe trägt, die unter Pyrylium, -Boronsäure oder einem Derivat davon, Trifluoracetyl, Kronenether, -Calixaren, -Kryptand, -Tricyanovinyl und -Dicyanovinyl ausgewählt ist;-X- eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C1-C8-Kohlenwasserstoffgruppe darstellt;-SO2- eine Sulfonylgruppe darstellt; und-Y die Gruppe -CH=CH2oder -CH2-CH2-A darstellt, wobei A die Gruppe -Cl, -Br, -OSO3-oder -Z-R2darstellt, -Z-unter -NH-, -S- und -O- ausgewählt und R2Wasserstoff ist oder den Rest eines organischen oder anorganischen Trägers darstellt und in einer Additionsreaktion mit -CH=CH2als -Y erhältlich ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Verbindung mit Imidfarbstoffen und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Die neue Verbindung ist eine stabile kovalente Anbindung einer Kopplungsgruppe und ermöglicht zudem eine stabile Anbindung an Trägerverbindungen wie Textilien.
Stand der Technik
Farbstoffe werden häufig kovalent über Carbonsäureamidgruppen, Maleimidfunktionen oder Vinylsulfonylgruppen an Oberflächen und Materialien gebunden.
Beispiele von Oberflächen und Materialien sind Polysaccharide, DNA, Proteine, Lipide, Nano- und Mikropartikel.
Diese Bindungen sind meist, vor allem bei Lumineszenzfarbstoffen, wenig stabil und überstehen in der Regel weder Sterilisieren noch Waschen mit alkalischen Waschmitteln.
Es ist bekannt, Chloroethylsulfonylethylamin an pH-sensitive Cyaninfarbstoffe zu binden. Dies geschieht über eine nicht stabile Carbonsäureamidfunktion (Bull. Korean Chem. Soc. 2013, 34, 287-290). Da jedoch die Carbonsäureamidbindung chemisch labil ist, bringt die hohe Stabilität der Etherbindung bzw. Aminbindung über die Vinylsulfonylfunktion keinen Vorteil.
Weiter ist die Bindung von 2-Hydroxyethysulfonylanilin (bzw. Vinylsulfonylanilin) an Naphthalsäureanhydride bekannt (W. W. Stewart, Synthesis of 3,6-Disulfonated 4-Aminonaphthalimides, J. Am. Chem. Soc. 103, 1981, 7615). Diese spezielle Synthese ist aber so aufwändig, dass bisher nur ein Fluoreszenzfarbstoff (Lucifer Yellow VS) literaturbekannt und kaum kommerziell verfügbar ist. Zusätzlich führt der Benzolring im Vinylsulfonylanilin zu einer deutlich verringerten Löslichkeit der Naphthalimidstruktur, sodass in das Lucifer Yellow VS zusätzlich zwei Sulfonatgruppen durch erheblichen synthetischen Aufwand eingefügt werden müssen.
DE 44 14 880 A und EP 0 688 832 A2 offenbaren substituierte Phthalimidfarbstoffe, wobei der Substituent am Stickstoff der Imidgruppe eine Sulfonylgruppe und eine reaktive Gruppe aufweist. WO 96/ 03 384 A1 offenbart Bis-Naphthalimide sowie ein Verfahren zum Einführen einer Seitenkette an ein Naphthalmidgrundgerüst. DE 103 31 178 A1 offenbart Verbindungen mit Imidfarbstoffen, wobei der Substituent am Stickstoff der Imidgruppe einen Aromaten aufweist. DE 21 32 963 A und EP 2 680 077 A1 offenbaren Verbindungen mit substituierten Imidfarbstoffen.
Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
Der Stand der Technik offenbart jedoch keine auf einfache Weise herstellbaren Farbstoffe, die hochstabil an der Imidgruppe derivatisiert sind.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten hochstabilen Verbindungen sowie Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wurde durch Bereitstellen einer Verbindung gelöst, in der ein Farbstoff an eine Kopplungsgruppe chemisch sehr stabil gebunden ist und die auf einfache Weise und in hoher Ausbeute hergestellt werden kann. Diese Kopplungsgruppe kann zudem mit einem Träger verbunden sein.
Die Erfindung ist in den beigefügten Patentansprüchen definiert.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindung der folgenden Formel (I): R¹-X-SO₂-Y Formel (I) worin
R¹ 1,8-Naphthalmid oder eine davon abgeleitete, Perylen oder Terrylen umfassende Struktur darstellt, wobei R¹ über den Stickstoff der Imidgruppe an X gebunden ist und mindestens einen Substituenten aufweist, der eine Gruppe trägt, die unter Pyrylium, -Boronsäure oder einem Derivat davon, Trifluoracetyl, Kronenether, -Calixaren, -Kryptand, -Tricyanovinyl und - Dicyanovinyl ausgewählt ist;
-X- eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C₁-C₈-Kohlenwasserstoffgruppe darstellt;
-SO₂- eine Sulfonylgruppe darstellt; und
-Y die Gruppe -CH=CH₂ oder -CH₂-CH₂-A darstellt, wobei A die Gruppe -Cl, -Br, -OSO₃ ^- oder -Z-R² darstellt, -Z- unter -NH-, -S- und -O- ausgewählt und R² Wasserstoff ist oder den Rest eines organischen oder anorganischen Trägers darstellt und in einer Additionsreaktion mit -CH=CH₂ als -Y erhältlich ist.
Vorteile der Erfindung
In der erfindungsgemäßen Verbindung ist ein Farbstoff mit einer Kopplungsgruppe und ggf. mit einem Träger verbunden.
Die Kopplungsgruppe ist mit dem Farbstoff über eine Imidfunktion und mit dem Träger über eine Ether- bzw. Thioether- oder Aminbindung verbunden.
Sowohl die Imidfunktion als auch die Etherbindung sind chemisch hochstabil.
Dadurch wird eine stabile Anbindung von Farbstoffen über die Kopplungsgruppe an unterschiedlichste Materialien ermöglicht.
Durch diese Bindung können Naphthalimide und Perylenbisimide chemisch hochstabil an Oberflächen und Materialien gebunden werden und eine Sterilisation und/oder Cleaning in Place oder alkalische Waschmittel überstehen.
Gleichzeitig ist 2-(2-Hydroxyethylsulfonyl)ethylamin aufgrund des Fehlens eines Benzolringes gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten 2-Hydroxyethysulfonylanilin deutlich besser wasserlöslich. Dies hat zur Folge, dass eine umständliche Einführung von Gruppen zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit, wie beispielsweise Sulfonsäurefunktionen, in Farbstoffe nicht erforderlich ist.
Die chemisch-synthetische Modularitat der Naphthalimid- und Perylenbisimidstrukturen hat zwei Vorteile. Erstens ist es möglich, stabil fluoreszente Farbstoffe kovalent an Materialien zu immobilisieren. Zweitens ist es möglich, Indikatorfarbstoffe mit hochselektiven Erkennungsfunktionen, wie Trifluoracetylgruppen, Boronsaurefunktionen, Dipicolylgruppen und dergleichen, herzustellen. Dadurch kann sich deren Lumineszenzintensitat und -abklingzeit in Abhängigkeit eines oder mehrerer Analyten signifikant ändern.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Löslichkeit einer erfindungsgemäßen Verbindung in Wasser weiter erhöht werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem eine Kopplungsgruppe mit einer aromatischen Gruppe eingesetzt wird, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch die Vorteile aus, dass die Reaktion in wenigen Schritten auf einfache Weise durchgeführt werden kann, die Ausbeute des Verfahrens sehr hoch ist und die Ausgangsverbindungen kostengünstig käuflich erhältlich sind.
Beschreibung der Figur
1 zeigt die Fluoreszenzspektren eines auf Zellulosefolie immobilisierten Naphthalimidfarbstoffs in Abhängigkeit vom pH-Wert.
Ausführungsformen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die stabile kovalente Anbindung einer Farbstoffverbindung (hier auch kurz Farbstoff genannt) an eine Kopplungsgruppe (hier auch Linker genannt) und ggf. die Anbindung dieser Gruppe an eine Trägerverbindung (hier auch kurz Träger genannt).
Die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Verbindung werden nachstehend erläutert.
Farbstoffe
Farbstoffverbindungen sind beispielsweise Absorptionsfarbstoffe, Lumineszenzfarbstoffe und Lumineszenzindikatoren.
Die in der erfindungsgemäßen Verbindung enthaltenen Farbstoffe sind in Formel (I) durch R¹ dargestellt. R¹ ist 1,8-Naphthalmid oder eine davon abgeleitete, Perylen oder Terrylen umfassende Struktur, wobei R¹ über den Stickstoff der Imidgruppe an X gebunden ist und mindestens einen Substituenten aufweist, der eine weiter unten definierte Gruppe R trägt.
Sie basieren auf 1,8-Naphthalimid der folgenden Struktur.
Ein weiteres Beispiel eines Farbstoffs ist folgende Verbindung, wobei X H oder Br sein kann:
Weitere Beispiele von Farbstoffen, die als solche bzw. als deren Derivate am Imidstickstoff eingesetzt werden können, sind folgende:
Die aliphatischen Gruppen an den Stickstoff-enthaltenden Heterocyclen sind -CH₂CH₂- bzw. -CH₂CH₂OCH₂CH₂-.
In einer erfindungsgemäßen Verbindung ist der Substituent R am Imidstickstoff in der Verbindung A oder einer der Substituenten R in der Verbindung B in dem obigen Schema durch die Gruppe -X-SO₂-Y unter Bildung einer Verbindung der Formel (I) ersetzt.
Es können auch beide Imidgruppen eine Gruppe -X-SO₂-Y unter Bildung einer Verbindung Y-SO₂-X-R¹-X-SO₂-Y der Formel (II) tragen.
Farbstoffe sind beispielsweise die sogenannten Rylen-Farbstoffe, d.h. die homologe Reihe von in peri-Position kondensierten Naphthalin-Molekülen. Zwei kondensierte Naphthaline ergeben Perylen, drei Terrylen, vier Quaterrylen, wie nachstehend veranschaulicht.
Zur weiteren Veranschaulichung ist als Beispiel eines Diimidderivats die Struktur des Terrylendiimids gezeigt.
Wenn der Farbstoff ein Diimidderivat ist, kann in der erfindungsgemäßen Verbindung eines der oder beide Imide eine in Formel (I) definierte Gruppe -X-SO₂-Y tragen.
Wenn nur ein Imid eine solche Gruppe unter Bildung von R¹-X-SO₂-Y der Formel (I) trägt, kann das andere Imid unsubstituiert sein oder beliebigen anderen Substituenten tragen.
Wenn beide Imide eine Gruppe -X-SO₂-Y unter Bildung von Y-SO₂-X-R¹-X-SO₂-Y der Formel (II) tragen, können diese Gruppen unabhängig voneinander ausgewählt sein. Konkret können die beiden Gruppen X unabhängig voneinander ausgewählt sein, und die beiden Gruppe Y können ebenfalls unabhängig voneinander ausgewählt sein.
In den Verbindungen der Formel (I) und Formel (II) haben die Gruppen X und Y dieselben Bedeutungen wie in Formel (I) des Anspruchs 1.
Eine Verbindung Y-SO₂-X-R¹-X-SO₂-Y kann als Vernetzer von Trägern fungieren.
Ein konkretes Beispiel einer Ausgangsverbindung zu Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung ist das nachstehend gezeigte und käuflich erhältliche 1,6,7,12-Tetrachlorperylene-3,4,9,10-tetracarbonsäurebisanhydrid (siehe Aigner D. et al. (2011), New fluorescent perylene bisimide indicators - a platform for broadband pH optodes, Anal Bioanal Chem 400:2475-2485).
Das Bisanhydrid kann wie in der vorliegenden Erfindung gezeigt in das Bisimid umgewandelt und dann zur erfindungsgemäßen Verbindung derivatisiert werden.
Dabei kann eine Imidgruppe eine Gruppe -X-SO₂-Y unter Bildung der Verbindung R¹-X-SO₂-Y der Formel (I) tragen. Eine der Imidgruppen kann unsubstituiert sein oder kann beispielsweise einen von 2,6-Diisopropylanilin abgeleiteten Substituenten oder einen der genannten PET-funktionellen Substituenten tragen. Der Ausdruck „PET“ steht für photoinduzierten Elektronentransfer. In einer erfindungsgemäßen Verbindung ist der Substituent R in dem obigen Schema durch die Gruppe -X-SO₂-Y unter Bildung einer Verbindung der Formel (I) ersetzt. Alternativ ist der von 2,6-Diisopropylanilin abgeleitete Substituent durch die Gruppe -X-SO₂-Y unter Bildung einer Verbindung der Formel (I) ersetzt, so dass die Verbindungen 2a bis 2d und 3 zu erfindungsgemäßen Verbindungen werden.
Es können auch beide Imidgruppen eine Gruppe -X-SO₂-Y unter Bildung einer Verbindung Y-SO₂-X-R¹-X-SO₂-Y der Formel (II) tragen.
Einer oder mehrere, vorzugsweise alle der vier Chlorsubstituenten kann/können beispielsweise durch eine 4-tert-Butylphenoxygruppe ersetzt sein.
Die Substituenten von R¹ in Formel (I)
Die erfindungsgemäßen Farbstoffe können mit Reaktionssubstanzen unter Änderung der optischen Eigenschaften wechselwirken. Zur Reaktion mit den Reaktionssubstanzen sind die Farbstoffe vorzugsweise substituiert. Eine Reaktionssubstanz weist eine reaktive Gruppe auf, die mit einer reaktiven Gruppe des Farbstoffs unter Änderung einer optischen Eigenschaft des Farbstoffes wechselwirken kann.
Diese Wechselwirkung ist eine chemische Reaktion unter Bildung chemischer (kovalenter) Bindungen oder einer starken nichtkovalenten Bindung.
Der Farbstoff und die Reaktionssubstanz können im Sinn einer Additions- oder Kondensationsreaktion reagieren.

Typische Beispiele von reaktiven Gruppen R am Farbstoff und reaktiven Gruppen an der Reaktionssubstanz sowie die jeweiligen Reaktionstypen sind folgende:

Reaktive Gruppe R am Farbstoff	Reaktive Gruppe an der Reaktionssubstanz	Reaktionstyp (Abgangs gruppe bzw. neue Gruppe)
-SO₂Cl	-NH₂	Substitution (-HCl)
-CO-CH₂-I	-SH	Substitution (-HI)
-CO-CH₂-Br	-COOH	Substitution (-HBr)
-CO-O-NHS*)	-NH₂	Substitution (-NHS*)
-NCS	-NH₂	Addition (-NH-CS-NH-R')
-NCO	-OH (Alkohol)	Addition (-NH-CO-OR')
-Maleinimid	-SH	Addition
-Biotin	-Avidin	Affinitätsbindung**
-Avidin	-Biotin	Affinitätsbindung**
-Pyrylium	-NH₂	Substitution (-H₂O)
-Boronsäure	-OH	Substitution (-H₂O)
-Kronenether	Kationen	Komplexbindung
-Calixaren	Kationen	Komplexbindung
-Kryptand	Kationen	Komplexbindung
-Pyridin	Kationen	Komplexbildung
-Phenol	Protonen	Deprotonierung
-Methylpiperazin	Protonen	Protonierung
-(Thio)Harnstoff	Anionen	Komplexbildung
-COCF₃	-NH₂	Addition
-CHO	-NH₂	Addition
-Tricyanovinyl	-NH₂	Substitution
-Dicyanovinyl	-SH	Addition
-NH₂	Aldehyd/Keton	Addition
-NH-NH₂	Aldehyd/Keton	Addition
- (NH₂)₂	Stickoxide	Addition

*)NHS = N-Hydroxysuccinimid
**) nicht kovalent

In der erfindungsgemäßen Verbindung ist die reaktive Gruppe R unter Pyrylium, Boronsäure oder einem Derivat davon, Trifluoracetyl, Kronenether, Calixaren, Kryptand, Tricyanovinyl und Dicyanovinyl ausgewählt.
Durch Anbringen eines Substituenten R gelingt es, eine erfindungsgemäße Verbindung der Formel R¹-X-SO₂-Y mit einer Reaktionssubstanz zu koppeln.
Die mit R substituierte erfindungsgemäße Verbindung kann schematisch wie folgt dargestellte werden: R-R¹-X-SO₂-Y.
Der Substituent R kann an einer beliebigen Position einer aromatischen Gruppe des Farbstoffs R¹ angebunden sein. Wenn der Farbstoff R¹ ein Diimidderivat ist, kann der Substituent an einer aromatischen Gruppe des Farbstoffs und/oder an einem Imidstickstoff angebunden sein.
Zur Wechselwirkung mit einer Reaktionssubstanz ist der erfindungsgemäße Farbstoff deshalb mit einer der vorstehenden Gruppen R substituiert.
Besonders bevorzugt ist, dass der erfindungsgemäße Farbstoff durch die Wechselwirkung mit der Reaktionssubstanz seine optischen Eigenschaften ändert. Diese Änderung der optischen Eigenschaften erfolgt vorzugsweise über die Wechselwirkung eines vorstehend genannten Substituenten von R¹ mit der Reaktionssubstanz.
Kopplungsgruppe
Die Kopplungsgruppe wird in der erfindungsgemäßen Verbindung der Formel (I) (R¹-X-SO₂-Y) durch -X-SO₂-Y dargestellt.
Dabei wird die Kopplungsgruppe wie folgt in (i) bis (iii) unterteilt:

(i) -Y stellt die Gruppe -CH=CH₂ dar;
(ii) -Y stellt die Gruppe -CH₂-CH₂-A dar, wobei A die Gruppe -Cl, -Br, -OSO₃ ^-, -O-(C=O)-CH₃, oder -Z-R² darstellt und -Z unter -NH-, -S- und -O- ausgewählt und R² Wasserstoff ist;
(iii) -Y stellt die Gruppe -CH₂-CH₂-A dar, wobei A die Gruppe -Z-R² darstellt, wobei -Z unter -NH-, -S- und -O- ausgewählt und R² den Rest eines organischen oder anorganischen Trägers darstellt und in einer Reaktion mit -Z-H durch Kondensationsreaktion erhältlich ist.

Im Fall von (i) und (ii) ist die Kopplungsgruppe nicht an einen Träger gebunden.
Die Gruppe -X- ist vorzugsweise eine Methylen-, Ethylen- oder Propylengruppe.
Konkrete Beispiele von Kopplungsgruppen sind solche, die von einem Kopplungsagens abgeleitet sind und durch Reaktion eines zu der Gruppe R¹ korrespondierenden Säureanhydrids mit dem Agens unter Bildung eines Imids erhalten werden kann. Das Kopplungsagens kann unter 2-Vinylsulfonylethylamin, 2-(2-Hydroxyethylsulfonyl)ethylamin, 2-(2-Sulfatoethylsulfonyl)-ethylamin und 2-(2-Chloroethylsulfonyl)ethylamin ausgewählt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Löslichkeit einer erfindungsgemäßen Verbindung in Wasser weiter erhöht werden. Dies erfolgt durch die Verwendung einer ionischen Kopplungsgruppe, beispielsweise einer 2-Sulfatoethylsulfonylgruppe.
Träger
Die erfindungsgemäße Verbindung kann einen Träger aufweisen, der über die Kopplungsgruppe an den Farbstoff gebunden ist.
Im Folgenden bezeichnet der Ausdruck „Träger“ sowohl die Trägerverbindung als solche als auch die mit einem Abstandshalter verbundene, beispielsweise funktionalisierte Trägerverbindung.
Träger und die ggf. vorhandenen Abstandshalter sind beispielsweise Verbindungen mit Amino-, Hydrazin-, Thiol- oder Hydroxylfunktionen.
Die Trägerverbindung oder die mit einem Abstandshalter verbundene Trägerverbindung ist vorzugsweise eine makromolekulare Verbindung. Der Ausdruck „makromolekular“ bedeutet in der vorliegenden Erfindung ein Molekulargewicht von mehr als 1000 g/mol, vorzugsweise mehr als 5000 g/mol, stärker bevorzugt mehr als 10.000 g/mol. Solche Makromoleküle sind bevorzugt unter den nachstehend genannten polymeren Verbindungen ausgewählt.
Konkrete Beispiele von Trägern sind Kohlenhydrate wie Monosaccharide (Einfachzucker, z. B. Traubenzucker, Fruchtzucker), Disaccharide (Zweifachzucker, z. B. Kristallzucker, Milchzucker, Malzzucker) und Oligosaccharide (z. B. Raffinose) und Polysaccharide (Vielfachzucker).
Weitere Beispiele sind Textilien. Textilfasern sind unter anderem Naturfasern (mineralische wie z. B. Asbestfasern und Steinwolle; pflanzliche wie z. B. Baumwollfaser, Flachsfaser, Hanffaser oder tierische wie z. B. Wolle, Seiden, Fellhaare), Chemiefasern aus „natürlichen Polymeren“ (Regeneratfasern auf Cellulosebasis wie z. B. Viskose, Lyocell oder auch Gummi), aus „synthetischen Polymeren“ (wie z. B. Polyacrylnitril, Polypropylen, Polyester, Polyamid oder Polyurethan) sowie „anorganische Fasern“ (wie z. B. Keramik-, Glas- und Metallfasern).
Weitere Beispiele von Trägern sind Polymere, nämlich natürliche Polymere (Biopolymere) wie Proteine, Polysaccharide (Cellulose, Stärke und Chitin), Nukleinsäuren wie Desoxyribonukleinsäure, und synthetische Polymere wie Polyethylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid. Chemisch modifizierte Polymere entstehen durch die Weiterverarbeitung von Biopolymeren, beispielsweise Nitrocellulose, Celluloid oder Stärkederivate.
Als weitere Beispiele können anorganische Polymere genannt werden. Diese enthalten im Gegensatz zu den organischen Polymeren keine Kohlenstoffatome in der Hauptkette des Polymers. Zu den anorganischen Polymeren zählen Polysiloxane, Polyphosphazene oder Polysilazane, aber auch Gläser. Polysiloxane sind beispielsweise Polymethylsiloxan-Polyhydrat bzw. Polymethylsiloxan-Hydrogel und andere polymere siliciumorganische Verbindung.
Es können auch Partikel, insbesondere Nanopartikel, als Träger eingesetzt werden. Beispiele sind kohlenstoffhaltige Nanopartikel oder Metall- und Halbmetall-Oxide (Siliciumdioxid (SiO₂), Titandioxid (TiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Eisenoxide (Fe₂O₃ oder Fe₃O₄), Zinkoxid (ZnO) sowie Zeolithe und andere auf Silizium basierende mesoporöse Materialien wie MCM-41 oder SBA-15.
Das Material der Partikel kann insbesondere aus anorganischen Komponenten, beispielsweise aus Kieselsäuren, Titandioxid, Siliciumdioxid, Zirkoniumphosphat, Zeolithen, Silika, Gold, Silber oder Glas, oder aus organischen Materialien, vorzugsweise Polymeren bestehen, wie Cellulose und Cellulosederivaten wie Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Dextran, Polyacrylamid, gelierte Stärke, Gelatine, Polylactat, Polystyrol oder Polyvinylpyrrolidon, oder die vorgenannten Materialien können als Komponente in diesen Partikel enthalten sein, oder Hybridmaterialien sein, wie zum Beispiel organisch-modifizierte Sol-Gel-Gläser.
Kohlenstoffhaltige Nanopartikel können in unterschiedlichen Formen vorliegen, beispielsweise als Fullerene, Nanoröhren oder Industrieruß. Weitere Beispiele von Trägern sind Graphenoxid oder reduziertes Graphenoxid (rGO).
Mögliche Polymere sind aminhaltige Polymere (z.B. Amino-PVC, Aminoethylcellulose, Polyethyleneimin).
Entscheidend ist, dass der Träger eine Funktionalität aufweist, die eine Reaktion mit der Kopplungsgruppe erlaubt. Diese Funktionalität ist beispielsweise eine Hydroxygruppe, Amingruppe oder Thiogruppe und kann bei Bedarf eingeführt werden. Die Einführung einer Hydroxylfunktionalität kann durch bekannte oxidative und katalytische Verfahren erfolgen.
In einer Ausführungsform ist das Tägermaterial eine Folie aus einem organischen Polymer.
Die Bindung erfolgt beispielsweise über im oder am Trägermaterial vorhandene Nano- und/oder Mikropartikel.
Eine stabile chemische Bindung der Kopplungsgruppe an den Träger, wie Textilfasern oder Polymere, kann z. B. durch die Verwendung aminofunktionalisierter Fasern erzielt werden.
Aufgrund der stabilen Haftung der Fasern erfolgt kein Austragen der Farbstoffe.
Der Farbstoff kann auch an Polymere, z. B. aminhaltige Polymere, angebunden oder darin eingebettet werden.
Ein weiteres Beispiel eines Trägers ist Graphen oder reduziertes Graphen (rGO).
Für die Funktionalisierung mit Abstandshaltern können PEG, PEG-NH₂ und/oder TEPA eingesetzt werden.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Partikel sind vorzugsweise Nano- und/oder Mikropartikel. Die Partikel weisen einen mittleren Durchmesser (Mediandurchmesser D50) von 10 nm bis 1000 pm, vorzugsweise 50 nm bis 100 µm auf. Mikropartikel weisen einen mittleren Durchmesser von 1 bis 1000 pm, vorzugsweise 10 bis 100 µm auf. Nanopartikel weisen einen mittleren Durchmesser von 10 bis 1000 nm, vorzugsweise 50 bis 500 nm auf.
Die Partikel können sphärisch geformt sein.
Die Partikel können porös sein. Die Farbstoffe können an die Oberfläche oder in Poren der Partikel gebunden werden.
Ein großer Vorteil von Partikeln ist ihre deutlich verbesserte Verarbeitbarkeit gegenüber anderen Formulierungen, was sich in ihrer guten Verarbeitbarkeit in Rolle-zu-Rolle-Verfahren, Ink-Jet-Drucken, Siebdrucken und Extrudieren zeigt.
Abstandshalter
In der vorliegenden Erfindung ist der Farbstoff über eine Kopplungsgruppe an den Träger gebunden.
Die Kopplungsgruppe kann somit als Abstandshalter zwischen dem Farbstoff und dem Träger dienen.
Zudem können funktionalisierte Abstandshalter an den Träger gebunden sein, an die dann die Kopplungsgruppe gebunden wird.
Schematisch dargestellt sind also die folgenden Ausführungsformen mit einem Farbstoff (F), einer Kopplungsgruppe (K), einem Abstandshalter (A) und einem Träger (T) möglich:

(i) F-K-T und
(ii) F-K-A-T.

Im Fall eines Diimidderivats als Farbstoff sind folgende Verbindungen möglich:

(iii) T-K-F-K-T,
(iv) T-K-F-K-A-T und
(v) T-A-K-F-K-A-T.

In jeder Ausführungsform können chemisch voneinander verschiedene Abstandshalter und/oder Abstandshalter unterschiedlicher Länge eingesetzt werden.
Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, kann der in der vorliegenden Erfindung genannte Träger ein mit einem Abstandshalter funktionalisierter Träger sein.
Der Abstandshalter weist vorzugsweise eine optional durch Sauerstoffatome und/oder Aminogruppen unterbrochene Kohlenwasserstoffkette mit einer Kettenlänge von vorzugsweise von 5 bis 10.000 Atomen auf. Vorzugsweise ist dieser Abstandshalter über Aminogruppen an das Trägermaterial, z. B. Polymer, angebunden; alternativ sind andere Kupplungsgruppen möglich, die durch eine Anbindung geeigneter reaktiver Gruppen an am Polymer vorhandene freie Carbonsäuregruppen oder dergleichen erhalten werden können.
Insbesondere wird der Abstandshalter durch Umsetzen mindestens difunktioneller Verbindungen gegebenenfalls unterschiedlicher Länge wie Polyethylenglycol, Polyethylenglycol-NH₂ und/oder eines Polyalkylenamins wie z.B. Tetraethylenpentamin (H₂N-CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-NH₂; TEPA) mit dem Trägermaterial erhalten.
Polyethylenglycol (PEG) ist ein Polymer aus Ethylenglycol-Monomereinheiten und kann unterschiedlichste Kettenlängen aufweisen und somit als Oberflächenabstandshalter mit variabler Länge fungieren. Typische Kettenlängen von käuflich erwerbbarem PEG umfassen 200, 400, 600 oder 1500 Monomereinheiten.
Polyethylenglycol-NH₂ (PEG-NH₂) leitet sich von PEG ab.
In der vorliegenden Erfindung kann das PEG-NH₂ aus 5 bis 1500, vorzugsweise aus 10 bis 600, stärker bevorzugt aus 20 bis 100 der Monomereinheiten bestehen.
Es kann PEG oder PEG-NH₂ einer einzigen Kettenlänge oder verschiedener Kettenlängen eingesetzt werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Ausführungsform, in der zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung ein Gemisch aus PEG oder PEG-NH₂ verschiedener Kettenlängen eingesetzt wird. Zusätzlich kann dieses Gemisch auch TEPA enthalten.
Die Verwendung von Abstandshaltern verschiedener Länge hat den Vorteil, dass die effektive Oberfläche erhöht werden kann.
Durch die Kombination der Verwendung von Farbstoffen und verschieden langen Abstandshaltern kann somit nicht nur die Anzahl der Farbstoffe pro Flächeneinheit, sondern auch die Anzahl der Farbstoffe pro Höheneinheit erhöht werden. Dadurch kann die Anzahl der Farbstoffe pro Volumeneinheit drastisch erhöht werden.
Bindung der Abstandshalter an das Trägermaterial
Im Folgenden wird die Bindung der Abstandshalter an das Trägermaterial beschrieben.
Der freie Hydroxyterminus von PEG oder Aminoterminus von PEG-NH₂ oder TEPA eignet sich zum Anbinden an das Trägermaterial. Möglich ist es jedoch auch, einen COOH-Rest als Funktionalisierung am Trägermaterial zu nutzen.
Die Kombination der Verwendung von Trägermaterial und der beschriebenen Funktionalisierung hat den Vorteil, dass das mit Abstandshalter funktionalisierte Trägermaterial, z.B. PEG-Trägermaterial oder TEPA-Trägermaterial, eingesetzt werden.
Das Polyethylenglycol-NH₂ (PEG-NH₂) leitet sich von Polyethylenglycol (PEG) ab. PEG ist ein Polymer aus Ethylenglycol-Monomereinheiten und kann unterschiedlichste Kettenlängen aufweisen. In der vorliegenden Erfindung kann PEG oder PEG-NH₂ aus 5 bis ca. 3500, vorzugsweise aus 10 bis 600, stärker bevorzugt aus 20 bis 100 der Monomereinheiten bestehen. Es kann PEG oder PEG-NH₂ einer einzigen Kettenlänge oder PEG oder PEG-NH₂ verschiedener Kettenlängen eingesetzt werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Ausführungsform, in der ein Gemisch verschiedener Kettenlängen eingesetzt wird. Zusätzlich kann dieses Gemisch auch ein oder mehrere der vorstehend genannten verschiedenen TEPAs enthalten.
Auf diese Weise können Abstandshalter verschiedener Länge und auch Reaktivität auf dem Trägermaterial eines Sensormaterials erhalten werden.
Die Verwendung von Abstandshaltern verschiedener Länge hat den Vorteil, dass die effektive Oberfläche erhöht werden kann. Konkret bedeutet dies, dass auf dem Trägermaterial die Farbstoffmoleküle quasi in mehreren Schichten vorhanden sein können.
Synthese der erfindungsgemäßen Verbindungen
Die Synthese der erfindungsgemäßen Verbindung kann in analoger Weise zu dem Verfahren durchgeführt werden, das in Stewart, W. W. (1981) „Synthesis of 3,6-Disulfonated 4-Aminonaphthalimides“, J. Am. Chem. Soc., 103, 7615-7620 beschrieben ist. Dieses Verfahren des Standes der Technik ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Kopplungsgruppe als Ausgangssubstanz eine Verbindung mit einer aromatischen Gruppe sowie einer Sulfonylgruppe eingesetzt wird.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung wird ein Derivat von Naphthalinsäureanhydrid mit 2-Hydroxethylsulfonylanilin unter Bildung eines Naphthalimidderivats umgesetzt.
Imidgrundstrukturen werden aus entsprechenden Säureanhydriden mit Hilfe von 2-(2-Hydroxyethylsulfonyl)ethylamin, 2-(2-Sulfatoethylsulfonyl)ethylamin oder 2-(2-Chloroethylsulfonyl)ethylamin nach Alkalisieren zu entsprechenden aliphatischen Vinylsulfonylalkylstrukturen umgesetzt.
Konkret kann die erfindungsgemäße Verbindung nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem das korrespondierende Säureanhydrid von R¹ mit H₂N-X-SO₂-Y unter Wasserabspaltung zum Imid R¹-X-SO₂-Y der Formel (I) umgesetzt wird. Entsprechendes gilt für die Herstellung einer Verbindung der Formel (II).
Alternativ kann die Synthese der Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden, indem zuerst Naphthalinsäureanhydrid mit 2-(2-Hydroxyethylthio)ethylamin unter Bildung des Imidderivats umgesetzt wird und die Thiogruppe dann oxidiert wird. Diese Synthese ist im nachfolgenden Schema veranschaulicht.
Entsprechendes gilt für die Herstellung einer Verbindung der Formel (II).
Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem für die Kopplungsgruppe als Ausgangssubstanz eine Verbindung mit einer aromatischen Gruppe sowie einer Sulfonylgruppe eingesetzt wird, zeichnet sich die erfindungsgemäße Reaktion durch folgende Merkmale und Vorteile 1) bis 5) aus:

1) Die Umsetzung zu dem gewünschten Produkt ist in hoher Ausbeute möglich. Die Oxidation des Thioethers zum Sulfon ist nahezu quantitativ. Die Ausbeute des Gesamtverfahrens beträgt 70 bis 90 %.
2) In der Reaktion mit dem Säureanhydrid einsetzbare Thioether sind im Gegensatz zu Sulfonverbindungen kostengünstig käuflich erhältlich.
3) Die Reaktion des Säureanhydrids mit einem aliphatischen Amin ist bei milden Bedingungen durchführbar, z. B. 3 bis 4 Stunden in siedendem Ethanol. Bei aromatischen Aminverbindungen, beispielsweise den in Stewart (1981) beschriebenen Verbindungen, sind andere Bedingungen erforderlich; beispielsweise wird die Reaktion 48 Stunden in Wasser bei einer Temperatur von 150 °C durchgeführt.
4) Die Reaktion des Amins mit dem Säureanhydrid basiert auf einem nukleophilen Angriff des Amins. Da eine Sulfongruppe ist viel stärker elektronenziehend als eine Thioethergruppe, ist die Reaktion unter Verwendung der Thioethergruppe unter milden Bedingungen und in guter Ausbeute auch dann möglich, wenn sich die Amingruppe in unmittelbarer Nachbarschaft befindet, die aliphatische Zwischengruppe also sehr kurz, z. B. Methylen ist.
5) Die Reaktion der Ethenylgruppe (Vinylgruppe) mit dem Träger basiert auf einem nukleophilen Angriff der funktionellen Gruppe des Trägers, z. B. einer Hydroxygruppe, an die Doppelbindung. Diese Reaktion wird erleichtert durch den mesomeren Effekt, den die Sulfonylgruppe ausübt. Die Ethenylgruppe fungiert dabei als Elektronendonor. Dadurch wird die Elektronendichte am endständigen Kohlenstoffatom verringert und der nukleophile Angriff erleichtert. Die mesomere Struktur lässt sich wie folgt darstellen: -CH₂-SO₂ ^-=CH-CH₂ ⁺. Wenn an der Sulfonylgruppe auch eine aromatische Gruppe hängt, fungiert auch diese Gruppe als Elektronendonor, so dass die elektronenziehende Wirkung der Sulfonylgruppe auf die Ethenylgruppe abgeschwächt wird. Aus diesem Grund ist die nukleophile Additionsreaktion zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung einfacher durchführbar als im Fall der Verbindungen des Standes der Technik.

Das erfindungsgemäße Imidderivat kann dann weiter umgesetzt werden, indem es in der Form, in der in der Formel (I) die Gruppe -Y eine Gruppe -CH=CH₂ darstellt, mit einem Träger, wie Cellulose, umgesetzt wird. Ein Beispiel einer solchen Reaktion ist im nachfolgenden Schema gezeigt.
Sowohl das Imidderivat als auch das an einen Träger gebundene Imidderivat sind erfindungsgemäße Verbindungen.
Entsprechendes gilt für die Umsetzung mit einer Verbindung der Formel (II). In diesem Fall vernetzt die Verbindung der Formel (II) den Träger.
Beispiel
Die vorliegende Erfindung wird anhand des nachfolgenden Beispiels weiter veranschaulicht.
Eine erfindungsgemäße Verbindung wurde nach den folgenden drei Synthesestufen hergestellt. Danach erfolgte die Immobilisierung der Verbindung an Zellulose.
6-Brom-2-(2-(2-hydroxyethylthio)ethyl)-1H-benzo[de]isochinolin-1,3(2H)-dion
2 g (7,2 mmol) 4-Brom-1,8-naphthalsäureanhydrid und eine äquimolare Menge 2-(2-Aminoethyl)thioethanol (0,87 g, 7,2 mmol) wurden in 50 ml Ethanol suspendiert, und die Suspension wurde 5 Stunden unter Rückfluss erhitzt, wobei beide Komponenten zuerst vollständig aufgelöst wurden und dann ein Niederschlag gebildet wurde. Die Suspension wurde auf Raumtemperatur gekühlt, und der bräunliche Niederschlag wurde mit 50 ml Ethanol unter Bildung von 2 g des Produkts gewaschen.
6-Brom-2-(2-(2-hydroxyethylsulfonyl)ethyl)-1H-benzo[de]isochinolin-1,3(2H)-dion
1,52 g (4 mmol) des Zwischenprodukts wurden in 13 ml N,N-Dimethylformamid gelöst, und 1,8 ml einer wässrigen Wasserstoffperoxidlösung (30 %) und 10 mol% (0,49 g) Ammoniumheptamolybdat (NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O wurden danach unter heftigem Rühren zugegeben. Die erwärmte Lösung wurde in einem Wasserbad gekühlt. Nach etwa 30-45 Minuten bildete sich ein feiner viskoser Niederschlag. Nach einer Stunde wurde die Suspension mit 40 ml Wasser gemischt und 10 Minuten gerührt, dann durch Filtration isoliert und mit 30 ml Wasser unter Bildung von 1,4 g schwachweißem Pulver gewaschen.
2-(2-(2-Hydroxyethylsulfonyl)ethyl)-6-(4-methylpiperazin-1-yl)-1H-benzo[de]isochinolin-1,3(2H)-dion
0,4 g (0,97 mol) des Zwischenprodukts wurde in 8 ml 2-Methoxyethanol gelöst, und es wurde 0,58 g 1-Methylpiperazin (5,8 mmol) zugegeben. Die Suspension wurde 5 Stunden unter Rückfluss erhitzt, wodurch beide Komponenten vollständig aufgelöst wurden. Dann wurde die Lösung auf Raumtemperatur gekühlt, und der erhaltene Niederschlag wurde mit 50 ml kaltem Ethanol unter Bildung von 0,3 g feiner gelber Nadeln gewaschen.
Transparente Zelluloseschichten wurden nach Verfahren gefärbt, die allgemein für transparente Zellulose, Textilien und Tücher eingesetzt werden. In einem üblichen Immobilisierungsverfahren wurden 50 mg des Farbstoffs 2-(2-(2-Hydroxyethylsulfonyl)ethyl)-6-(4-methylpiperazin-1-yl)-1H-benzo[de]isochinolin-1,3(2H)-dion mit 0.5 ml konzentrierter Schwefelsäure 30 Minuten bei Raumtemperatur behandelt, wodurch die Hydroxyethylsulfonylgruppe des Indikatorfarbstoffs in das Sulfonat umgewandelt wurde. Dann wurde das Gemisch in 400 ml destilliertes Wasser gegossen und mit 1 ml einer 32 %-igen Natriumhydroxidlösung neutralisiert. Die Zellulosemembran wurde in diese Lösung gegeben, nach 5 Minuten wurden 12,5 g Natriumcarbonat in 100 ml Wasser und nach weiteren 5 Minuten wurden 2,5 ml einer 32 %-igen Natriumhydroxidlösung zugegeben. Unter basischen Bedingungen wurde das Farbstoffsulfonat in das chemisch reaktive Vinylsulfonalderivat umgewandelt, wobei gleichzeitig eine Michael-Addition der Vinylsulfonylgruppe mit den Hydroxygruppen der Zellulosemembran ablief. Nach 30 Minuten wurde die gefärbte Membran aus dem Färbebad entnommen und mit destilliertem Wasser gewaschen.
Auf diese Weise wurde ein auf Zellulosefolie immobilisierter Naphthalimidfarbstoff erhalten.
Danach wurden die Fluoreszenzspektren des immobilisierten Farbstoffs in Abhängigkeit vom pH-Wert gemessen.
1 zeigt die Ergebnisse.

Claims

Verbindung der folgenden Formel (I): R¹-X-SO₂-Y Formel (I) worin R¹ 1,8-Naphthalmid oder eine davon abgeleitete, Perylen oder Terrylen umfassende Struktur darstellt, wobei R¹ über den Stickstoff der Imidgruppe an X gebunden ist und mindestens einen Substituenten aufweist, der eine Gruppe trägt, die unter Pyrylium, -Boronsäure oder einem Derivat davon, Trifluoracetyl, Kronenether, -Calixaren, -Kryptand, -Tricyanovinyl und -Dicyanovinyl ausgewählt ist; -X- eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C₁-C₈-Kohlenwasserstoffgruppe darstellt; -SO₂- eine Sulfonylgruppe darstellt; und -Y die Gruppe -CH=CH₂ oder -CH₂-CH₂-A darstellt, wobei A die Gruppe -Cl, -Br, -OSO₃ ^- oder -Z-R² darstellt, -Z-unter -NH-, -S- und -O- ausgewählt und R² Wasserstoff ist oder den Rest eines organischen oder anorganischen Trägers darstellt und in einer Additionsreaktion mit -CH=CH₂ als -Y erhältlich ist.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei R¹ eine weitere ankondensierte Struktur umfasst, die von 1,8-Napthalimid abgeleitet ist, und die weitere Struktur mit einer Gruppe - X-SO₂-Y unter Bildung einer Verbindung Y-SO₂-X-R¹-X-SO₂-Y der Formel (II) verbunden sein kann, wobei die Gruppen X und Y dieselben Bedeutungen wie in Formel (I) haben, jedoch jeweils unabhängig ausgewählt sein können.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mit -Z-H reagierende Gruppe des Trägers -OH, -NH₂, -NH-NH₂ oder -SH ist.
Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei R¹ keinen ionischen Substituenten trägt.
Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei -X- eine Methylen-, Ethylen- oder Propylengruppe ist.
Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei R¹ mit mindestens einem Mitglied der Gruppe substituiert ist, die aus R³, einer Hydroxygruppe, -OR³, -NHR³, -NR³R⁴, einem Halogenatom, -R³-COW-R⁴-, - R³-W-R⁴-, einer substituierten oder unsubstituierten aromatischen, heteroaromatischen, alicyclischen oder heterocyclischen Gruppe, -Phenyl-N(CH₃)₂, -CH₂CH₂N (CH₂CH₂CH₂CH₃)₂, - CH₂CH₂NHCH₂CH₂CH₂CH₃, 4-tert-Butylphenoxy, N-Methylpiperazin und den in Anspruch 6 genannten Gruppen besteht, wobei die Gruppen R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und jeweils unabhängig voneinander eine substituierte oder unsubstituierte geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte C₁-C₈-Kohlenwasserstoffgruppe darstellen, wobei der Substituent eine aromatische, heteroaromatische, alicyclische oder heterocyclische Gruppe sein kann, und W die Gruppe -O-, -NH- oder -SH- darstellt.
Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin R¹ ein unsubstituiertes oder am aromatischen Rest substituiertes Naphthalimid ist und -X-SO₂-Y die Gruppe - (CH₂)₂-SO₂-(CH₂)₂-OH oder -(CH₂)₂-SO₂-(CH₂)₂-OSO₃ ^- darstellt, oder worin R¹ ein unsubstituiertes oder am aromatischen Rest substituiertes Naphthalimid ist und -X-SO₂-Y die Gruppe -(CH₂)₂-SO₂-(CH₂)₂-O-R² darstellt, wobei -O-R² von Kohlenhydraten abgeleitet ist.
Verbindung der Formel (III): R¹-X-S-Y Formel (III) worin R¹ und -X- jeweils unabhängig eine in den vorstehenden Ansprüchen definierte Gruppe darstellen; und -Y die Gruppe -CH=CH₂ oder -CH₂-CH₂-A darstellt, wobei A die Gruppe -Cl, -Br, -OSO₃ ^-, -O-(C=O)-CH₃ oder -Z-H darstellt und -Z unter -NH-, -S- und -O- ausgewählt ist.
Verfahren zum Herstellen einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches die folgenden Stufen umfasst: (a) eine Stufe, in der das korrespondierende Säureanhydrid von R¹ mit H₂N-X-S-Y unter Wasserabspaltung zum Imid R¹-X-S-Y der Formel (III) umgesetzt wird; und (b) eine Stufe, in der -S- unter Bildung der Verbindung R¹-X-SO₂-Y der Formel (I) zu -SO₂- oxidiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei -Y die Gruppe -CH₂-CH₂-OH darstellt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei H₂N-X-S-Y die Gruppe H₂N-(CH2)₂-S-(CH₂)₂-OH darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Stufe (a) in Ethanol bei einer Temperatur von 50 bis 100 °C und die Stufe (b) in Anwesenheit von H₂O₂ und (NH₄) ₆Mo₇O₂₄· 4H₂O durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, welches die weitere Stufe umfasst, in der die Gruppe -CH₂-CH₂-OH unter Wasserabspaltung zu der Gruppe -CH=CH₂ umgesetzt wird und dann die erhaltene Verbindung mit einer unter -OH, -SH, -NH₂ oder -NH-NH₂ ausgewählten Gruppe eines organischen oder anorganischen Trägers zu der Verbindung der Formel (I) umgesetzt wird.