DE19855173A1

DE19855173A1 - Verfahren zur Herstellung derivatisierter Polymere

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Publication number: DE19855173A1
Application number: DE19855173A
Authority: DE
Inventors: Klaus Gottschall
Original assignee: GOTTSCHALL INSTRUCTION GES FUE
Current assignee: GOTTSCHALL INSTRUCTION GES FUE
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: DE19855173C2; US6825269B1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Derivates eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers, wobei das Verfahren den folgenden Schritt (i) umfaßt: DOLLAR A (i) Umsetzung des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers mit mindestens einem Aktivierungsreagens oder mindestens einem Derivat eines Aktivierungsreagens in homogener Phase.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Derivaten von funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren mittels Aktivierungsrea genzien, die Verwendung solcher Aktivierungsreagenzien zur Herstellung der derivatisierten Polymere sowie die Verwendung dieser Polymere als Rezepto ren zur Substratbindung.

Polymere, die mit definierten Resten derivatisiert sind, eignen sich für ver schiedenste chemische Applikationen und technische Anwendungen. Dement sprechend besteht ein hoher Bedarf gerade an solchen Polymeren, die mit Re sten derivatisiert sind, die maßgeschneidert für entsprechende Einsatzbereiche sind.

Von großem Wert ist daher ein breit und variabel einsetzbares Verfahren zur Umsetzung von Polymeren, die funktionelle Gruppen tragen, mit bereits pas send konfigurierten Reagenzien, die vor der Umsetzung schon zielgerichtet im Hinblick auf den späteren Einsatzbereich entworfen wurden. Mit einem solchen rationalen Polymerdesign ist es dann möglich, Polymere in einfacher Art und Weise mit erforderlichen und wünschenswerten Eigenschaften herzustellen, d. h. maßzuschneidern.

Von besonderer Bedeutung sind solche derivatisierten Polymere, bei denen spezifische Wechselwirkungen zwischen den über die Derivatisierung einge führten Resten und Substraten, die mit den Polymerderivaten in Kontakt ge bracht werden, erreicht werden können. Über den Weg des rationalen Polymer designs könnten spezifische, schon vor der Polymerderivatisierung planbare Wechselwirkungen zwischen der Rezeptorgruppe, d. h. z. B. zwischen dem (den) in das Polymer über die Derivatisierung eingeführten Rest(en) oder ei nem Teil dieses (dieser) Restes (Reste), und dem Substrat erreicht werden.

Um Polymere, die funktionelle Gruppen aufweisen, mit solchen Rezeptorgrup pen auszustatten, wurden in der Regel bislang nur drei Wege eingeschlagen, die in M. Antonietti, S. Heinz, Nachr. Chem. Tech. Lab. 40 (1992) Nr. 3, S. 308-314 aufgeführt sind. Gemäß dieser Schrift sind solche derivatisierten Polymere über statistische Polymerisation bzw. Copolymerisation, über die Herstellung von Block-Copolymeren und über die Herstellung von oberflä chenfunktionalisierten Polymerpartikeln erhältlich. Diese Herstellungswege gehen von derivatisierten Monomeren aus, aus denen das Polymer erhalten wird. Für viele Anwendungsbereiche, d. h. z. B. für viele angestrebte Polymerde rivat-Substrat-Wechselwirkungen, können diese derivatisierten Monomere je doch nicht oder nur mit einem technisch und wirtschaftlich inakzeptablen Auf wand hergestellt werden.

Eine weitere Möglichkeit, Polymere zu derivatisieren, stellt die polymeranalo ge Umsetzung von funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren mit Deriva tisierungsverbindungen dar. In diesen Fällen war es aber bisher nicht oder nur unter überaus großen Schwierigkeiten möglich, durch Umsetzung von bei spielsweise polaren, funktionelle Gruppen aufweisenden Polymeren für die Anwendung interessante Reste derart in die Polymere einzuführen, daß lösliche Derivate entstehen, die in eventuell anschließenden Verfahren entsprechend einfach weiterzuverarbeiten sind.

Wegen der andersartigen Zielsetzung fanden Polymerderivatisierungen bisher beispielsweise an festen Oberflächen statt, d. h. die Umsetzungen erfolgten he terogen. Zu dieser Gruppe zählen unter anderem die Trägeraktivierung und Trägerimmobilisierung, bei denen üblicherweise eine nucleophile Substanz heterogen an ein Polymer, wie z. B. Epoxy-Polyacrylester oder BrCN- Sepharose gebunden wird (siehe dazu P. Mohr, M. Holtzhauer, G. Kaiser, Im munosorption Techniques, Fundamentals and Applications, Akademie Verlag, Berlin (1992), S. 34-40).

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren bereit zustellen, mit dem es möglich ist, in homogener Phase funktionelle Gruppen aufweisende Polymere in einfacher Art und Weise zu derivatisieren.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Derivates eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren den folgenden Schritt (i) umfaßt:

a) Umsetzung des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Po lymers mit mindestens einem Aktivierungsreagens oder einem Derivat eines Aktivierungsreagens in homogener Phase.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Derivat eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers, herstellbar durch ein Verfahren, das den folgenden Schritt (i) umfaßt:

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, in homogener Phase das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Polymer zunächst mit einem Aktivierungsreagens umzusetzen.

Ebenso ist es im erfindungsgemäßen Verfahren natürlich auch denkbar, das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Polymer mit einem Gemisch aus zwei oder mehr geeigneten Aktivierungsreagenzien umzusetzen. Diese können gleichzeitig mit dem Polymer umgesetzt werden. Ebenso können die zwei oder mehr Aktivierungsreagenzien auch nacheinander mit dem Polymer umgesetzt werden.

Wenn das Polymer an mindestens zwei funktionellen Gruppen mit jeweils ver schiedenen Aktivierungsreagenzien, wie oben beschrieben, umgesetzt wird, können, je nach Wahl der Aktivierungsreagenzien, die aktivierten Gruppen gleiche oder auch unterschiedliche Reaktivität aufweisen.

Die Umsetzung findet hierbei vorzugsweise in flüssiger Phase statt. Es kann daher erforderlich sein, daß das umzusetzende Polymer vor der Umsetzung in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst wird. Im Falle, daß das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Polymer flüs sig ist, können, sollte dies erforderlich sein, ebenfalls ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch zugegeben werden.

Vorzugsweise wird das Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch so gewählt, daß das Aktivierungsreagens, sollte dieses an sich in fester Form vorliegen, ebenfalls darin gelöst werden kann. Dabei kann das Aktivierungsreagens, sollte dieses an sich in fester Form vorliegen, vor der Umsetzung in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst und dann mit dem minde stens eine funktionelle Gruppe aufweisenden, gegebenenfalls ebenfalls in ei nem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch vorliegenden Po lymer umgesetzt werden. Es ist aber auch möglich, das Aktivierungsreagens, sollte dieses an sich in fester Form vorliegen, direkt zum gegebenenfalls in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch vorliegenden Po lymer zu geben.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, zur Ver besserung der Löslichkeit des Polymers von einem vorderivatisierten Polymer auszugehen. Dabei werden zweckmäßigerweise der Derivatisierungsgrad des vorderivatisierten Polymers und/oder die Art der Derivatisierungsgruppen, die das vorderivatisierte Polymer aufweist, entsprechend dem verwendeten Lö sungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, in dem das vorderivatisierte Polymer löslich sein soll, eingestellt.

Dabei wird das Aktivierungsreagens in der Regel so gewählt werden, daß die mindestens eine funktionelle Gruppe des Polymers während der Umsetzung mit dem Aktivierungsreagens reagiert und damit in ihrer Reaktivität bei einer nachfolgenden Umsetzung mit einem Derivatisierungsreagens verbessert wird.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben definiert, dadurch gekennzeichnet, daß es den weiteren Schritt (ii) umfaßt:

a) Umsetzung des Umsetzungsproduktes aus dem mindestens eine funktio nelle Gruppe aufweisenden Polymer und dem Aktivierungsreagens mit einem Derivatisierungsreagens.

Im Rahmen dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kön nen das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Polymer mit minde stens einem aktivierten und/oder mindestens einem nicht aktivierten Derivati sierungsreagens und/oder einem Aktivierungsreagens gleichzeitig, d. h. im Sin ne einer "Eintopfreaktion" umgesetzt werden.

Über diese Umsetzung des aktivierten, mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers mit einem Derivatisierungsreagens kann ein ge wünschter Rest in das Polymer eingeführt werden.

Wurde, wie oben beschrieben, ein Polymer mit unterschiedlichen Aktivierungs reagenzien umgesetzt, so können diese aktivierten funktionellen Gruppen ge genüber einem oder mehreren Derivatisierungsreagenzien unterschiedliche Reaktiviät aufweisen. Demgemäß ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, auf diese Weise funktionelle Gruppen selektiv zu derivati sieren. Der Begriff "selektiv" bedeutet in diesem Zusammenhang, daß ein Po lymer, das beispielsweise zwei oder mehr voneinander verschiedene funktio nelle Gruppen aufweist, mit beispielsweise zwei verschiedenen Aktivierungs reagenzien umgesetzt wird, so daß eine nachfolgende Umsetzung mit einem Derivatisierungsreagens zur Derivatisierung ausschließlich an der oder den ak tivierten funktionellen Gruppen erfolgt, die mit einem dieser zwei Aktivie rungsreagenzien aktiviert ist oder sind, in der Regel an der oder den bezüglich des Derivatisierungsreagens reaktivieren aktivierten funktionellen Gruppe(n).

Dabei können zwei oder mehr voneinander verschiedene funktionelle Gruppen mit voneinander verschiedenen oder gleichen Aktivierungsreagenzien umge setzt werden, oder aber zwei oder mehr gleiche funktionelle Gruppen und von einander verschiedene Aktivierungsreagenzien umgestzt werden.

Dabei ist es in der Regel so, daß bei der Umsetzung der mit dem Aktivierungs reagens aktivierten funktionellen Gruppe mit dem Derivatisierungsreagens ein Teil des Aktivierungsreagens, der nach der Umsetzung mit der funktionellen Gruppe des Polymers im nunmehr aktivierten Polymer verbleibt, bei der Um setzung mit dem Derivatisierungsreagens als Abgangsgruppe fungiert.

Je nach chemischer Natur des Aktivierungsreagens und/oder des Derivatisie rungsreagens ist es natürlich auch denkbar, daß bei der Umsetzung des akti vierten Polymers mit dem Derivatisierungsreagens ein Teil oder auch die Ge samtstruktur des Aktivierungsreagens, das im aktivierten Polymer vorliegt, im derivatisierten Polymer verbleibt.

Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin möglich, das Aktivierungs reagens vor der Umsetzung mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe auf weisenden Polymer mit dem Derivatisierungsreagens umzusetzen, um dann dieses Umsetzungsprodukt mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe auf weisenden Polymer umzusetzen.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben be schrieben, wobei das Derivat des Aktivierungsreagens durch vorherige Umset zung des Aktivierungsreagens mit einem Derivatisierungsreagens erhalten wird.

Dabei ist es prinzipiell denkbar, daß bei der Umsetzung des Produktes aus der Umsetzung von Aktivierungsreagens mit Derivatisierungsreagens ein Teil des Aktivierungsreagens, der in diesem Produkt vorliegt, bei der Umsetzung mit dem Polymer als Abgangsgruppe fungiert.

Ebenso ist es, bei entsprechender Wahl des Aktivierungsreagens und/oder des Derivatisierungsreagens, im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens denk bar, daß bei der Umsetzung des Produktes aus der Umsetzung von Aktivie rungsreagens und Derivatisierungsreagens mit dem mindestens eine funktio nelle Gruppe aufweisenden Polymer ein Teil oder die Gesamtheit der im Um setzungsprodukt aus Aktivierungsreagens und Derivatisierungsreagens vorlie genden Struktur des Aktivierungsreagens im Polymer verbleibt.

Eine weitere, denkbare Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Polymer mit ver schiedenen Produkten aus Umsetzungen von Aktivierungsreagenzien und De rivatisierungsreagenzien umzusetzen. So kann beispielsweise ein Gemisch aus Verbindungen mit dem Polymer umgesetzt werden, wobei das Gemisch Um setzungsprodukte aus einem Aktivierungsreagens und zwei oder mehr ver schiedenen Derivatisierungsreagenzien umfaßt. Ebenso ist ein Gemisch denk bar, das Umsetzungsprodukte aus einem Derivatisierungsreagens und zwei oder mehr verschiedenen Aktivierungsreagenzien umfaßt. Natürlich ist es auch möglich, sollte dies erforderlich sein, ein Gemisch einzusetzen, das Umset zungsprodukte aus zwei oder mehr verschiedenen Aktivierungsreagenzien und zwei oder mehr verschiedenen Derivatisierungsreagenzien umfaßt. Selbstver ständlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch möglich, die ver schiedenen Umsetzungsprodukte aus Aktivierungsreagens und Derivatisie rungsreagens nicht im Gemisch, sondern einzeln und in der gewünschten Rei henfolge mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer umzusetzen.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren wie oben beschrieben, wobei das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Po lymer mit mindestens zwei verschiedenen Derivaten eines Aktivierungsreagens umgesetzt wird und die Umsetzungen mit jeweils einem Derivat nacheinander erfolgen.

Dabei ist es denkbar, daß das derivatisierte Polymer, hergestellt wie oben be schrieben, nach der Umsetzung des mindestens eine funktionelle Gruppe auf weisenden Polymers in flüssiger, homogenener Phase als Feststoff vorliegt. Um eventuell weitere Umsetzungen ebenfalls in homogener, flüssiger Phase durchzuführen, ist denkbar, nach der Umsetzung des mindestens eine funktio nelle Gruppe aufweisenden Polymers das Lösungsmittel oder das Lösungsmit telgemisch zu wechseln, so daß das derivatisierte Polymer wieder als gelöste Substanz vorliegt.

Als Aktivierungsreagens können prinzipiell alle aus der Literatur bekannten Aktivierungsreagenzien eingesetzt werden. Einen Überblick über eine ganze Reihe von Aktivierungsreagenzien, die zur Aktivierung von verschiedenen funktionellen Gruppen eingesetzt werden können, gibt beispielsweise der be reits oben zitierte Artikel von P. Mohr, M. Holtzhauer, G. Kaiser, der diesbe züglich durch Bezugnahme vollumfänglich in den Kontext der vorliegenden Patentanmeldung einbezogen wird.

Insbesondere seien dabei Chlorameisensäureester und Chlorameisensäureester mit elektronenziehenden Resten erwähnt.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wie oben be schrieben, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Aktivierungsreagens von einer Verbindung der folgenden Struktur (I) ableitet:

wobei R₁ und R₂ gleich oder unterschiedlich sind und geradkettig, verzweigt kettig oder zu einem Carbozyklus oder einem Heterozyklus verbrückt sein können und so gewählt sind, daß das Aktivierungsreagens oder das Derivat des Aktivierungsreagens mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisen den Polymer in homogener Phase umgesetzt werden kann.

Dabei können R₁ und R₂ beispielsweise Cycloalkyl-, Cykloalkenyl-, Alkyl-, Aryl- oder Aralkyl-Reste mit bis zu 30 C-Atomen sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß sich das Aktivierungsreagens von einer Verbindung der folgenden Struktur (I') ableitet,

wobei R₃ bis R₁₀ gleich oder unterschiedlich sein können und Wasserstoff, ge radkettige oder verzweigtkettige Alkyl-, Aryl-, Cycloalkyl-, heterocyklische und Aralkyl-Reste mit bis zu 30 C-Atomen darstellen können, oder aber mehre re der R₃ bis R₁₀ wiederum zu einem Carbo- oder Heterozyklus verbrückt sein können und so gewählt sind, daß das Aktivierungsreagens oder das Derivat des Aktivierungsreagens mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisen den Polymer in homogener Phase umgesetzt werden kann.

Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsreagens folgende Struktur (II) aufweist,

wobei R₃ bis R₁₀ wie oben definiert sind.

Dabei können R₃ bis R₁₀ beispielsweise geeignet ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Alkyl-, Aryl- und Aralkyl-Reste mit bis zu 30 C- Atomen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Er findung ein Verfahren, wie oben beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß sich das Aktivierungsreagens von einer Verbindung der Struktur (II), wie oben angegeben, ableitet, wobei R₃ bis R₁₀ jeweils Wasserstoff ist.

Als besonders bevorzugtes Aktivierungsreagens wird im erfindungsgemäßen Verfahren die Verbindung der Struktur (II), bei der die Reste R₃ bis R₁₀ Was serstoff sind, im weiteren als ONB-Cl bezeichnet, eingesetzt.

Die Verbindungen mit den Strukturen (I), (I') und (II) sind nach allen gängigen, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren herstellbar. Ein solches Ver fahren für ONB-Cl ist beispielsweise in P. Henklein et al., Z. Chem. 9 (1986), S. 329f. angegeben.

Mit den wie oben beschriebenen Aktivierungsreagenzien oder Derivaten von Aktivierungsreagenzien können im Prinzip alle Polymere, die mindestens eine mit den Aktivierungsreagenzien reaktive funktionelle Gruppe aufweisen, um gesetzt werden.

Ganz allgemein werden im erfindungsgemäßen Verfahren Polymere eingesetzt, die als mindestens eine funktionelle Gruppe eine Gruppe aufweisen, die minde stens eine nucleophile Einheit aufweist.

Als bevorzugte funktionelle Gruppen des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers sind u. a. OH-Gruppen, gegebenenfalls substituierte Amingruppen, SH-Gruppen, OSO₃H-Gruppen, SO₃H-Gruppen, OPO₃H₂- Gruppen, OPO₃HR₁₁-Gruppen, PO₃H₂-Gruppen, PO₃HR₁₁-Gruppen, COOH- Gruppen und Gemische aus zwei oder mehr davon zu nennen, wobei jeweils R₁₁ so gewählt ist, daß das Aktivierungsreagens oder das Derivat des Aktivie rungsreagens mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Po lymer in homogener Phase umgesetzt werden kann.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben be schrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionelle Gruppe des minde stens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers eine OH-Gruppe, eine NHR₁₁-Gruppe, eine SH-Gruppe, eine OSO₃H-Gruppe, eine SO₃H-Gruppe, eine OPO₃H₂-Gruppe, eine OPO₃HR₁₁-Gruppe, eine PO₃H₂-Gruppe, eine PO₃HR₁₁-Gruppe, eine COOH-Gruppe oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon ist.

Ebenso können die mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Poly mere auch weitere polare Gruppen, wie beispielsweise -CN, enthalten.

Als das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Polymer können sowohl natürliche als auch synthetische Polymere eingesetzt werden. Eventu elle Einschränkungen bei der Auswahl der Polymere ergeben sich nur dadurch, daß die Umsetzung des Polymers im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfah rens in homogener Phase vorgenommen wird und aus dem späteren Verwen dungszweck des derivatisierten Polymers.

Dabei fallen im Rahmen dieser Erfindung unter den Begriff "Polymer" selbst verständlich ebenso höhermolekulare Verbindungen, die in der Polymerchemie als "Oligomere" bezeichnet werden.

Ohne auf bestimmte Polymere beschränken zu wollen, seien als mögliche, mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Polymere u. a. genannt:

- Polysaccharide, wie z. B. Cellulose, Amylose und Dextrane;
- Oligosaccharide wie z. B. Cyclodextrine;
- Chitosan;
- Polyvinylalkohol, Poly-Thr, Poly-Ser;
- Polyethylenimin, Polyallylamin, Polyvinylamin, Polyvinylimidazol, Po lyanilin, Polypyrrol, Poly-Lys;
- Poly(meth)acrylsäure(ester), Polyitaconsäure, Poly-Asp;
- Poly-Cys.

Ebenso sind nicht nur Homopolymere, sondern auch Copolymere und insbe sondere Block-Copolymere und statistische Copolymere prinzipiell geeignet, um im vorliegenden Verfahren eingesetzt zu werden.

Dabei sind sowohl Copolymere mit nicht-funktionalisierbaren Anteilen wie etwa Co-Styrol oder Co-Ethylen oder auch Copolymere wie etwa Co- Pyrrolidon zu nennen.

Dabei liegen die Molmassen der als Ausgangsmaterialien verwendeten, minde stens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymere vorzugsweise im Be reich von 10000 bis 50000 Dalton.

Um eine optimale Löslichkeit zu erreichen, werden vorzugsweise gemischt funktionale oder auch vorderivatisierte Polymere eingesetzt. Als Beispiele hier für sind etwa zu nennen:

- partiell oder vollständig alkylierte oder acylierte Cellulose;
- Polyvinylacetat/Polyvinylalkohol;
- Polyvinylether/Polyvinylalkohol;
- N-Butylpolyvinylamin/Polyvinylamin.

Ebenso können auch Polymer/Copolymer-Gemische verwendet werden. Da bei können alle geeigneten Polymer/Copolymer-Gemische eingesetzt werden, beispielsweise Gemische aus den oben bereits genannten Polymeren und Co polymeren, wobei unter anderem hierbei etwa zu nennen ist:

- Poly(acrylsäure)-Co-Vinylacetat;
- Polyvinylalkohol-co-Ethylen;
- Polyoxymethylen-co-Ethylen;
- modifizierte Polystyrole, wie z. B. Copolymere des Styrols mit (Meth)acrylsäure(estern);
- Polyvinylpyrrolidon und dessen Copolymere mit Poly(meth)acrylaten.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die obigen Gemische und/oder Copolymerisate so ausgeführt, daß eine Komponente keine funktionellen Gruppen aufweist, während die andere Komponente funktionelle Gruppen auf weist, die dann erfindungsgemäß aktiviert werden können.

Wird, wie oben beschrieben, das mindestens eine funktionelle Gruppe aufwei sende Polymer mit einem Aktivierungsreagens wie beispielsweise einer Ver bindung der Struktur (II) umgesetzt, so kann, wie ebenfalls oben beschrieben, dieses Umsetzungsprodukt mit einem Derivatisierungsreagens umgesetzt wer den.

Hierbei können prinzipiell alle Reagenzien, die mit dem aktivierten Polymer reagieren können und unmittelbar oder mittelbar zum gewünschten derivati sierten Polymer führen, verwendet werden. Unter anderem werden im erfin dungsgemäßen Verfahren Verbindungen als Derivatisierungsreagenzien einge setzt, die mindestens eine nucleophile Gruppe aufweisen.

Beispielsweise werden Derivatisierungsreagenzien verwendet, die die allge meine Zusammensetzung HY-R₁₂ aufweisen. Dabei steht Y beispielsweise für O, NH, NR₁₃ oder S, wobei R₁₂ und R₁₃ i. a. frei gewählt werden können. Bei spielsweise stehen sie für einen, gegebenenfalls geeignet substituierten, Alkyl- oder Arylrest.

Daneben ist es auch möglich, das aktivierte Polymer mit nucleophilen chiralen Verbindungen umzusetzen. Als Beispiele für solche chiralen Nucleophile seien beispielsweise genannt:
Borneol, (-)-Menthol, (-)-Ephedrin, α-Phenylethylamin, Adrenalin, Dopamin.

Eine weitere Möglichkeit ist es, im erfindungsgemäßen Verfahren das akti vierte Polymer mit einem aminogruppenhaltigen ein- oder mehrwertigen Alko hol bzw. Thiol umzusetzen. Wird das mindestens eine funktionelle Gruppe enthaltende Polymer beispielsweise mit ONB-Cl aktiviert, so reagiert der ami nogruppenhaltige ein- oder mehrwertige Alkohol oder das aminogruppenhalti ge ein- oder mehrwertige Thiol selektiv mit der Aminogruppe. Die somit in das Polymer eingeführten OH- oder SH-Gruppen lassen sich dann in einem weite ren Schritt wieder mit beispielsweise einem der oben beschriebenen Aktivie rungsreagenzien aktivieren, wodurch Kettenverlängerungen und Verzweigun gen, je nach Wertigkeit der ursprünglich eingesetzten Alkohole oder Thiole, ermöglicht werden.

In einer anderen, bereits oben beschriebenen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Verfahrens wird das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisen de Polymer mit einem aktivierten Derivatisierungsreagens umgesetzt, wobei letzteres aus der Umsetzung eines Aktivierungsreagens mit dem Derivatisie rungsreagens erhalten wird.

Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren aktivierte Derivate von Aminen, Alkoholen, Thiolen, Carbonsäuren, Sulfonsäuren, Sulfaten, Phos phaten oder Phosphonsäuren mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer umgesetzt, wobei, wiederum in einer bevorzugten Aus führungsweise, die Verbindungen mit ONB-Cl aktiviert werden.

Unter anderem weisen also diese aktivierten Derivatisierungsreagenzien, die mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer umge setzt werden können, die folgenden allgemeinen Strukturen (III) bis (IX) auf:

wobei R₃ bis R₁₀ wie oben definiert sind und R₁₄ bis R₂₁ im allgemeinen keinen Beschränkungen unterliegen, beispielsweise auch Chiralität aufweisen können, und im erfindungsgemäßen Verfahren so gewählt werden, daß die Umsetzung mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer in homo gener Phase durchgeführt werden kann. Dabei werden die Substituenten R₁₄ bis R₂₁ in der Regel in Abhängigkeit von der gewünschten Wechselwirkung mit dem Substrat gewählt. Dabei können R₁₄ bis R₂₁ gleich oder verschieden sein und Wasserstoff, einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkyl-, Aryl- oder Aralkylrest mit bis zu 30 C-Atomen oder entsprechende Heteroatome aufwei sende Reste darstellen.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Derivat eines Aktivierungs reagens gemäß Struktur (II), dadurch gekennzeichnet, daß es eine der beiden Strukturen (II') oder (II") aufweist,

wobei R₃ bis R₁₀ wie oben definiert sind, R₂₂ und R₂₃ wie R₁₄ bis R₂₁ definiert sind und gleich oder verschieden voneinander sein können, und R' und R" gleich oder verschieden sein können und Alkyl-, Aryl- oder Aralkylreste sein können und im erfindungsgemäßen Verfahren so gewählt werden, daß die Um setzung mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer in homogener Phase durchgeführt werden kann. Ferner werden auch die obigen Substituenten an den Strukturen (II') und (II") so gewählt, daß die gewünschten Wechselwirkungen mit dem Substrat erreicht werden können.

Ebenso können mehrwertige Amine, Alkohole, Thiole, Carbonsäuren, Sulfon säuren, Sulfate, Phosphate oder Phosphonsäuren mit einem Aktivierungsrea gens umgesetzt werden und dieses Umsetzungsprodukt mit dem mindestens eines funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer umgesetzt werden, wobei hier insbesondere Polyole zu nennen sind.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, Derivatisierungsreagenzien zu aktivie ren und mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer umzusetzen, die zwei oder mehr verschiedene Arten der oben genannten funk tionellen Gruppen aufweisen. Als Beispiel, unter anderem, sind hierbei etwa Aminoalkohole zu nennen.

Solche mehrwertigen Derivatisierungsreagenzien können im Rahmen der vor liegenden Erfindung selektiv partiell oder vollständig mit einem Aktivierungs reagens aktiviert und mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisen den Polymer umgesetzt werden.

Die Umsetzung des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Poly mers mit einem aktivierten, mehrwertigen Derivatisierungsreagens kann im erfindungsgemäßen Verfahren zur Polymervernetzung, zur Polymerstabilisie rung und zur Polymerverzweigung verwendet werden.

Sowohl die Umsetzung des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers mit einem aktivierten Derivatisierungsreagens als auch die Umset zung des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers mit ei nem Aktivierungsreagens und anschließender Umsetzung des Produktes mit einem Derivatisierungsreagens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren er möglicht es, Polymerderivate herzustellen, die verschiedenste räumliche An ordnungen aufweisen und demzufolge für eine Vielzahl von Anwendungen, in denen diese räumliche Anordnung von entscheidender Bedeutung ist, ver wendbar sind.

So lassen sich beispielsweise Anordnungen realisieren, die wie Hairy Rods, Kammpolymere, Netze, Körbe, Schalen, Röhren, Trichter oder Reußen aufge baut sind.

Die Umsetzungen können dabei in aprotisch-dipolaren und/oder polar- protischen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen wie z. B. wäßrigen Lösungsmittelgemischen erfolgen. Je nach umzusetzendem Polymer und ver wendetem Aktivierungs- und/oder Derivatisierungsreagens können in diesen Lösungsmittelgemischen neben Wasser verschiedene weitere Lösungsmittel vorliegen. Bevorzugt werden hierbei unter anderem Lösungsmittel wie z. B. aprotisch-dipolare Lösungsmittel wie z.B. DMSO, DMF, Dimethylacetamid, N- Methylpyrrolidon, THF oder MTBE eingesetzt.

Der pH-Wert, der bei den Umsetzungen gewählt werden kann, liegt dabei im erfindungsgemäßen Verfahren im allgemeinen im Bereich von 4 bis 14, bevor zugt im Bereich von 8 bis 12 und besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 10. Zur Einstellung eines bestimmten Bereiches des pH-Wertes kann mit geeigne ten Pufferlösungen gearbeitet werden.

Über die im erfindungsgemäßen Verfahren in das Polymer über die Derivatisie rung eingeführten Gruppen können geeignete chemische Substanzen, soge nannte Substrate, spezifisch gebunden werden. Die eingeführten Gruppen wir ken dabei als Rezeptorgruppen, das derivatisierte Polymer also ganz allgemein auch als Rezeptor.

Als mögliche Wechselwirkungen mit dem Substrat sind dabei unter anderem zu nennen:

- Wasserstoffbrückenbindungen;
- Dipol-Dipol-Wechselwirkungen;
- Van der Waals-Wechselwirkungen;
- Hydrophobe Wechselwirkungen;
- Charge-Transfer-Wechselwirkungen;
- Ionische Wechselwirkungen;
- Kombinationen dieser Wechselwirkungen.

Die Wechselwirkung bzw. die Wechselwirkungen zwischen dem derivatisier ten Polymer und dem Substrat kann bzw. können hierbei in festem Zustand, in Lösung, in flüssiger Phase und in der Gasphase ausgebildet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, durch die Derivatisierung mit maßgeschneiderten Rezeptorgruppen die Rezeptor-Substrat-Wechselwirkung zu "designen". Dies bedeutet, daß bei der Verwendung des derivatisierten Po lymers bei beispielsweise Membranprozessen, Katalyse, Filtration oder Chro matographie bei Anwesenheit von zwei oder mehr Substraten eine Selektivität bezüglich eines Substrates erreicht werden kann.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Derivatisierungsgrad, der in dem Fall, daß das derivatisierte Polymer als Rezeptor eingesetzt wird, der Re zeptorgruppendichte entspricht, so beeinflußt werden, daß die bestmögliche Wechselwirkung mit dem Substrat erreicht wird und eine ausreichende Lös lichkeit des Polymerderivates erzielt wird.

Bevorzugt wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Derivati sierungsgrad im Bereich von 1 bis 70%, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 60% und insbesondere bevorzugt im Bereich von 5 bis 50% gewählt.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Derivat eines mindestens drei funktionelle Gruppen aufweisenden Polymers, wobei mindestens zwei der funktionellen Gruppen derart derivatisiert sind, daß sie als Rezeptorgruppen mit einem geeigneten Substrat wechselwirken und mindestens eine, nicht sub stratspezifisch wirkende funktionelle Gruppe zwischen zwei dieser derivati sierten Gruppen liegt.

Liegen mehrere funktionelle Gruppen, die für das Substrat nicht als Rezeptor gruppen wirken, im Polymer vor, so können sie von gleicher oder unterschied licher Art sein.

Geht man beispielsweise von einem Polymer aus, das nur eine Art von funktio neller Gruppe aufweist, so werden nicht als Rezeptorgruppe wirkende funktio nelle Gruppen naturgemäß nur von einer Art sein. Denkbar ist aber beispiels weise auch, daß von einem Polymer ausgegangen wird, das zwei oder mehr unterschiedliche Arten von funktionellen Gruppen aufweist. Auch in diesem Fall ist es denkbar, daß die nicht als Rezeptorgruppen wirkenden Gruppen von einer Art sind. Dies wäre beispielsweise dann der Fall, wenn bis auf die in Re de stehende Art der funktionellen Gruppe alle weiteren Arten von funktionellen Gruppen über spezifische Derivatisierung, wie oben beschrieben, derivatisiert würden. In diesem Fall ist es aber auch denkbar, daß auch ein Anteil der in Rede stehenden Art der funktionellen Gruppe ebenfalls derivatisiert würde.

Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die funktionellen Gruppen, die nicht als Rezeptorgruppen wirken, von unterschiedlicher Art sind. Denkbar ist beispielsweise, von einem Polymer auszugehen, das mindestens drei unter schiedliche Arten von funktionellen Gruppen aufweist, von denen bei einer spezifischen Derivatisierung, wie oben beschrieben, mindestens zwei nicht umgesetzt wurden. Denkbar ist aber auch der Fall, daß von einem Polymer ausgegangen wird, das zwei oder mehr unterschiedliche Arten von funktionel len Gruppen aufweist, von denen jeweils nur ein bestimmter Anteil derivatisiert wurde, so daß von jeder Art der funktionellen Gruppen ein bestimmter Anteil underivatisiert bleibt.

Bezüglich des erfindungsgemäßen Derivates eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers, wie oben beschrieben, ist es denkbar, daß eine oder mehrere funktionelle Gruppe, die in underivatisierter Form vorliegen, nicht substratspezifisch als Rezeptorgruppe wirken. Dies kann beispielsweise daher rühren, daß aufgrund des Platzbedarfs der Rezeptorgruppen die Wech selwirkung mit dem Substrat sterisch unmöglich ist.

Denkbar ist es aber auch, daß die mindestens eine funktionelle Gruppe, die in dem Ausgangspolymer vorliegt, in underivatisierter Form einen Beitrag zur Wechselwirkung mit dem Substrat leistet.

Bevorzugt ist jedoch ein Derivat eines funktionelle. Gruppen aufweisenden Polymers, in dem die mindestens eine, nicht substratspezifisch wirkende funk tionelle Gruppe mit einer Endcapping-Gruppe derivatisiert ist.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Derivat eines minde stens drei funktionelle Gruppen aufweisenden Polymers, wobei die mindestens eine, nicht substratspezifisch wirkende funktionelle Gruppe mit einer Endcap ping-Gruppe derivatisiert ist.

Durch geschickte Wahl der Endcapping-Gruppe ist es auch möglich, die Lös lichkeit des mit der Endcapping-Gruppe oder mit den Endcapping-Gruppen versehenen Polymerderivats zu beeinflussen und den Erfordernissen bei even tuellen späteren, weiteren Umsetzungen anzupassen.

Als Endcapping-Gruppe kann prinzipiell jede Gruppe gewählt werden, die eine funktionelle Gruppe inert oder weitestgehend inert gegen Wechselwirkungen mit dem Substrat macht. Der Begriff "inert" bedeutet in diesem Zusammen hang, daß die Wechselwirkungen, die das Substrat mit den Rezeptorgruppen des derivatisierten Polymers eingeht, im Vergleich zu den Wechselwirkungen, die dieses Substrat mit einer oder mehreren der durch die Endcapping-Gruppe derivatisierten funktionellen Gruppe eingeht, so stark sind, daß das Substrat im wesentlichen nur über die Rezeptorgruppen gebunden wird.

Ist es gewünscht, über die Wechselwirkung zwischen Substrat und Rezeptor gruppe zwei oder mehr unterschiedliche Substrate, beispielsweise in einem chromatographischen Prozeß, zu trennen, so muß die Endcapping-Gruppe die funktionelle Gruppe gegenüber möglichen Wechselwirkungen, wie oben be schrieben, nicht völlig inert machen. In diesem Fall genügt es beispielsweise, wenn die Endcapping-Gruppe mit den zwei oder mehr zu trennenden Substra ten genügend schwache oder unspezifische Wechselwirkungen eingeht, die für den Trennprozeß keine Rolle spielen.

Als Endcapping-Gruppe kann dabei jede geeignete Gruppe gemäß dem Stand der Technik verwendet werden. Je nach Substrat ist es beispielsweise denkbar, daß als Endcapping-Gruppe eine Gruppe gewählt wird, die kein H-Donor ist. Bevorzugt wird dabei

besonders bevorzugt

eingesetzt.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Derivat der hier in Rede stehen den Art, das mindestens eine Rezeptorgruppe aufweist, die eine für die Bin dung eines biologischen Substrats maßgebliche Bindungseinheit aufweist. Ein derartiges für biologische Substrate maßgeschneidertes Derivat weist dann ent sprechende Rezeptorgruppen, die z. B. auch in der Natur vorkommende Struk turen oder für die Bindung verantwortliche Teile derartiger Strukturen aufwei sen können, auf, die dann mit einem biologischen Substrat in Wechselwirkung treten können. Dabei sind hier insbesondere Enzym-, Aminosäure-, Peptid-, Zucker- sowie Oligosaccharid-Gruppen bzw. Derivate davon zu nennen. Es sentiell für die obigen Rezeptorgruppen ist ausschließlich, daß das in der Natur vorkommende Bindungsprinzip eines Rezeptors mit einem Substrat beibehalten wird, so daß mittels dieser Ausführungsform z. B. synthetische Enzyme, bin dende Domänen von Antikörpern oder sonstige physiologische Epitope erhal ten werden können.

Als Rezeptorgruppe kann im erfindungsgemäßen Derivat eines mindestens drei funktionelle Gruppen aufweisenden Polymers jeder wie oben im erfindungs gemäßen Verfahren beschriebene Rest eingeführt werden, der durch Umset zung des Polymers mit mindestens einem aktivierten Derivatisierungsreagens, das mindestens eine nucleophile Gruppe umfaßt, oder durch Umsetzung des aktivierten Polymers mit mindestens einem solchen Derivatisierungsreagens erhalten werden kann.

Unter anderem bevorzugt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Derivat eines mindestens drei funktionelle Gruppen aufweisenden Polymers, wie oben beschrieben, bei dem mindestens eine Rezeptorgruppe ein Aminosäu re-Rest oder ein Aminosäurederivat-Rest ist.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Derivat eines minde stens drei funktionelle Gruppen aufweisenden Polymers, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Rezeptorgruppe ein Aminosäure- Rest oder ein Aminosäurederivat-Rest ist.

Um das funktionelle Gruppen aufweisende Polymer mit Aminosäure-Resten oder Aminosäurederivat-Resten zu derivatisieren, kann man nach dem oben beschriebenen Verfahren vorgehen. So ist es denkbar, zuerst die Umsetzung der Aminosäure mit einem geeigneten Aktivierungsreagens durchzuführen und dann das Umsetzungsprodukt mit dem Polymer umzusetzen. Ebenso ist es denkbar, zuerst das Polymer mit einem geeigneten Aktivierungsreagens zu ak tivieren und dann mit der Aminosäure umzusetzen. Natürlich ist es auch denk bar, Polymer, Aminosäure und Aktivierungsreagens direkt zusammenzugeben.

Je nach Wahl der Aminosäure kann es notwendig sein, eventuell vorhandene funktionelle Gruppen an der Aminosäure bei der Derivatisierung und/oder der Aktivierung mit Schutzgruppen zu schützen. Hierbei sind alle geeigneten Schutzgruppen möglich, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Je nach späterer Verwendung des Polymers können diese Schutzgruppen nach der De rivatisierung am Aminosäurerest verbleiben oder wieder abgespalten werden.

Als Aminosäuren sind beispielsweise denkbar:

- Aminosäuren mit aliphatischen Resten wie z. B. Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin;
- Aminosäuren mit einer aliphatischen Seitenkette, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen umfaßt, wie z. B. Serin, Threonin;
- Aminosäuren, die eine aromatische Seitenkette aufweisen, wie z. B. Phe nylalanin, Tyrosin, Tryptophan;
- Aminosäuren, die basische Seitenketten umfassen, wie z. B. Lysin, Argi nin, Histidin;
- Aminosäuren, die saure Seitenketten aufweisen, wie z. B. Asparaginsäure, Glutaminsäure;
- Aminosäuren, die Amidseitenketten aufweisen, wie z. B. Asparagin, Glutamin;
- Aminosäuren, die schwefelhaltige Seitenketten aufweisen, wie z. B. Cy stein, Methionin;
- Modifizierte Aminosäuren, wie z. B. Hydroxyprolin, γ-Carboxylglutamat, O-Phosphoserin;
- Derivate der genannten oder von gegebenenfalls weiteren Aminosäuren, beispielsweise an der oder gegebenfalls den Carboxylgruppen mit bei spielsweise Alkyl- oder Arylresten, die gegebenenfalls geeignet substi tuiert sein können, veresterte Aminosäuren.

Dabei können die Aminosäuren pinzipiell über jede ihrer funktionellen Grup pen an das Polymer gebunden werden.

Statt der Aminosäure ist auch die Verwendung eines oder mehrerer Oligopepti de denkbar, wobei insbesondere Homopeptide, die nur aus gleichen Aminosäu ren aufgebaut sind, zu nennen sind.

Im erfindungsgemäßen Verfahren, wie oben beschrieben, ist es möglich, ein funktionelle Gruppen aufweisendes Polymer so zu derivatisieren, daß es unter schiedlichen Rezeptorgruppen aufweist.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Derivat eines minde stens drei funktionelle Gruppen aufweisenden Polymers, wie oben beschrieben, das mindestens zwei verschiedene Rezeptorgruppen aufweist.

Gemäß oben Gesagtem ist demzufolge auch ein Derivat eines funktionelle Gruppen aufweisende Polymers denkbar, das zwei oder mehr verschiedene Aminosäure-Reste oder Aminosäurederivat-Reste aufweist.

Um die Wechselwirkung mit dem Substrat zu optimieren, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung das flüssige oder in einem Lösungsmittel bzw. Lö sungsmittelgemisch gelöste Polymerderivat in Anwesenheit des Substrates, das hierbei als Templat wirkt, verformt werden.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben stehend beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schritt (iii) das Derivat des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers in Gegenwart einer Templatverbindung verformt wird.

Dabei geht man bei der Verformung beispielsweise so vor, daß man in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch ein derivatisiertes Poly mer, wie oben beschrieben, mit Substrat zusammengibt und dem Polymer die Möglichkeit gibt, dabei eine oder mehrere energetisch begünstigte Konforma tionen einzunehmen.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Derivat eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Konformationen aufweist, die an ein geeignetes Substrat angepaßt sind.

Dabei ist es natürlich auch denkbar, ein derivatisiertes Polymer mit verschiede nen Substraten zusammenzugeben und zu verformen. Weiter ist es auch denk bar, sollte dies erforderlich sein, verschiedene derivatisierte Polymere mit ei nem oder mehreren verschiedenen Substraten zusammenzugeben und zu ver formen.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, daß das Derivat des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers ohne Templat verformt wird.

Im Anschluß an die Verformung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Konformation des Polymerderivates, die sich durch die Verformung in Anwesenheit des Templates gebildet hat, fixiert werden.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben be schrieben, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus der Verformung resultierende Konformation des Derivats des mindestens eine funktionelle Gruppe aufwei senden Polymers fixiert wird.

Hierbei ist es möglich, das verformte Polymer vor der Fixierung auf einen Trä ger aufzubringen.

Das Trägermaterial und die Form des Trägers sind dabei im wesentlichen frei wählbar, wobei das Trägermaterial jedoch so beschaffen sein muß, daß das Polymer dauerhaft auf dem Träger aufgebracht werden kann.

Wird das auf dem Träger aufgebrachte derivatisierte Polymer in Stofftrennpro zessen verwendet, so wird ein Trägermaterial eingesetzt, das, nachdem das de rivatisierte Polymer aufgebracht wurde, mit den zu trennenden Stoffen keine oder nur eine oder mehrere unspezifische Wechselwirkungen eingeht.

Je nach späterem Einsatzgebiet kann es erforderlich sein, daß das Trägermate rial druckstabil ist. Der Begriff "druckstabil" bedeutet in diesem Zusammen hang, daß das Trägermaterial bei Drücken bis zu 100 bar formstabil ist.

Als Trägermaterialien können poröse und nicht-poröse Materialien verwendet werden. Unter anderem sind hierbei beispielsweise Titandioxid, Silicagel oder Cellulose zu nennen.

Die Form des Trägermaterials kann dabei den Erfordernissen des Verfahrens angepaßt werden und unterliegt keinen Beschränkungen. Denkbar sind bei spielsweise tabletten-, kugel- oder strangförmige Träger.

Die Aufbringung auf das Trägermaterial ist im Rahmen des erfindungsgemäße Verfahrens ebenfalls frei wählbar. Denkbar sind beispielsweise das Aufbringen durch Imprägnieren, Eintauchen des Trägers in eine entsprechende Polymerlö sung, Aufsprühen des Polymers oder Aufrotieren des Polymers.

Selbstverständlich ist es auch möglich, das derivatisierte Polymer auf verschie denen geeigneten Trägern aufzubringen. Ebenso ist es möglich, zwei oder mehr voneinander verschiedene derivatisierte Polymere auf einem oder mehreren geeigneten Trägern aufzubringen.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das derivatisierte verformte und fixierte Polymer an sich zu einem porösen Material verarbeitet, so daß kein zusätzlicher Träger benötigt wird. Dabei kön nen z. B. Beads, unregelmäßige Partikel, Schwämme, Scheiben, Stränge, Mem branen erhalten werden.

Zur Fixierung sind prinzipiell alle denkbaren Verfahren einsetzbar. Insbesonde re sind hierbei Temperaturänderung, Lösungsmittelwechsel, Fällung und Ver netzung zu nennen. Bevorzugt wird die Konformation durch Vernetzung fi xiert.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Verformung resultieren de Konformation durch Vernetzung fixiert wird.

Dabei kann eine Konformation fixiert werden, die sich aus einer Art von deri vatisiertem Polymer gebildet hat. Ebenso ist es aber auch denkbar, daß die Konformation aus zwei oder mehr voneinander unterschiedlichen Arten von derivatisierten Polymeren gebildet wurde. Der Begriff "unterschiedliche Arten von derivatisierten Polymeren" bedeutet hierbei, daß sich die Polymere beispiels weise hinsichtlich des Basispolymers oder der Art des Aktivierungsreagens oder der Art durch Derivatisierung eingeführten Rezeptorgruppen oder des Ak tivierungsgrades oder des Derivatisierungsgrades oder einer Kombination aus zwei oder mehr dieser Merkmale unterscheiden.

Die Vernetzung kann hierbei beispielsweise dadurch erreicht werden, daß zwei oder mehr Stränge von derivatisiertem Polymer direkt miteinander reagieren. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die durch Derivatisierung eingeführten Gruppen so beschaffen sind, daß zwischen diesen Gruppen kovalente und/ oder nicht-kovalente Bindungen geknüpft werden können. Ganz allgemein ist es denkbar, daß diese kovalenten und/oder nicht-kovalenten Bindungen zwi schen Gruppen ausgebildet werden, die an einem Polymerstrang hängen, und/ oder zwischen Gruppen ausgebildet werden, die an zwei oder mehr Polymer strängen hängen, so daß durch die Vernetzung zwei oder mehr Polymerstränge über eine oder mehrere Stellen miteinander verknüpft sein können.

Ebenso ist es auch denkbar, zur Vernetzung ein oder mehrere geeignete Ver netzungsmittel einzusetzen, mit denen, wie vorstehend beschrieben, in kova lenter und/oder nicht-kovalenter Weise Gruppen innerhalb eines Poly merstrangs und/oder Gruppen, die an mehreren Strängen von gegebenenfalls unterschiedlichen derivatisierten Polymeren hängen, vernetzt werden können.

Hierbei ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere möglich, bereits bei der Derivatisierung das Derivatisierungsreagens hinsichtlich seiner chemischen Beschaffenheit unter anderem im Hinblick auf die spätere Vernet zung zu konzipieren. Insbesondere kann das Derivatisierungsreagens Gruppen enthalten, die für die kovalente und/oder nicht-kovalente Vernetzung selektiv sind.

Als Vernetzungsreagenzien kommen prinzipiell alle geeigneten, aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungen in Betracht. Demgemäß kann die Ver netzung beispielsweise in kovalent-reversibler Weise, in kovalent-irreversibler Weise oder in nicht-kovalenter Weise erfolgen, wobei bei Vernetzung in nicht kovalenter Weise beispielsweise Vernetzungen über ionische Wechselwirkung oder über Charge-Transfer-Wechselwirkung zu nennen sind. Derartige Vernet zungsverfahren bzw. -reagenzien sind u. a. in Han, K.K., et al., Int. J. Biochem., 16, 129 (1984), Ji, T. H., et al., Meth. Enzymol., 91, 580 (1983) und Means, G. and Feeney, R. E., Bioconj. Chem., 1, 2 (1990) beschrieben.

Als Vernetzungsreagenzien, die zu kovalent-irreversibler Vernetzung führen können, sind unter anderem zwei- oder mehrfach funktionelle Verbindungen wie beispielsweise Diole, Diamine oder Dicarbonsäuren zu nennen. Dabei wer den beispielsweise zweiwertigen Vernetzer mit dem aktivierten Polymerderivat umgesetzt oder das mindestens zweiwertige aktivierte Vernetzungsreagens mit dem nicht aktivierten Polymerderivat. Eine kovalent-reversible Vernetzung kann beispielsweise durch Knüpfen einer Schwefel-Schwefel-Bindung zu einer Disulfidbrücke zwischen zwei an einem oder zwei Polymersträngen hängenden Gruppen realisiert werden. Eine Vernetzung über ionische Wechselwirkung kann beispielsweise über zwei Reste zustandekommen, von denen der eine als Struktureinheit ein quartäres Ammoniumion und der andere als Struktureinheit beispielsweise

-COO^- oder -SO₃ ^-

aufweist. Eine Vernetzung über Wasserstoffbrücken kann beispielsweise zwi schen zwei komplementären Basenpaaren ausgebildet werden, beispielsweise über folgende Struktur:

Ganz allgemein können nicht-kovalent zu vernetzende Polymerderivate bezüg lich der Vernetzungsstellen komplementär aufgebaut sein, wobei zueinander komplementäre Struktureinheiten beispielsweise Säure/Triamin oder Uracil/ Melamin sind. Ebenso kann bei einer nicht-kovalenten Vernetzung das Vernet zungsreagens komplemantär zu den Vernetzungsstellen am Polymerstrang sein. Als Beispiel hierfür wären etwa eine Amingruppe am Polymerstrang und eine Dicarbonsäure als Vernetzungsreagens zu nennen.

Der Vernetzungsgrad kann im erfindungsgemäßen Verfahren im wesentlichen beliebig gewählt werden und beispielsweise auf die nachstehend beschriebenen Einsatzgebiete zugeschnitten werden. Bevorzugt werden jedoch Vernetzungs grade von bis zu 5%. Die Prozentangabe bezieht sich hierbei auf den Anteil der ursprünglich im Basispolymer vorhandenen funktionellen Gruppen, die letztlich vernetzt werden.

Natürlich ist es auch denkbar, die Konformation des Polymers zuerst zu fixie ren und dann anschließend die fixierte Struktur auf einem Träger aufzubringen.

Die fixierten Polymerderivate, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, werden unter anderem in der Chromatographie verwendet. Die Derivatisierungsreagenzien und die Bedingungen zur Fixierung der Konformation, wie oben beschrieben, werden hierbei so gewählt, daß im Chromatogramm das in Betracht kommende Substrat einem höheren k'-Wert als vor der Polymerverformung eluiert, bevorzugt mit dem höchsten k'-Wert aller im Gemisch vorhandenen Substanzen. Die k'-Werte der Begleitstoffe blei ben in diesen Fällen annähernd gleich oder ändern sich in der Weise, daß der Quotient α = k₂'/k₁' (k₂' bezieht sich dabei auf die Zielsubstanz, k₁' auf einen Begleitstoff) größer wird als er vor der Verformung war. Demgemäß ist es möglich, in der kontinuierlichen Chromatographie, insbesondere in der SMB- Chromatographie, ein Vielstoff-Trennproblem auf ein Zweistoff-Trennproblem zu reduzieren, da das Produkt, d. h. das in Betracht kommende Substrat, in den Extrakt geht, und alle Nebenprodukte zusammen in das Raffinat gehen.

Wurde, wie oben beschrieben, das Polymer mit chiralen Derivatisierungsrea genzien derivatisiert, gegebenfalls verformt und vernetzt, so ist es möglich, bei Verwendung des vernetzten Polymers bei Stofftrennprozessen Racemate auf zutrennen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfin dung ein Derivat eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Po lymers, das als Rezeptor zur Bindung mindestens eines Substrates über nicht kovalente Rezeptor-Substrat-Wechselwirkung wirkt, wobei die Bindung des mindestens einen Substrates aufgrund der chemischen Beschaffenheit des Re zeptors über mindestens zwei, vorzugsweise drei gleiche oder verschiedene Arten von Wechselwirkungen erfolgen kann, wobei sich diese Mehrfach- Wechselwirkungen im allgemeinen synergistisch verstärken.

Als Wechselwirkungen sind beispielsweise die oben bereits erwähnten Wech selwirkungen zu nennen. Unter anderem sind beispielsweise Charge-Transfer- Wechselwirkung, Wechselwirkung über Wasserstoffbrückenbindung und ioni sche Wechselwirkung zu nennen.

Dabei ist es denkbar, daß die unterschiedlichen Wechselwirkungen mit dem mindestens einen Substrat durch eine einzige Gattung von Rezeptorgruppen, jedoch aber auch durch zwei oder mehr verschiedene Rezeptorgruppen ausge bildet werden können.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung ebenso ein Verfahren zur Bindung mindestens eines Substrates an mindestens eine Rezeptorgruppe über nicht- kovalente Rezeptor-Substrat-Wechselwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß als eine die mindestens eine Rezeptorgruppe aufweisende Verbindung ein Derivat eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers, hergestellt nach einem Verfahren wie oben definiert, oder ein Derivat wie oben definiert eingesetzt wird.

Weiter betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, wobei das Verfahren ein Chromatographieverfahren, insbesondere ein SMB-Verfahren, ein Filtrationsverfahren, ein Trennverfahren mittels einer oder mehrerer Membranen oder ein katalytisches Verfahren ist.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einiger Beispiele näher erläutert wer den.

Beispiele Beispiel 1 Herstellung von Poly(benzyl-N-allylcarbamat) mit DS = 20 (20%ige Umsetzung der potentiellen Hydroxyl-Gruppen)

3,36 g (50 mmol) Polyvinylalkohol (45% hydrolysiert, noch 55% Acetatgrup pen vorhanden) wurden in einem Erlenmeyerkolben unter Rühren in 250 ml DMSO gelöst. Zu dieser Lösung wurden 1,02 g (10 mmol) Triethylamin und 0,61 g (5 mmol) N,N 4-Dimethylaminopyridin gegeben. Anschließend wurde eine Lösung von 3,12 g (10 mmol) N-(Benzylaminocarbonyloxy)-5-norbornen- 2,3-dicarboximid in 50 ml DMSO langsam zugetropft. Es trat kein Nieder schlag auf und die Reaktionsmischung wurde für 60 h bei 20°C gerührt.

Anschließend wurden 250 ml destilliertes Wasser zu der Reaktionsmischung gegeben, wobei eine Trübung der Lösung auftrat. Nach Zugabe von 500 ml 5 gew.-%iger wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung fielen kleine weiße Klumpen aus. Der Niederschlag wurde nach 2 h über einen Membranfilter ab gesaugt und mit 100 ml 5 gew.-%iger wäßriger Natriumhydrogencarbonatlö sung und 250 ml destilliertem Wasser gewaschen. Der Rückstand wurde im Vakuumtrockenschrank bei 50°C für 18 h vorgetrocknet und anschließend an der Hochvakuumpumpe für weitere 50 h getrocknet. Die Ausbeute betrug 3,6 g, was einer Ausbeute von 80% entspricht.

Beispiel 2 Herstellung von Poly(menthyl-N-vinylcarbamat), mit DS = 40 (40%ige Umsetzung der NH₂-Gruppen)

3,44 g (80 mmol) eines neutral gefällten Polyvinylamins (mittlere Molmasse 10.000 g/mol) wurden in einem Schlifferlenmeyer vorgelegt und in 200 ml destilliertem Wasser gelöst. Zu der klaren Polymerlösung wurden 4,43 ml Triethylamin und 195,4 mg (1,6 mmol) Dimethylaminopyridin (DMAP) gege ben. Bei Raumtemperatur wurde 10 min nachgerührt.

Anschließend wurden 11,52 g (32 mmol) N-(Menthyloxycarbonyloxy)-S- norbornen-2,3-dicarboximid (Men-ONB), gelöst in 200 ml DMSO, zu dieser Lösung langsam zugetropft.

Nach wenigen Tropfen Zugabe fiel das Men-ONB wieder aus. Nach kompletter Zugabe entstand eine dickliche Suspension, die 2 h nachgerührt wurde. An schließend wurde die Suspension mit 100 ml Aceton versetzt. Die Suspension klärte sich zu einer leicht getrübten Lösung auf. Diese wurde 72 h bei 20°C nachgerührt.

Der Ansatz wurde in einen 2 l-Rundkolben überführt und das Aceton abge dampft. Nach Entfernung des Acetons trübte sich die Lösung stark ein.

Das DMSO/Wasser-Gemisch wurde mit 150 ml einer 5 gew.-%igen wäßrigen Natriumhydrogencarbonatlösung versetzt, wobei sich ein Niederschlag bildete.

Der Ansatz wurde 2 h nachgerührt und anschließend über einen Faltenfilter filtriert. Der weiße voluminöse Niederschlag wurde mit 300 ml Wasser und 300 ml Aceton gewaschen und 16 h bei 35°C im Vakuumtrockenschrank ge trocknet.

Es wurden 3,92 g (42%) eines hellbraunen Feststoffes erhalten.

Beispiel 3 Herstellung von Poly-(benzyl-N-allylcarbamat) mit einem Derivatisierungsgrad von 7%

12,56 g (135 mmol) Poly-(allylamin Hydrochlorid) wurden in 250 ml Wasser gelöst und der pH-Wert mit 10%iger wäßriger NaHCO₃-Lösung auf 5 eingestellt. Bei 20°C wurde eine Lösung von 2,96 g (9,45 mmol) N-(Benzyloxycarbonyl oxy)-5-norbornen-2,3-dicarboximid in 45 ml DMSO innerhalb 30 min zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 20°C für 24 h gerührt. Der pH wurde während der Reaktionszeit durch Zugabe von 10%iger wäßriger NaHCO₃- Lösung auf einem Wert von 5 gehalten. Zu der klaren Reaktionsmischung wurden 200 ml 10%ige wäßrige NaHCO₃-Lösung gegeben. Danach wurde die Reaktionsmischung tropfenweise in 1000 ml Methanol eingetragen. Das quantitativ ausgefallene derivatisierte Polymer wurde über einen Cellulosenitratfilter (8 µm) abfiltriert und im Hochvakuum 24 h getrocknet. Mittels ¹H-NMR-Spektroskopie wurde der Derivatisierungsgrad von 7% bestätigt.

Beispiel 4 Herstellung von Poly-(benzyl-N-allylcarbamat) mit einem Derivatisierungsgrad von 14%

12,56 g (135 mmol) Poly-(allylamin Hydrochlorid) wurden in 250 ml Wasser gelöst und der pH-Wert mit 10%iger wäßriger NaHCO₃-Lösung auf 5 eingestellt. Bei 20°C wurde eine Lösung von 5,92 g (18,9 mmol) N-(Benzyloxycarbonyl oxy)-5-norbornen-2,3-dicarboximid in 55 ml DMSO innerhalb 30 min zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 20°C für 24 h gerührt. Der pH wurde während der Reaktionszeit durch Zugabe von 10%iger wäßriger NaHCO₃- Lösung auf einem Wert von 5 gehalten. Die Reaktionsmischung wurde in 600 ml 10%ige wäßrige NaHCO₃-Lösung getropft. Das dabei quantitativ ausgefallene derivatisierte Polymer wurde über einen Cellulosenitratfilter (8 µm) abfiltriert und im Hochvakuum 24 h getrocknet. Mittels ¹H-NMR-Spektroskopie wurde der Derivatisierungsgrad von 14% bestätigt.

Beispiel 5 Herstellung von Poly-(benzyl-N-allylcarbamat) mit einem Derivatisierungsgrad von 20%

13,95 g (150 mmol) Poly-(allylamin Hydrochlorid) wurden in 200 ml Wasser gelöst und der pH-Wert mit 10%iger wäßriger NaHCO₃-Lösung auf 5 eingestellt. Bei 20°C wurde eine Lösung von 9,39 g (30 mmol) N-(Benzyloxycarbonyloxy)- 5-norbornen-2,3-dicarboximid in 50 ml DMSO innerhalb 30 min zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 20°C für 24 h gerührt. Der pH wurde während der Reaktionszeit durch Zugabe von 10%iger wäßriger NaHCO₃-Lösung auf einem Wert von 5 gehalten. Die Reaktionsmischung wurde in 500 ml 10%ige wäßrige NaHCO₃-Lösung getropft. Das dabei quantitativ ausgefallene derivatisierte Polymer wurde über einen Cellulosenitratfilter (8 µm) abfiltriert, mit Wasser nachgewaschen und im Hochvakuum 24 h getrocknet. Mittels ¹H-NMR- Spektroskopie wurde der Derivatisierungsgrad von 20% bestätigt.

Beispiel 6 Herstellung von Poly-(6-(allylamino)-6-oxohexansäure) mit einem Derivatisierungsgrad von 7%

5,00 g (54 mmol) Poly-(allylamin Hydrochlorid) wurden in 500 ml Wasser gelöst und der pH-Wert der Lösung mit 10%iger NaHCO₃-Lösung auf den Wert 5 eingestellt. Bei 20°C wurde eine Lösung von 1,2 g (4 mmol) 1-Adipinsäure-(N- hydroxy-5-norbornen-2,3-dicarboximid)ester in 100 ml DMSO innerhalb 30 min zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 20°C für 24 h gerührt. Zu der klaren Reaktionsmischung wurden 500 ml 10%ige wäßrige NaHCO₃- Lösung sowie 1000 ml Methanol gegeben, wobei das derivatisierte Polymer ausfiel. Das Lösungsmittel wurde abdekantiert und das Polymer im Hochvakuum 24 h getrocknet.

Beispiel 7 Herstellung von Poly-(2-(2-oxo-1-imidazolidinyl)ethyl-N- allylcarbamat) mit einem Derivatisierungsgrad von 7%

12,46 g (134 mmol) Poly-(allylamin Hydrochlorid) wurden in 250 ml Wasser gelöst und der pH-Wert der Lösung mit 10%iger NaHCO₃-Lösung auf den Wert 5 eingestellt. Bei 20°C wurde eine Lösung von 3,14 g (9,4 mmol) der Verbindung der folgenden Struktur

in 50 ml DMSO innerhalb 30 min zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 20°C für 48 h gerührt. Die Lösung wurde auf 100 ml eingeengt und durch Zugabe von NaHCO₃ wird der pH auf 9 eingestellt. Durch Eintropfen der Reaktionslösung in 500 ml Methanol wurde das derivatisierte Polymer ausgefällt, abfiltriert, mit Methanol gewaschen und am Hochvakuum getrocknet. Mittels ¹H-NMR-Spektroskopie wurde der Derivatisierungsgrad von 7% bestätigt.

Beispiel 8 Herstellung von Poly-(ethylen-co-N-benzylvinylcarbamat) mit einem Derivatisierungsgrad von 8%

5,04 g (165 mmol) Poly-(ethylen-co-vinylalkohol) (Ethylengehalt: 84 mol%) wurden bei 50°C in 200 ml Tetrahydrofuran gelöst. Nach Zugabe von 1,52 g (15 mmol) Triethylamin und 0,31 g (2,5 mmol) 4-Dimethylaminopyridin wurde innerhalb von 15 min eine Lösung von 4,12 g (13,2 mmol) der Verbindung der folgenden Struktur

in 50 ml DMSO zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 50°C für 48 h gerührt. Die klare Lösung wurde in 650 ml 5%ige wäßrige NaHCO₃- Lösung eingetragen, wobei das Polymer als leicht gelblicher Niederschlag ausfällt. Nach Filtration wurde der Niederschlag im Hochvakuum 48 h getrocknet.

Beispiel 9 Herstellung von Menthydrazid-ONB

7,71 g (32 mmol) N-(Chlorcarbonyloxy)-5-norbornen-2,3-dicarboximid wurden in 350 ml Dichlormethan gelöst. Bei -15°C wurde eine Lösung von 5,82 g (30 mmol) Menthyl-1-hydrazincarboxylat und 3,33 g (33 mmol) Triethylamin in 70 ml Dichlormethan innerhalb 1 h zugetropft. Das Gemisch wurde noch 15 min bei -15°C gerührt und anschließend bei 0°C mit 150 ml 10%iger KHSO₄-Lösung versetzt. Die Reaktionslösung wurde zweimal mit 150 ml 10%iger NaHCO₃- Lösung geschüttelt und die organische Phase über Na₂SO₄ getrocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels blieben hellgelbe amorphe Kristalle zurück, die im Hochvakuum getrocknet wurden. Ausbeute: 11,5 g (91,4%).

Beispiel 10 Herstellung von Poly-(ethylen-co-(1-menthyl-2-vinyl-1,2- hydrazindicarboxylat)) mit einem Derivatisierungsgrad von 28%

0,92 g (25 mmol) Poly-(ethylen-co-vinylalkohol) (Ethylengehalt: 44 mol%) wurden bei 50°C in 100 ml DMSO gelöst. Nach Zugabe von 0,71 g (7 mmol) Triethylamin und 0,09 g (0,7 mmol) 4-Dimethylaminopyridin wurde innerhalb von 15 min eine Lösung von 2,93 g (7 mmol) Menthydrazid-ONB

in 25 ml DMSO zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend bei 20°C für 48 h gerührt. Die klare Lösung wurde mit 100 ml Wasser und 200 ml 5%iger wäßriger NaHCO₃-Lösung versetzt, wobei das Polymer als weißer Niederschlag ausfiel. Nach Filtration und Waschen mit Wasser wurde der Niederschlag im Hochvakuum 48 h getrocknet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Derivates eines mindestens eine funktio nelle Gruppe aufweisenden Polymers, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren den folgenden Schritt (i) umfaßt:

a) Umsetzung des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers mit mindestens einem Aktivierungsreagens oder minde stens einem Derivat eines Aktivierungsreagens in homogener Pha se.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es den weite ren Schritt (ii) umfaßt:

a) Umsetzung des Umsetzungsproduktes aus dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer und dem Aktivierungs reagens mit mindestens einem Derivatisierungsreagens.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisende Polymer mit mindestens zwei verschiedenen Deri vaten eines Aktivierungsreagens umgesetzt wird, dadurch gekennzeich net, daß die Umsetzungen mit jeweils einem Derivat nacheinander erfol gen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Derivat des Aktivierungsreagens durch vorheri ge Umsetzung des Aktivierungsreagens mit einem Derivatisierungsrea gens erhalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Aktivierungsreagens von einer Verbindung der folgenden Struktur (I) ableitet,
wobei R₁ und R₂ gleich oder unterschiedlich sind und geradkettig, ver zweigt-kettig oder zu einem Carbozyklus oder einem Heterozyklus ver brückt sein können und so gewählt sind, daß das Aktivierungsreagens oder das Derivat des Aktivierungsreagens mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer in homogener Phase umge setzt werden kann.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivie rungsreagens folgende Struktur (II) aufweist,
wobei R₃ bis R₁₀ gleich oder unterschiedlich sind und geradkettig, ver zweigt-kettig oder zu einem Carbozyklus oder einem Heterozyklus ver brückt sein können und so gewählt sind, daß das Aktivierungsreagens oder das Derivat des Aktivierungsreagens mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer in homogener Phase umge setzt werden kann.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionelle Gruppe des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers eine OH-Gruppe, eine NHR₁₁-Gruppe, eine SH- Gruppe, eine OSO₃H-Gruppe, eine SO₃H-Gruppe, eine OPO₃H₂-Gruppe, OPO₃HR₁₁-Gruppe, eine PO₃H₂-Gruppe, eine PO₃HR₁₁-Gruppe, eine COOH-Gruppe oder ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser Gruppen ist, wobei R₁₁ jeweils so gewählt ist, daß das Aktivierungsreagens oder das Derivat des Aktivierungsreagens mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer in homogener Phase umgesetzt werden kann.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schritt (iii) das Derivat des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers in Gegenwart einer Templatverbindung verformt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus der Verformung resultierende Konformation des Derivats des mindestens ei ne funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers fixiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Verformung resultierende Konformation durch Vernetzung fixiert wird.

11. Derivat eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Poly mers, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Konformationen aufweist, die an mindestens ein geeignetes Substrat angepaßt sind.

12. Derivat eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Poly mers, herstellbar durch ein Verfahren, das den folgenden Schritt (i) um faßt:

a) Umsetzung des mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers mit mindestens einem Aktivierungsreagens oder einem Derivat eines Aktivierungsreagens in homogener Phase.

13. Derivat eines mindestens drei funktionelle Gruppen aufweisenden Poly mers, wobei mindestens zwei der funktionellen Gruppen derart derivati siert sind, daß sie als Rezeptorgruppen mit einem geeigneten Substrat wechselwirken und mindestens eine, nicht substratspezifisch wirkende funktionelle Gruppe und/oder eine Monomereinheit ohne funktionelle Gruppe zwischen zwei dieser derivatisierten Gruppen liegt.

14. Derivat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine, nicht substratspezifisch wirkende funktionelle Gruppe mit einer Endcapping-Gruppe derivatisiert ist.

15. Derivat nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß es min destens eine Rezeptorgruppe aufweist, die eine für die Bindung eines biologischen Substrats maßgebliche Bindungseinheit aufweist.

16. Derivat nach einem der Ansprüche 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Rezeptorgruppe ein Aminosäure-Rest oder ein Ami nosäurederivat-Rest ist.

17. Derivat nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens zwei verschiedene Rezeptorgruppen aufweist.

18. Derivat eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Poly mers, das als Rezeptor zur Bindung mindestens eines Substrates über nicht-kovalente Rezeptor-Substrat-Wechselwirkung wirkt, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bindung des mindestens einen Substrates aufgrund der chemischen Beschaffenheit der Rezeptorgruppen über mindestens zwei verschiedene Arten von Wechselwirkungen erfolgen kann.

19. Verfahren zur Bindung mindestens eines Substrates an mindestens eine Rezeptorgruppe über nicht-kovalente Rezeptor-Substrat-Wechselwir kung, dadurch gekennzeichnet, daß als eine die mindestens eine Rezep torgruppe aufweisende Verbindung ein Derivat eines mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymers, hergestellt nach einem Ver fahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, oder ein Derivat gemäß ei nem der Ansprüche 11 bis 18 eingesetzt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Chro matographieverfahren, insbesondere ein SMB-Verfahren, ein Filtrations verfahren, ein Trennverfahren mittels einer oder mehrerer Membranen oder ein katalytisches Verfahren ist.

21. Derivat eines Aktivierungsreagens gemäß Struktur (II), dadurch gekenn zeichnet, daß es eine der beiden Strukturen (II') oder (II") aufweist,
wobei R₃ bis R₁₀ gemäß Anspruch 6 definiert sind, R₂₂ und R₂₃ gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff, einen geradkettigen oder verzweigtkettigen Alkyl-, Aryl- oder Aralkylrest mit bis zu 30 C-Atomen bedeuten, und R' und R" gleich oder verschieden sein können und Alkyl-, Aryl- oder Aralkylreste sein können und im erfindungsgemäßen Verfah ren so gewählt werden, daß die Umsetzung mit dem mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisenden Polymer in homogener Phase durch geführt werden kann.