DE60312147T2

DE60312147T2 - Komplexierende verbundkapseln

Info

Publication number: DE60312147T2
Application number: DE60312147T
Authority: DE
Inventors: Yves Frere; Louis Danicher
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: AU2003251026A1; EP1497022B1; DE60312147D1; FR2838655B1; WO2003090921A1; FR2838655A1; ATE355124T1; EP1497022A1

Description

Die Erfindung betrifft Kapseln mit Verbundstruktur, die aus einer polymeren Membran und einem Kern bestehen, der ein komplexierendes Polymer umfasst, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre verschiedenen Verwendungen als Komplexierungs-, Dekomplexierungs- und Trennmittel.
Die technischen Gebiete, auf welchen es erforderlich ist, chemische Entitäten komplexieren, dekomplexieren oder abtrennen zu können, sind seit vielen Jahren so zahlreich wie unterschiedlich. So sind beispielsweise chromatographische Trennverfahren zu nennen, die eine feste Phase umfassen, im Allgemeinen aus Siliciumdioxid oder auch aus funktionalisierten Harzen, die es erlauben, die verschiedenen Bestandteile eines Produktgemischs zurückzuhalten und selektiv wieder abzugeben.
Dabei ist jedoch bekannt, dass sowohl das Siliciumdioxid als auch die Harze für die Auftrennung einer begrenzten Vielfalt von Verbindungen verwendbar und für die Abtrennung von beispielsweise Metallkationen oder -anionen wenig geeignet sind. Trotzdem sind bestimmte Verfahren entwickelt worden, wobei sie aber aus verschiedenen Gründen nicht völlig zufriedenstellend sind.
Von diesen Verfahren ist die Verwendung von Kugeln aus einem gelförmigen Acrylsäurepolymer bereits bekannt (siehe A. Laguécir et al., Eur. Polym. J., 38, 977-981 (2002)). Jedoch haben die Kugeln, die ein gutes Komplexierungsvermögen für Metallkationen besitzen, aufgrund ihres geringen Gehaltes an einem Vernetzungsmittel keine gute mechanische Festigkeit. Dafür haben diejenigen, die eine gute mechanische Festigkeit besitzen (hoher Gehalt an Vernetzungsmittel) kein gutes Komplexierungsmittel. Außerdem verändert sich das Volumen der Kugeln in den Komplexierungs-/Dekomplexierungszyklen.
Darüber hinaus besitzt die Polyacrylsäure ein geringes Komplexierungsvermögen insbesondere gegenüber Alkali- und Erdalkaliionen, woraus sich eine nicht sehr vielseitige Verbindung ergibt, die auf sehr spezielle Verwendungen beschränkt ist.
Von anderen Komplexierungsmitteln, die ebenfalls in sehr breitem Umfang verwendet werden, sind komplexierende Liganden zu nennen, deren bekannteste Repräsentanten die Kronenether sind, um nur diese zu nennen. Diese Kronenether werden heute hauptsächlich wie sie sind wegen ihren ihnen eigenen Eigenschaften in flüssig/flüssig-Extraktionssystemen verwendet. Dabei besteht einer der Nachteile dieses Verfahrens darin, dass es nicht leicht ist, die Kronenether zu handhaben und zurückzugewinnen, wenn sie in flüssiger Form vorliegen.
Weiterhin ist die Flüssigelutionschromatographie bekannt, bei welcher als stationäre Phase Harze verwendet werden, die durch Pfropfen eines Kronenethers auf einen entweder organischen (Polystyrolkugeln: siehe G. Zirnhelt et. al., Sep. Sci. Technol., 28, 2419-2429 (1993) bzw. vernetztes Polyacrylat) oder anorganischem Träger (makroporöse bzw. mikroporöse Siliciumdioxidteilchen, siehe M. Lauth, Dissertation an der Universität Louis Pasteur, Straßburg, 14. September 1984) erhalten worden sind.
Wenn sich auch die Dichte von auf einen Träger gepfropften Kronenethern und der hydrophile Charakter der erhaltenen Kugeln als im Allgemeinen ausreichend erweist, um eine akzeptable Auftrennung durch Chromatographie zu erhalten, so kann diese durch die Wahl eines anderen originellen Trägers im großen Maße verbessert werden.
Kronenether und andere verwandte Liganden besitzen sehr interessante komplexierende Eigenschaften, die, da sie leichter und vor allem in konzentrierterer Form gehandhabt werden können, ihre Verwendung auf so unterschiedlichen Gebieten wie der Luft- bzw. Bodenreinigung bis hin zur Humanmedizin als ein Mittel zur Reinigung des Bluts und der Schilddrüse oder als Bestandteil von Mitteln zur medizinischen Bildgebung erlauben, wobei diese Liste weder beschränkend noch erschöpfend ist.
Weiterhin stehen bekannte Verfahren zur Verfügung, welche die Isolation oder Retention eines Wirkstoffs aus dem ihn umgebenden Medium erlauben. Die Verfahren zur Retention von Wirkstoffen sind beispielsweise solche, die darin bestehen, einzelne Teilchen herzustellen, die von einem den Wirkstoff umhüllenden Material gebildet werden. Diese Teilchen besitzen eine Größe von einigen Nanometern bis einigen Millimetern. Dazu gehören Reservoirteilchen, die von einer kontinuierlichen festen Membran gebildet werden, die einen mit Wirkstoff gefüllten Kern umhüllt. Diese Reservoirteilchen werden als Kapseln bezeichnet.
Dabei bedeutet die Bezeichnung "umkapseltes Produkt", dass ein Produkt im festen, flüssigen oder auch gasförmigen Zustand allein oder zusammen mit Formulierungshilfsmitteln in einem Hohlkörper, der Kapsel, eingeschlossen wird, um es vom umgebenden Milieu zu isolieren.
Die Kapsel wird somit im Allgemeinen von einer Membran gebildet, deren Aufgabe es einerseits ist, den Wirkstoff von dem ihn umgebenden Milieu zu isolieren, und andererseits eine bessere Konservierung des Wirkstoffs und sogar eine sofortige, verlängerte, verzögerte und/oder kontrollierte Trägerschaft und/oder Freisetzung des umkapselten Wirkstoffs bei herkömmlichen Verwendungen, die umkapselte Produkte betreffen, zu ermöglichen.
Es sind zahlreiche Umkapselungsverfahren bekannt, insbesondere die Synthese von Kapseln durch Umhüllung oder Koazervation, ein Verfahren, in welchem ein Polymer als Umhüllungsmittel mit ihm eigenen Löslichkeitsgrenzen verwendet wird (siehe beispielsweise das Patent US 2 800 457 ).
In weiteren Verfahren wird die Emulsionspolymerisation, die Synthese voller Teilchen, die Synthese von Vesikeln oder die von Kapseln in der Wirbelschicht, durch Umhüllung oder "Spraying" angewendet.
In einem anderen Verfahren wird schließlich die Grenzflächen-Polykondensation im dispersen Medium angewendet, ein Verfahren, das beispielsweise von P.W. Morgan et al., J. Polym. Sci., 40, 299-327 (1959) für die Synthese ebener Filme beschrieben worden ist. Dieses Verfahren ist an die Synthese von Kapseln angepasst worden (R. Arshady, J. Microencap., 6(1), 1-10 und 13-28 (1989)).
Dieses Verfahren ergibt Kapseln, die eine mechanische Widerstandsfähigkeit besitzen, die für zahlreiche Verwendungen geeignet und ausreichend ist, insbesondere für die Herstellung von Chromatographiesäulen. Die Membran dieser Kapseln besteht aus einem porösen Polymer, das somit leicht einen Stoffaustausch zwischen der Umgebung und dem Kern der Kapsel ermöglicht.
Es ist genau dieser Effekt, der erwünscht ist, beispielsweise für Verwendungen auf therapeutischem Gebiet: So wird ein pharmakologischer Wirkstoff im zu behandelnden Organismus verzögert, kontrolliert oder auch über längere Zeit freigesetzt. Dies bedeutet jedoch einen Nachteil, wenn es erwünscht ist, im Kapselinneren ein Mittel, ein beispielsweise komplexierendes Mittel wie einen Kronenether, zu behalten.
Deshalb liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, diese ganzen Nachteile, die mit den zuvor beschriebenen im Stand der Technik vorgeschlagenen verschiedenen Verfahren verbunden sind, zu beheben.
Somit besteht eine erfindungsgemäße Aufgabe in der Bereitstellung von Materialien mit hohem Komplexierungsvermögen, die sich leicht handhaben lassen.
Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, komplexierende Materialien vorzuschlagen, die sich leicht handhaben lassen, ein hohes Komplexierungsvermögen besitzen und deren Struktur im Wesentlichen unverändert bleibt und sich nicht oder nur leicht verändert, wenn sie, insbesondere in zahlreichen Komplexierungs-/Dekomplexierungszyklen, verwendet werden.
Der Erfindung liegt weiterhin als Aufgabe zugrunde, in einem großen Spektrum komplexierende Materialien bereitzustellen, d.h. solche, die ein starkes Komplexierungsvermögen für eine große Anzahl chemischer Spezies besitzen, beispielsweise Metallkationen oder -anionen, Alkali- und Erdalkaliionen sowie ihre Isotopen.
Eine andere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, komplexierende Materialien vorzuschlagen, die mechanisch stabil und für die selektive Auftrennung von Metallionen vorgesehen sind.
Eine noch andere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, komplexierende Materialien in einer Form bereitzustellen, die nur schwach und sogar nicht für Mensch und Umwelt toxisch ist.
Wieder andere erfindungsgemäße Aufgaben, außer den zuvor genannten, werden in der folgenden Beschreibung der Erfindung erläutert.
Somit hat die Erfindung vor allem zum Gegenstand komplexierende Verbundkapseln, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen aus:

a) einem Kern, der Mittel umfasst, die in der Lage sind, chemische Entitäten zu komplexieren und/oder zu dekomplexieren und welche durch ein oder mehrere Monomere, die einer Polymerisation unterworfen wurden, funktionalisiert sind, und
b) einer polymeren Membran, die durch Polykondensation von mindestens zwei Monomeren gebildet ist, den Kern umschließt und für diese chemischen Entitäten durchlässig ist,

Die erfindungsgemäßen Verbundkapseln werden vorteilhafterweise durch Grenzflächen-Polykondensation im dispersen Medium (PCI) erhalten. Diese Art und Weise der Herstellung erlaubt es, Kapseln zu erhalten, welche die für die erfindungsgemäß vorgesehenen Verwendungen erforderliche mechanische Festigkeit besitzen. Dabei bieten die Membranen der gemäß diesem Verfahren erhaltenen Kapseln auch einen Porositätsgrad, der für diese Verwendungen optimal ist.
Dieses Verfahren zur Polykondensation an der Grenzfläche zweier Flüssigkeiten besteht ganz allgemein darin, eine Dispersion einer Flüssigkeit in einer anderen zu erzeugen. Dabei müssen die zwei Flüssigkeiten im Wesentlichen miteinander unmischbar sein, wie beispielsweise eine lipophobe und eine lipophile Phase, im Allgemeinen eine wässrige Phase oder eine organische Phase, die eine kontinuierliche Phase (bzw. Dispersionsphase) und eine disperse Phase bilden.
So wird, um die Kapseln zu bilden, eine Lösung, die ein Monomer M₁ sowie die eigentliche komplexierende aktive Substanz, die in einem Lösungsmittel S₁ gelöst sind, umfasst, in einer Lösung dispergiert, die ein Lösungsmittel S₂ umfasst, das keine reaktiven Spezies enthält. Nach Dispergierung und Stabilisierung der Lösung wird das in S₂ lösliche Monomer M₂ der Dispersionsphase zugegeben. Die gegebenenfalls katalysierte Kondensationsreaktion zwischen M₁ und M₂ erfolgt an der Grenzfläche der Dispersionsphase mit der dispersen Phase. Es wird dann von einer Grenzflächen-Polykondensation gesprochen.
Wie weiter oben festgestellt, besteht das Prinzip der Grenzflächen-Polykondensation in der Herstellung einer Dispersion einer Lösung in einer anderen, wobei die zwei Lösungen miteinander unmischbar sind. So ist S₁ ein Lösungsmittel für M₁, aber im Wesentlich unmischbar in S₂, das ein Lösungsmittel für M₂ ist. Wenn S₁ das Lösungsmittel der lipophoben Phase ist, wird eine Dispersion von S₁ in S₂, d.h. vom Typ Wasser-in-Öl (inverses System), erhalten. Umgekehrt wird, wenn S₁ das Lösungsmittel der lipophilen Phase ist, eine Öl-in-Wasser-Dispersion (direktes System) erhalten.
Die Entscheidung zwischen dem direkten und dem inversen System wird hauptsächlich vom Charakter des Wirkstoffs, der umkapselt werden soll, geleitet. So ist im Fall von fettlöslichen funktionalisierten Komplexierungsmitteln vorteilhafterweise die Herstellung einer Dispersion als direktes System bevorzugt. Umgekehrt ist für wasserlösliche funktionalisierte Komplexierungsmittel die Dispersion in einem inversen System vorteilhaft. Selbstverständlich kann die Verwendung des einen oder anderen dieser Systeme entsprechend dem eigenen Charakter der zu umkapselnden Komplexierungsmittel variieren.
Um Kapseln durch Grenzflächen-Polymerisation im dispersen Medium zu erhalten, ist es somit erforderlich, zunächst eine Dispersion zu erzeugen. Dies erfordert die Verwendung von zwei Lösungsmitteln, die im Wesentlichen miteinander unmischbar und gegenüber den in jeder der Phasen enthaltenen Monomeren inert sind. Wasser wird üblicherweise als Lösungsmittel der lipophoben Phase verwendet, die im Folgenden per Konvention als wässrige Phase bezeichnet wird. Dabei kann Rohwasser verwendet werden, wobei aber ein Wasser, das sterilisiert, destilliert und mittels Durchlauf durch ein Ionenaustauscherharz ionenausgetauscht oder entionisiert ist, bevorzugt ist.
Das Lösungsmittel der lipophilen Phase wird im Allgemeinen aus üblichen organischen Lösungsmitteln wie Toluol, Cyclohexan, Tetrachlormethan und Chloroform ausgewählt. Deshalb wird im Folgenden der Beschreibung diese lipophile Phase als organische Phase bezeichnet.
Eine besonders geeignete Lösung besteht in der Durchführung der Grenzflächen-Polykondensationsreaktion mittels eines organischen Lösungsmittels, das die Solvatationseigenschaften besitzt, die für eine solche Reaktion erforderlich sind, und sich am Ende der Reaktion leicht entfernen lässt. Ein Lösungsmitteltyp, der vollständig geeignet ist, ist ein gasförmiges Lösungsmittel, das während der Grenzflächen-Polykondensationsreaktion in den flüssigen und/oder überkritischen Zustand gebracht werden kann. Nach der Reaktion und Rückkehr zu den normalen Temperatur- und Druckbedingungen wird dieses Lösungsmittel in Form eines Gases entfernt.
So umfassen die Lösungsmittel, die für die erfindungsgemäße Grenzflächen-Polykondensationsreaktion geeignet sind, außerdem alle die gasförmigen Verbindungen, welche die für eine solche Reaktion erforderlichen Solvatationseigenschaften besitzen, inert gegenüber der eigentlichen Grenzflächen- Polykondensationsreaktion, aber auch gegenüber den Komplexierungsmitteln sind und in flüssiger oder überkritischer Form unter speziellen Temperatur- und/oder Druckbedingungen vorliegen.
Solche gasförmigen Verbindungen sind beispielsweise Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Distickstoffmonoxid, Kohlendioxid, Edelgase, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Propan und Butan, Fluorkohlenwasserstoffverbindungen und dergleichen. Wie weiter oben erwähnt, sind diese Verbindungen unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen gasförmig. Gemische in beliebigen Verhältnissen dieser Verbindungen können ebenfalls verwendet werden. Eine besonders bevorzugte gasförmige Verbindung ist Kohlendioxid.
Ein auf Grund seiner Verfügbarkeit und seines niedrigen Preises besonders geeignetes organisches Lösungsmittel ist, wenn es erwünscht ist, jede Spur eines restlichen Lösungsmittels in den Kapseln zu vermeiden, Kohlendioxid im flüssigen und/oder überkritischen Zustand. Ein Verfahren zur Herstellung dieser Kapseln, die frei von einem organischen Lösungsmittel sind, ist detailliert in der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung FR 0 203 939 beschrieben.
Die Größe der durch Grenzflächen-Polykondensation im dispersen Medium erhaltenen Kapseln ist direkt von der Größe der in der Dispersion vorhandenen Tröpfchen abhängig. Dabei wird die Größe letzterer von zahlreichen Parametern beeinflusst, deren wichtigsten die Geschwindigkeit, mit welcher das Reaktionsmedium umgerührt und dispergiert wird, und die Dauer dieser Dispergierung, Charakter und Konzentration des verwendeten Tensids, Charakter, Viskosität und Volumenverhältnis jeder von Dispersionsphase und disperser Phase und schließlich die Temperatur, bei welcher Dispergierung und Polykondensationsreaktion durchgeführt werden, sind.
Durch Kontrolle der zuvor beschriebenen verschiedenen Parameter ist es somit möglich, Tröpfchen zu erhalten, deren Größe im Wesentlichen gleich ist, und demzufolge auch Teilchen mit im Wesentlichen einheitlicher Größe zu erhalten. Die Größe der Kapseln kann deshalb derart kontrolliert werden, dass der mittlere Durchmesser mit einer relativ kleinen Schwankung im Wesentlichen konstant ist.
So besteht gemäß den zuvor definierten Arbeitsbedingungen die Erfindung in der Bereitstellung von Kapseln mit einer Größe von einigen Nanometern bis einigen Millimetern.
Erfindungsgemäß wird von Nanokapseln gesprochen, wenn ^ihr mittlerer Durchmesser etwa 0,05 μm bis 0,9 μm beträgt, von Mikrokapseln, wenn der mittlere Durchmesser etwa 1 μm bis 10 μm beträgt, von Minikapseln bei einem mittleren Durchmesser von etwa 100 μm bis etwa 500 μm, und von Millikapseln bei einem mittleren Durchmesser von etwa 0,5 mm bis 5 mm.
Die komplexierenden Verbundkapseln sind vorzugsweise Mikrokapseln oder Minikapseln, d.h. Kapseln mit einem Durchmesser von etwa 1 μm bis etwa 500 μm. Besonders bevorzugt haben diese Kapseln einen mittleren Durchmesser von etwa 100 μm bis etwa 300 μm.
Wie weiter unten in der Beschreibung zu entnehmen, wird die Membran der Kapsel im Allgemeinen durch Polymerisation von mindestens zwei miteinander unmischbaren Monomeren erhalten. Dabei muss mindestens ein Monomer in der wässrigen Phase löslich/mischbar sein und mindestens ein weiteres Monomer in der organischen Phase löslich/mischbar sein. Solche Monomeren sind dem Fachmann bekannt und führen beispielsweise zur Bildung einer Membran aus Polyamid, Polyester, Polyharnstoff, Polyurethan, Polyetherurethan und Polyetherurethanharnstoff oder einem ihrer Copolymeren, um nur die bekanntesten davon zu nennen.
Dabei ist es selbstverständlich, dass die hier in diesem Kontext benutzte Bezeichnung "Monomer" nicht nur die eigentlichen Monomeren, sondern auch die Oligomeren, Telomeren und dergleichen umfasst, die Eigenschaften besitzen, die ähnlich denjenigen der zuvor beschriebenen Monomeren sind und zu Polymeren führen, welche die Membranen der erfindungsgemäß geeigneten Kapseln bilden. Dabei kann auch vorgesehen werden, Gemische aus Monomeren, Oligomeren, Telomeren und dergleichen zu verwenden oder auch ein Monomer, Oligomer, Telomer oder dergleichen im Verlauf der Grenzflächen-Polykondensationsreaktion zu ersetzen oder hinzuzufügen.
Vorteilhafterweise sind Kapseln bevorzugt, deren Membran aus einem polymeren Polyamid, Polyester, Polyharnstoff, Polyurethan, Polyetherurethan und Polyetherurethanharnstoff oder einem ihrer Copolymeren besteht. Diese Polymeren werden wegen ihrer Porosität für verschiedene chemische Entitäten, die komplexiert, dekomplexiert und/oder abgetrennt werden sollen, gewählt. Kapseln mit einer Polyamidmembran haben sich als besonders zufriedenstellend für die erfindungsgemäß vorgesehenen Verwendungen erwiesen.
Diese Polymeren Polyamid, Polyester, Polyharnstoff, Polyurethan, Polyetherurethan und Polyetherurethanharnstoff oder einer ihrer Copolymeren haben auch den Vorteil, zumindest einige von ihnen, im humanen, tierischen oder pflanzlichen lebenden Milieu nicht toxisch, d.h. biokompatibel, zu sein. Solche Kapseln sind für Verwendungen auf medizinischem, biomedizinischem, veterinärmedizinischem, kosmetischem und Pflanzen schützendem Gebiet besonders geeignet.
Die erfindungsgemäßen Verbundkapseln besitzen deshalb eine Membran, die für die verschiedenen chemischen Entitäten, die komplexiert, dekomplexiert und/oder auch abgetrennt werden sollen, mehr oder weniger porös ist. Dabei wird der komplexierende, dekomplexierende und/oder trennende Charakter der Kapseln durch den Kern der Kapsel, der mindestens ein Komplexierungs-, Dekomplexierungs- und/oder Trennmittel umfasst, erhalten.
Die Mittel, die in der Lage oder imstande sind, chemische Entitäten zu komplexieren, zu dekomplexieren und/oder abzutrennen, werden aus den Verbindungen ausgewählt, die auf diesem Gebiet für ihr Vermögen bekannt sind, Metalle, Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle und ihre Isotope und anorganische oder organische Verbindungen zu fixieren und/oder freizusetzen, wobei diese chemischen Entitäten in neutraler, anionischer oder kationischer Form vorliegen können.
Eine besonders interessante Klasse solcher Komplexierungsmittel wird von neutralen oder ionischen komplexierenden Liganden gebildet. Dabei lassen sich die neutralen komplexierenden Liganden in drei Klassen unterteilen:

1. Coronanden, die monocyclische Verbindungen sind, die mindestens ein, vorteilhafterweise mindestens drei, und vorzugsweise mindestens vier gegebenenfalls voneinander verschiedene Atome enthalten, die aus Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor ausgewählt sind, wobei ein oder mehrere und sogar die Gesamtheit dieser Atome durch zweiwertige heterocyclische Reste ersetzt werden kann (können).
2. Kryptanden, makrobicyclische Verbindungen, die zwei Stickstoffatome besitzen, die durch drei Kettenglieder überbrückt sind, die mindestens ein, vorteilhafterweise mindestens zwei, und vorzugsweise mindestens drei gegebenenfalls voneinander verschiedene Atome enthalten, die aus Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor ausgewählt sind, wobei ein oder mehrere und sogar die Gesamtheit dieser Atome durch zweiwertige heterocyclische Reste ersetzt sein kann (können).
3. Pondanden, die im Allgemeinen acyclische Polyether sind und im Wesentlichen dadurch charakterisiert sind, dass sie terminale Donorgruppen, beispielsweise vom Typ Chinolein, Methoxyphenol oder auch Nitrophenol, enthalten.

Eine Unterklasse von Coronanden, die besonders untersucht und bekannt ist, wird von den Kronenethern gebildet, wovon ein Repräsentant der 18-C-6-Coronand ist, der auch als 18-C-6-Kronenether bezeichnet wird und dessen Struktur folgende ist:
Beispielhaft ist ein Repräsentant der Klasse der Kryptanden der Kryptand 222B mit der Struktur:
Schließlich ist ein Beispiel für einen neutralen komplexierenden Liganden aus der Klasse der Pondanden der Pondand CPOD, dessen Struktur folgende ist:
In der Veröffentlichung von S. Kiviniemi, "Complexation of N-heteroaromatic cations with crown ethers and tetraphenylborate", (2001), die im Internet unter der Adresse http://herkules.oulu.fi/isbn9514259971/ verfügbar ist, werden weitere Beispiele für Liganden gegeben, die auch für die erfindungsgemäßen Verwendungen akzeptabel sind. Selbstverständlich kann sich jeder andere Typ von Molekülen, die für ihr Komplexierungs- und/oder Dekomplexierungsvermögen für chemische Entitäten im Sinne der Erfindung bekannt sind, ebenfalls eignen. Darüber kann man sich beispielsweise aus dem Buch von J.-M. Lehn "La chimie supramoléculaire – Concepts et perspectives", Verlag De Boeck Université, Paris-Brüssel, 1997, unterrichten.
Dazu ist jedoch festzustellen, dass alle diese komplexierenden Moleküle, wenn sie als solche verwendet werden, d.h. als solche im Kern der erfindungsgemäßen komplexierenden Kapsel vorliegen, vom Inneren der Kapsel nach außen durch die Poren der Membran hindurch wandern können. Dies kann sich insbesondere in dem Fall ereignen, wenn die Größe der komplexierenden Moleküle kleiner als die Porengröße der Membran ist. Dies hätte den Effekt, dass sich mehr oder weniger langfristig leere, hohle Kapseln bildeten, die teilweise oder vollständig frei von dem komplexierenden Effekt und somit für die hier vorgeschlagenen Verwendungen ungeeignet sind.
Es ist deshalb notwendig, dass diese verschiedenen Komplexierungsmittel im Inneren der Kapsel "gefangen" sind, d.h. dass sie durch die Membran nicht zur Außenseite der Kapsel migrieren können.
Zur Lösung dieses Problems besteht eine Möglichkeit darin, auf die weiter oben definierten Komplexierungs- und/oder Dekomplexierungsmittel mindestens ein polymerisierbares Monomer aufzupfropfen. Nachdem diese(s) Monomer(e) polymerisiert worden ist (sind), wird der Kern der Kapsel somit von einer Polymerkette gebildet, auf welche eine große Anzahl von Komplexierungsstellen gepfropft ist. Solche Polymerketten, die mit komplexierenden Gruppen gepfropft sind, sind beispielsweise die in der Patentanmeldung JP-A-62-284 348 offenbarten Polyvinylkronenether.
Durch diese komplexierenden Polymerketten kann eine Dichte an komplexierenden Stellen im Inneren der Kapseln erhalten werden, die für die erfindungsgemäßen Verwendungen völlig zufriedenstellend ist. Dabei muss die Länge der komplexierenden Polymerketten vorteilhafterweise ausreichend groß sein, um eine Migration dieser Ketten durch die Membran zur Außenseite der Kapseln zu verhindern.
Für die erfindungsgemäßen Zwecke kann sich jeder beliebige Typ eines Monomers, der polymerisierbar ist und mindestens eine komplexierende Stelle funktionalisiert, die aus den zuvor definierten komplexierenden Molekülen ausgewählt ist, eignen. Solche Monomere können Gegenstand von Homopolymerisations- oder Copolymerisationsreaktionen sein, wobei das Comonomer in letzteren gegebenenfalls ebenfalls ein oder mehrere komplexierende Stellen enthalten kann.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, nur einen Teil der Komplexierungsmittel mit einem polymerisierbaren Rest und einen oder mehrere andere Teile dieser Mittel oder auch anderer Komplexierungsmittel mit einem oder mehreren anderen gegebenenfalls voneinander verschiedenen polymerisierbaren Resten derart zu funktionalisieren, dass nach der durchgeführten Polymerisationsreaktion mit gegebenenfalls voneinander verschiedenen Liganden funktionalisierte Copolymere erhalten werden.
Wie weiter oben festgestellt ist es von Bedeutung, dass das komplexierende Polymer nicht durch die Membran von der Kapsel nach außen migrieren kann. Um diese Aufgabe zu erfüllen, kann die Lösung, welche die Länge der komplexierenden Polymerketten betrifft, die zuvor vorgeschlagen worden ist, durch eine mehr oder weniger starke Vernetzung dieser Ketten, um ein Netzwerk zu bilden, ergänzt oder ersetzt werden.
Diese Vernetzung kann gemäß den an sich bekannten herkömmlichen Verfahren leicht erhalten werden, beispielsweise während der Polymerisation durch Zugabe eines oder mehrerer Vernetzungsmittel. Ein weiteres Vernetzungsverfahren kann auch darin bestehen, Komplexierungsmittel zu polymerisieren, die mit zwei oder mehr Monomeren funktionalisiert sind. Dabei ist es selbstverständlich möglich, diese Vernetzungsverfahren miteinander zu kombinieren.
Es ist möglich, den Vernetzungsgrad des komplexierenden Polymers derart zu steuern, dass geeignete mechanische, physikalische Eigenschaften erhalten werden. Das so erhaltene komplexierende Polymer besitzt dann einen mehr oder weniger hohen Vernetzungsgrad, der beispielsweise dem Kern der Kapsel eine größere Steifigkeit verleiht und die Gefahr einer Migration der komplexierenden Polymerketten auf die Außenseite der Kapsel beseitigt.
Je nach Polymerisations- und/oder Vernetzungsgrad der mit einem oder mehreren Komplexierungsmitteln funktionalisierten Monomeren können die erhaltenen komplexierenden Polymeren in verschiedener Form vorliegen. Erfindungsgemäß sind chemisch vernetzte komplexierende Polymere bevorzugt. Diese Struktur erlaubt es, das Komplexierungs-/Dekomplexierungsvermögen der Liganden und deren Selektivität zu erhalten. Die Membran besitzt dann die mechanischen Festigkeitseigenschaften, die denjenigen entsprechen, die für die Verwendungen erforderlich sind, für welche die Verbundkapseln vorgesehen sind.
Das polymerisierbare Monomer (oder Oligomer, Telomer oder dergleichen), das die komplexierenden Moleküle funktionalisiert, wird aus dem Fachmann bekannten polymerisierbaren Monomeren ausgewählt. Dieses Monomer wird vorzugsweise aus denjenigen ausgewählt, die zu Homopolymerisationsreaktionen führen, wobei jedoch der Einsatz anderer Monomerer, die zu Copolymeren führen, nicht ausgeschlossen ist.
Bevorzugte polymerisierbare Monomere sind insbesondere diejenigen, deren Polymerisationsreaktion radikalisch (chemisch und/oder photochemisch und/oder thermisch) initiiert werden kann, beispielsweise die Monomere, die wenigstens eine vorzugsweise vinylische Ungesättigtheit enthalten. Dabei sind erfindungsgemäß die Monomeren bevorzugt, die eine radikalisch homopolymerisierbare Vinylfunktion besitzen.
Beispielhaft sind die erfindungsgemäß verwendbaren polymerisierbaren Monomere Monomere, die von ethylenischen Kohlenwasserstoffen und deren Derivaten abstammen, insbesondere diejenigen, die beispielsweise aus Ethylen, Propen, Vinylchlorid, Styrol, Acrylnitril, Methylmethacrylat, Acrylsäure, Butadien, Isopren und Chloropren ausgewählt sind. Die weiter oben definierten Komplexierungsmittel sind mit einem oder mehreren dieser Monomeren gepfropft. Außerdem kann vorgesehen werden, dass mehr als ein, beispielsweise zwei, Monomere auf ein Komplexierungsmittel gepfropft sind.
Für die Zwecke der Synthese durch Grenzflächen-Polykondensation im dispersen Medium ist es erforderlich, dass das Komplexierungsmittel, das mit mindestens einem polymerisierbaren Monomer funktionalisiert ist, in der dispergierten Phase löslich ist. So muss, wenn die Synthese der Kapsel in einem direkten System durchgeführt wird, das Komplexierungsmittel, das mit mindestens einem polymerisierbaren Monomer funktionalisiert ist, einen Löslichkeitskoeffizienten in der lipophilen Phase der Dispersion besitzen, der sehr viel größer als derjenige ist, den es in der lipophoben Phase besitzt. Bei einer Synthese im inversen System muss das Komplexierungsmittel, das mit mindestens einem polymerisierbaren Monomer funktionalisiert ist, einen Löslichkeitskoeffizienten in der lipophoben Phase der Dispersion besitzen, der sehr viel größer als derjenige ist, den es in der lipophilen Phase besitzt.
Wenn die Komplexierungsmittel, die mit mindestens einem polymerisierbaren Monomer funktionalisiert sind, nicht die Mischbarkeit besitzen, die in der einen oder der anderen Phase erforderlich ist, kann es vorteilhaft sein, ihnen eine hydrophile oder lipophile Komponente hinzuzufügen. Dieser Zusatz kann beispielsweise durch eine chemische Modifizierung des (der) polymerisierbaren Monomeren, das (die) auf das Komplexierungsmittel gepfropft ist (sind) oder durch eine Modifizierung des Komplexierungsmittels selbst erfolgen.
Beispielhaft ist ein Monomer, das gleichzeitig mindestens eine radikalisch polymerisierbare vinylische Doppelbindung und mindestens eine hydrophile Gruppe umfasst, beispielsweise die Spezies Acryloyloxymethyl, die gleichzeitig eine radikalisch polymerisierbare vinylische Doppelbindung und eine hydrophile Oxycarbonylgruppe enthält.
Vorzugsweise wird das Komplexierungsmittel aus der Familie der Coronanden, die mit mindestens einem polymerisierbaren Monomer funktionalisiert sind, ausgewählt, beispielsweise dem Kronenether 18-C-6, der substituiert ist mit einem oder mehreren Acryloyloxymethylresten mit der Formel (I):
in welcher n eine ganze Zahl von 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 6, vorteilhafterweise 1, 2 oder 3, und noch besser 1 oder 2 bedeutet.
Ein besonders bevorzugtes Komplexierungsmittel ist Acryloyloxymethyl-18-Krone-6 (Verbindung A), der beispielsweise in der Patentanmeldung JP-A-62-284 348 beschrieben ist, d.h. die Verbindung mit der obigen Formel (I), in welcher n 1 bedeutet:
Diese Verbindungen lassen sich entsprechend dem Fachmann leicht zugänglichen verschiedenen Verfahren herstellen. Die für diese Verfahren erforderlichen Ausgangsstoffe stehen unkompliziert zur Verfügung, entweder kommerziell oder über dem Fachmann aus der Literatur, Patenten, Datenbanken und dem Internet bekannte Synthesen.
Beispielhaft kann die Verbindung (A) leicht aus Hydroxymethyl-18-Krone-6 (zu beziehen von Aldrich), mit welchem Acryloylchlorid umgesetzt wird, hergestellt werden.
Die so funktionalisierten Komplexierungsmittel lassen sich leicht polymerisieren. Die zuvor definierte Verbindung (A) ist, beispielsweise radikalisch, homopolymerisierbar und wird vorteilhafterweise mit einem Vernetzungsmittel vernetzt, um ein chemisch vernetztes Polymer zu liefern.
Das Vernetzungsmittel kann von jedem auf dem Gebiet der Polymerisation bekannten Typ sein. Es hat zum Ziel, die komplexierenden Polymerketten zu überbrücken, d.h. ein mehr oder weniger dichtes Netzwerk aus Polymerketten, die komplexierende Stellen enthalten und miteinander verbunden sind, zu schaffen.
So wird bei einem Monomer, das eine radikalisch polymerisierbare Vinylfunktion enthält, das Vernetzungsmittel vorteilhafterweise aus Verbindungen gewählt, die mindestens zwei Vinylfunktionen enthalten und auch eine radikalische Vernetzung erlauben. Beispielhaft kann, wenn das Monomer vom Typ Acrylsäure oder Methacrylsäure ist, das Vernetzungsmittel N,N'-Methylenbisacrylamid (MEBA) sein.
Die funktionalisierten Komplexierungsmittel können polymerisiert und anschließend die Polymerketten, bevor sie umkapselt werden, je nach Typ des Verfahrens, der zur Herstellung dieser Kapseln angewendet wird, während der Synthese der Kapseln oder auch nach der Bildung dieser Kapseln gegebenenfalls vernetzt werden.
Vorzugsweise wird die Synthese der erfindungsgemäßen komplexierenden Verbundkapseln durch Grenzflächen-Polykondensation im dispersen Medium durchgeführt, wobei das komplexierende Polymer, das den Kern der Kapsel bildet, durch radikalische Polymerisation von Monomeren in situ in der Kapsel nach oder während ihrer Bildung erhalten wird.
Somit besteht die Erfindung auch in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von komplexierenden Verbundkapseln, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen:

– Herstellen einer stabilisierten Dispersion einer Phase P₁, die eine Lösung mindestens eines Monomers M₁ und mindestens eines Monomers M_c, das auf mindestens ein Komplexierungsmittel aufgepfropft ist, in mindestens einem Lösungsmittel 5₁ umfasst, gegebenenfalls in Gegenwart eines Vernetzungsmittels, in einer Phase P₂, die mindestens ein Lösungsmittel S₂, das im Wesentlichen mit P₁ unmischbar ist, und gegebenenfalls ein mit S₁ und S₂ verträgliches Tensid umfasst, unter Rühren,
– Zugeben des in S₂ mischbaren Monomers M₂ zu dieser stabilisierten Dispersion, um die Grenzflächen-Polykondensation durchzuführen und Kapseln zu bilden, die das auf mindestens ein Komplexierungsmittel aufgepfropfte Monomer einschließen,
– Polymerisieren des (der) Monomeren M_c, die durch mindestens ein Komplexierungsmittel funktionalisiert sind, um ein komplexierendes Polymer zu erhalten, das gegebenenfalls derart vernetzt wird, dass ein chemisch vernetztes und umkapseltes komplexierendes Polymer erhalten wird, und
– Abtrennen der so erhaltenen komplexierenden Verbundkapseln

Gemäß einer Abwandlung ist das Verfahren zur Herstellung von komplexierenden Verbundkapseln dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen:

– Herstellen einer stabilisierten Dispersion einer Phase P₁, die eine Lösung mindestens eines Monomers M₁ und mindestens eines Monomers M_c, das auf mindestens ein Komplexierungsmittel aufgepfropft ist, in mindestens einem Lösungsmittel S₁ umfasst, gegebenenfalls in Gegenwart eines Vernetzungsmittels, in einer Phase P₂, die mindestens ein Lösungsmittel S₂, das im Wesentlichen mit P₁ unmischbar ist, das mit S₂ mischbare Monomer M₂ und gegebenenfalls ein mit S₁ und S₂ verträgliches Tensid umfasst, unter Rühren,
– Grenzflächen-Polykondensation und gleichzeitige radikalische Polymerisation des (der) Monomeren M_c, die mindestens ein Komplexierungsmittel funktionalisieren, und gegebenenfalls Vernetzung, um ein chemisch vernetztes und umkapseltes komplexierendes Polymer zu erhalten, und
– Abtrennen der so erhaltenen komplexierenden Verbundkapseln

Die Wahl zwischen einem direkten und einem inversen System wird hauptsächlich von dem Charakter des Komplexierungsmittels geleitet, das umkapselt werden soll. So wird bei fettlöslichen Komplexierungsmitteln vorteilhafterweise eine Dispersion im direkten System erzeugt. Umgekehrt ist bei wasserlöslichen Komplexierungsmitteln die Dispersion im inversen System vorteilhaft. Selbstverständlich kann die Verwendung des einen oder anderen dieser Systeme entsprechend dem Charakter der zu umkapselnden Komplexierungsmittel variieren.
Das inverse System ist das erfindungsgemäß bevorzugte Grenzflächen-Polykondensationsverfahren. In einem solchen inversen System ist die Phase P₁ die in der organischen Phase P₂ dispergierte wässrige Phase. In diesem Fall sind das Monomer M₁ sowie das auf mindestens ein Komplexierungsmittel gepfropfte Monomer M_c und gegebenenfalls das Vernetzungsmittel in dem lipophoben Lösungsmittel S₁ mischbar, das vorteilhafterweise Wasser ist. Dieses inverse System erlaubt so die Herstellung von komplexierenden Verbundkapseln, deren Kern ein gegebenenfalls chemisch vernetztes Polymer ist.
Die Membranen der Kapseln werden so durch Polykondensation von mindestens zwei Monomeren M₁ und M₂ gebildet, wovon eines in der Dispersionsphase und ein weiteres in der dispergierten Phase löslich ist.
So wird zur Bildung der Kapseln eine Lösung, die ein in einem Lösungsmittel S₁ gelöstes Monomer M₁ sowie das auf das Komplexierungsmittel gepfropfte Monomer M_c und gegebenenfalls das Vernetzungsmittel umfasst, durch Rühren in einer ein Lösungsmittel S₂ umfassenden Lösung dispergiert. Nach Dispergierung und Stabilisierung der Lösung und weiterhin unter Rühren wird das in S₂ lösliche Monomer M₂ der Dispersionsphase zugesetzt. Die gegebenenfalls katalysierte Kondensationsreaktion von M₁ mit M₂ findet in der Grenzfläche von Dispersionsphase und dispergierter Phase statt.
Gemäß der weiter oben genannten Alternative wird eine Lösung, die ein in einem Lösungsmittel S₁ gelöstes Monomer M₁ sowie das (die) auf das Komplexierungsmittel gepfropfte(n) Monomer(en) M_c und gegebenenfalls das Vernetzungsmittel umfasst, durch Rühren in einer Lösung, die ein Lösungsmittel S₂ und das Monomer M₂ umfasst, dispergiert. Nach Dispergierung und Stabilisierung der Lösung werden die gegebenenfalls katalysierten Reaktionen der Kondensation von M₁ mit M₂ und der radikalischen Polymerisation des Monomeren M_c gleichzeitig durchgeführt.
Das Volumenverhältnis von Phase P₁ zu Phase P₂, d.h. zwischen der dispergierten Phase und der Dispersionsphase, beträgt im Allgemeinen 20/1 bis 1/20 und vorzugsweise zwischen 10/1 und 1/10.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es empfohlen, dass die Dispersion der Phase P₁ in der Phase P₂ stabil ist, d.h. dass das Reaktionsmedium keine Entmischung, Auftrennung, Dekantierung und dergleichen erleidet. Dazu ist es vorteilhaft, der Dispersionsphase ein Tensid zuzusetzen, das von jedem beliebigen Typ, ionisch oder nichtionisch sein kann, und dessen Charakteristikum es ist, sich spontan an die Grenzfläche der zwei Flüssigkeiten zu adsorbieren.
Solche an der Grenzfläche adsorbierten Moleküle bilden eine sterische oder elektrische Barriere, welche die Koaleszenz der Tröpfchen und anschließend der sich bildenden Kapseln verhindert. Deshalb wird von dem die Dispersion stabilisierenden Tensid die Agglomeration der dispergierten Tröpfchen, welche die Kapseln bilden, nachdem die Wachstumsphase der Membran beendet ist, aneinander verhindert. Die Tenside werden vorteilhafterweise aus denjenigen ausgewählt, die keine Wechselwirkung zwischen den in der Dispersion vorhandenen verschiedenen Monomeren bewirken. Tensidgemische können ebenfalls verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes Beispiel für ein Tensid, das für die erfindungsgemäße Grenzflächen-Polykondensation im dispersen Medium geeignet ist, ist das von ICI vertriebene HYPERMER^® B261.
Die Grenzflächen-Polykondensationsreaktion wird meist unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen durchgeführt. Das Reaktionsmedium kann jedoch entsprechend den für die Polykondensation oder Polymerisation des komplexierenden Monomers erforderlichen speziellen Bedingungen vorteilhafterweise in bestimmten Fällen erwärmt oder gekühlt werden. Diese Bedingungen sind dem Fachmann bekannt oder leicht zugänglich.
Spezielle Temperatur- und Druckbedingungen sind beispielsweise erforderlich, wenn ein Gas, beispielsweise Kohlendioxid, im flüssigen und/oder überkritischen Zustand als Lösungsmittel der organischen Phase für die Herstellung biokompatibler Kapseln (siehe die noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung Nr. FR 0 203 939 ) ausgewählt worden ist.
Die erfindungsgemäßen komplexierenden Verbundkapseln werden von einer für verschiedene chemische Entitäten permeablen Membran gebildet. Eine solche Membran besteht hier aus einem Polymer, das durch Polykondensation von mindestens zwei Monomeren M₁ und M₂ erhalten worden ist.
Selbstverständlich müssen die Monomere M₁ und M₂ derart gewählt werden, dass sie miteinander reagieren können, um ein Polykondensat zu bilden, und löslich sein, das eine in der wässrigen Phase und das andere in der organischen Phase.
Vorteilhafterweise sind die Monomere M₁ und M₂ wenigstens bifunktionelle Monomere, d.h., dass sie jeweils mindestens zwei gegebenenfalls voneinander verschiedene, vorzugsweise identische reaktive Funktionen pro Molekül enthalten. Von dieser Bifunktionalität wird die Bildung von Polymeren mit hohem Molekulargewicht sichergestellt, die für die Bildung der Kapseln im erfindungsgemäßen Grenzflächensystem besonders geeignet sind.
Durch das Vorhandensein von monofunktionellen Monomeren kann das Wachstum der Polymerketten verringert und sogar abgebrochen werden, bevor diese die für die Bildung der Kapseln geeignete Länge erreicht haben. Umgekehrt wird von polyfunktionalisierten Monomeren, die sich wie Vernetzungsmittel verhalten, eine sehr schnelle Zunahme des Molekulargewichts des gebildeten Polymers, die Bildung eines dreidimensionalen Netzwerks und oftmals das Ausfällen des Makromoleküls bewirkt.
Solche monofunktionellen und polyfunktionellen Monomere können jedoch für die Synthese der erfindungsgemäßen Kapseln verwendet werden. Insbesondere können polyfunktionelle Monomere vorteilhafterweise als Vernetzungsmittel verwendet werden, um die Bildung der polymeren Membran zu beschleunigen und/oder zu verstärken.
Außerdem ist es, wenn es erwünscht ist, in Übereinstimmung mit dem biokompatiblen Charakter der hier beschriebenen Kapseln zu bleiben, vorteilhaft, dass das Copolymer, das aus den Monomeren M₁ und M₂ erhalten wird und die Membran dieser Kapseln bildet, nichttoxisch, biokompatibel und/oder bioassimilierbar für die Zwecke ist, für welche sie vorgesehen sind. Diese Biokompatibilität und/oder Bioassimilierbarkeit muss auch bei den Abbauprodukten des Polymers beachtet werden, wobei der Abbau beispielsweise durch chemischen oder biochemischen Abbau (Metabolisierung) stattfinden kann. So werden Monomere verwendet, die beispielsweise Polymere ergeben, die aus Polyamiden, Polyestern, Polyurethanen, Polyharnstoffen, Polyetherurethanen und Polyetherurethanharnstoffen sowie ihren Copolymeren ausgewählt sind.
Diese Polymere, welche die Membran der Kapseln bilden, können mit folgenden Monomerpaaren erhalten werden:
Die "organischen" Monomere (d.h., die fettlöslich, in der organischen Phase löslich oder in Kohlendioxid im flüssigen und/oder überkritischen Zustand löslich sind), die vorteilhafterweise erfindungsgemäß verwendet werden können, werden beispielsweise aus Diisocyanaten, beispielsweise Methylendiphenylisocyanat (MDI), 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat (H₁₂MDI), Toluoldiisocyanat (TDI) und Poly(1,4-butandioltoluoldiisocynat) (PBTDI), und den polyfunktionellen aliphatischen Polyisocyanaten, beispielsweise dem von der Gesellschaft Bayer vertriebenen DESMODUR^® N100, ausgewählt. Die "organischen" Monomere können auch Säuredichloride wie Terephthaloyldichlorid oder Sebacoyldichlorid sein.
Die "wässrigen" Monomere (d.h. die wasserlöslich oder in der wässrigen Phase löslich sind), die erfindungsgemäß vorteilhafterweise verwendet werden können, werden beispielsweise aus Alkandiolen wie 1,4-Butandiol oder 1,5-Pentandiol, Poly(oxyethylenglykolen) (POEG) mit unterschiedlichem Molekulargewicht, Alkanpolyolen, beispielsweise Alkantriolen wie Trimethylolpropan, und Di- oder Polyaminen, beispielsweise 1,6-Hexamethylendiamin, 1,2-Ethylendiamin und Tri-(2-aminoethyl)amin, ausgewählt.
Entsprechend den Eigenschaften der Kapseln, die hergestellt werden sollen, kann es vorteilhaft sein, eine Polykondensation zwischen einem oder mehreren "organischen" Monomeren und einem oder mehreren "wässrigen" Monomeren durchzuführen. Die so erhaltenen Polykondensate sind gegebenenfalls statistische Copolymere aus zwei, drei, vier oder mehr Monomeren.
Für die erfindungsgemäßen Verwendungen werden vorteilhafterweise ein "wässriges" Monomer vom Typ Diamin und ein "organisches" Monomer vom Typ Säuredichlorid derart verwendet, dass sich Kapseln bilden, deren Membran im Wesentlichen aus einem Polyamid besteht.
Die Polykondensationsreaktionen zwischen den weiter oben definierten Monomeren M₁ und M₂ können gegebenenfalls von einem oder mehreren Initiatoren beschleunigt werden. Dabei ist der Charakter des zu verwendenden Initiators von dem Charakter der Monomeren, die miteinander reagieren sollen und dem Fachmann auf dem Gebiet der Makromolekülsynthese bekannt sind, abhängig.
Schließlich ist die Verwendung von Colösungsmitteln entweder in der wässrigen oder in der organischen Phase nicht ausgeschlossen. Solche Colösungsmittel können zur Verbesserung der Löslichkeit der Monomeren in Wasser oder dem organischen Lösungsmittel erforderlich sein. Die Auswahl solcher Colösungsmittel muss somit in Abhängigkeit vom Charakter der an der Grenzflächen- Polykondensationsreaktion beteiligten Monomeren, des (der) funktionalisierten Komplexierungsmittel(s) und gegebenenfalls der im Reaktionsmedium vorhandenen Tenside und Initiatoren durchgeführt werden.
Die erhaltene Verbundkapsel wird von einer Membran aus einem Polymer, das aus der Polykondensation der zuvor definierten Monomeren resultiert, d.h. einem Polymer Polyamid, Polyester, Polyurethan, Polyharnstoff, Polyetherurethan bzw. Polyetherurethanharnstoff oder einem Copolymer dieser Polymeren, und einem Kern, der mit einem oder mehreren vorzugsweise radikalisch, vorteilhafterweise homopolymerisierbaren, polymerisierbaren Monomeren M_c gefüllt ist, die auf ein oder mehrere Komplexierungsmittel gepfropft sind, gepfropfte Monomere, die zuvor der dispergierten Phase, gegebenenfalls in Gegenwart eines Vernetzungsmittels, zugegeben worden sind, gebildet.
Das Monomer, das auf das Komplexierungsmittel gepfropft und im Kern der Kapsel vorhanden ist, ist vorzugsweise ein radikalisch polymerisierbares Monomer. Dieser Typ einer Polymerisation ist gegenüber Polykondensationsreaktionen bevorzugt, um nicht mit der Polymerisation zu wechselwirken, die für die Bildung der Membran stattfindet.
Die Polymerisation dieses gepfropften Monomers kann während oder nach der Bildung der Membran der Kapseln in situ entsprechend einem dem Fachmann bekannten Verfahren durchgeführt werden. So kann beispielsweise die radikalische Polymerisation von Monomeren mit vinylischer Ungesättigtheit durch leichte Erwärmung des Reaktionsmediums, die die Aktivierung eines radikalischen Polymerisationsinitiators, beispielsweise 4,4'-Azobis-(4-cyanovaleriansäure) (ACVA), erlaubt, initiiert werden.
Die Menge des Komplexierungsmittels, das in Form eines gegebenenfalls chemisch vernetzten Polymers im Kern der Kapsel vorliegt, ist hauptsächlich von der Größe dieser Kapseln und somit der Größe der dispergierten Tröpfchen abhängig. Ganz allgemein beträgt die Menge an Komplexierungsmittel in der dispergierten Phase vorteilhafterweise 1 bis 99 Gew.-%, um Kapseln mit einer Größe von einem mittleren Durchmesser von 1 bis 500 μm zu erhalten.
Nach der Polykondensations- und der Polymerisationsreaktion des (der) umkapselten Monomeren werden die Kapseln gewaschen. Während dieser Waschphase kann sich die Verwendung eines Tensids als notwendig erweisen, um die Agglomeration der gebildeten Kapseln zu verhindern.
Die Verwendungsgebiete für solche komplexierenden Verbundkapseln sind sehr vielfältig. Die mechanische Widerstandsfähigkeit der Kapsel sowie die Porosität der Membran erlauben selbst in Medien mit starker Beanspruchung das Strömen chemischer Entitäten von außerhalb der Kapsel ins Innere der Kapsel und auch vom Inneren der Kapsel nach außen.
Der Kern der Kapsel umfasst ein Polymer, Homopolymer oder Copolymer, das vorteilhafterweise chemisch vernetzt und mit komplexierenden und/oder dekomplexierenden Mitteln funktionalisiert ist, wobei das Polymer diese Mittel am Migrieren nach außerhalb der Kapsel hindert. So sind die erfindungsgemäßen komplexierenden Verbundkapseln beispielsweise in der Lage, in einem gegebenen Medium vorhandene chemische Entitäten spezifisch komplexieren und/oder dekomplexieren zu können.
Eine erste Verwendung kann so in der Reinigung, beispielsweise von Flüssigkeiten, Böden und dergleichen, durch selektive Komplexierung des Schmutzstoffes bestehen. Dieser Schmutzstoff wird im Inneren der Kapseln zurückgehalten, wobei es dann genügt, diese durch ein beliebiges an sich bekanntes Mittel (beispielsweise Filtration oder Sieben) zurückzugewinnen. Die Verwendungen sind in diesem Fall sehr zahlreich und betreffen insbesondere die Reinigung von Böden, Bekleidung, Flüssigkeiten usw., die radioaktive oder einfach toxische Verbindungen oder Elemente enthalten.
Außerdem besitzen die umkapselten Komplexierungsmittel im Allgemeinen unterschiedliche Komplexierungskinetiken je nach dem Charakter der chemischen Entitäten. Demzufolge können die erfindungsgemäßen Kapseln auch als Trennmittel für mehrere unterschiedliche chemische Entitäten, beispielsweise Metallkationen, verwendet werden. Die Kapseln werden in diesem Fall sehr vorteilhafterweise als Füllelemente von Elutionschromatographiesäulen verwendet. Auf industriellem Gebiet sind die Kapseln ebenfalls eine Alternative bei Ionenaustauscherharzen oder flüssig/flüssig-Extraktionen. Die Extraktion erlaubt es, verschiedene Ionen, aber auch ihre Isotope aufzutrennen. Auch kann die Verwendung dieser Kapseln für eine Isotopenanreicherung vorgesehen werden.
Insbesondere sind die Kronenether und ihre Analogen in der Lage, verschiedene Kationen wie Alkali- und Erdalkalikationen aufgrund ihres hydrophilen Hohlraums zu komplexieren. Untersuchungen haben gezeigt, dass der Ether-18-Krone-6 in der Lage ist, ein Kation wie Strontium zu komplexieren. So erlaubt die Herstellung von Kapseln, die Liganden umfassen, die in der Lage sind, die Alkali- und Erdalkalimetalle selektiv zu komplexieren, die Gewinnung, Reinigung oder Abtrennung dieser Metalle entweder für eine radioaktive Dekontamination oder eine Isotopenanreicherung.
Die erfindungsgemäßen komplexierenden Verbundkapseln, wenn sie ohne ein toxisches organisches Lösungsmittel oder mit einem organischen Lösungsmittel wie Kohlendioxid, das unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen gasförmig ist und im flüssigen oder überkritischen Zustand verwendet wird, hergestellt und von einer biokompatiblen polymeren Membran gebildet werden, haben den Vorteil, dass sie auf den Gebieten der Behandlung von Mensch bzw. Tier, Kosmetik, Ernährungswirtschaft oder des Pflanzenschutzes verwendet werden können. Beispielsweise können die Kapseln als Mittel zur Blutreinigung verwendet werden.
Schließlich können die erfindungsgemäßen komplexierenden Verbundkapseln als solche verwendet werden oder an der Herstellung von Komplexierungs- und/oder Dekomplexierungs- und/oder Trennmitteln für Verwendungen in Industrie oder Haushalt, an der Herstellung von pharmazeutischer, veterinärmedizinischen und kosmetischen Erzeugnissen wie Tabletten, Kapseln, Pulvern, Pflastern, Gelen, Cremen und Salben und an der Herstellung von Erzeugnissen für die medizinische Bildgebung (beispielsweise Kontrastmittel) oder von Textilerzeugnissen, beispielsweise auf medizinischem und/oder medizintechnischem Gebiet und dem des Zivilschutzes, beteiligt sein.
Die Erfindung wird anschließend anhand der folgenden speziellen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese Beispiele sollen die Erfindung lediglich veranschaulichen, aber in keiner Weise beschränken.
Beispiel für die Synthese eines Komplexierungsmittels, das eine polymerisierbare Funktion trägt Synthese von Acryloyloxymethyl-18-Krone-6 (Verbindung A)
In einen 250-ml-Kolben, der mit einer Membrankappe verschlossen war, wurden 50 ml wasserfreies Toluol gefüllt, das mittels einer Argonspülung entgast wurde. Anschließend wurden 1,308 g (4,43·10^–3 mol) Hydroxymethyl-18-Krone-6 (vertrieben von Aldrich) und 0,49 g (1,1 × 4,43·10^–3 mol) über Kaliumhydroxid destilliertes Triethylamin zu dem Reaktionsmedium zugegeben. Der Kolben wurde in ein Eisbad gestellt und 1 Stunde lang gerührt. Langsam wurden tröpfchenweise mittels eines Tropftrichters 0,44 g (1,1 × 4,43·10^–3 mol) Acryloylchlorid zugegeben.
Nach beendeter Zugabe wurde 4 Stunden lang bei 0°C und anschließend 16 Stunden lang bei Umgebungstemperatur gerührt. Nach diesem Zeitraum wurde der Rührvorgang beendet und der gebildete weiße Niederschlag (Niederschlag aus NEt₃·HCl) abstehen gelassen. Die durchsichtige Phase wurde entnommen und über Sand filtriert. Es wurde wasserfreies Toluol (80 ml) zu dem Gemisch zugegeben. Nach Dekantieren wurde die durchsichtige Phase erneut entnommen und über Sand filtriert. Dieser Vorgang wurde 2 Mal wiederholt. Alle durchsichtigen Phasen wurden dann vereinigt, und das Lösungsmittel wurde in einem Rotationsverdampfer verdampft. Ein gelbes Öl (1,28 g, 3,45·10^–3 mol), das dem erwarteten Produkt entsprach, wurde nach Durchlauf über einer Siliciumdioxidsäule mit Dichlormethan als Elutionsmittel erhalten.
Ausbeute: 78%
¹H-NMR (CDCl₃, innerer Standard HMDS) δ (ppm): 3,60-3,72 m 23H; 4,28 m 2H; 6,43-5,95 m 3H.
Beispiel für die Synthese von komplexierenden Kapseln durch Grenzflächen-Polykondensation
Beispiel für die Herstellung von Polyamidkapseln, die ein Gel aus einem chemisch vernetzten Polymer der Verbindung (A) enthielten, durch ein inverses System.
Herstellung der organischen Phase

• Lösung 1: 1 g Tensid (HYPERMER^® B261), gelöst in 1 l Cyclohexan, das zuvor über Calciumhydrid destilliert worden war.
• Lösung 2: 1,6 g Terephthaloyldichlorid und 0,2 g Terephthaloyltrichlorid wurden in 10 ml Chloroform gelöst.

Herstellung der wässrigen Phase

• Lösung 3: in 10 ml ionenausgetauschtem Wasser wurden gelöst: ? 1 g (8,61·10^–3 mol) Hexamethylendiamin, ? 1,444 g (1,72·10^–2 mol) Natriumhydrogencarbonat, ? 1 g (2,87·10^–3 mol) Monomer A, das wie weiter oben beschrieben erhalten worden war, und ? 0,044 g (2,85·10^–4 mol) N,N'-Methylenbisacrylamid (MEBA).
• Lösung 4: in 5 ml ionenausgetauschtem Wasser wurden gelöst: ? 0,0403 g (1,44·10^–4 mol) 4,4'-Azobis-(4-cyanovaleriansäure) (ACVA) und ? 0,0241 g (2,87·10^–4 mol) Natriumhydrogencarbonat.

Die hergestellten Lösungen wurde zunächst 1 Stunde lang unter einem Argonstrom entgast. Der Reaktor wurde ebenfalls unter einer Argonatmosphäre konditioniert. Danach wurden 150 ml organische Phase (Lösung 1) in den Reaktor gefüllt. Der Rührer wurde auf 800 Umin^–1 eingestellt. Die zwei wässrigen Phasen (Lösungen 3 und 4) wurden extra in einem Becherglas vermischt und anschließend zu dem Reaktionsmedium zugegeben. Das Rührsystem wurde 2 Minuten auf 800 Umin^–1 stabilisiert.
Nach erhaltener Dispersion wurde das Rühren auf 200 Umin^–1 verringert und die reaktive Phase (Lösung 2) tropfenweise (mittels einer Druckkolbenspritze) zu dem Reaktionsmedium zugegeben. Dieses wurde 4 Stunden lang bei Umgebungstemperatur gerührt, wobei es unter einem konstanten Argonstrom gehalten wurde.
Nach diesem Zeitraum wurde die Temperatur des Reaktionsgemischs 3 Stunden lang mittels eines thermostatierten Bades auf 60°C erhöht. Durch die Erwärmung wurde die radikalische Polymerisationsreaktion in situ initiiert. Schließlich wurde das Medium 1 Stunde lang bei 70°C erhitzt, um die radikalische Polymerisation zu beenden. Nach Beendigung der Reaktion wurde eine Menge (150 ml) der Dispersionsphase zu dem Gemisch zugegeben und die Polykondensationsreaktion als abgebrochen angesehen. Tatsächlich war die Reaktion nicht wirklich abgebrochen, sondern nur beträchtlich verlangsamt.
Die erhaltenen Minikapseln wurden über Papier filtriert und anschließend nacheinander mit wässrigen Lösungen von TWEEN^® 20 mit abnehmender Konzentration (3100 ml mit 5 g·l^–1, 3100 ml mit 2,5 g·l^–1 und 3100 ml mit 1 g·l^–1) und anschließend mit ionenausgetauschtem Wasser (2·120 ml) gewaschen.
Die topographischen Eigenschaften der so synthetisierten komplexierenden Kapseln wurden durch Betrachtung mit einem optischen Mikroskop sowie mit einem Elektronenrastermikroskop bestimmt.
Die Größe der komplexierenden Kapseln betrug einen Durchmesser von 100 bis 300 μm.
Verwendungsbeispiel
Konduktometrie
Leitfähigkeitsmessungen mit komplexierenden Kapseln erlauben es, die komplexierenden Eigenschaften des chemisch vernetzten und umkapselten Polymers gegenüber Strontiumionen (Sr⁺⁺) zu bewerten. Die zuvor erhaltenen komplexierenden Kapseln wurden (2 Tage lang) einer Dialyse unterworfen, die in einem Bad aus ionenausgetauschtem Wasser durchgeführt wurde, wobei das Wasser regelmäßig erneuert wurde.
Um diese Messung ordnungsgemäß durchzuführen, wurde eine wässrige Strontiumdichloridlösung mit bekannter Konzentration derart hergestellt, dass sie das folgende Verhältnis hatte: 3 mol Strontium auf 1 mol Monomer (Verbindung A).
Die Messung der Bezugsprobe erfolgte mittels der Strontiumlösung mit bekannter Konzentration.
Die Elektrode maß die Leitfähigkeit eines gegebenen Volumens (V = 12 cm³) zum Zeitpunkt t = 0. Nach Stabilisierung der Leitfähigkeit wurde die Lösung mit einem Volumen V = 1,5 ml Referenzkapseln (Kapseln mit Polyamidmembran, die ausschließlich Wasser enthielten) verdünnt. Die Veränderung der Leitfähigkeit dieser Lösung wurde registriert und anschließend über einen Zeitraum von 30 Minuten (1 Messung pro Sekunde) verarbeitet.
Derselbe Versuch wurde wiederholt, wobei dieses Mal ein Volumen V = 1,5 ml von zuvor erhaltenen komplexierenden Kapseln (Kapseln mit Polyamidmembran, die das Gel aus dem chemisch vernetzten Polymer der Verbindung (A) enthielten) verwendet wurde: Die Elektrode wurde in 12 cm³ der wässrigen Strontiumdichloridlösung mit bekannter Konzentration zu t = 0 eingetaucht. Die Kapseln wurden zugegeben, und die Leitfähigkeit der Lösung einen Zeitraum von 30 Minuten (1 Messung pro Sekunde) gemessen.
In 1 ist das Ergebnis dieser Leitfähigkeitsmessung (angegeben als Strontiumkonzentration in Abhängigkeit von der Zeit), die mit Referenzkapseln (•) und komplexierenden Kapseln (?) durchgeführt wurde, gezeigt:

1. vor Zugabe der Kapseln (t < 180 s) betrug die Konzentration der Strontiumionen 140 mmol/l (140,1 mmol/l für die Referenzkapseln und 139,8 mmol/l für die komplexierenden Kapseln) mit einem Messfehler von 0,3 mmol/l (Genauigkeit des Leitfähigkeitsmessers 0,2 %), und
2. nach Zugabe der Kapseln sank die Konzentration der Strontiumionen in der Lösung (125,3 mmol/l) für die Referenzkapseln und 123,5 mmol/l für die komplexierenden Kapseln).

Die Veränderung der Strontiumionenkonzentration der Lösung, welche die erfindungsgemäßen komplexierenden Kapseln enthielt (16,3 mmol/l), war größer als diejenige, die bei der Lösung beobachtet wurde, welche die Referenzkapseln enthielt (14,8 mmol/l). Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die komplexierenden Kapseln einem Teil der Strontiumionen effizient komplexiert hatten, der dann von der Elektrode nicht mehr nachweisbar war, weshalb die Restkonzentration an Strontium geringer war. Die Veränderung, die auf die Komplexierung zurückzuführen war, selbst wenn sie klein (1,5 mmol/l) war, ist signifikant, da sie größer als der Messfehler (0,3 mmol/l) war.

Claims

Komplexierende Verbundkapseln, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen aus: a) einem Kern, der Mittel umfasst, die in der Lage sind, chemische Entitäten zu komplexieren und/oder zu dekomplexieren und welche durch ein oder mehrere Monomere, die einer Polymerisation unterworfen wurden, funktionalisiert sind, und b) einer polymeren Membran, die durch Polykondensation von mindestens zwei Monomeren gebildet ist, den Kern umschließt und für diese chemischen Entitäten durchlässig ist, bestehen.
Kapseln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Durchmesser einige Nanometer bis einige Millimeter, vorzugsweise zwischen etwa 1 μm und etwa 500 μm, und besonders bevorzugt zwischen 100 μm und 300 μm beträgt.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Membran aus einem Polyamid-, Polyester-, Polyharnstoff-, Polyurethan-, Polyetherurethan- und Polyetherurethanharnstoff-Polymer oder einem von deren Copolymeren besteht.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, die in der La ge sind, chemische Entitäten zu komplexieren und/oder zu dekomplexieren, aus neutralen oder ionischen komplexierenden Liganden, vorzugsweise aus Coronanden, Kryptanden und Podanden, die durch mindestens ein Monomer funktionalisiert sind, ausgewählt sind.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplexierungsmittel ein Kronenether und vorzugsweise der Kronenether 18-C-6, der durch mindestens ein Monomer funktionalisiert ist, ist.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern ein komplexierendes Polymer umfasst, das aus der radikalischen Polymerisation von Komplexierungsmitteln resultiert, die durch wenigstens ein Monomer funktionalisiert sind, das mindestens eine Ungesättigtheit, vorzugsweise eine vinylische Ungesättigtheit, enthält.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern ein chemisch vernetztes komplexierendes Polymer umfasst, das aus der radikalischen Polymerisation von Komplexierungsmitteln, die durch wenigstens ein Monomer funktionalisiert sind, das mindestens eine Ungesättigtheit enthält, und der Vernetzung des Produkts dieser Polymerisation resultiert.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplexierungsmittel durch wenigstens ein Monomer funktionalisiert ist, das mindestens eine vinylische Ungesättigtheit und mindestens eine hydrophile Gruppe enthält.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplexierungsmittel durch die monomere Acryloyloxymethyl-Spezies funktionalisiert ist.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplexierungsmittel Acryloyloxymethyl-18-Krone-6 ist.
Kapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Grenzflächen-Polykondensation in einem dispergierten Medium erhalten worden sind.
Verfahren zur Herstellung von komplexierenden Verbundkapseln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen: – Herstellen einer stabilisierten Dispersion einer Phase P₁, die eine Lösung mindestens eines Monomers M₁ und mindestens eines Monomers M_C, das auf mindestens ein Komplexierungsmittel aufgepfropft ist, in mindestens einem Lösungsmittel S₁ umfasst, gegebenenfalls in Gegenwart eines Vernetzungsmittels, in einer Phase P₂, die mindestens ein Lösungsmittel S₂, das im Wesentlichen mit P₁ unmischbar ist, und gegebenenfalls ein mit S₁ und S₂ verträgliches Tensid umfasst, unter Rühren, – Zugeben des in S₂ mischbaren Monomers M₂ zu dieser stabilisierten Dispersion, um die Grenzflächen-Polykondensation durchzuführen und Kapseln zu bilden, die das auf mindestens ein Komplexierungsmittel aufgepfropfte Monomer einschließen, – Polymerisieren des (der) Monomeren M_C, die durch mindestens ein Komplexierungsmittel funktionalisiert sind, um ein komplexierendes Polymer zu erhalten, das gegebenenfalls derart vernetzt wird, dass ein chemisch vernetztes und umkapseltes komplexierendes Polymer erhalten wird, und – Abtrennen der so erhaltenen komplexierenden Verbundkapseln umfasst.
Verfahren zur Herstellung von komplexierenden Verbundkapseln, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen: – Herstellen einer stabilisierten Dispersion einer Phase P₁, die eine Lösung mindestens eines Monomers M₁ und mindestens eines Monomers M_C, das auf mindestens ein Komplexierungsmittel aufgepfropft ist, in mindestens einem Lösungsmittel S₁ umfasst, gegebenenfalls in Gegenwart eines Vernetzungsmittels, in einer Phase P₂, die mindestens ein Lösungsmittel S₂, das im Wesentlichen mit P₁ unmischbar ist, das mit S₂ mischbare Monomer M₂ und gegebenenfalls ein mit S₁ und S₂ verträgliches Tensid umfasst, unter Rühren, – Grenzflächen-Polykondensation und gleichzeitige radikalische Polymerisation des (der) Monomeren M_C, die mindestens ein Komplexierungsmittel funktionalisieren, und gegebenenfalls Vernetzung, um ein chemisch vernetztes und umkapseltes komplexierendes Polymer zu erhalten, und – Abtrennen der so erhaltenen komplexierenden Verbundkapseln umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis von Phase P₁ zu Phase P₂, das heißt der dispergierten zu der Dispersionsphase, 20/1 bis 1/20 und vorzugsweise zwischen 10/1 und 1/10 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersionsphase ein Tensid enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase P₁ die wässrige Phase ist, die in der organischen Phase P₂ dispergiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase P₁ die organische Phase ist, die in der wässrigen Phase P₂ dispergiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel der organi schen Phase aus üblichen organischen Lösungsmitteln wie Toluol, Cyclohexan, Tetrachlormethan und Chloroform und gasförmigen Lösungsmitteln, die in den flüssigen und/oder überkritschen Zustand während der Grenzflächen-Polykondensation gebracht werden können, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel der organischen Phase Kohlendioxid im flüssigen und/oder überkritischen Zustand ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomere M₁ und M₂ wenigstens bifunktionelle Monomere sind, die aus Diolen und Diaminen für die hydrophilen Monomeren und aus Säuredichloriden, Diisocyanaten und zu Diisocyanat funktionalisierten Polyethern für die lipophilen Monomeren ausgewählt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation und gegebenenfalls die Vernetzung des Monomers M_C, das mindestens ein Komplexierungsmittel funktionalisiert, eine radikalische Polymerisation ist.
Verwendung von komplexierenden Verbundkapseln nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Komplexierungs- und/oder Dekomplexierungsmittel, die für chemische Entitäten selektiv sind.
Verwendung nach Anspruch 21 zur Reinigung von Solen und Flüssigkeiten, die durch toxische oder radioaktive Verbindungen bzw. Elemente verunreinigt sind.
Verwendung nach Anspruch 21 zur Auftrennung mehrerer unterschiedlicher chemischer Entitäten, beispielsweise metallischer Kationen.
Verwendung nach Anspruch 21 als Alternative zu Ionenaustauscherharzen oder flüssig/flüssig-Extraktionen zur Auftrennung oder Extraktion von Metallionen oder auch zur Isotopenanreicherung.
Verwendung nach Anspruch 21 von biologisch verträglichen komplexierenden Verbundkapseln auf den Gebieten der Therapie von Mensch oder Tier, von Kosmetik, Ernährungswirtschaft und Pflanzenschutz.
Komplexierungs- und/oder Dekomplexierungs- und/oder Trennmittel, das komplexierende Verbundkapseln wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert umfasst.