EP0889926A1 - Cyclodextringruppen enthaltende polymere, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung - Google Patents

Cyclodextringruppen enthaltende polymere, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung

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EP0889926A1
EP0889926A1 EP97914240A EP97914240A EP0889926A1 EP 0889926 A1 EP0889926 A1 EP 0889926A1 EP 97914240 A EP97914240 A EP 97914240A EP 97914240 A EP97914240 A EP 97914240A EP 0889926 A1 EP0889926 A1 EP 0889926A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cyclodextrin
cyclodextrins
polymers
groups
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97914240A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen HUFF
Axel Kistenmacher
Gunnar Schornick
Meik Weickenmeier
Gerhard Wenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of EP0889926A1 publication Critical patent/EP0889926A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/04—Dispersions; Emulsions
    • A61K8/042—Gels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/73—Polysaccharides
    • A61K8/738—Cyclodextrins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00—Preparations for care of the skin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/20—Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/22—Carbohydrates or derivatives thereof
    • C11D3/222—Natural or synthetic polysaccharides, e.g. cellulose, starch, gum, alginic acid or cyclodextrin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof

Definitions

  • the invention relates to polymers containing cyclodextrin groups, processes for their preparation and their use as gel formers and thickeners, for the molecular encapsulation of active ingredients in the field of pharmacy, cosmetics and crop protection, and as a detergent additive, as an additive to fabric softeners and as textile and laundry aftertreatment agents.
  • cyclodextrins as agents for the microencapsulation of substances (e.g. fragrances, pharmaceuticals, insecticides and toxic substances) has been described many times, an overview can be found e.g. with W. Saenger in Angew. Chem. Int. Ed. Engl., Volume 19, 344 (1980) and G. Wenz in Angew. Chem. Int. Ed. Engl., Vol. 33, 803 (1994).
  • the incorporation of cyclodextrins in polymers is also a frequently used technique which is used above all to immobilize cyclodextrins on solid phases.
  • the immobilized cyclodextrins are mainly used as stationary phases in chromatographic enantiomer separation. There are different methods for linking the cyclodextrins with polymers.
  • Cyclodextrins can be polymerized by suitable coupling or crosslinking agents, cf. Helv. Chim. Acta, Vol. 48, 1225 (1965).
  • the polymers produced in this way contain cyclodextrin units in the main chain of the polymer.
  • Polymers with cyclodextrins as side chain constituents can be produced by providing a cyclodextrin with a polymerizable group and then carrying out a polymerization with a suitable comonomer.
  • This method is e.g. possible with cyclodextrin acrylates, cf. DE-A-40 09825.
  • JP-A-3221 501 describes a process for the radical grafting of cyclodextrin methacrylate onto polyvinyl alcohol.
  • connection of cyclodextrins to polymers is also possible through the use of suitable bifunctional coupling agents.
  • An example of this can be found in DE-A-39 14 28, which describes the coupling of cyclodextrins with gelatin using a bis-glycidyl ether.
  • the coupling to chitosan can be carried out using the same method (JP-A-07 173 201).
  • WO-A-91/18023 a polymer base
  • the scaffold is prepared for the reaction with the cyclodextrin by first converting polyvinyl alcohol with 3-chloropropanal to the acetal.
  • the polymer obtained now contains side chains with chlorine end groups, which are reacted with cyclodextrinate anions in a nucleophilic substitution reaction.
  • a process is known from JP-A-55 07 402 in which a polymer containing reactive groups is reacted with unmodified cyclodextrins to introduce cyclodextrins into polymers.
  • cyclodextrins with reactive groups e.g. Epoxy groups
  • Halogen functionalized cyclodextrins e.g. Cyclodextrins iodized in the ⁇ position can, according to the teaching of JP-A-3 221 504, with N-containing polymers, e.g. Polyallylamines.
  • N-containing polymers e.g. Polyallylamines.
  • amino group-containing cyclodextrins to nitrile group-containing polymers was also used in accordance with JP-A-62/258702 in order to incorporate cyclodextrins into the side chains of polymers.
  • reaction products are used to produce membranes for the enantiomer separation of amino acids. If double bonds are introduced into cyclodextrins, these can be coupled to polymers containing Si-H groups by means of a hydrosilylation reaction (US Pat. No. 5,403,898). Polymers containing amino groups can also be reacted with chloromethylated polystyrene (JP-A-54 061 291).
  • the object of the present invention is to provide polymers containing cyclodextrin groups which, depending on the choice of the reactants and reaction conditions, can be water-insoluble or water-soluble.
  • polymers containing cyclodextrin groups which are obtainable by a) Deprotonation of cyclodextrins or modified cyclodextrins which can be prepared by reacting cyclodextrins with alkylene oxides, alkyl halides, acid chlorides, epichlorohydrin, isocyanates or halogenated carboxylic acids, with bases with the exclusion of water and
  • reaction of the deprotonated cyclodextrins or cyclodextrin derivatives obtainable according to (a) with polymers containing reactive groups in the absence of water the reaction of cyclodextrins or modified cyclodextrins with reactive polymers containing isocyanate groups or acid chloride groups on the Deprotonation step can be dispensed with.
  • the invention also relates to a process for the preparation of the above-described polymers containing cyclodextrin groups, in which
  • Cyclodextrins or cyclodextrin derivatives which can be prepared by reacting cyclodextrins with alkylene oxides, alkyl halides, acid chlorides, epichlorohydrin, isocyanates or halogenated carboxylic acids, deprotonated with bases in the absence of water and
  • cyclodextrins e.g. ⁇ -, ß-, ⁇ - and ⁇ -cyclodextrins into consideration. They are obtained, for example, by enzymatic breakdown of starch and consist of 6 to 9 D-glucose units which are linked to one another via an ⁇ -1,4-glycosidic bond.
  • ⁇ -Cyclodextrin consists of 6 glycose molecules.
  • Modified cyclodextrins are to be understood as meaning reaction products which can be prepared by reacting cyclodextrins with alkylene oxides, alkyl halides, acid chlorides, epichlorohydrin, isocyanates or halogenated carboxylic acids.
  • reaction products of ⁇ -, ⁇ - and ⁇ -cyclodextrins with alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide or styrene oxide are suitable, reaction products of the cyclodextrins mentioned with alkylating agents such as C 1 -C 22 -alkyl halides, for example methyl chloride, ethyl chloride, isopropyl chloride, n- Butyl chloride, isobutyl chloride, ethyl bromide, n-butyl bromide, benzyl chloride, lauryl chloride, stearyl chloride or benzyl chloride and dimethyl sulfate.
  • alkylating agents such as C 1 -C 22 -alkyl halides, for example methyl chloride, ethyl chloride, isopropyl chloride, n- Butyl chloride, isobutyl chloride, ethyl bromid
  • cyclodextrins are also by reaction with halogenated carboxylic acids or their salts possible, for example with chloroacetic acid.
  • the cyclodextrins in question can also be modified by reaction with acid chlorides such as acetyl chloride, acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride or benzoyl chloride.
  • cyclodextrins are possible by reaction with epichlorohydrin or isocyanates such as tetramethylene-1,4-diisocyanate, hexamethylene 1, 6-diisocyanate, 1,2-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate , Octarethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, tetradecamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane-4, 4'-diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate , 1, 5-naphthalene diisocyanate, 2,2 ', 6,6'te
  • dimeric and higher oligomers of the isocyanates and polymeric isocyanates can also be used.
  • N, N 'bis (3-isocyanato-4-methylphenyl) uretdione (2,4-tolylene diisocyanate dimer) can be used.
  • Triisocyanates such as, for example, 2,4,6-triisocyanatol toluene, are suitable as customary higher-functional diisocyanates. Mixtures of the isocyanates mentioned can also be used.
  • modified cyclodextrins are dimethyl- ⁇ -cyclodextrin, 2,6-dimethyl- ⁇ -cyclodextrin and substituted, preferably statistically substituted derivatives such as acetyl- ⁇ -cyclodextrin, hydroxypropy1- ⁇ -cyclodextrin, hydroxypropyl- ⁇ - cyclodextrin, hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin and methyl- ⁇ -cyclodextrin.
  • ⁇ -, ⁇ - and ⁇ -cyclodextrin or mixtures of such cyclodextrins are preferably used.
  • the cyclodextrins or modified cyclodextrins described above are deprotonated in a first reaction stage.
  • hydrides, alkyl or aryl compounds of metals from the first to third main groups of the periodic table or alkali metal amides, alkali metal alcoholates or alkali metal hydroxides can be used for this purpose.
  • Suitable bases are, for example, lithium hydride, sodium hydride, lithium borohydride, lithium aluminum hydride, potassium hydride and organic alkali metal compounds such as butyl lithium, phenyl lithium or magnesium alkyl halides such as ethyl magnesium bromide.
  • Organic aluminum compounds such as triethyl aluminum and alkali metal amides such as Sodium amide.
  • the metals of the first to third main groups of the periodic table itself for example sodium or potassium metal, are also suitable. In principle, mixtures of all the bases mentioned can also be used. Lithium hydride, sodium hydride and / or sodium methoxide are preferably used as the base. At least 1 mol of a base is used per mol of cyclodextrin or cyclodextrin derivative.
  • Deprotonation is carried out in an anhydrous solvent or diluent which is inert to the base used.
  • Suitable diluents are, for example, dimethylformamide, dioxane, tetrahydrofuran, dirnethylacetamide, pyridine and dimethyl sulfoxide.
  • the deprotonated cyclodextrins or modified cyclodextrins are reacted in a second process step with polymers containing reactive groups in the absence of water.
  • the deprotonated compounds are added to the reactive group-containing polymer.
  • Polymers containing reactive groups are to be understood to mean all polymers which contain anhydride, isocyanate, acid halide, epoxy groups or halogens as the reactive group.
  • Suitable polymers containing anhydride groups can be obtained, for example, by polymerizing monoethylenically unsaturated dicarboxylic anhydrides.
  • the dicarboxylic anhydrides have, for example, 4 to 12 carbon atoms, e.g.
  • Maleic anhydride is preferably used.
  • the monoethylenically unsaturated carboxylic acid anhydrides are polymerized, for example, in the manner of a precipitation polymerization in an aromatic solvent such as toluene, xylene, isopropylbenzene or cumene in the presence of polymerization initiators which form free radicals.
  • Peroxiesters are preferably used as the initiator, cf. EP-A-0 276 464.
  • Suitable reactive group-containing polymers are also obtainable by copolymerizing the above-mentioned ethylenically unsaturated anhydrides with other copolymerizable monomers.
  • Such copolymerizable monomers are, for example, C 2 -C 1 -olefins, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, C 1 -C 24 -alkyl vinyl ether, N-vinylformamide, mono-ethylenically unsaturated C 3 - to C 8 -carboxylic acids, their esters and amides.
  • suitable olefins are ethylene, propylene, n-butene, isobutene and diisobutene.
  • Alkyl vinyl ethers which are preferably suitable are methyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether and
  • Suitable monoethylenically unsaturated carboxylic acids are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and crotonic acid.
  • esters of the monoethylenically unsaturated carboxylic acids in question preference is given to using ethyl acrylate, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and 2-ethylhexyl methacrylate.
  • Preferred amides are acrylamide and methacrylamide.
  • Reactive copolymers which are preferably used are copolymers of N-vinylpyrrolidone and maleic anhydride, copolymers of isobutene and maleic anhydride, copolymers of N-vinylcaprolactam and maleic anhydride, copolymers of butyl vinyl ether and maleic acid anhydride and maleic acid anhydride from acrylic acid and maleic anhydride.
  • the maleic anhydride copolymers can contain the comonomers in copolymerized amounts in amounts of, for example, 1 to 99, preferably 10 to 90 mol%.
  • copolymers of N-vinylpyrrolidone and maleic anhydride, of isobutene and maleic anhydride or of diisobutene and maleic anhydride are preferably used.
  • Containing anhydrides in copolymerized form may optionally contain further copolymerizable monoethylenically unsaturated monomers in copolymerized form.
  • monomers are for example C 4 -C 3 o-01efine, polyisobutenes with molecular weights up to 6000, in particular up to 2500, especially up to 1200, vinyl formate, vinyl acetate, 4-vinyl pyridine, styrene and methyl styrene.
  • the polymers containing reactive groups may also contain copolymerized alkyl vinyl isocyanates such as methyl vinyl isocyanate or vinyl isocyanate or vinyl oxirane.
  • Such polymers are produced, for example, by radically polymerizing or copolymerizing vinyl isocyanate or alkyl vinyl isocyanates, or by epoxidizing unsaturated polymers in a polymer-analogous manner.
  • copolymers of these monomers with the comonomers given above which are given for the preparation of the polymers having reactive groups.
  • preference is given to using those comonomers which have no functions which are reactive toward isocyanate groups under the reaction conditions.
  • Suitable reactive polymers contain acid halide groups.
  • Such polymers can be obtained, for example, by polymerizing chlorides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid chloride or by chlorinating polymers of monoethylenically unsaturated carboxylic acids, for example by Chlorination of polyacrylic acid or copolymers of acrylic acid and maleic acid with thionyl chloride.
  • Polymers containing epoxy groups are preferably produced by polymerizing glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate.
  • These reactive monomers can optionally be copolymerized with other comonomers such as acrylic esters of alcohols having 1 to 8 carbon atoms.
  • Polymers containing halogen such as polyvinyl chloride or chlorinated polystyrenes, are also suitable as reactive polymers.
  • the molecular weights of the reactive polymers can vary within a wide range. Suitable polymers contain at least 3 monomer units. The molar masses of the reactive polymers are, for example, 200 to 5,000,000 (Mw) and are preferably in the range from 500 to 1,000,000 (Mw). Polymers containing cyclodextrin groups which are preferably suitable are obtainable, for example, from
  • N-vinyl pyrrolidone N-vinyl caprolactam
  • Ci Ci to C 24 alkyl vinyl ether
  • the reactive group-containing polymers can be crosslinked.
  • the polymers according to the invention containing cyclodextrin groups are generally readily water-soluble, i.e. normally at least 5% by weight soluble in water.
  • the polymers containing cyclodextrin groups are used as gel formers and thickeners, for the molecular encapsulation of active substances in the field of pharmacy, cosmetics and plant protection, and as a detergent additive, as an additive to fabric softeners and as a textile and laundry aftertreatment agent.
  • the polymers of the invention can, for example, solubilize poorly water-soluble compounds by forming host-guest inclusion compounds.
  • the viscosity-increasing effect occurs by adding water-soluble or water-dispersible polymers which contain lipophilic groups, the lipophilic groups being contained in the polymer main chain and / or being attached to the polymer as side groups .
  • Suitable lipophilic groups include adamantyl groups or C - C 2 s-alkyl or alkenyl radicals.
  • the cyclodextrin-containing polymers form cooperative effects through noncovalent linkage with the hydrophobic group-containing polymers. These interactions are naturally particularly strong in water or water-containing solvents, they become weaker in solvents with a lower polarity.
  • a water-soluble or a water-dispersible polyester with the cyclodextrins according to the invention can thicken the aqueous system by forming a physical network.
  • Suitable polyesters which show this effect are known compounds which are used, for example, in detergents as graying inhibitors. They are obtainable by esterifying terephthalic acid with ethylene glycol and polyalkylene glycols with a molecular weight of 500 to 5000.
  • Condensable monomers which can enable a polymer to interact with the cyclodextrin polymers are hydrophobic diols, triols and higher alcohols. Hydrophobic mono-, di-, tricarboxylic acids and higher-quality hydrophobic carboxylic acids are also suitable.
  • polyesters that contain hydrophobic side chains.
  • polyesters into which fatty alcohols and / or their alkoxylated derivatives have been condensed can cause thickening.
  • the reaction of hydrophobic polyhydric alcohols with isocyanates and condensable hydrophilic components can of course also lead to suitable hydrophobic groups containing water-soluble polymers.
  • polymers that are accessible through the copolymerization of hydrophilic polymer-forming ethylenically unsaturated compounds with hydrophobic monomers are, for example, polyacrylates containing hydrophobic groups.
  • ethylenically unsaturated carboxylic acids can be copolymerized with acrylates such as lauryl acrylate or stearyl acrylate in order to produce suitable polymers.
  • Urethane alkoxylates can also serve as polymers containing hydrophobic groups.
  • the binding of monohydric C $ to C 2 ⁇ alcohols to polyalkylene oxides using di- or oligoisocyanates can lead to suitable polymers.
  • the connection of hydrophobic molecules to hydrophilic polymer segments can, however, also take place via chlorohydrins such as epichlorohydrin or bis-glycidyl ether.
  • cyclodextrin group-containing polymers according to the invention can be used for the molecular encapsulation of active substances.
  • the active ingredients can be pharmaceuticals, cosmetics or pesticides such as insecticides,
  • the advantages of the molecular encapsulation of active substances with cyclodextrin-containing polymers are the protection of the active substances from the action of light and oxygen, the solubilization of water-insoluble substances and / or the increase in their dissolving speed, and the stabilization of emulsions and foams , in the immobilization of volatile and toxic substances. This results in better handling, more advantageous dosing and a higher storage stability.
  • the immobilization of active substances with the polymers containing cyclodextrin groups which is possible according to the invention, the reactivity of the enclosed substances, for example, is specifically influenced.
  • the polymers can also be used in gel inclusion chromatography, capillary electrophoresis, in chiral separation columns for separating compounds and as chemosensors.
  • the cyclodextrin polymers according to the invention with anionic groups are also suitable for the inclusion of Active substances and pollutants and the subsequent separation by forming polyelectrolyte complexes by adding polycations (such as polyvinylamine, polyethyleneimine, chitosan or polymers containing quaternary N atoms).
  • a copolymer of N-vinylpyrrolidone and maleic anhydride is prepared according to the Makromol.Chem. 178, 1729-1738 (1977) given by polymerizing 2.86 g of N-vinyl pyrrolidone and 0.49 g of maleic anhydride with dibenzoyl peroxide as the initiator. The polymerization is carried out at 70 ° C. and the polymer is dissolved in 25 ml of anhydrous dimethylformamide.
  • Oligomeric compounds are separated by ultrafiltration in water against a cellulose membrane with an exclusion limit of 20,000 daltons. Measurements with the aid of gel permeation chromatography (GPC measurements) show complete accumulation of the unreacted cyclodextrin molecules in the permeate, while the retentate consists exclusively of high molecular weight cyclodextrin polymers. The retentate is freeze-dried. 2.88 g of a polymer containing ⁇ -cyclodextrin groups are obtained. The yield is 35%. The cyclodextrin content in the polymer is between 45 and 50% by weight based on rotational value measurements. With the aid of microcalorimetry, the formation of inclusion compounds of the cyclodextrin polymer with monomeric as well as with polymeric guest molecules can be detected.
  • GPC measurements gel permeation chromatography
  • a copolymer is first prepared by polymerizing a mixture of 8.738 g of N-vinylpyrrolidone and 1.5706 g of maleic anhydride at 95 ° C. with dibenzoyl peroxide as the polymerization initiator.
  • the copolymer is dissolved in 100 ml of anhydrous dimethylformamide.
  • 17.164 g of ⁇ -cyclodextrin are dissolved in 400 ml of anhydrous dimethylformamide and activated by deprotonation with a stoichiometric amount of lithium hydride (0.122 g).
  • the cyclodextrinate obtainable in this way is reacted with the solution of the copolymer of N-vinylpyrrolidone and maleic anhydride described above. After a reaction time of 20 hours at room temperature, the dimethylformamide is distilled off and the solid residue is dissolved in 100 ml of water. The polymer solution is purified using ultrafiltration in water against a cellulose membrane with an exclusion limit of 20,000 daltons. GPC measurements show a complete accumulation of the unreacted cyclodextrin molecules in the permeate, while the retentate consists exclusively of high molecular weight cyclodextrin polymers. Freeze-drying the retentate gives 8.868 g of ⁇ -cyclodextrin polymer as a solid. The yield is 32.28%.
  • the aqueous polymer solution is purified by means of ultrafiltration against a cellulose membrane with an exclusion limit of 20,000 daltons.
  • GPC measurements show a complete accumulation of the unreacted cyclodextrin molecules in the meat, while the retentate consists exclusively of polymers containing ⁇ -cyclodextrin groups. Freeze-drying the retentate gives 1.431 g of ⁇ -cyclodextrin polymer as a solid. The yield is 25.3%.
  • ⁇ -NMR measurements the cyclodextrin content of the polymer is against an internal standard
  • ⁇ -cyclodextrin polymer 1.673 g of ⁇ -cyclodextrin polymer as a solid with a yield of 25.7%.
  • the cyclodextrin content in the polymer is 50.72% by weight (determined using an i H-NMR measurement). With the help of micro-calorimetry, the formation of inclusion compounds of the ⁇ -cyclodextrin polymer with adamantane carboxylic acid and tert-butyl benzoic acid as guest molecules could be detected.
  • 6.488 g of ⁇ -cyclodextrin are dissolved in 150 ml of anhydrous dimethylformamide and activated by deprotonation with a stochiometric amount of lithium hydride of 0.04 g.
  • the resulting cyclodextrinate is mixed with a solution of 0.801 g of a copolymer of isobutene and maleic anhydride with a molecular weight (Mw) of 3000 (K value according to Fikentscher in 1% solution in cyclohexanone: 15) in 50 ml of anhydrous dimethylformamide implemented.
  • Mw molecular weight
  • the dimethylformamide is then distilled off and the solid residue is dissolved in 100 ml of water at room temperature.
  • the polymer solution is cleaned using the method given in Example 3. Freeze-drying the retentate gives 1.3 g of a polymer containing cyclodextrin groups as a solid with a yield of 18.24%.
  • the polymer solution is purified by the method described in Example 3. Freeze-drying gives the retentate 0.741 g of ⁇ -cyclodextrin polymer as a solid with a yield of 12.5%.
  • the cyclodextrin content in the polymer is 10 17.51% by weight. With the help of microcalorimetry, the formation of inclusion compounds with 1,8-octanediol as a guest molecule could be detected.
  • the aqueous polymer solution is purified by the method given in Example 3. Freeze-drying retentate
  • ⁇ -cyclodextrin ⁇ -cyclodextrin are dissolved in 200 ml of anhydrous dimethylformamide and activated by deprotonation with a stochiometric amount of lithium hydride of 0.04 g.
  • the lithium cyclodextrinate formed is mixed with a solution of 1.082 g of an alternating copolymer of diisobutene and maleic anhydride with a molecular weight of (Mw) of 1900 (K value after 5 Fikentscher in 1% solution in cyclohexanone: 12) implemented in 50 ml of anhydrous dimethylformamide.
  • Mw molecular weight of 1900
  • the demethylformamide is then distilled off and the solid residue is dissolved in 100 ml of water at 20 ° C.
  • the aqueous polymer solution is cleaned as described in Example 3. Freeze-drying the retentate gives 2 g of ⁇ -cyclodextrin polymer as a solid with a yield of 26.4%.
  • the polymer solution is purified by ultrafiltration against a cellulose membrane with an exclusion limit of 20,000 daltons until free ⁇ -cyclodextrin is no longer detected in the retentate by means of GPC control. After freeze-drying the retentate, the ⁇ -cyclodextrin polymer is obtained as a white solid.
  • the ß-cyclodextrin content of the polymer is 26.76% by weight of ß-cyclodextrin according to iH-NMR measurement.
  • the formation of inclusion compounds of the ⁇ -cyclodextrin polymer with guest molecules for example 4-tert-butylaniline or 4-tert-butylbenzoic acid
  • guest molecules for example 4-tert-butylaniline or 4-tert-butylbenzoic acid
  • the polymer solution is purified by ultrafiltration with water against a cellulose membrane with an exclusion limit of 20,000 daltons.
  • the retentate is freeze-dried and 3.728 g of polymer are obtained.
  • X H-NMR measurement the ratio of 4-tert-butylaniline amidated maleic acid drid unit to hydrolyzed maleic anhydride unit 1 to 12.08.
  • the polymers prepared according to Examples 9 and 10 were mixed individually and as a 1: 1 mixture (volume ratio) with a 1% by weight NaCl solution (FIG. 1) and with distilled water (FIG. 2) up to a second Diluted wt .-% solution and examined using a rotary rheometer (Rheometrics RFS 2) at room temperature [host polymer solution (WP, A) ⁇ guest polymer solution (GP, ⁇ ), 1: 1 mixtures (•)].
  • FIG. 1 volume ratio

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Abstract

Cyclodextringruppen enthaltende Polymere, die erhältlich sind durch: (a) Deprotonierung von Cyclodextrinen oder modifizierten Cyclodextrinen mit Basen unter Ausschluß von Wasser, und (b) Umsetzung der nach (a) erhältlichen deprotonierten Cyclodextrine oder Cyclodextrinderivate mit reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren in Abwesenheit von Wasser. Verfahren zur Herstellung der Cyclodextringruppen enthaltenden Polymeren und Verwendung der Cyclodextringruppen enthaltenden Polymeren als Gelbildner und Verdicker, zur molekularen Verkapselung von Wirkstoffen auf dem Gebiet der Pharmazie, der Kosmetik und des Pflanzenschutzes sowie als Waschmitteladditiv, als Zusatz zu Weichspülern und als Textil- und Wäschenachbehandlungsmittel.

Description

Cyclodextringruppen enthaltende Polymere, Verfahren zu ihrer Her¬ stellung und ihre Verwendung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Cyclodextringruppen enthaltende Polymere, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Gelbildner und Verdicker, zur molekularen Verkapselung von Wirkstoffen auf dem Gebiet der Pharmazie, der Kosmetik und des Pflanzenschutzes sowie als Waschmitteladditiv, als Zusatz zu Weichspülern und als Textil- und Wäschenachbehandlungsmittel.
Die Verwendung von Cyclodextrinen als Mittel zur Mikrover- kapselung von Substanzen (z.B. Riechstoffen, Pharmaka, Insektizi¬ den und toxischen Stoffen) ist vielfach beschrieben, eine Über¬ sicht findet sich z.B. bei W. Saenger in Angew. Chem. Int. Ed. Engl., Band 19, 344 (1980) sowie bei G. Wenz in Angew. Chem. Int. Ed. Engl., Band 33, 803 (1994). Auch der Einbau von Cyclodextrinen in Polymere ist eine häufig angewandte Tech¬ nik, die vor allem genutzt wird, um Cyclodextrine an festen Pha¬ sen zu immobilisieren. Die immobilisierten Cyclodextrine finden hauptsächlich Anwendung als stationäre Phasen in der chromatogra¬ phischen Enantiomerentrennung. Es existieren unterschiedliche Verfahren zum Verknüpfen der Cyclodextrine mit Polymeren.
Cyclodextrine können durch geeignete Kupplungs- oder Vernet¬ zungsagenzien polymerisiert werden, vgl. Helv. Chim. Acta, Band 48, 1225 (1965) . Die so hergestellten Polymere enthalten Cy- clodextrineinheiten in der Hauptkette des Polymers.
Polymere mit Cyclodextrinen als Seitenkettenbestandteile lassen sich herstellen, indem ein Cyclodextrin mit einer polymerisierba- ren Gruppe versehen und danach eine Polymerisation mit einem ge- eigneten Comonomeren durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist z.B. bei Cyclodextrinacrylaten möglich, vgl. DE-A-40 09825. Auch wird beispielsweise in der JP-A-3221 501 ein Verfahren zum radika¬ lischen Pfropfen von Cyclodextrinmethacrylat auf Polyvinylalkohol beschrieben.
Die Anbindung von Cyclodextrinen an Polymere ist aber auch durch den Einsatz von geeigneten bifunktionellen Kupplungsagenzien mög¬ lich. Ein Beispiel hierfür findet sich in der DE-A-39 14 28, die die Kupplung von Cyclodextrinen mit Gelatine mittels eines Bis- Glycidylethers beschreibt. Die Kupplung an Chitosan kann nach der gleichen Methode erfolgen (JP-A-07 173 201) . Eine weitere Mög¬ lichkeit wird in der WO-A-91/18023 beschrieben: ein Polymergrund- gerüst wird für die Reaktion mit dem Cyclodextrin vorbereitet, indem zunächst Polyvinylalkohol mit 3-Chlorpropanal zum Acetal umgesetzt wird. Das erhaltene Polymer enthält nun Seitenketten mit Chlorendgruppen, die in einer nukleophilen Substitutionsreak- tion mit Cyclodextrinat-Anionen umgesetzt werden.
Aus der JP-A-55 07 402 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man zur Einführung von Cyclodextrinen in Polymere ein Reaktivgruppen ent¬ haltendes Polymer mit unmodifizierten Cyclodextrinen umsetzt.
Es ist ebenso möglich, Cyclodextrine mit reaktiven Gruppen, z.B. Epoxygruppen, zu versehen und diese danach mit aminogruppen- haltigen Polymeren zu kuppeln (FR-A-2 677 366) . Halogenfunktiona- lisierte Cyclodextrine, z.B. in der Θ-Stellung iodierte Cyclo- dextrine, können nach der Lehre der JP-A-3 221 504 mit N-haltigen Polymeren, z.B. Polyallylaminen, umgesetzt werden. Auch die Addi¬ tion von Aminogruppen enthaltenden Cyclodextrinen an Nitril- gruppen enthaltende Polymere wurde gemäß der JP-A-62/258702 ge¬ nutzt, um Cyclodextrine in die Seitenketten von Polymeren einzu- bauen. Die Umsetzungsprodukte werden zur Herstellung von Membra¬ nen für die Enantiomerentrennung von Aminosäuren verwendet. Wenn man Doppelbindungen in Cyclodextrine einführt, können diese mittels einer Hydrosilylierungsreaktion an Polymere gekoppelt werden, die Si-H-Gruppen enthalten (US-A-5 403 898) . Aminogruppen enthaltende Polymere können auch mit chlormethylierten Polystyro¬ len umgesetzt werden (JP-A-54 061 291) .
Die meisten vorstehend genannten Methoden zum Einbau von Cyclo¬ dextrinen in Polymere besitzen eine Reihe von Nachteilen, die entweder die Verwendung der Produkte einschränken oder eine che¬ mische Modifizierung der Cyclodextrine und damit eine aufwendige Reinigung der Edukte nach sich ziehen. Viele der obengenannten Cyclodextrinpolymere sind vernetzte Produkte und damit nicht in wasserlöslicher Form darzustellen. Dies ist bei der Verwendung der Polymere als Trägermaterialien in Chromatographiesäulen zwar erwünscht, für Anwendungen in homogener, vor allem wäßriger Lösung sind diese Produkte allerdings nicht geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Cyclodex- tringruppen enthaltende Polymere zur Verfügung zu stellen, die je nach Wahl der Reaktionspartner und Reaktionsbedingungen wasser¬ unlöslich oder wasserlöslich sein können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit Cyclodextringruppen enthaltenden Polymeren, die erhältlich sind durch a) Deprotonierung von Cyclodextrinen oder modifizierten Cyclo¬ dextrinen, die durch Umsetzung von Cyclodextrinen mit Alkylenoxiden, Alkylhalogeniden, Säurechloriden, Epichlor¬ hydrin, Isocyanaten oder halogenierten Carbonsäuren herstell- bar sind, mit Basen unter Ausschluß von Wasser und
b) Umsetzung der nach (a) erhältlichen deprotonierten Cyclo¬ dextrine oder Cyclodextrinderivate mit reaktive Gruppen ent¬ haltenden Polymeren in Abwesenheit von Wasser, wobei bei der Umsetzung von Cyclodextrinen oder modifizierten Cyclo¬ dextrinen mit Isocyanat-Gruppen oder Säurechlorid-Gruppen enthaltenden Reaktivpolymeren auf den Deprotonierungsschritt verzichtet werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstel¬ lung der oben beschriebenen Cyclodextringruppen enthaltenden Po¬ lymeren, bei dem man
a) Cyclodextrine oder Cyclodextrinderivate, die durch Umsetzung von Cyclodextrine mit Alkylenoxiden, Alkylhalogeniden, Säure- Chloriden, Epichlorhydrin, Isocyanaten oder halogenierten Carbonsäuren herstellbar sind, mit Basen in Abwesenheit von Wasser deprotoniert und
b) die nach (a) erhaltenen deprotonierten Cyclodextrine oder Cy¬ clodextrinderivate mit reaktive Gruppen enthaltenden Polyme¬ ren in Abwesenheit von Wasser umsetzt.
Als Cyclodextrine kommen z.B. α-, ß-, γ- und δ-Cyclodextrine in Betracht. Sie werden beispielsweise durch enzymatischen Abbau von Stärke gewonnen und bestehen aus 6 bis 9 D-Glucoseeinheiten, die über eine α-1,4-glycosidische Bindung miteinander verknüpft sind. α-Cyclodextrin besteht aus 6 Glycosemolekülen.
Unter modifizierten Cyclodextrinen sollen Reaktionsprodukte ver¬ standen werden, die durch Umsetzung von Cyclodextrinen mit Alkylenoxiden, Alkylhalogeniden, Säurechloriden, Epichlorhydrin, Isocyanaten oder halogenierten Carbonsäuren herstellbar sind. So eignen sich beispielsweise Umsetzungsprodukte von α-, ß- und γ-Cyclodextrinen mit Alkylenoxiden, wie Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid, Umsetzungsprodukte der genannten Cyclodextrine mit Alkylierungsmitteln wie Cι-C22-Alkylhalogeniden, z.B. MethylChlorid, Ethylchlorid, Isopropylchlorid, n-Butylchlo- rid, Isobutylchlorid, Ethylbromid, n-Butylbromid, Benzylchlorid, Laurylchlorid, Stearylchlorid oder Benzylchlorid und Dimethyl¬ sulfat. Eine weitere Modifizierung von Cyclodextrinen ist auch durch Umsetzung mit halogenierten Carbonsäuren oder deren Salzen möglich, z.B. mit Chloressigsäure. Die in Betracht kommenden Cyclodextrine können auch durch Umsetzung mit Säurechloriden wie Acetylchlorid, Acrylsäurechlorid, Methacrylsäurechlorid oder Benzoylchlorid modifiziert werden. Eine weitere Modifizierung von Cyclodextrinen gelingt durch Umsetzung mit Epichlorhydrin oder Isocyanaten wie Tetramethylen-1,4-diisocyanat, Hexamethy¬ len-1, 6-diisocyanat, 1,2-Cyclohexandiisocyanat, 1, 3-Cyclohexandi- isocyanat, 1,4-Cyclohexandiisocyanat, Octarnethylendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, Tetradeca- methylendiisocyanat, Dicyclohexylmethan-4, 4' -diisocyanat, Iso- phorondiisocyanat, 2,4' -Diphenylmethandiisocyanat, 2,4-Toluylen- diisocyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat, 1, 4-Phenylendiisocyanat, 1, 5-Naphthalendiisocyanat, 2,2' ,6,6' -Tetramethyl-4,4' -diphenyl¬ methandiisocyanat, 2,2' -Diphenylmethandiisocyanat, 2,4' -Diphenyl- methandiisocyanat, 4,4' -Diphenylmethandiisocyanat, 2,2,4-Tri- methylhexamethylendiisocyanat. Natürlich können auch dimere und höhere Oligomere der Isocyanate sowie polymere Isocyanate einge¬ setzt werden. Beispielsweise kann N,N' -Bis(3-isocyanato-4 -methyl- phenyl) -uretdion(2,4-Toluylendiisocyanat-Dimer) verwendet werden. Als übliche höher funktionelle Diisocyanate eignen sich Triiso- cyanate wie z.B. 2,4,6-Triisocyanatoltoluol. Ebenso können Gemi¬ sche der erwähnten Isocyanate eingesetzt werden.
Beispiele für modifizierte Cyclodextrine sind Dimethyl-ß-cyclodex- trin, 2,6-Dimethyl-ß-cyclodextrin sowie substituierte, vorzugs¬ weise statistisch substituierte Derivate wie Acetyl-ß-cyclodex- trin, Hydroxypropy1-α-cyclodextrin, Hydroxypropyl-ß-cyclodextrin, Hydroxypropyl-γ-cyclodextrin und Methyl-α-cyclodextrin.
Vorzugsweise verwendet man α-, ß- und γ-Cyclodextrin oder Mischungen solcher Cyclodextrine.
Um die erfindungsgemäßen Cyclodextringruppen enthaltenden Poly¬ mere herzustellen, werden die oben beschriebenen Cyclodextrine oder modifizierten Cyclodextrine in einer ersten Reaktionsstufe deprotoniert.
Die Deprotonierung erfolgt unter Ausschluß von Wasser. Man kann hierfür beispielsweise Hydride, Alkyl- oder ArylVerbindungen von Metallen der ersten bis dritten Hauptgruppe des Periodensystems oder Alkalimetallamide, Alkalimetallalkoholate oder Alkalimetall- hydroxide einsetzen. Geeignete Basen sind beispielsweise Lithium¬ hydrid, Natriumhydrid, Lithiumborhydrid, Lithiumaluminiumhydrid, Kaliumhydrid sowie alkalimetallorganische Verbindungen wie Butyl- lithium, Phenyllithium oder Magnesiumalkylhalogenide wie Ethyl- magnesiumbromid. Außerdem eignen sich aluminiumorganische Verbindungen wie Triethylaluminium sowie Alkalimetallamide wie Natriumamid. Auch die Metalle der ersten bis dritten Hauptgruppe des Periodensystems selbst, z.B. Natrium- oder Kaliummetall, eig¬ nen sich. Prinzipiell sind auch Mischungen aller genannten Basen einsetzbar. Vorzugsweise verwendet man Lithiumhydrid, Natrium- hydrid und/oder Natriummethanolat als Base. Pro Mol Cyclodextrin oder Cyclodextrinderivat wird mindestens 1 mol einer Base einge¬ setzt.
Die Deprotonierung wird in einem wasserfreien gegenüber der ver- wendeten Base inerten Löse- oder Verdünnungsmittel vorgenommen. Geeignete Verdünnungsmittel sind beispielsweise Dimethylformamid, Dioxan, Tetrahydrofuran, Dirnethylacetamid, Pyridin und Dimethyl- sulfoxid.
Die deprotonierten Cyclodextrine oder modifizierten Cyclodextrine werden in einer zweiten Verfahrensstufe mit reaktive Gruppen ent¬ haltenden Polymeren in Abwesenheit von Wasser umgesetzt. Hierbei findet eine Addition der deprotonierten Verbindungen an das reak¬ tive Gruppen enthaltende Polymer statt. Unter reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren sollen alle Polymeren verstanden werden, die Anhydrid-, Isocyanat-, Säurehalogenid- , Epoxygruppen oder Ha¬ logene als reaktive Gruppe enthalten. Geeignete Anhydridgruppen enthaltende Polymerisate sind beispielsweise durch Polymerisation von monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden erhält- lieh. Die Dicarbonsäureanhydride haben beispielsweise 4 bis 12 Kohlenstoffatome, z.B. Maleinsaureanhydrid, Itaconsäure- anhydrid, Citraconsäureanhydrid, Methaconsäureanhydrid oder Methylenmalonsäureanhydrid. Bevorzugt wird Maleinanhydrid einge¬ setzt. Die monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureanhydride werden beispielsweise nach Art einer Fällungspolymerisation in einem aromatischen Lösemittel wie Toluol, Xylol, Isopropylbenzol oder Cumol in Gegenwart von Radikale bildenden Polymerisationsi¬ nitiatoren polymerisiert. Als Initiator verwendet man vorzugs¬ weise Peroxiester, vgl. EP-A-0 276 464.
Weitere geeignete reaktive Gruppen aufweisende Polymerisate sind außerdem dadurch erhältlich, daß man die oben angegebenen ethylenisch ungesättigten Anhydride mit anderen copolymerisier- baren Monomeren copolymerisiert. Solche copolymerisierbaren Mono- meren sind beispielsweise C2- bis Cι2-Olefine, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, Cι-C24-Alkylvinylether, N-Vinylformamid, mono¬ ethylenisch ungesättigte C3- bis C8-Carbonsäuren, deren Ester und Amide. Als Olefine kommen beispielsweise Ethylen, Propylen, n-Bu- ten, Isobuten und Diisobuten in Betracht. Vorzugsweise geeignete Alkylvinylether sind Methylvinylether, n-Propylvinylether und
Isobutylvinylether. Als monoethylenisch ungesättigte Carbonsäuren eignen sich beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Malein- säure, Fumarsaure, Itaconsäure und Crotonsäure. Von den Estern der in Betracht kommenden monoethylenisch ungesättigten Carbon¬ säuren werden vorzugsweise Ethylacrylat, Methylacrylat, Methyl¬ methacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylacrylat, 2-Ethylhexyl- acrylat und 2-Ethylhexylmethacrylat eingesetzt. Bevorzugt in Be¬ tracht kommende Amide sind Acrylamid und Methacrylamid. Bevorzugt eingesetzte reaktive Copolymere sind Copolymerisate aus N-Vinyl¬ pyrrolidon und Maleinsaureanhydrid, Copolymerisate aus Isobuten und Maleinsaureanhydrid, Copolymerisate aus Diisobuten und Maleinsaureanhydrid, Copolymerisate aus N-Vinylcaprolactam und Maleinsaureanhydrid, Copolymerisate aus Butylvinylether und Maleinsaureanhydrid, Copolymerisate aus N-Vinylformamid und Maleinsaureanhydrid sowie Copolymerisate aus Acrylsäure und Maleinsaureanhydrid. Die Maleinsäureanhydridcopolymerisate können die Comonomeren in Mengen von beispielsweise 1 bis 99, vorzugs¬ weise 10 bis 90 mol-% einpolymerisiert enthalten. Vorzugsweise werden alternierende Copolymerisate aus N-Vinylpyrrolidon und Maleinsaureanhydrid, aus Isobuten und Maleinsaureanhydrid oder aus Diisobuten und Maleinsaureanhydrid eingesetzt. Die oben be- schriebenen Copolymerisate, die monoethylenisch ungesättigte
Anhydride einpolymerisiert enthalten, können ggf. weitere copoly- merisierbare monoethylenisch ungesättigte Monomere einpolymeri¬ siert enthalten. Solche Monomere sind beispielsweise Cι4-C3o-01efine, Polyisobutene mit Molmassen bis zu 6000, ins- besondere bis zu 2500, vor allem bis zu 1200, Vinylformiat, Vinylacetat, 4-Vinylpyridin, Styrol und Methylstyrol.
Die reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren können anstelle der Anhydridgruppen von monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren auch Alkylvinylisocyanate wie Methylvinylisocyanat oder Vinyliso- cyanat oder Vinyloxiran einpolymerisiert enthalten. Solche Poly¬ meren werden beispielsweise hergestellt, indem man Vinylisocyanat oder Alkylvinylisocyanate radikalisch polymerisiert oder copoly¬ merisiert, oder indem man ungesättigte Polymere polymeranalog epoxidiert. Insbesondere von Interesse sind Copolymere dieser Monomere mit den oben angegebenen Comonomeren, welche zur Her¬ stellung der reaktive Gruppen aufweisenden Polymerisate angegeben sind. Im Falle von Methylvinylisocyanat sind vorzugsweise dieje¬ nigen Comonomeren zu verwenden, die keine unter den Reaktions- bedingungen gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktiven Funktionen be¬ sitzen.
Weitere geeignete reaktive Polymere enthalten Säurehalogenid- Gruppen. Solche Polymerisate sind beispielsweise durch Polymeri- sieren von Chloriden monoethylenisch ungesättigter Carbonsäuren wie Acrylsäurechlorid oder durch Chlorierung von Polymerisaten monoethylenisch ungesättigter Carbonsäuren erhältlich, z.B. durch Chlorieren von Polyacrylsäure oder Copolymerisaten aus Acrylsäure und Maleinsäure mit Thionylchlorid. Epoxigruppen enthaltende Polymere werden vorzugsweise durch Polymerisieren von Glycidyl¬ acrylat oder Glycidylmethacrylat hergestellt. Diese reaktiven Mo- nomeren können gegebenenfalls mit anderen Comonomeren wie Acryl- säureestern von Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen copoly- merisiert werden. Als reaktive Polymere eignen sich außerdem Ha¬ logen enthaltende Polymere wie Polyvinylchlorid oder chlorierte Polystyrole.
Die Molmassen der reaktiven Polymeren können in einem weiten Be¬ reich schwanken. Geeignete Polymere enthalten mindestens 3 Monomereinheiten. Die Molmassen der reaktiven Polymeren betra¬ gen beispielsweise 200 bis 5 000 000 (Mw) und liegen vorzugsweise in dem Bereich von 500 bis 1000000 (Mw) . Vorzugsweise in Betracht kommende Cyclodextringruppen enthaltende Polymere sind beispiels¬ weise erhältlich durch
a) Deprotonierung von Cyclodextrinen mit Lithiumhydrid, Natrium- hydrid oder Natriummethanolat, wobei man pro Mol Cyclodextrin mindestens 1 mol dieser Base einsetzt und
b) die Lithium-Cyclodextrinate mit Copolymerisaten aus
- C2- bis Cχ2-01efinen, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, Ci- bis C24-Alkylvinylether, N-Vinylformamid oder mono¬ ethylenisch ungesättigten C3- bis Cβ-Carbonsäuren, deren Ester oder Amide und
- Anhydriden monoethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, Me¬ thylvinylisocyanat oder Vinyloxiran
umsetzt. Die reaktiven Gruppen im Polymer werden zu 1 bis 100, vorzugsweise 10 bis 70 % mit den Cyclodextrinaten umgesetzt. Die Umsetzung erfolgt dabei vorzugsweise in dem Verdünnungsmittel, in dem auch die Deprotonierung der Cyclodextrine vorgenommen wurde. Die Reaktionstemperaturen betragen beispielsweise 10 bis 80°C, vorzugsweise 20 bis 60°C. Die Umsetzung eines Copolymerisats aus Isobuten und Maleinsaureanhydrid mit einem deprotonierten α-, ß- oder γ-Cyclodextrin erfolgt beispielsweise nach folgendem Schema:
Wenn man 2 oder 3 Hydroxylgruppen des Cyclodextrins deprotoniert, kann man die reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren vernetzen.
Die erfindungsgemäßen Cyclodextringruppen enthaltenden Polymere sind in der Regel gut wasserlöslich, d.h. normalerweise zu minde¬ stens 5 Gew. -% in Wasser löslich.
Die Cyclodextringruppen enthaltenden Polymeren werden als Gel- bildner und Verdicker, zur molekularen Verkapselung von Wirkstof - fen auf dem Gebiet der Pharmazie, der Kosmetik und des Pflanzen¬ schutzes sowie als Waschmitteladditiv, als Zusatz zu Weichspülern und als Textil- und Wäschenachbehandlungsmittel verwendet. Die erfindungsgemäßen Polymeren können beispielsweise in Wasser schwerlösliche Verbindungen durch Ausbildung von Wirt-Gast-Ein- Schlußverbindungen solubilisieren. Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen cyclodextrinhaltigen Polymeren als Gelbildner oder Verdicker tritt der Viskositätserhöhende Effekt durch Zugabe von wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Polymeren ein, die lipophile Gruppen enthalten, wobei die lipophilen Gruppen in der Polymerhauptkette enthalten und/oder als Seitengruppen an das Po¬ lymer angebunden sein können. Geeignete lipophile Gruppen sind zum Beispiel Adamantyl-Gruppen oder C&- bis C2s-Alkyl- oder -Alkenylreste. Die cyclodextrinhaltigen Polymere bilden dabei cooperative Effekte durch nichtkovalente Verknüpfung mit den hy- drophobe Gruppen enthaltenden Polymeren aus. Diese Wechselwirkun¬ gen sind naturgemäß besonders stark in Wasser oder wasserhaltigen Lösungsmitteln, sie werden schwächer in Lösungsmitteln mit gerin¬ gerer Polarität. So kann beispielsweise ein wasserlöslicher oder ein wasserdispergierbarer Polyester mit den erfindungsgemäßen Cyclodextrinen durch Ausbildung eines physikalischen Netzwerks eine Verdickung des wäßrigen Systems herbeiführen. Geeignete Po¬ lyester, die diesen Effekt zeigen, sind bekannte Verbindungen, die beispielsweise in Waschmitteln als Vergrauungsinhibitor verwendet werden. Sie sind erhältlich durch Veresterung von Terephthalsaure mit Ethylenglykol und Polyalkylenglykolen einer Molmasse von 500 bis 5000 erhältlich. Einkondensierbare Monomere, die ein Polymer zu Wechselwirkungen mit den Cyclodextrinpolymeren befähigen können, sind hydrophobe Diole, Triole und höhere Alkohole. Ebenso sind hydrophobe Mono-, Di-, Tricarbonsauren und höherwertige hydrophobe Carbonsäuren ge- eignet. Weitere geeignete Polymere sind Polyester, die hydrophobe Seitenketten enthalten. Z.B. können Polyester, in die Fett¬ alkohole und/oder deren alkoxilierte Derivate einkondensiert wur¬ den, eine Verdickung herbeiführen. Die Umsetzung von hydrophoben mehrwertigen Alkoholen mit Isocyanaten und einkondensierbaren hy- drophilen Komponenten kann natürlich ebenfalls zu geeigneten hy¬ drophobe Gruppen enthaltenden wasserlöslichen Polymeren führen. Ebenfalls geeignet sind Polymere, die durch die Copolymerisation von hydrophile Polymere bildenden ethylenisch ungesättigten Verbindungen mit hydrophoben Monomeren zugänglich sind. Geeignete Polymere aus dieser Gruppe sind z.B. hydrophobe Gruppen enthal¬ tende Polyacrylate. Es können z.B. ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren mit Acrylaten wie z.B. Laurylacrylat oder Stearyl- acrylat copolymerisiert werden, um geeignete Polymere herzustel¬ len. Auch Urethanalkoxilate können als hydrophobe Gruppen enthal- tende Polymere dienen. So kann z.B. die Anbindung von einwertigen C$ - bis C2Θ-Alkoholen an Polyalkylenoxide mittels Di- oder Oligo- isocyanaten zu geeigneten Polymeren führen. Die Anbindung von hy¬ drophoben Molekülen an hydrophile Polymersegmente kann aber auch über Chlorhydrine wie Epichlorhydrin oder Bis-Glycidylether er- folgen.
Daneben können die erfindungsgemäßen Cyclodextringruppen ent¬ haltenden Polymeren zur molekularen Verkapselung von Wirkstoffen eingesetzt werden. Bei den Wirkstoffen kann es sich um Pharmazeu- tika, Kosmetika oder Pflanzenschutzmittel wie Insektizide,
Herbizide, Fungizide oder Pheromone handeln. Die Vorteile der mo¬ lekularen Verkapselung von Wirkstoffen mit cyclodextrinhaltigen Polymeren bestehen im Schutz der Wirkstoffe vor der Einwirkung von Licht und Sauerstoff, in der Solubilisierung von wasserun- löslichen Substanzen und/oder der Erhöhung ihrer Lösegeschwindig¬ keit, in der Stabilisierung von Emulsionen und Schäumen, in der Immobilisierung leicht flüchtiger sowie toxischer Substanzen. Da¬ durch ergibt sich eine bessere Handhabung, vorteilhaftere Dosie¬ rung und eine höhere Lagerstabilität. Bei der erfindungsgemäß möglichen Immobilisierung von Wirkstoffen mit den Cyclodextrin¬ gruppen enthaltenden Polymeren wird beispielsweise die Reaktivi¬ tät der eingeschlossenen Substanzen gezielt beeinflußt. Die Poly¬ meren können außerdem in der Geleinschluß-Chromatographie, der Kapillar-Elektrophorese, bei chiralen Trennsäulen zur Trennung von Verbindungen und als Chemosensoren verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Cyclodextrin-Polymere mit anionischen Gruppen (z.B. Carboxylgruppen) eignen sich außerdem zum Einschluß von Wirk- und Schadstoffen und der anschließenden Abtrennung durch Bildung von Polyelektrolytkomplexen durch Zugabe von Polykationen (wie Polyvinylamin, Polyethylenimin, Chitosan oder quartare N- Atome enthaltende Polymere) .
Beispiel 1
Man stellt zunächst ein Copolymerisat aus N-Vinylpyrrolidon und Maleinsaureanhydrid nach der in Makromol.Chem. 178, 1729-1738 (1977) gegebenen Vorschrift durch Polymerisieren von 2,86 g N-Vi¬ nylpyrrolidon und 0,49 g Maleinsaureanhydrid mit Dibenzoylperoxid als Initiator her. Die Polymerisation wird bei 70°C durchgeführt und das Polymerisat in 25 ml wasserfreiem Dimethylformamid ge¬ löst.
4,87 g α-Cyclodextrin werden in 200 ml wasserfreiem Dimethylform¬ amid gelöst und durch Deprotonierung mit der stochiometrischen Menge an Lithiumhydrid (0,040 g) aktiviert. Das entstandene Dex- trinat wird mit dem oben beschriebenen Copolymerisat aus N-Vinyl- pyrrolidon und Maleinsaureanhydrid bei Raumtemperatur umgesetzt. Die Reaktion ist nach 6 bis 12 Stunden beendet. Man destilliert dann das Dimethylformamid ab und löst den festen Rückstand in 120 ml Wasser.
Die Abtrennung oligomerer Verbindungen erfolgt mittels Ultra- filtration in Wasser gegen eine Cellulosemembran mit einer Ausschlußgrenze von 20.000 Dalton. Messungen mit Hilfe der Gel- permeationschromatographie (GPC-Messungen) zeigen eine vollstän¬ dige Anreicherung der nicht umgesetzten Cyclodextrinmoleküle im Permeat, während das Retentat ausschließlich aus hochmolekularen Cyclodextrinpolymeren besteht. Das Retentat wird gefriergetrock¬ net. Man erhält 2,88 g eines α-Cyclodextringruppen enthaltenden Polymers. Die Ausbeute beträgt 35 %. Der Cyclodextrinanteil im Polymerisat beträgt aufgrund von Drehwertmessungen zwischen 45 und 50 Gew.-% . Mit Hilfe der Mikrokalorimetrie kann die Ausbil¬ dung von EinschlußVerbindungen des Cyclodextrinpolymers mit mono- meren als auch mit polymeren Gastmolekülen nachgewiesen werden.
Beispiel 2
Man stellt zunächst ein Copolymerisat her, indem man eine Mischung aus 8,738 g N-Vinylpyrrolidon und 1,5706 g Maleinsaure¬ anhydrid bei 95°C mit Dibenzoylperoxid als Polymerisationsinitia¬ tor polymerisiert. Das Copolymerisat wird in 100 ml wasserfreiem Dimethylformamid gelöst. 17,164 g ß-Cyclodextrin werden in 400 ml wasserfreiem Dimethyl¬ formamid gelöst und durch Deprotonierung mit einer stochiome¬ trischen Menge an Lithiumhydrid (0,122 g) aktiviert. Das so er¬ hältliche Cyclodextrinat wird mit der oben beschriebenen Lösung des Copolymerisats aus N-Vinylpyrrolidon und Maleinsaureanhydrid umgesetzt. Nach einer Reaktionszeit von 20 Stunden bei Raumtempe¬ ratur destilliert man das Dimethylformamid ab und löst den festen Rückstand in 100 ml Wasser. Die Polymerlösung wird mit Hilfe einer Ultrafiltration in Wasser gegen eine Cellulosemembran mit einer Ausschlußgrenze von 20.000 Dalton gereinigt. GPC-Messungen zeigen eine vollständige Anreicherung der nicht umgesetzten Cy- clodextrinmoleküle im Permeat, während das Retentat ausschlie߬ lich aus hochmolekularen Cyclodextrinpolymeren besteht. Durch Gefriertrocknung des Retentats erhält man 8,868 g ß-Cyclodextrin- polymer als Feststoff. Die Ausbeute beträgt 32,28 %.
Beispiel 3
4,866 g α-Cyclodextrin werden in 100 ml wasserfreiem Dimethyl- formamid gelöst und durch Deprotonierung mit einer stochiome¬ trischen Menge Lithiumhydroxid von 0,04 g aktiviert. Das entstan¬ dene Lithium-Cyclodextrinat wird mit einer Lösung von 0,795 g eines Copolymerisates aus Isobuten und Maleinsaureanhydrid einer Molmasse (Mw) von 3000 (K-Wert nach Fikentscher in l%iger Lösung in Cyclohexanon: 15) in 50 ml wasserfreiem Dimethylformamid umge¬ setzt. Das Reaktionsgemisch wird dabei zunächst 1 Stunde bei Raumtemperatur und dann noch weitere 4 Stunden bei 50°C unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Anschließend destilliert man das Dimethylformamid ab und löst den festen Rückstand in 100 ml Wasser bei Raumtempertur.
Die wäßrige Polymerlösung wird mit Hilfe einer Ultrafiltration gegen eine Cellulosemembran mit einer Ausschlußgrenze von 20.000 Dalton gereinigt. GPC-Messungen zeigen eine vollständige Anreicherung der nicht umgesetzten Cyclodextrinmoleküle im Per¬ meat, während das Retentat ausschließlich aus α-Cyclodextringrup- pen enthaltenden Polymeren besteht. Durch Gefriertrocknung des Retentats erhält man 1,431 g α-Cyclodextrinpolymer als Feststoff. Die Ausbeute beträgt 25,3 %. Der Cyclodextrinanteil des Polymeren beträgt nach ^-NMR-Messungen gegen einen internen Standard
59,18 Gew.-% α-Cyclodextrin pro Polymer. Mit Hilfe der Mikroka- lorimetrie konnte die Ausbildung von Einschlußverbindungen des Cyclodextrinpolymers mit 1, 8-Octandiol als Gastmolekül nachgewie¬ sen werden. Beispiel 4
4,689 g ß-Cyclodextrin werden in 100 ml wasserfreiem Dimethylform¬ amid gelöst und durch Deprotonierung mit einer stochiometrischen Menge an Lithiumhydrid von 0,04 g aktiviert. Das entstandene Cy- clodextrinat wird mit einer Lösung von 0,8219 g des in Beispiel 3 beschriebenen Copolymerisats aus Isobuten und Maleinsaureanhydrid in 50 ml wasserfreiem Dimethylformamid umgesetzt. Das Reaktions¬ gemisch wird zunächst eine Stunde bei Raumtemperatur und danach 4 Stunden bei 50°C unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Da¬ nach destilliert man das Dimethylformamid ab und löst den festen Rückstand in 100 ml Wasser bei 20°C.
Die Reinigung der Polymerlösungen erfolgt wie in Beispiel 3 be- schrieben. Durch Gefriertrocknung des Retentats erhält man
1,673 g ß-Cyclodextrinpolymer als Feststoff mit einer Ausbeute von 25,7 %. Der Cyclodextrinanteil im Polymeren beträgt 50,72 Gew. -% (bestimmt mit Hilfe einer iH-NMR-Messung) . Mit Hilfe der Mikroka- lorimetrie konnte die Ausbildung von Einschlußverbindungen des ß-Cyclodextrinpolymers mit Adamantancarbonsäure und tert-Butyl- benzoesäure als Gastmoleküle nachgewiesen werden.
Beispiel 5
6,488 g γ-Cyclodextrin werden in 150 ml wasserfreiem Dimethylform- amid gelöst und durch Deprotonierung mit einer stochiometrischen Menge an Lithiumhydrid von 0,04 g aktiviert. Das entstandene Cy- clodextrinat wird mit einer Lösung von 0,801 g eines Copoly¬ merisats aus Isobuten und Maleinsaureanhydrid der Molmasse (Mw) von 3000 (K-Wert nach Fikentscher in l%iger Lösung in Cyclo- hexanon: 15) in 50 ml wasserfreiem Dimethylformamid umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird 5 Stunden bei 35°C unter Stickstoff- atmosphäre gerührt. Danach destilliert man das Dimethylformamid ab und löst den festen Rückstand in 100 ml Wasser bei Raumtempe¬ ratur. Die Reinigung der Polymerlösung erfolgt nach der in Bei- spiel 3 angegebenen Methode. Durch Gefriertrocknung des Retentats erhält man 1,3 g eines Cyclodextringruppen enthaltenden Polymers als Feststoff mit einer Ausbeute von 18,24 %.
Beispiel 6
4,866 g α-Cyclodextrin werden in 100 ml absolutem Dimethylform¬ amid gelöst und durch Deprotonierung mit einer stochiometrischen Menge an Lithiumhydrid (0,04 g) aktiviert. Das entstandene Lithi um-Cyclodextrinat wird mit einer Lösung von 1,0611 g eines alter nierenden Copolymerisats aus Diisobuten und Maleinsaureanhydrid der Molmasse (Mw) von 1900 (K-Wert nach Fikentscher in l%iger Lösung in Cyclohexanon: 12) in 50 ml wasserfreiem Diemthylforma- mid umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird zunächst eine Stunde bei Raumtemperatur und danach 4 Stunden bei 50°C unter einer Stick¬ stoffatmosphäre gerührt. Danach destilliert man des Demethylfor¬ mamid ab und löst den festen Rückstand in 100 ml Wasser bei 20°C. 5
Die Polymerlösung wird nach der in Beispiel 3 beschriebenen Me¬ thode gereinigt. Aus dem Retentat erhält man durch Gefrier¬ trocknung 0,741 g α-Cyclodextrinpolymer als Feststoff mit einer Ausbeute von 12,5 %. Der Cyclodextrinanteil im Polymer beträgt 10 17,51 Gew.-%. Mit Hilfe der Mikrokalorimetrie konnte die Ausbil¬ dung von Einschlußverbindungen mit 1,8-Octandiol als Gastmolekül nachgewiesen werden.
Beispiel 7
15
5,697 g ß-Cyclodextrin werden in 100 ml wasserfreiem Dimethylform¬ amid gelöst und durch Deprotonierung mit einer stochiometrischen Menge an Lithiumhydrid von 0,04 g aktiviert. Das entstandene Li¬ thium-Cyclodextrinat wird mit einer Lösung von 1,101 g eines al-
20 ternierenden Copolymerisats aus Diisobutenmaleinsäureanhydrid einer Molmasse von (Mw) von 1900 (K-Wert nach Fikentscher in l%iger Lösung in Cyclohexanon: 12) in 50 ml wasserfreiem Dimethylformamid eingesetzt. Das Reaktionsgemisch wird hierbei 4 Stunden bei 40°C unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. An-
25 schließend destilliert man das Demethylformamid ab und löst den festen Rückstand in 130 ml Wasser bei 20°C.
Die wäßrige Polymerlösung wird nach der in Beispiel 3 angegebenen Methode gereinigt. Bei der Gefriertrocknung des Retentats erhält
30 man 1,30 g ß-Cyclodextrinpolymer als Feststoff mit einer Ausbeute von 19,12 %. Das Polymer weist einen Cyclodextrinanteil von 31,2 Gew. -% auf. Mit Hilfe der Mikrokalorimetrie konnte die Bildung von Einschlußverbindungen des ß-Cyclodextrinpolymers mit Adamantancarbonsäure und tert-Butylbenzolsäure als Gastmoleküle 5 nachgewiesen werden.
Beispiel 8
6,483 g γ-Cyclodextrin werden in 200 ml wasserfreiem Dimethylform- 0 amid gelöst und durch Deprotonierung mit einer stochiometrischen Menge an Lithiumhydrid von 0,04 g aktiviert. Das entstandene Li- thium-Cyclodextrinat wird mit einer Lösung von 1,082 g eines al¬ ternierenden Copolymerisats aus Diisobuten und Maleinsäure- - anhydrid mit einer Molmasse von (Mw) von 1900 (K-Wert nach 5 Fikentscher in l%iger Lösung in Cyclohexanon: 12) in 50 ml wasserfreiem Dimethylformamid umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird 7 Stunden bei 30°C unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Danach destilliert man das Demethylformamid ab und löst den fe¬ sten Rückstand in 100 ml Wasser bei 20°C. Die wäßrige Polymer- lösung wird wie in Beispiel 3 beschrieben gereinigt. Durch Gefriertrocknung des Retentats erhält man 2 g γ-Cyclodextrinpoly- mer als Feststoff mit einer Ausbeute von 26,4 %.
Beispiel 9
Herstellung des ß-Cyclodextrin-Wirtpolymers (WP)
17,025 g ß-Cyclodextrin werden in 300 ml wasserfreiem Dimethylfor¬ mamid gelöst und durch Deprotonierung mit einer stochiometrischen Menge an Lithiumhydrid (119 mg) aktiviert. Nach 15 Stunden wird das entstandene Lithium-Cyclodextrinat mit einer Lösung von 3,455 g eines Copolymerisates aus Maleinsaureanhydrid und Isobuten (Mw ca. 60.000 g/mol) in 60 ml wasserfreiem Dimethylformamid umge¬ setzt. Das Reaktionsgemisch wird 6 Stunden bei 40CC unter Stick¬ stoffatmosphäre gerührt. Anschließend destilliert man das Dime¬ thylformamid ab und löst den festen Rückstand in 400 ml destil- liertem Wasser. Die Polymerlösung wird durch Ultrafiltration ge¬ gen eine Cellulosemembran mit einer Ausschlußgrenze von 20.000 Dalton gereinigt, bis mittels GPC-Kontrolle kein freies ß-Cyclo- dextrin mehr im Retentat nachgewiesen wird. Nach Gefriertrocknung des Retentates erhält man das ß-Cyclodextrin-Polymer als weißen Feststoff. Der ß-Cyclodextrinanteil des Polymers beträgt nach iH-NMR-Messung 26,76 Gew.% ß-Cyclodextrin. Mit Hilfe der Mikroka¬ lorimetrie konnte die Ausbildung von Einschlußverbindungen des ß-Cyclodextrin-Polymers mit Gastmolekülen (Beispielsweise 4-tert.- Butylanilin oder 4-tert.-Butylbenzoesäure) nachgewiesen werden.
Beispiel 10
Herstellung des mit 4-tert.-Butylanilin amidierten Gastpolymers (GP)
3,122 g eines Copolymerisates aus Maleinsaureanhydrid und Isobu¬ ten (Mw ca. 60.000 g/mol) werden in 100 ml wasserfreiem Dimethyl¬ formamid gelöst. Eine Lösung von 0,306 g 4-tert.-Butylanilin in 30 ml wasserfreiem Dimethylformamid wird hinzugegeben und erst 2 Tage bei 40°C, dann 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Anschließen werden 10 ml Wasser hinzugegeben und weitere 12 Stunden bei Raum¬ temperatur gerührt. Das Lösungsmittel wird abdestilliert und der Rückstand in 100 ml 1,10 Gew.% iger wässriger Natriumhydroxydlö- sung hydrolysiert. Die Polymerlösung wird durch Ultrafiltration mit Wasser gegen eine Cellulosemembran mit einer Ausschlußgrenze von 20.000 Dalton gereinigt. Das Retentat wird gefriergetrocknet und man erhält 3,728 g Polymer. Nach XH-NMR-Messung beträgt das Verhältnis von 4-tert.-Butylanilin amidierter Maleinsäureanhy- drid-Einheit zu hydrolysierter Maleinsäureanhydrid-Einheit 1 zu 12,08.
Beispiel 11
Die nach den Beispielen 9 und 10 hergestellten Polymere wurden einzeln und als 1:1 Gemisch (Volumenverhältnis) mit einer 1 Gew.-%igen NaCl-Lösung (FIG. 1) sowie mit destilliertem Wasser (FIG. 2) bis zu jeweils einer 2 Gew.-%igen Lösung verdünnt und mit Hilfe eines Rotationsrheometers (Rheometrics RFS 2) bei Raum¬ temperatur untersucht [Wirtpolymerlösung (WP, A) < Gastpolymerlö¬ sung (GP, ■) , 1:1 Mischungen (•)]. FIG. 3 zeigt darüberhinaus den Verdickungseffekt einer 1:1 Mischung der oben genannten Polymere in Abhängigkeit von deren Konzentration in destilliertem Wasser [2 Gew.-% (D) , 1,5 Gew.-% (O) , 1 Gew.-% (Δ) , 0,5 Gew.-% (V) 1. Zur Quantifizierung der verdickenden Wirkung wurde die Viskosität der Lösungen als Funktion der Schergeschwindigkeit aufgenommen.

Claims

Patentansprüche
1. Cyclodextringruppen enthaltende Polymere, dadurch gekenn- zeichnet, daß sie erhältlich sind durch
(a) Deprotonierung von Cyclodextrinen oder modifizierten Cyclodextrinen, die durch Umsetzung von Cyclodextrinen mit Alkylenoxiden, Alkylhalogeniden, Säurechloriden, Epichlorhydrin, Isocyanaten oder halogenierten Carbon¬ säuren herstellbar sind, mit Basen unter Ausschluß von Wasser und
(b) Umsetzung der nach (a) erhältlichen deprotonierten Cyclo- dextrine oder Cyclodextrinderivate mit reaktive Gruppen enthaltenden Polymeren in Abwesenheit von Wasser, wobei bei der Umsetzung von Cyclodextrinen oder modifizierten Cyclodextrinen mit Isocyanat-Gruppen oder Säurechlorid- Gruppen enthaltenden Reaktivpolymeren auf den Deprotonie- rungsschritt verzichtet werden kann.
2. Cyclodextringruppen enthaltende Polymere nach Anspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, daß sie erhältlich sind durch
(a) Deprotonierung von α-, ß-, oder γ-Cyclodextrinen mit Hy¬ driden, Alkyl- oder ArylVerbindungen von Metallen der 1. bis 3. Hauptgruppe des Periodischen Systems oder Alkali- metallamiden, Alkalimetallalkoholaten der Alkalimetall- hydroxiden unter Ausschluß von Wasser und
(b) Umsetzung der nach (a) erhaltenen deprotonierten Cyclo¬ dextrine mit Polymeren, die Anhydrid-, Isocyanat-, Säure- halogenid-, Epoxygruppen oder Halogene als reaktive Gruppe enthalten.
3. Cyclodextringruppen enthaltende Polymere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie erhältlich sind durch
(a) Deprotonierung von Cyclodextrinen mit Lithiumhydrid, Natriumhydrid oder Natriummethanolat, wobei man pro Mol Cyclodextrin mindestens 1 Mol dieser Base einsetzt und
(b) die Lithium-Cyclodextrinate mit Copolymerisaten aus C2- bis Cι2-01efinen, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylca- prolactam, Cχ~ bis C24-Alkylvinylether, N-Vinylforma¬ mid oder monoethylenisch ungesättigten C3- bis Cß-Carbonsäuren, deren Ester oder Amiden und
Anhydriden monoethylenisch ungesättigter Carbon¬ säuren, Methylvinylisocyanat oder Vinyloxiran
umsetzt.
4. Cyclodextringruppen enthaltende Polymere nach einem der An¬ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis 100 % der reaktiven Gruppen der Polymerisate umgesetzt sind.
5. Cyclodextringruppen enthaltende Polymere nach einem der An¬ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu minde¬ stens 5 Gew. -% in Wasser löslich sind.
6. Verfahren zur Herstellung von Cyclodextringruppen ent- haltenden Polymeren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) Cyclodextrine oder Cyclodextrinderivate, die durch Umset¬ zung von Cyclodextrinen mit Alkylenoxiden, Alkylhaloge- niden, Säurechloriden, Isocyanaten oder halogenierten
Carbonsäuren herstellbar sind, mit Basen in Abwesenheit von Wasser deprotoniert und
(b) die nach (a) erhaltenen deprotonierten Cyclodextrine oder Cyclodextrinderivate mit reaktive Gruppen enthaltenden
Polymeren in Abwesenheit von Wasser umsetzt.
7. Verwendung der Cyclodextrin-Gruppen enthaltenden Polymeren nach den Ansprüchen 1 bis 6 als Gelbildner und Verdicker, zur molekularen Verkapselung von Wirkstoffen auf dem Gebiet der Pharmazie, der Kosmetik und des Pflanzenschutzes sowie als Waschmitteladditiv, als Zusatz zu Weichspülern und als Textil- und Wäschenachbehandlungsmittel.
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