WO2019096965A1 - Per-substituted cyclodextrins for selective and reversible adsorption of trichlorofluoromethane - Google Patents

Per-substituted cyclodextrins for selective and reversible adsorption of trichlorofluoromethane Download PDF

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tri
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Siegfried R. Waldvogel
Dimitrij RYVLIN
Ralf Hellmann
Maiko GIRSCHIKOFSKY
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Johannes Gutenberg-Universität Mainz
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Definitions

  • the present invention relates to the use of per-substituted cyclodextrins for the adsorption of trichlorofluoromethane, and more particularly to their use for the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples and for the reversible storage of trichlorofluoromethane.
  • the invention also relates to a method and apparatus for detecting trichlorofluoromethane in gas samples, and to a method of reversibly storing trichlorofluoromethane.
  • the present invention relates to a crystalline complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin with trichlorofluoromethane.
  • Trichlorofluoromethane also known as Freon 1 1, belongs to the class of chlorofluorocarbons (CFCs). These low molecular weight, organic compounds
  • chlorofluorocarbons such as trichlorofluoromethane are high in levels
  • test tubes for example Dräger Detection Tubes.
  • the gas to be analyzed is first thermally treated in a first test tube, which is formed by decomposition of the CFCs contained in the gas samples hydrogen chloride (HCl), which is determined in a second test tube with the aid of a pH indicator.
  • HCl hydrogen chloride
  • This process is not selective towards Freon 1 1 but detects all highly chlorinated, volatile hydrocarbons.
  • the test tubes allow only the one-time, indirect detection of chlorofluorocarbons and are on a
  • Moritz et al. (Sensor, Actuat, B-Chem., 1999, 58, 486-490 and Anal. Chim. Acta, 1999, 393, 49-57) describe a method for detecting trichlorofluoromethane by means of semiconductor sensors. This method is also based on an indirect detection, in which the hydrogen fluoride formed in an upstream thermal decomposition is detected. This method thus does not allow the selective detection of Freon 1 1, but detects all halogenated (fluorinated) volatile hydrocarbons. Furthermore, optical gas sensors for the detection of trichlorofluoromethane are commercially available based on the method of infrared spectroscopy (IR gas sensors).
  • Freon 1 1 is detected by measuring specific absorption bands in the infrared spectrum.
  • the IR gas sensors have a high measurement inaccuracy at low Freon 1 1 concentrations of less than 1000 ppm.
  • GC Gas Chromatography
  • Kurtsuna et al. J. Atmos. Chem., 1992, 14, 1-10) describe the adsorption of freon 1 1 on various metalloid oxides such as silica, alumina, iron oxide, titania and zinc oxide.
  • DE 4233577 A and Hiraiwa et al. J. Ceram Soc Jpn., 1996, 104, 264-267) describe the adsorption of halogenated hydrocarbons on zeolites (molecular sieves), using as zeolites various crystalline aluminosilicates different pore sizes are used. Since the adsorption volatile
  • Freon 1 1 can only be desorbed from zeolites at very high temperatures (400 ° C).
  • crystalline calix [4] arene has cavity structures in which, besides Freon 1 1, molecules of similar size can also be taken up, so that no selective adsorption of freon 1 1 can be achieved here.
  • the adsorption of Freon 1 1 is not effective, i. it requires large amounts of these substances.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for the selective and reversible adsorption of trichlorofluoromethane, thus enabling the selective detection and reversible storage of trichlorofluoromethane.
  • the method should allow an economical adsorption or storage of trichlorofluoromethane.
  • Another object is to provide a method by which trichlorofluoromethane can be detected selectively as well as online and / or in real time.
  • this method should be sufficiently sensitive to detect trichlorofluoromethane even at low concentrations, i. in concentrations of less than 1000 ppm.
  • the method should be made more difficult
  • Measuring conditions can be used.
  • Adsorb trichlorofluoromethane It is believed that per-substituted cyclodextrins selectively form stable molecular complexes with trichlorofluoromethane, which cleave at elevated temperature to release trichlorofluoromethane, thus allowing for selective and reversible storage of trichlorofluoromethane.
  • a crystalline complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin could be prepared and characterized with trichlorofluoromethane containing 4 molecules of trichlorofluoromethane per hexakis (2,3,6-tri-O-methyl).
  • the present invention relates to the use of per-substituted
  • Cyclodextrins in particular of per-substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrins, for adsorption, in particular for the selective adsorption of trichlorofluoromethane.
  • the present invention relates to the use of per-substituted cyclodextrins, in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups by an organic radical which is selected from Ci-C 6 alkyl and C 2 -C 6 alkenyl, replaced, in particular in accordance with per substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrins, for the reversible storage of trichlorofluoromethane, and a method for the reversible storage of trichlorofluoromethane, in which bringing trichlorofluoromethane with a solid adsorbent in contact, which is a per-substituted cyclodextrin, in particular a contains per-substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrin.
  • a further object of the present invention is the use of per- substituted cyclodextrins, in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups by an organic radical which is selected from Ci-C 6 alkyl and C 2 -C 6 alkenyl, replaced, in particular of per-substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrins, for the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples and a method for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples, in which
  • a gas sample comprising at least one gas sensor having a sensitive layer region containing a per-substituted cyclodextrin, in particular a per-substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrin,
  • the present invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to the invention for the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples, the apparatus having the following constituents:
  • Detection means which, when in contact with the gas sample, generate signals which depend on the concentration of trichlorofluoromethane in the gas sample, the
  • Detection means comprise at least one gas sensor having an area with a sensitive layer containing a per-substituted cyclodextrin, in which the
  • Evaluation means which calculate the concentration of the trichlorofluoromethane contained in the gas sample from the signals supplied by the detection means.
  • the present invention also relates to a crystalline complex of
  • Cyclodextrins are homochiral cyclic oligosaccharides consisting of cyclic a-1, 4-linked D-glucose units. Cyclodextrins with six cyclic a-1, 4-linked D-glucose units are referred to as a-cyclodextrins, cyclodextrins with seven or eight cyclic a-1, 4-linked D-glucose units are referred to as ß- and g-cyclodextrins. Cyclodextrins have a conical-toroidal structure with a larger and a smaller opening on the opposite sides. The
  • Openings of unfunctionalized cyclodextrins have a highly hydrophilic region, whereas the interior of the structure is lipophilic in nature.
  • Cyclodextrins are strongly influenced by the nature of the functionalization of the hydroxy groups.
  • the type and size of the substituents on the OH groups of the cyclodextrins influence the hydrophilicity and lipophilicity of the cyclodextrin edges and also the size of the openings and thus the accessibility of the lipophilic interior of the
  • Cyclodextrins in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups of the cyclodextrins are replaced by an organic radical, which is selected from Ci-C 6 alkyl and C 2 -C 6 - alkenyl.
  • the substituents of the per-substituted cyclodextrins may be different or identical.
  • the substituents of the per-substituted cyclodextrins are identical.
  • the per-substituted cyclodextrins used according to the invention are preferably per-substituted ⁇ -, ⁇ - and ⁇ -cyclodextrins. In terms of her
  • per- substituted cyclodextrins preferably selected from per-substituted a-cyclodextrins, especially under per-Ci-C 6 alkyl-substituted a-cyclodextrins and especially under per-Ci-C 4 alkyl-substituted a-cyclodextrins, ie a-cyclodextrins at where the hydrogen atoms of all hydroxy groups are replaced by C 1 -C 6 -alkyl, in particular by C 1 -C 4 -alkyl.
  • the per-substituted cyclodextrins are selected from per-C2-C6 alkenyl-substituted a-cyclodextrins, ie a-cyclodextrins, in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups are replaced by C 2 -C 6 alkenyl.
  • C 1 -C 6 -alkyl stands for a linear or branched saturated hydrocarbon radical having 1 to 6 C atoms and
  • C 1 -C 4 -alkyl such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, 2-pentyl, 3-pentyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 3-methyl-2-butyl, 2,2-dimethylpropyl, n-hexyl, 2-hexyl, 3-hexyl, 2-methylpentyl, 2-methyl-2-pentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 3-methyl-2-pentyl, 2,3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl and the like.
  • C 1 -C 4 -alkyl such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl
  • C 2 -C 6 -alkenyl is a linear or branched monounsaturated hydrocarbon radical having 1 to 6 C atoms, for example vinyl, 1-propenyl, allyl (prop-2-en-1 yl), but-2-en-1-yl, but-3-en-1-yl, but-3-en-3-yl, 2-methylprop-2-en-1-yl, pent-2-ene 1-yl, pent-3-en-1-yl, pent-3-en-2-yl, pent-4-en-1-yl, pent-4-en-2-yl, 2-methylbut-2 -en-1-yl, 2-methylbut-3-en-1-yl, 3-methylbut-3-en-1-yl, 3-methylbut-3-en-2-yl, hex-2-ene-1 -yl, hex-3-en-1-yl, hex-3-en-2-yl, hex-4-en-1-yl, hex-4
  • the substituents of the per-substituted cyclodextrin are particularly preferably selected from among methyl, ethyl, propyl, n-butyl, vinyl, allyl and 3-methylbut-3-en-1-yl (isopentenyl). Most preferably, the substituents of the per-substituted cyclodextrin are selected from methyl, ethyl and allyl.
  • hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin is particularly preferable among them for use for reversibly storing trichlorofluoromethane.
  • the per-substituted cyclodextrins are known per se, for example from Guieu, S. et al. Advances in Cyclodextrin Chemistry, in: Modern Synthetic Methods in Carbohydrate Chemistry: From Monosaccharides to Complex Glycoconjugates (ed. DB Werz and S. Vidal), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2013 and the literature cited therein, or can be prepared in a manner known per se by functionalizing the free OH groups of the cyclodextrin (see eg G. Schomburg et al., HRC 1992, 15, 579-584 and H. Dodziuk, Cyclodextrins and their Complexes, Wiley-VCH, Weinheim, 2006 (ISBN 3-527-31280-3)) ,
  • cyclodextrins which are per-substituted with alkyl or alkenyl radicals, by reacting unsubstituted cyclodextrins with an alkylation or
  • Alkylating or alkenylating agents are, for example, alkyl halides and
  • Alkenyl halides especially alkyl bromides, alkyl iodides, alkenyl chlorides and
  • Alkenyl bromides and alkyl or alkenyl sulfonic acid esters e.g. Alkyl or
  • Alkenyltoluolsulfonklareester The alkylating agents are usually used in excess, based on the OH groups contained in the cyclodextrin, e.g. in an amount of 1, 5 to 5 mol per mol of OH group.
  • the reaction takes place in the presence of a base, in particular in the presence of an alkali metal hydroxide and / or
  • Alkalimetallhydrids such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium hydride.
  • the base is also usually used in excess, based on the OH groups contained in the cyclodextrin, e.g. in an amount of 1, 5 to 5 molar equivalents per mol of OH group.
  • the reaction will be carried out in an aprotic polar solvent, e.g. Perform dimethyl sulfoxide, sulfolane, dimethylformamide, acetonitrile, N-methylpyrrolidione.
  • the reaction is usually carried out at temperatures in the range of 10 to 120 ° C.
  • Alkylcarbonyl groups can be prepared, for example, by acylating the free OH groups with activated carboxylic acid derivatives, for example carboxylic acid halides, in particular with C 1 -C 4 -alkylcarbonyl chlorides, such as acetyl chloride or propionyl chloride, or
  • Carboxylic anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride or
  • Butyric anhydride are introduced. Methods for this are known, e.g. from H. Dodziuk, Cyclodextrins and their Complexes, Wiley-VCH, Weinheim, 2006 (ISBN 3-527-31280-3), AA Sutyagin et al., Russian Journal of General Chemistry 2002, 72, 147-150 and from DE 4414138 ,
  • per-substituted cyclodextrins are useful for the selective detection or selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples.
  • Selective detection of trichlorofluoromethane is understood to mean that trichlorofluoromethane can be selectively detected in the presence of substances that interfere in conventional detection methods
  • Trichlorofluoromethane such as, for example, halogenated hydrocarbons,
  • chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, trichloromethane, dichloroethane and the like, and chlorofluorocarbons.
  • the use of per-substituted cyclodextrins in the sensitive layers of gas sensors thus enables the detection of
  • the per-substituted cyclodextrin in the form of a gas sensor will usually be used, which is a sensitive
  • range which comprises a per-substituted cyclodextrin to be used according to the invention, wherein the range is designed in particular as a sensitive layer comprising a per-substituted cyclodextrin.
  • the trichlorofluoromethane For the detection of the trichlorofluoromethane are in principle all common and known in the art types of gas sensors having a sensitive area, in particular a sensitive layer and, for the chemical substance to be detected, here trichlorofluoromethane, a specific measurable variable in an evaluable signal, for example in an electrical or optical signal, implement. Such sensors are also referred to as chemosensors.
  • the gas sensors are modified so that the sensitive layer comprises a per-substituted cyclodextrin.
  • the sensitive layer is chemically sensitized with the per-substituted cyclodextrins used in the present invention, i. chemically functionalized with the per-substituted cyclodextrins used in the invention.
  • the measurand can be based on different physical measuring principles, e.g.
  • such sensors are advantageously characterized by a low hysteresis, because when the concentration of the trichlorofluoromethane in the gas sample drops, this is released again from the adsorption layer. Therefore, one can easily by means of
  • sensors are provided which are provided with a sensitive layer, which is a per-substituted Contains cyclodextrin, for online determination of the concentration of trichlorofluoromethane in gas samples.
  • the per-substituted cyclodextrin will usually be applied to the sensitive area in the form of a layer.
  • the thickness of the layer containing the per-substituted cyclodextrin depends on the type of sensor and is typically in the range from 1 nm to 500 nm, in particular in the range from 10 nm to 250 nm.
  • the layer containing the per-substituted cyclodextrin can exclusively consist of the respective per-substituted cyclodextrin or contain a binder which causes a better fixation of the per-substituted cyclodextrin on the sensitive area.
  • the layer consists of at least 80 wt .-% and in particular at least 90 wt .-% or completely of the per-substituted cyclodextrin.
  • the production of such layers is familiar to the person skilled in the art and can be carried out, for example, by electrospray coating, by dip coating or by spin coating, wherein the per-substituted cyclodextrin is usually present in the form of a solution, in particular a dilute solution in a volatile organic solvent is used.
  • concentration of the per-substituted cyclodextrin in the solution depends in a manner known per se according to the coating method and can be in the range from 0.01 to 100 mg / ml. In the case of dip-coating, for example, it is in the range from 1 to 100 mg / ml, in particular in the range from 5 to 80 mg / ml.
  • the solution has a concentration of the per-substituted cyclodextrin, for example in the range of 0.01 to 5 mg / ml, in particular in the range of 0.05 to 1 mg / ml.
  • Suitable solvents are, above all, polar organic solvents which have a boiling point at normal pressure of not more than 120 ° C. in order to allow uniform evaporation.
  • polar organic solvents which have a boiling point at normal pressure of not more than 120 ° C. in order to allow uniform evaporation.
  • aliphatic and alicyclic ethers such as diethyl ether, methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, and mixtures thereof with C 1 -C 4 -alkanols, such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol.
  • trichlorofluoromethane in gas samples are in particular optical sensors, and mass-sensitive sensors which have functionalized with per-substituted cyclodextrins sensitive layer, since such sensors have a high sensitivity and it is therefore possible to trichlorofluoromethane in gases such as in Air, even at low concentrations.
  • Mass-sensitive sensors also referred to as gravimetric sensors, are based on the principle that the adsorption or absorption of the analyte, here
  • Trichlorfluoromethane in the chemoselective layer of the sensitive area of the sensor leads to a mass change in a change in the measured variable, usually one Resonant frequency, results.
  • the functionalization of the sensitive region with the per-substituted cyclodextrins used according to the invention leads to a selective adsorption of trichlorofluoromethane and thus to a mass change which occurs in the
  • mass-sensitive or gravimetric sensors are acoustic sensors which are based on the principle of surface resonance (surface acoustic wave resonators, surface acoustic wave devices SAW) or on the principle of bulk-wave resonance
  • the BAW sensors include so-called quartz crystal microbalances, which are also referred to as quartz microbalances (QMB) or quartz crystal microbalances (QCM).
  • the SAW sensors include, in particular, those which use Rayleigh waves (R-SAW sensors), those which use transversal surface waves (SSWB and STW sensors - see, for example, C. Zimmermann et al., Sensor, Actuat -Chem., 76 (2001) 86-94) and Acoustic Plate Mode Sensors (APM sensors).
  • the gravimetric sensor is a quartz oscillator microbalance.
  • the basic principle of vibrating quartz microbalances is described in Günter Sauerbrey: Use of quartz crystals for weighing thin layers and for weighing, Z. Phys. 155, No. 2, 1959, p. 206.
  • An overview of vibrating quartz microbalances and their use as Sensors are found in MR Deakin, et al, Anal. Chem., 61 (1989) 1147A-1 154A and J.W. Grate et al., Anal. Chem., 65 (1993) 940A-948A and in the literature cited therein. Quartz crystals and quartz microbalances are commercially available, e.g. from KVG Quartz Crystal Technology GmbH,
  • quartz oscillator microbalances a quartz oscillator made of a piezoelectric quartz material is integrated into an electrical resonant circuit.
  • the quartz crystal is contacted with metallic electrodes and taking advantage of the reverse
  • piezoelectric effect is excited with a frequency typically lying in the radio frequency range, which corresponds to a mechanical natural frequency of the quartz. It then comes to the excitation of resonant vibrations that define a stable oscillation frequency of the resonant circuit.
  • the resonant frequency now depends on the mass of the quartz oscillator, so that mass changes, for example by adsorption or absorption of a substance to be detected, can be detected as changes in the resonant frequency.
  • electrical bridge circuits frequency changes in the range of 1 Hz can be measured.
  • quartz microbalances By coating the quartz of a quartz microbalance with a sensitive layer containing or consisting in particular of a per-substituted cyclodextrin according to the invention, it is achieved that the trichlorofluoromethane obtained in a gas sample is selectively adsorbed in the layer and a mass change and thus also a change the resonance frequency causes.
  • quartz microbalances provided with a sensitive layer containing a per-substituted cyclodextrin are suitable for the on-line determination of the concentration of trichlorofluoromethane in gas samples.
  • suitable optical sensors are based on the principle that the
  • the optical sensor is a sensor in which the adsorption of the analyte leads to a change in the refractive index of the sensitive layer, and especially to an evanescent field sensor.
  • An evanescent field sensor is an optical sensor that can detect the refractive index of an optically thinner medium based on the principle of evanescent field interaction. Evanescence refers to the penetration and exponential decay of waves in a medium in which they can not spread. So kick
  • the angle of total reflection of a light beam, which is reflected at the interface between the optically denser medium and the optically thinner medium changes (evanescent field interaction).
  • This effect can be used for the detection of substances, for example, by using as the optically thinner medium, a layer or a coating, the one
  • Affinity material here a per-substituted cyclodextrin, for binding of the analyte, here trichlorofluoromethane.
  • the change in the refractive index caused by adsorption of the analyte into the layer containing the per-substituted cyclodextrin can be detected in various ways.
  • a periodic modification of the refractive index, resulting in a so-called Bragg grating are introduced.
  • a part of the beam with a specific wavelength (Bragg wavelength) is reflected. If the refractive index now changes in the region of the Bragg grating, this leads to a shift in the wavelength (Bragg wavelength) of the light reflected back from the Bragg grating.
  • This wavelength shift can then be converted in a manner known per se to an evaluable signal, e.g. be converted by means of an optical transducer into an electrical signal.
  • Bragg grating sensors in which the change of a measured quantity results in the displacement of the Bragg wavelength guided in an optical waveguide are also referred to as Bragg grating sensors.
  • Such Bragg grating sensors typically comprise an optical waveguide, that is, a light-guiding material derived from a cladding material, i. an optically transparent material having a lower refractive index than the light-guiding material is surrounded or sheathed.
  • Optical waveguides may be, for example, a glass fiber or a fiber of an optical organic polymer (e.g., polymethylmethacrylate or polycarbonate) or an area inscribed in an optically transparent material with higher
  • Refractive index act Bragg planes in the form of a Bragg grating are introduced into this optical waveguide at at least one point.
  • the light-guiding material is usually surrounded by a visually thinner sheath material (the so-called cladding).
  • cladding a visually thinner sheath material
  • the cladding In another area of the optical fiber, the cladding In addition, a further Bragg grating may be introduced into the optical waveguide, which as a rule serves to set a reference value to intrinsic
  • planar Bragg grating sensors so-called PBG sensors
  • PBG sensors are preferably used for the invention.
  • Such planar Bragg grating sensors are known, e.g. from WO 2006/008447, WO 2006/008448, WO 2017098208, G. D. Emmerson et al. Applied Optics, 44 (2005), 5042-5044, C. Holmes et al., Meas. Be. Technol. 26 (2015) 1 1201, M.
  • the PBG sensor typically includes a flat sensor plate, also referred to as a chip, which includes an optical waveguide embedded in a planar substrate.
  • the substrate is made of an optically transparent material.
  • the optical waveguide can be, for example, a line-shaped, possibly branched, region with an increased refractive index, inscribed in the substrate, or a fiber made of an optically transparent material, e.g. a glass fiber or fiber of organic polymers (e.g., polymethylmethacrylate or polycarbonate).
  • the optical waveguide is arranged in the substrate so that it passes through the sensor plate. In one area of the sensor plate is a sensor window in which the optical fiber is exposed, i.
  • a Bragg grating is introduced into the optical waveguide.
  • the chip, and thus also the exposed optical waveguide is coated with an optically thinner, chemoselective medium which, according to the invention, contains the per-substituted cyclodextrin.
  • a reference Bragg grating is introduced into the optical waveguide in order to provide a reference value and to exclude, for example, temperature influences.
  • the PBG sensor is a chip which has a first layer of a cladding material, for example of SiO 2 , arranged on a carrier, for example a silicon wafer, an average photosensitive layer arranged on the first layer Layer, for example, a doped with Ge Si0 2 layer in which by means of a laser, a region of higher refractive index is inscribed as optical waveguide, and arranged thereon another layer of a cladding material, for example of Si0 2 having.
  • a window is introduced in the region of the optical waveguide. In the area of the window, a Bragg grating is inscribed in the optical waveguide.
  • a Bragg grating is inscribed in a further region of the optical waveguide which is covered by the upper cladding layer.
  • an optical sensor in particular a PBG sensor with a sensitive layer containing or in particular consisting of a per-substituted cyclodextrin according to the invention
  • the trichlorofluoromethane contained in a gas sample is selectively adsorbed in the layer and a Refractive index change and thus causes a change in the Bragg wavelength.
  • there is a direct relationship between the concentration of trichlorofluoromethane in the gas sample and the Bragg wavelength so that one can easily create a calibration curve by means of reference samples with defined concentrations. Therefore, Bragg grating sensors provided with a sensitive layer containing a per-substituted cyclodextrin are suitable for the on-line determination of the concentration of trichlorofluoromethane in gas samples.
  • the aforementioned sensors are suitable for the detection of
  • Trichlorofluoromethane in gas samples can be used in methods for detecting trichlorofluoromethane in gas samples.
  • the procedure is such that the gas sample to be analyzed is brought into contact with at least one gas sensor modified according to the invention which has an area with a sensitive layer which comprises or in particular consists of a per-substituted cyclodextrin as described above.
  • a per-substituted cyclodextrin as described above.
  • the bringing into contact of the gas sample with the gas sensor modified according to the invention can be carried out in a manner known per se, for example by passing a stream of the gas to be analyzed into a measuring chamber in which one or more of the gas sensors modified according to the invention are arranged.
  • This measuring chamber will usually be designed as a flow chamber.
  • a gas sensor may be alone or a plurality of gas sensors, e.g. in the form of an array of gas sensors, the array may have similar sensor types or different sensor types.
  • the senor in an area where trichlorofluoromethane concentrations are likely to occur, for example in a trichlorofluoromethane production or disposal plant, in order to detect the release of trichlorofluoromethane into the ambient air, such as leaks find.
  • the nature of the gas sample to be analyzed is usually not critical.
  • the commonly used sensor materials and the per-substituted cyclodextrins usually comparatively stable to corrosive substances.
  • the gas sample contains no appreciable concentrations of reactive and / or corrosive substances, for example nitrous gases, ozone or acidic gases such as SO 2 , SO 3 , HCl or HF.
  • the proportion of corrosive substances is preferably below 200 ppm.
  • adsorbent which binds the corrosive substance but not trichlorofluoromethane; in the case of acidic, corrosive substances by a basic adsorbent or in the case of oxidizing corrosive
  • Substances by a reducing adsorbent are a gas sample.
  • the gas sample is an air sample.
  • the method is suitable for detection of trichlorofluoromethane in
  • Trichlorfluoromethane carried out, preferably at least 20 ° C and in particular at least 25 ° C or at least 30 ° C.
  • the detection is carried out at temperatures below the temperature at which trichlorofluoromethane is desorbed desirably.
  • the detection is carried out at temperatures in the range of 20 to 70 ° C, in particular in the range of 25 to 65 ° C and especially in the range of 30 to 60 ° C.
  • the inventively modified sensor or the measuring chamber, in which the sensor modified according to the invention is arranged is thermostated to the desired measuring temperature.
  • the trichlorofluoromethane contained in the analyzed gas sample causes changes in the sensitive layer of the sensor, which can be detected in the form of electrical or optical signals.
  • the type of primary signal generated by the inventively modified sensor naturally depends on the type of sensor.
  • the primary signal which is generated by the sensor, before its evaluation in a suitable signal for the evaluation, preferably an electrical signal converted (signal processing).
  • the signal processing takes place, for example, by means of an electronic component which can read out an oscillation or convert an optical signal into an electrical signal (optical converter).
  • the resulting signal can then be evaluated in a known manner, for example by means of a computer and optionally displayed or stored or used to control a process.
  • Methods for signal processing and signal evaluation are familiar to those skilled in the art, for example from the here in connection with The sensors mentioned in the literature and are often also offered by suppliers of sensors. For further details, please refer to the examples.
  • Another object of the present invention relates to a device for
  • This device Carrying out a method for detecting trichlorofluoromethane in gas samples as defined above.
  • This device has detection means which in contact with the
  • Gas sample generate signals that depend on the concentration of trichlorofluoromethane in the gas sample, as well as evaluation means, which from the signals supplied by the detection means, the concentration of the contained in the gas sample
  • the detection means comprise at least one gas sensor having an area with a sensitive layer comprising a per-substituted cyclodextrin.
  • the detection means of the device is at least one gas sensor modified according to the invention which has an area with a sensitive layer which comprises a per-substituted cyclodextrin.
  • suitable and preferred gas sensors reference is made to the above statements for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples used gas sensors. Regarding the arrangement of the sensors in such a device, and the evaluation means also applies the previously said.
  • the invention therefore also relates to a method for the reversible storage of
  • Trichlorofluoromethane wherein trichlorofluoromethane is contacted with a solid adsorbent containing a per-substituted cyclodextrin as described herein.
  • a per-substituted cyclodextrin as described herein.
  • the trichlorofluoromethane with the per-substituted cyclodextrin, in particular with the per-substituted a-cyclodextrin and especially with hexakis (2,3,6-tri-0-methyl) -a-cyclodextrin usually at Temperatures brought into contact, which are below the desorption temperature of the trichlorofluoromethane of per-substituted cyclodextrin.
  • the desorption temperature can be determined by routine methods, e.g. via DSC or TGA methods.
  • storage takes place at temperatures of a maximum of 50 ° C and especially a maximum of 40 ° C.
  • the contacting takes place at temperatures in the range of 0 to 50 ° C, in particular in the range of 5 to 35 ° C and especially in
  • the process will be carried out by passing gaseous trichlorofluoromethane or a gas mixture containing trichlorofluoromethane and one or more further gases, for example nitrogen and / or oxygen, through a solid adsorbent containing at least one per-substituted cyclodextrin, in particular contains at least one per-substituted a-cyclodextrin and especially hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin.
  • the adsorbent can consist exclusively of the per-substituted cyclodextrin.
  • the per-substituted cyclodextrin may also be applied to a solid particulate carrier material which as such has no particular adsorptive effect for trichlorofluoromethane.
  • Suitable support materials are silica gel, alumina but also glass and ceramic materials.
  • the solid adsorbent may be in the form of a bulk or packed bed or in the form of trays or in the form of a cyclodextrin-coated monolithic carrier.
  • a gas mixture comprising trichlorofluoromethane and one or more further gases, e.g. Nitrogen and / or oxygen, pass through the solid adsorbent.
  • gases e.g. Nitrogen and / or oxygen
  • the concentration of trichlorofluoromethane in the gas which is contacted for storage with the solid adsorbent is in the range of 0.1 to 50% by volume, in particular in the range of 1 to 40% by volume.
  • the flow rate depends naturally on the arrangement of the adsorbent through which the
  • Trichlorfluoromethane-containing gas is passed, and is typically in the range of 0.1 to 1 kg of trichlorofluoromethane per kg of per-substituted cyclodextrin and hour.
  • the adsorbed trichlorofluoromethane can be released again and thus reused.
  • the trichlorofluoromethane-laden, per-substituted cyclodextrin is heated to temperatures above the desorption temperature of the trichlorofluoromethane of the per-substituted cyclodextrin.
  • desorption takes place at temperatures above 85 ° C., in particular above 90 ° C. or especially above 100 ° C. In general, one will not exceed temperatures of 200 ° C to decompose the
  • the desorption will be accelerated by passing an inert gas stream, for example a nitrogen stream.
  • trichlorofluoromethane forms a crystalline complex with hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) - ⁇ -cyclodextrin.
  • the crystal lattice formed in this case generally contains 3.5 to 4.5 mol of trichlorofluoromethane, based on 1 mol of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin and has an inclusion complex ratio of 1: 4 ( four Freon 1 1 molecules per molecule hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin) on.
  • hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin has a high adsorption efficiency of typically about 30% by weight of trichlorofluoromethane, based on the total weight of the Kristalls up.
  • Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin is thus advantageously suitable for adsorption or for the storage of freon 11.
  • this complex shows at least 5, in particular at least 10 and especially all of the following reflections given as 20 values: 5.2 ⁇ 0.2 °, 6.9 ⁇ 0.2 °, 7.0 ⁇ 0.2 °, 7.7 ⁇ 0.2 °, 1 1, 2 ⁇ 0.2 °, 1 1, 9 ⁇ 0.2 °, 13.8 ⁇ 0.2 °, 14.0 ⁇ 0.2 °, 15.0 ⁇ 0.2 °, 17.1 ⁇ 0.2 °, 19.7 ⁇ 0.2 ° and 19.9 ⁇ 0.2 °.
  • the complex is prepared, for example, by dissolving hexakis (2,3,6-tri-o-methyl) -a-cyclodextrin in trichlorofluoromethane and concentrating the solution until the trichlorofluoromethane crystallizes. The crystallization can be assisted by cooling the solution.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the cross section through a coated PBG sensor.
  • the PBG sensor comprises a flat plane sensor plate (chip) (1), which is arranged on a support, for example a silicon wafer (not shown), upper cladding layer (1 a) of a cladding material, for example of Si0 2 , a middle photosensitive layer arranged on the first layer, for example a Ge doped Si0 2 layer, into which by means of a laser a region (2) with a higher refractive index than
  • Waveguide core is inscribed, and an underlying lower cladding layer (1 c) of a cladding material, for example of Si0 2 , has.
  • a window (3) is introduced in the region of the optical waveguide (2).
  • a Bragg grating (4a) is inscribed in the optical waveguide (2).
  • a Bragg grating (4b) serving to supply a part of the light beams is inscribed
  • the chip (1) and thus also the exposed optical waveguide (2) are coated with an optically thinner chemoselective medium (5) containing the per-substituted cyclodextrin. Changes in the refractive index of the optically thinner chemoselective medium (5), which are caused by the binding of the freon 11 to the per-substituted cyclodextrin, can now be detected as changes in the Bragg wavelength via the evanescent field interaction.
  • FIG. 2 shows the schematic structure of the measuring arrangement used in the examples for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples.
  • the nitrogen gas used as the carrier gas is subdivided into two separate streams controlled by volumetric flow controllers (6) and (7) (MFC, Brooks Instrument Company, Model 5050S), hereinafter gas stream A and gas stream B.
  • Gas stream A is charged to enrich with freon 1 1 passed through a tempered saturator (8) with freon 11.
  • the Freon 1 1 saturated gas stream A is then mixed with pure nitrogen from gas stream B in a mixer (9), whereby a freon 1 1 containing nitrogen stream (10) with defined freon 1 1
  • This nitrogen stream (10) is then passed through the sequentially arranged flow cells (1 1) and (13), which in a modified GC oven (12) (eg Type: HP 5890 Fa. Hewlett Packard, Palo Alto, CA, USA ) are arranged and thus tempered to the desired measurement temperature.
  • a modified GC oven (12) eg Type: HP 5890 Fa. Hewlett Packard, Palo Alto, CA, USA
  • the exhaust gas stream leaving the flow cell (13) is replaced by a
  • the measuring cell (1 1) has PBG sensors according to the invention and the measuring cell (13)
  • Quartz microbalances according to the invention are connected to evaluation units (15).
  • Figure 3 is a schematic representation of a coated quartz microbalance.
  • the quartz disk is provided with electrodes (17) (usually gold or aluminum) on the top and the bottom of the quartz disk (16) and by means of leads (18a, 18b) via a base (19) with electrical contacts (20a, 20b) in one integrated electrical oscillating circuit (not shown).
  • the electrodes represent the sensor surfaces which can be provided with a coating (21) which is e.g. contains a per-substituted cyclodextrin.
  • FIG. 4a shows the reaction behavior of a Bragg lattice sensor coated with hexakis (2,3,6-tri-O-ethyl) - ⁇ -cyclodextrin to the respective Freon 1 1 concentrations (1%, 2%, 5% and 10%). the saturation vapor pressure). Plotted is the relative shift of the Bragg wavelength in nm (ordinate) against the time axis with the respective Freon 1 1 concentrations.
  • FIG. 4b shows the reaction behavior of the uncoated Bragg grating sensor to the respective Freon 1 1 concentrations (1%, 2%, 5% and 10% of the
  • FIG. 5 shows the reaction behavior of a quartz microbalance coated with heptakis (2,3,6-tri-O-methyl) - ⁇ -cyclodextrin to different freon 1 1 concentrations (1%, 2%, 3%, 4% and 5% of the saturation vapor pressure ). Plotted is the change of
  • Figure 6a shows according to Example 1 certain calibration curves of the cyclodextrins per-Me-aCD, per-Me-ßCD or per-Me-yCD according to Preparation Example 10 coated PBG sensors 1 to 3. Plotted is the shift of the Bragg wavelength in nm against the concentration of trichlorofluoromethane in 10 4 ppm.
  • FIG. 6b shows, according to example 1, specific calibration curves of PBG sensors 4 to 6 coated with the cyclodextrins per-EtCD, per-Et- ⁇ CD or per-Et-yCD according to preparation example 10. The displacement of the Bragg wavelength is plotted in FIG nm against the concentration of trichlorofluoromethane in 10 4 ppm.
  • Figure 6c shows according to Example 1 certain calibration curves of the cyclodextrins per allyl-aCD, per-allyl-ßCD or per-allyl-yCD according to Preparation Example 10 coated PBG sensors 7 to 9. Plotted is the shift of the Bragg wavelength in nm against the concentration of trichlorofluoromethane in 10 4 ppm.
  • FIG. 7 shows the molecular structure of the hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin complex prepared according to Example 3 using 4 molecules of trichlorofluoromethane, which was determined by means of single-crystal X-ray structure analysis.
  • FIG. 8 shows the molecular structure of the hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin complex prepared by means of single-crystal X-ray structure analysis of the complex prepared according to Example 4 with one molecule of trichlorofluoromethane and 3 molecules of dichloromethane.
  • H-NMR spectra and C-NMR spectra were recorded at ambient temperature in a Bruker AM400 400 MHz spectrometer from Bruker.
  • the respective a-, ß- or g-cyclodextrin is dissolved in DMSO (30 ml_ per mmol CD). Mix the mixture with ground NaOH pellets and stir at RT for 1 h. This solidifies the suspension. Then added dropwise methyl iodide or p-Toluolsulfonklaremethylester in an ice bath slowly. The suspension becomes liquid again with vigorous stirring. The reaction mixture is then stirred at room temperature for 24 h, the resulting suspension is poured into ice-water (170 ml per mmol of CD) and the mixture is extracted with dichloromethane (3 ⁇ 1 ml -1 per mmol of CD). The organic phases are washed with saturated sodium chloride solution (3 ⁇ 1 1 mL per mmol of CD) and dried over magnesium sulfate. Then the solvent is removed under reduced pressure and the residue is dried under high vacuum at 60.degree.
  • OCHHCH CH 2
  • Couplings: 3 J 1 2 3.6 Hz, 3 2.3
  • PBG sensors For modification with per-substituted cyclodextrins, PBG sensors from Stratophase, Ltd. were used. based in South Hampton (UK) of the type "S7b", which correspond to the sensors according to FIG.
  • prefabricated glass fibers for the coupling of the PBG sensors, prefabricated glass fibers (so-called fiber pigtails) from Reliable Photonics Co., Ltd., Shenzhen (China) with the designation "1 CH FA, G657A fiber, 40 cm, FC / APC connectors, 8 ° polishing angle "used.
  • the pigtails were connected to the sensor chips by means of a UV-curing optical adhesive of the type "NOA 78" from Norland Products, Inc., Cranbury (NJ, USA).
  • the sensors are coated by means of dip coating (dip coating - see Table 1 for parameters) of the chip in the area of the exposed glass fibers using the dip coater "WPTL5-0.01" from MTI Corporation, located in Richmond (CA, USA).
  • the cyclodextrins were each dissolved in tetrahydrofuran at a concentration of 50 mg / ml.
  • the chip was immersed in the solution at room temperature, perpendicular to complete wetting of the sensor window, at an immersion rate of 200 mm / min and after a residence time in the solution of 3 s at a constant
  • Quartz microbalances are 195 MHz quartz microbalances from KVG Quartz Crystal Technology GmbH, Neckarbischofsheim, Germany, type: XA 1600
  • Quartz microbalances were prepared according to the method described by Bloisy et al., Anal. Chem. 2013, 85, 10526-10530. For this purpose, a 1.5 mM solution of 1 / - /, 1 / - /, 2 / - /, 2 / - / - perfluorooctyl-1-phosphonic acid (98%, ABCR) in ethanol was prepared and the quartz microbalances 48 hours at room temperature in the Solution immersed. Subsequently, the quartz microbalances were washed off with pure ethanol and dried in air.
  • the sensors thus produced were used in a measuring cell (see Wessels et al., Sensors 2013, 13, 12012-12029), in which up to 12 quartz microbalances can be operated simultaneously.
  • the measuring apparatus shown in FIG. 2 was used, which for this purpose was equipped in each case with one type of the coated Bragg grating sensors produced according to Example 10.
  • the measurements were carried out using an interrogation unit based on an interrogator of the sm125 type from Micron Optics, Ltd. based in Atlanta (GA, USA).
  • the measurements for the sensor 4 are shown in FIG. 4a.
  • measurements were carried out with an uncoated Bragg grating sensor, shown in FIG. 4b.
  • the coated sensors achieved an approx. 300-fold increase in sensitivity compared to Freon 1 1.
  • the sensors also show a high sensitivity to Freon 1 1, which allows the safe detection of Freon 1 1 even below a concentration of 1000 ppm.
  • the coated Bragg grating sensors show a reversible reaction to Freon 1 1.
  • the measuring device shown in FIG. 2 was used, which was equipped for this purpose with the cyclodextrin-coated quartz microbalance sensors produced in Example 11.
  • the measurements were made using an aperiodically oscillating resonant circuit.
  • Frequency readout was performed using an FPGA (field programmable gate array) which allows asynchronous 28-bit counting with a resolution of ⁇ 0.5 Hz (see Wessels et al., Sensors 2013, 13, 12012-12029).
  • the measurement results are shown in FIG.
  • measurements were carried out with an uncoated quartz microbalance sensor.
  • uncoated quartz microbalance sensor can be achieved an increase in sensitivity to Freon 1 1 by up to 35%.
  • the coated quartz microbalance sensor also shows a high sensitivity to Freon 1 1, which enables the reliable detection of Freon 1 1 even below a concentration of 1000 ppm.
  • this coated sensor also shows a reversible reaction to Freon 1 1.
  • the complex was characterized by single-crystal X-ray crystallography at 120 K and proved to be a supramolecular complex of 4 molecules of freon 1 1 with 1 molecule of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin.
  • the maximum "loading" of the complex with Freon 1 1 is thus about 30% by weight.
  • the crystal size of the measured single crystal was 0.17 ⁇ 0.37 ⁇ 0.63 mm 3 (colorless block).
  • the single crystal had the following parameters:
  • the complex had the following crystallographic data:
  • Hydrogen atoms were geometrically inserted and refined in riding style; Non-hydrogen atoms were refined anisotropically.
  • Flack parameter x -0.007 (16)
  • Example 4 Complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin with trichlorofluoromethane and dichloromethane
  • Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin (15 mg) was dissolved in a previously prepared mixture of dichloromethane and Freon 1 L (95: 5 v / v, 1 mL) and also as described in Example 3, crystallized by evaporation of the solvents at room temperature.
  • the complex was characterized by single-crystal X-ray crystallography at 120 K and proved to be a supramolecular complex of 3 molecules of dichloromethane and 1 molecule of freon 1 1 with 1 molecule of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin.
  • the example shows that, despite the large excess of dichloromethane, there is no statistical incorporation of the two halogenated hydrocarbons, but rather the incorporation of
  • Trichlorfluoromethane in particular in the inner cavity of the cyclodextrin, preferably takes place.
  • the crystal size of the measured single crystal was 0.14 ⁇ 0.44 ⁇ 0.55 mm 3 (colorless block).
  • the single crystal had the following parameters:
  • the complex had the following crystallographic data:
  • Non-hydrogen atoms refined anisotropically.
  • Flack parameter x 0.01 (4)
  • Weight difference was determined. During this time, the weight of the sample decreased only by about 3.5% as a result of an initial Freon 1 1 escape from the complex.
  • thermogravimetric analysis of the complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin crystallized from pure Freon 1 1 according to Example 3 was carried out with trichlorofluoromethane.
  • the TGA was equipped with a defined amount of
  • Example 6 Adsorption of freon 1 1 on hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin
  • An adsorption tube filled with 0.71 g of powdered hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin (packing: length 121 mm, internal diameter 3.7 mm) at 20 ° C was a nitrogen gas stream with a volume flow of 50 mL / min containing Freon 1 1 at a concentration of 37040 ppm (ppm by volume). The concentration of freon 11 in the gas stream was measured at the outlet of the adsorption tube
  • Quartz microbalance analysis (quartz microbalance coated with hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) - ⁇ -cyclodextrin).
  • concentration of Freon 1 1 in the gas stream at the outlet of the adsorption tube was below 7400 ppm even after 0.55 h of passage. Accordingly, over a period of at least 0.5 h Freon 1 1 was adsorbed to more than 80% from the gas stream.
  • Example 6 The experiment was carried out in the manner described for Example 6, wherein the adsorption tube was filled with ⁇ -cyclodextrin instead of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) - ⁇ -cyclodextrin.
  • Freon 1 1 containing nitrogen gas stream Freon no 1 1 was adsorbed from the gas stream.

Abstract

The present invention relates to the use of per-substituted cyclodextrins for the adsorption of trichlorofluoromethane, and more particularly use of same for the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples and for the reversible storing of trichlorofluoromethane. The invention also relates to a method and a device for detecting trichlorofluoromethane in gas samples and a method for the reversible storing of trichlorofluoromethane. The present invention further relates to a crystalline complex of hexakis(2,3,6-tri-O-methyl)-α-cyclodextrin with trichlorofluoromethane.

Description

PER-SUBSTITUIERTE CYCLODEXTRINE ZUR SELEKTIVEN UND REVERSIBLEN ADSORPTION VON TRICHLORFLUORMETHAN  PER SUBSTITUTED CYCLODEXTRINS FOR THE SELECTIVE AND REVERSIBLE ADSORPTION OF TRICHLOROFLUOROMETHANE
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von per-substituierten Cyclodextrinen zur Adsorption von Trichlorfluormethan, und insbesondere deren Verwendung zum selektiven Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben und zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben sowie ein Verfahren zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen kristallinen Komplex von Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit Trichlorfluormethan. The present invention relates to the use of per-substituted cyclodextrins for the adsorption of trichlorofluoromethane, and more particularly to their use for the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples and for the reversible storage of trichlorofluoromethane. The invention also relates to a method and apparatus for detecting trichlorofluoromethane in gas samples, and to a method of reversibly storing trichlorofluoromethane. Furthermore, the present invention relates to a crystalline complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin with trichlorofluoromethane.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Trichlorfluormethan, auch bekannt unter dem Namen Freon 1 1 , gehört zur Substanzklasse der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs). Diese niedermolekularen, organischen Trichlorofluoromethane, also known as Freon 1 1, belongs to the class of chlorofluorocarbons (CFCs). These low molecular weight, organic
Verbindungen werden insbesondere als Treibgase, Kältemittel oder Lösemittel verwendet. Fluorchlorkohlenwasserstoffe, wie Trichlorfluormethan, sind jedoch hochgradig Compounds are used in particular as propellants, refrigerants or solvents. However, chlorofluorocarbons such as trichlorofluoromethane are high in levels
umweltgefährdend, weshalb deren Einsatz heute in vielen Anwendungsbereichen verboten wurde. Aufgrund der umweltgefährdenden Eigenschaften besteht ein hoher Bedarf an effizienten Verfahren zur Absorption, bzw. Speicherung, sowie zum Nachweis von Environmentally hazardous, which is why their use was banned in many applications today. Due to the environmentally hazardous properties, there is a high demand for efficient methods for absorption or storage, as well as for the detection of
Trichlorfluormethan. Trichlorofluoromethane.
Eine kommerzielle Methode zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben nutzt Test-Röhrchen, beispielsweise Dräger Detection Tubes. Hierbei wird das zu analysierende Gas zunächst in einem ersten Test-Röhrchen thermisch behandelt, wobei durch Zersetzung der in den Gasproben enthaltenen FCKWs Chlorwasserstoff (HCl) gebildet wird, welcher in einem zweiten Test-Röhrchen mit Hilfe eines pH-lndikators bestimmt wird. Dieses Verfahren ist nicht selektiv gegenüber Freon 1 1 , sondern detektiert alle hochchlorierten, flüchtigen Kohlenwasserstoffe. Zudem erlauben die Test-Röhrchen lediglich den einmaligen, indirekten Nachweis von Fluorchlorkohlenwasserstoffen und sind auf einen A commercial method for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples uses test tubes, for example Dräger Detection Tubes. Here, the gas to be analyzed is first thermally treated in a first test tube, which is formed by decomposition of the CFCs contained in the gas samples hydrogen chloride (HCl), which is determined in a second test tube with the aid of a pH indicator. This process is not selective towards Freon 1 1 but detects all highly chlorinated, volatile hydrocarbons. In addition, the test tubes allow only the one-time, indirect detection of chlorofluorocarbons and are on a
Konzentrationsbereich von 100-1400 ppm limitiert. Concentration range of 100-1400 ppm limited.
Moritz et al. ( Sensor . Actuat. B-Chem., 1999, 58, 486-490 und Anal. Chim. Acta, 1999, 393, 49-57) beschreiben ein Verfahren zum Nachweis von Trichlorfluormethan mittels Halbleiter- Sensoren. Auch dieses Verfahren basiert auf einem indirekten Nachweis, bei dem der in einer vorgeschalteten thermischen Zersetzung entstehende Fluorwasserstoff nachgewiesen wird. Dieses Verfahren erlaubt somit nicht den selektiven Nachweis von Freon 1 1 , sondern detektiert alle halogenierten (fluorierten) flüchtigen Kohlenwasserstoffe. Weiterhin sind optische Gassensoren zum Nachweis von Trichlorfluormethan kommerziell verfügbar, die auf der Methode der Infrarotspektroskopie basieren (IR-Gassensoren). Bei diesen Sensoren wird Freon 1 1 durch die Messung spezifischer Absorptionsbanden im Infrarotspektrum nachgewiesen. Hierbei bestehen jedoch Querempfindlichkeiten gegenüber anderen Substanzen mit Halogenfunktionalitäten, da diese in der Regel IR-Banden im gleichen Wellenlängenbereich aufweisen. Zudem weisen die IR-Gassensoren eine hohe Messungenauigkeit bei niedrigen Freon 1 1 -Konzentrationen von weniger als 1000 ppm auf. Moritz et al. (Sensor, Actuat, B-Chem., 1999, 58, 486-490 and Anal. Chim. Acta, 1999, 393, 49-57) describe a method for detecting trichlorofluoromethane by means of semiconductor sensors. This method is also based on an indirect detection, in which the hydrogen fluoride formed in an upstream thermal decomposition is detected. This method thus does not allow the selective detection of Freon 1 1, but detects all halogenated (fluorinated) volatile hydrocarbons. Furthermore, optical gas sensors for the detection of trichlorofluoromethane are commercially available based on the method of infrared spectroscopy (IR gas sensors). In these sensors, Freon 1 1 is detected by measuring specific absorption bands in the infrared spectrum. However, there are cross-sensitivities to other substances with halogen functionalities, since they usually have IR bands in the same wavelength range. In addition, the IR gas sensors have a high measurement inaccuracy at low Freon 1 1 concentrations of less than 1000 ppm.
Pankow et al. (Anal. Chem., 1998, 70, 5213-5221 ) beschreiben ein Verfahren zur Pankow et al. (Anal. Chem., 1998, 70, 5213-5221) describe a method for
Absorption und thermischen Desorption flüchtiger organischer Verbindungen, wie Absorption and thermal desorption of volatile organic compounds, such as
Trichlorfluormethan, an Kohlenstoff-Molekularsieben (CMS), sowie deren Detektion mittels GC-MS. Trichlorofluoromethane, on carbon molecular sieves (CMS), and their detection by GC-MS.
O’Doherty et al. (J. Chromatogr. Sei., 1992, 30, 201-205) beschreiben ein Verfahren zum Nachweis von Fluorchlorkohlenwasserstoffen, wie Trichlorfluormethan, mittels O'Doherty et al. (J. Chromatogr. Sci., 1992, 30, 201-205) describe a method for detecting chlorofluorocarbons such as trichlorofluoromethane by means of
Gaschromatographie (GC) unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen GC-Säule, die eine Cyclodextrin-haltige stationäre Phase aufweist. Gas Chromatography (GC) using a commercially available GC column containing a cyclodextrin-containing stationary phase.
Die im Stand der Technik beschriebenen Methoden zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben weisen diverse Nachteile auf. Häufig erlauben sie keine selektive Detektion von Trichlorfluormethan. Die wenigen bekannten Verfahren zur selektiven Detektion von Trichlorfluormethan sind jedoch apparativ sehr aufwändig und teuer und können zudem nicht zur Online- und/oder Echtzeitüberwachung eingesetzt werden. Zudem lassen sich nur wenige der im Stand der Technik beschriebenen Verfahren unter erschwerten The methods described in the prior art for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples have various disadvantages. Often they do not permit selective detection of trichlorofluoromethane. However, the few known methods for the selective detection of trichlorofluoromethane are very expensive and expensive and can not be used for on-line and / or real-time monitoring. In addition, only a few of the methods described in the prior art can be made difficult
Messbedingungen einsetzen, beispielsweise in explosionsgefährdeten Bereichen oder bei Anwesenheit starker elektromagnetischer Felder. Use measuring conditions, for example in potentially explosive atmospheres or in the presence of strong electromagnetic fields.
Zhang et al. (J. Hazard. Mater., 201 1 , 186, 1816-1822) und Ruan et al. ( Waste Manage., 201 1 , 31 , 2319-2326) beschreiben ein Verfahren zur Adsorption von Trichlorfluormethan an Aktivkohle. Diese Verfahren kann auch im industriellen Maßstab genutzt werden. Hierzu wird die Freon 1 1 enthaltende Abluft durch einen mit Aktivkohle gefüllten Filter geführt und aufgefangen. Eine selektive Adsorption von Freon 1 1 wird bei diesem Verfahren nicht erreicht, da nahezu alle Substanzen in dem zu reinigenden Gas adsorbiert werden. Zudem lässt sich das in der Aktivkohle gebundenen Freon 11 nur unvollständig desorbieren, weshalb weder das Freon 11 noch die Aktivkohle wiederverwendet werden können. Zhang et al. (J. Hazard, Mater., 201 1, 186, 1816-1822) and Ruan et al. (Waste Manage., 201 1, 31, 2319-2326) describe a process for the adsorption of trichlorofluoromethane on activated carbon. These methods can also be used on an industrial scale. For this purpose, the Freon 1 1 containing exhaust air is passed through a filled with activated carbon filter and collected. A selective adsorption of Freon 1 1 is not achieved in this method, since almost all substances are adsorbed in the gas to be purified. In addition, the bound in the activated carbon Freon 11 can only partially desorb, so neither the Freon 11 nor the activated carbon can be reused.
Kurtsuna et al. (J. Atmos. Chem., 1992, 14, 1-10) beschreiben die Adsorption von Freon 1 1 an verschiedenen Halbmetall- bzw. Metalloxiden, wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Titandioxid und Zinkoxid. DE 4233577 A und Hiraiwa et al. (J. Ceram. Soc. Jpn., 1996, 104,264-267) beschreiben die Adsorption halogenierter Kohlenwasserstoffe an Zeolithen (Molekularsieben), wobei als Zeolithe verschiedene kristalline Alumosilikate mit unterschiedlichen Porengrößen eingesetzt werden. Da die Adsorption flüchtiger Kurtsuna et al. (J. Atmos. Chem., 1992, 14, 1-10) describe the adsorption of freon 1 1 on various metalloid oxides such as silica, alumina, iron oxide, titania and zinc oxide. DE 4233577 A and Hiraiwa et al. (J. Ceram Soc Jpn., 1996, 104, 264-267) describe the adsorption of halogenated hydrocarbons on zeolites (molecular sieves), using as zeolites various crystalline aluminosilicates different pore sizes are used. Since the adsorption volatile
Substanzen an der Oberfläche von Oxiden nicht selektiv ist, erlauben diese Verfahren keine selektive Adsorption von Freon 1 1. Zudem wird auch Wasser adsorbiert, wodurch die Adsorptionseffizienz bezüglich halogenierter Kohlenwasserstoffe mit zunehmendem These substances are not selective for the adsorption of freon 1 1. In addition, water is also adsorbed, which increases the adsorption efficiency with respect to halogenated hydrocarbons
Wassergehalt der Probe stark abnimmt. Außerdem lässt sich Freon 1 1 aus Zeolithen nur bei sehr hohen Temperaturen (400°C) desorbieren. Water content of the sample decreases sharply. In addition, Freon 1 1 can only be desorbed from zeolites at very high temperatures (400 ° C).
Atwood et al. ( Science , 2002, 296, 2367-2369) beschreiben die Co-Kristallisation von Freon 1 1 mit Calix[4]aren, wobei Calix[4]aren und Freon 1 1 in einen Verhältnis von 1 :1 Atwood et al. (Science, 2002, 296, 2367-2369) describe the co-crystallization of freon 1 1 with calix [4] arene, with calix [4] arene and freon 1 1 in a ratio of 1: 1
kristallisieren. Kristallines Calix[4]aren weist jedoch Hohlraumstrukturen auf, in denen neben Freon 1 1 auch ähnlich große Moleküle aufgenommen werden können, sodass auch hier keine selektive Adsorption von Freon 1 1 erzielt werden kann. Zudem ist die Adsorption von Freon 1 1 nicht effektiv, d.h. es werden große Mengen dieser Substanzen benötigt. crystallize. However, crystalline calix [4] arene has cavity structures in which, besides Freon 1 1, molecules of similar size can also be taken up, so that no selective adsorption of freon 1 1 can be achieved here. In addition, the adsorption of Freon 1 1 is not effective, i. it requires large amounts of these substances.
Zusammenfassend stellt man fest, dass die bekannten Methoden zur Absorption und Speicherung von Trichlorfluormethan eine Reihe von Nachteilen aufweisen und in der Regel keine selektive oder reversible Adsorption erlauben und somit nicht keine Abtrennung von Trichlorfluormethan oder dessen reversible Speicherung erlauben. In summary, it is found that the known methods for the absorption and storage of trichlorofluoromethane have a number of disadvantages and generally do not allow selective or reversible adsorption and thus do not allow separation of trichlorofluoromethane or its reversible storage.
Girschikofsky et al. beschreiben in IMCS 2012, 14th International Meeting on Chemical Sensors (Ed.: R. Moos), AMA Service, Wunstorf, 2012, und Anal. Chim. Acta, 2013, 791 , 51-59, Bragg-Gitter-Sensoren, die mit Ethyl- bzw. Allyl-substituierten Cyclodextrinen als Affinitätsmaterial beschichtet sind, zum Nachweis flüchtiger aromatischer Girschikofsky et al. describe in IMCS 2012, 14th International Meeting on Chemical Sensors (Ed .: R. Moos), AMA Service, Wunstorf, 2012, and Anal. Chim. Acta, 2013, 791, 51-59, Bragg grating sensors coated with ethyl- or allyl-substituted cyclodextrins as affinity material for the detection of volatile aromatic compounds
Kohlenwasserstoffe. Hydrocarbons.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung einer Methode zur selektiven und reversiblen Adsorption von Trichlorfluormethan, um auf diese Weise die selektive Detektion und reversible Speicherung von Trichlorfluormethan zu ermöglichen. Insbesondere soll die Methode eine wirtschaftliche Adsorption bzw. Speicherung von Trichlorfluormethan ermöglichen. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer Methode, mit der Trichlorfluormethan selektiv sowie online- und/oder in Echtzeit detektiert werden kann. Diese Methode sollte zudem hinreichend empfindlich sein, um Trichlorfluormethan auch in geringen Konzentrationen, d.h. in Konzentrationen von weniger als 1000 ppm, nachweisen zu können. Des Weiteren soll die Methode unter erschwerten The object of the present invention is therefore to provide a method for the selective and reversible adsorption of trichlorofluoromethane, thus enabling the selective detection and reversible storage of trichlorofluoromethane. In particular, the method should allow an economical adsorption or storage of trichlorofluoromethane. Another object is to provide a method by which trichlorofluoromethane can be detected selectively as well as online and / or in real time. Moreover, this method should be sufficiently sensitive to detect trichlorofluoromethane even at low concentrations, i. in concentrations of less than 1000 ppm. Furthermore, the method should be made more difficult
Messbedingungen eingesetzt werden können. Measuring conditions can be used.
Es wurde überraschenderweise gefunden, dass per-substituierte Cyclodextrine, in denen die Wasserstoffatome aller Hydroxygruppen durch einen organischen Rest, welcher ausgewählt ist unter Ci-C6-Alkyl und C2-C6-Alkenyl, ersetzt sind, insbesondere entsprechende per-substituierte a-, ß- und g-Cyclodextrine, selektiv und reversibel It has surprisingly been found that are per-substituted cyclodextrins, in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups by an organic radical which is selected from Ci-C 6 alkyl and C 2 -C 6 alkenyl, replaced, in particular corresponding per-substituted a-, ß- and g-cyclodextrins, selective and reversible
Trichlorfluormethan adsorbieren. Man nimmt an, dass per-substituierte Cyclodextrine selektiv mit Trichlorfluormethan stabile molekulare Komplexe bilden, die bei erhöhter Temperatur unter Freisetzung von Trichlorfluormethan rückspalten und somit eine selektive und reversible Speicherung von Trichlorfluormethan erlauben. So konnte ein kristalliner Komplex von Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit Trichlorfluormethan hergestellt und charakterisiert werden, der 4 Moleküle Trichlorfluormethan pro Hexakis(2,3,6-tri-0- methyl)-a-cyclodextrin Molekül enthält. In diesem Zusammenhang wurde auch gefunden, dass Gassensoren, deren sensitive Schicht ein per-substituiertes Cyclodextrin umfasst, eine beträchtlich gesteigerte Sensitivität gegenüber Trichlorfluormethan aufweisen und sich daher Trichlorfluormethan selektiv und zuverlässig mit derartigen Sensoren nachweisen lässt. Adsorb trichlorofluoromethane. It is believed that per-substituted cyclodextrins selectively form stable molecular complexes with trichlorofluoromethane, which cleave at elevated temperature to release trichlorofluoromethane, thus allowing for selective and reversible storage of trichlorofluoromethane. Thus, a crystalline complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin could be prepared and characterized with trichlorofluoromethane containing 4 molecules of trichlorofluoromethane per hexakis (2,3,6-tri-O-methyl). contains -a-cyclodextrin molecule. In this connection it has also been found that gas sensors whose sensitive layer comprises a per-substituted cyclodextrin have a considerably increased sensitivity to trichlorofluoromethane and therefore trichlorofluoromethane can be detected selectively and reliably with such sensors.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von per-substituierten Therefore, the present invention relates to the use of per-substituted
Cyclodextrinen, insbesondere von per-substituierten a-, ß- und/oder g-Cyclodextrinen, zur Adsorption, insbesondere zur selektiven Adsorption von Trichlorfluormethan. Cyclodextrins, in particular of per-substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrins, for adsorption, in particular for the selective adsorption of trichlorofluoromethane.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von per-substituierten Cyclodextrinen, in denen die Wasserstoffatome aller Hydroxygruppen durch einen organischen Rest, welcher ausgewählt ist unter Ci-C6-Alkyl und C2-C6-Alkenyl, ersetzt sind, insbesondere von entsprechend per-substituierten a-, ß- und/oder g-Cyclodextrinen, zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan, sowie ein Verfahren zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan, bei dem man Trichlorfluormethan mit einem festen Adsorbens in Kontakt bringt, das ein per-substituiertes Cyclodextrin, insbesondere ein per- substituiertes a-, ß- und/oder g-Cyclodextrin enthält. In particular, the present invention relates to the use of per-substituted cyclodextrins, in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups by an organic radical which is selected from Ci-C 6 alkyl and C 2 -C 6 alkenyl, replaced, in particular in accordance with per substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrins, for the reversible storage of trichlorofluoromethane, and a method for the reversible storage of trichlorofluoromethane, in which bringing trichlorofluoromethane with a solid adsorbent in contact, which is a per-substituted cyclodextrin, in particular a contains per-substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrin.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von per- substituierten Cyclodextrinen, in denen die Wasserstoffatome aller Hydroxygruppen durch einen organischen Rest, welcher ausgewählt ist unter Ci-C6-Alkyl und C2-C6-Alkenyl, ersetzt sind, insbesondere von per-substituierten a-, ß- und/oder g-Cyclodextrinen, zum selektiven Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben sowie ein Verfahren zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben, bei dem man Are a further object of the present invention is the use of per- substituted cyclodextrins, in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups by an organic radical which is selected from Ci-C 6 alkyl and C 2 -C 6 alkenyl, replaced, in particular of per-substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrins, for the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples and a method for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples, in which
eine Gasprobe mit wenigstens einem Gassensor, der einen Bereich mit einer sensitiven Schicht aufweist, die ein per-subsituiertes Cyclodextrin, insbesondere ein per- substituiertes a-, ß- und/oder g-Cyclodextrin enthält, in Kontakt bringt,  a gas sample comprising at least one gas sensor having a sensitive layer region containing a per-substituted cyclodextrin, in particular a per-substituted a-, ß- and / or g-cyclodextrin,
die durch Trichlorfluormethan in der Gasproben erzeugte Änderungen in der sensitiven Schicht des Sensors in Form von elektrischen oder optischen Signalen detektiert und die Signale in an sich bekannter Weise auswertet. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum selektiven Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben, wobei die Vorrichtung die folgenden Bestandteile aufweist: detects the changes produced by trichlorofluoromethane in the gas samples in the sensitive layer of the sensor in the form of electrical or optical signals and evaluates the signals in a conventional manner. The present invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to the invention for the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples, the apparatus having the following constituents:
Detektionsmittel, welche bei Kontakt mit der Gasprobe Signale erzeugen, die von der Konzentration des Trichlorfluormethans in der Gasprobe abhängen, wobei die  Detection means which, when in contact with the gas sample, generate signals which depend on the concentration of trichlorofluoromethane in the gas sample, the
Detektionsmittel wenigstens einen Gassensor umfassen, der einen Bereich mit einer sensitiven Schicht aufweist, die ein per-substituiertes Cyclodextrin, in dem die  Detection means comprise at least one gas sensor having an area with a sensitive layer containing a per-substituted cyclodextrin, in which the
Wasserstoffatome aller Hydroxygruppen durch einen organischen Rest, welcher ausgewählt ist unter Ci-C6-Alkyl und C2-C6-Alkenyl, ersetzt sind, umfasst; und Are hydrogen atoms of all the hydroxyl groups by an organic radical which is selected from Ci-C 6 alkyl and C 2 -C 6 alkenyl, substituted, comprising; and
Auswertemittel, welche aus den von den Detektionsmitteln gelieferten Signalen die Konzentration des in der Gasprobe enthaltenen Trichlorfluormethans berechnen.  Evaluation means, which calculate the concentration of the trichlorofluoromethane contained in the gas sample from the signals supplied by the detection means.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein kristalliner Komplex von The present invention also relates to a crystalline complex of
Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit T richlorfluormethan. Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin with trichlorofluoromethane.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Cyclodextrine sind homochirale zyklische Oligosaccharide, die aus cyclisch a-1 ,4- verknüpften D-Glucoseeinheiten bestehen. Cyclodextrine mit sechs cyclisch a-1 ,4- verknüpften D-Glucoseeinheiten werden als a-Cyclodextrine bezeichnet, Cyclodextrine mit sieben bzw. acht cyclisch a-1 ,4-verknüpften D-Glucoseeinheiten werden als ß- bzw. g- Cyclodextrine bezeichnet. Cyclodextrine weisen eine konisch-toroidale Struktur mit einer größeren und einer kleineren Öffnung an den gegenüberliegenden Seiten auf. Die Cyclodextrins are homochiral cyclic oligosaccharides consisting of cyclic a-1, 4-linked D-glucose units. Cyclodextrins with six cyclic a-1, 4-linked D-glucose units are referred to as a-cyclodextrins, cyclodextrins with seven or eight cyclic a-1, 4-linked D-glucose units are referred to as ß- and g-cyclodextrins. Cyclodextrins have a conical-toroidal structure with a larger and a smaller opening on the opposite sides. The
Öffnungen unfunktionalisierter Cyclodextrine weisen eine stark hydrophile Region auf, wohingegen das Innere der Struktur lipophiler Natur ist. Die Eigenschaften der Openings of unfunctionalized cyclodextrins have a highly hydrophilic region, whereas the interior of the structure is lipophilic in nature. The properties of
Cyclodextrine werden durch die Art der Funktionalisierung der Hydroxygruppen stark beeinflusst. So beeinflussen Art und Größe der Substituenten an den OH-Gruppen der Cyclodextrine die Hydrophilie und Lipophilie der Cyclodextrin-Ränder und zudem die Größe der Öffnungen und damit die Zugänglichkeit des lipophilen Innenbereichs der Cyclodextrins are strongly influenced by the nature of the functionalization of the hydroxy groups. Thus, the type and size of the substituents on the OH groups of the cyclodextrins influence the hydrophilicity and lipophilicity of the cyclodextrin edges and also the size of the openings and thus the accessibility of the lipophilic interior of the
Cyclodextrine. Cyclodextrins.
Der Ausdruck "per-substituierte Cyclodextrine" bezeichnet hier und im folgenden The term "per-substituted cyclodextrins" refers to here and below
Cyclodextrine, bei denen die Wasserstoffatome aller Hydroxygruppen der Cyclodextrine durch einen organischen Rest ersetzt sind, der ausgewählt ist unter Ci-C6-Alkyl und C2-C6- Alkenyl. Die Substituenten der per-substituierten Cyclodextrine können verschieden oder identisch sein. Bevorzugt sind die Substituenten der per-substituierten Cyclodextrine identisch. Cyclodextrins in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups of the cyclodextrins are replaced by an organic radical, which is selected from Ci-C 6 alkyl and C 2 -C 6 - alkenyl. The substituents of the per-substituted cyclodextrins may be different or identical. Preferably, the substituents of the per-substituted cyclodextrins are identical.
Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäß verwendeten per-substituierten Cyclodextrinen um per-substituierte a-, ß- und g-Cyclodextrine. Im Hinblick auf ihre The per-substituted cyclodextrins used according to the invention are preferably per-substituted α-, β- and γ-cyclodextrins. In terms of her
Verwendung zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan sind die per- substituierten Cyclodextrine vorzugsweise ausgewählt unter per-substituierten a- Cyclodextrinen, insbesondere unter per-Ci-C6-Alkyl-substituierten a-Cyclodextrinen und speziell unter per-Ci-C4-Alkyl-substituierten a-Cyclodextrinen, d.h. a-Cyclodextrinen, bei denen die Wasserstoffatome aller Hydroxygruppen durch Ci-C6-Alkyl, insbesondere durch Ci-C4-Alkyl ersetzt sind. Ebenfalls bevorzugt sind die per-substituierten Cyclodextrine ausgewählt unter per-C2-C6-Alkenyl-substituierten a-Cyclodextrinen, d.h. a-Cyclodextrinen, in denen die Wasserstoffatome aller Hydroxygruppen durch C2-C6-Alkenyl ersetzt sind. Use for the reversible storage of trichlorofluoromethane are the per- substituted cyclodextrins preferably selected from per-substituted a-cyclodextrins, especially under per-Ci-C 6 alkyl-substituted a-cyclodextrins and especially under per-Ci-C 4 alkyl-substituted a-cyclodextrins, ie a-cyclodextrins at where the hydrogen atoms of all hydroxy groups are replaced by C 1 -C 6 -alkyl, in particular by C 1 -C 4 -alkyl. Also preferably, the per-substituted cyclodextrins are selected from per-C2-C6 alkenyl-substituted a-cyclodextrins, ie a-cyclodextrins, in which the hydrogen atoms of all the hydroxyl groups are replaced by C 2 -C 6 alkenyl.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck "Ci-C6-Alkyl" für einen linearen oder verzweigten gesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 C-Atomen und In the context of the present invention, the expression "C 1 -C 6 -alkyl" stands for a linear or branched saturated hydrocarbon radical having 1 to 6 C atoms and
insbesondere 1 bis 4 C-Atomen (CrC -Alkyl), wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 3- Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methylpentyl, 2-Methyl-2- pentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 2,3-Dimethylbutyl, 2,2- Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 2-Ethylbutyl und dergleichen. in particular 1 to 4 C atoms (C 1 -C 4 -alkyl), such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, 2-pentyl, 3-pentyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 3-methyl-2-butyl, 2,2-dimethylpropyl, n-hexyl, 2-hexyl, 3-hexyl, 2-methylpentyl, 2-methyl-2-pentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 3-methyl-2-pentyl, 2,3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl and the like.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck "C2-C6-Alkenyl" für einen linearen oder verzweigten einfach ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 C- Atomen, z.B. für Vinyl, 1-Propenyl, Allyl (Prop-2-en-1-yl), But-2-en-1-yl, But-3-en-1-yl, But-3- en-3-yl, 2-Methylprop-2-en-1-yl, Pent-2-en-1-yl, Pent-3-en-1-yl, Pent-3-en-2-yl, Pent-4-en-1- yl, Pent-4-en-2-yl, 2-Methylbut-2-en-1-yl, 2-Methylbut-3-en-1-yl, 3-Methylbut-3-en-1-yl, 3- Methylbut-3-en-2-yl, Hex-2-en-1-yl, Hex-3-en-1-yl, Hex-3-en-2-yl, Hex-4-en-1-yl, Hex-4-en-2- yl, Hex-4-en-3-yl, Hex-5-en-1-yl, Hex-5-en-2-yl, Hex-5-en-3-yl, 2-Methylpent-2-en-1-yl, 2- Methylpent-3-en-1-yl, 3-Methylpent-3-en-1-yl, 3-Methylpent-3-en-2-yl und dergleichen. In the context of the present invention, the term "C 2 -C 6 -alkenyl" is a linear or branched monounsaturated hydrocarbon radical having 1 to 6 C atoms, for example vinyl, 1-propenyl, allyl (prop-2-en-1 yl), but-2-en-1-yl, but-3-en-1-yl, but-3-en-3-yl, 2-methylprop-2-en-1-yl, pent-2-ene 1-yl, pent-3-en-1-yl, pent-3-en-2-yl, pent-4-en-1-yl, pent-4-en-2-yl, 2-methylbut-2 -en-1-yl, 2-methylbut-3-en-1-yl, 3-methylbut-3-en-1-yl, 3-methylbut-3-en-2-yl, hex-2-ene-1 -yl, hex-3-en-1-yl, hex-3-en-2-yl, hex-4-en-1-yl, hex-4-en-2-yl, hex-4-ene-3 -yl, hex-5-en-1-yl, hex-5-en-2-yl, hex-5-en-3-yl, 2-methylpent-2-en-1-yl, 2-methylpent-3 -en-1-yl, 3-methylpent-3-en-1-yl, 3-methylpent-3-en-2-yl and the like.
Besonders bevorzugt sind die Substituenten des per-substituierten Cyclodextrins ausgewählt unter Methyl, Ethyl, Propyl, n-Butyl, Vinyl, Allyl und 3-Methylbut-3-en-1-yl (Isopentenyl). Ganz besonders bevorzugt sind die Substituenten des per-substituierten Cyclodextrins ausgewählt unter Methyl, Ethyl und Allyl. The substituents of the per-substituted cyclodextrin are particularly preferably selected from among methyl, ethyl, propyl, n-butyl, vinyl, allyl and 3-methylbut-3-en-1-yl (isopentenyl). Most preferably, the substituents of the per-substituted cyclodextrin are selected from methyl, ethyl and allyl.
Beispiele für erfindungsgemäß bevorzugte per-substituierte Cyclodextrine sind Examples of preferred per-substituted cyclodextrins according to the invention are
Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin, Hexakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-a-cyclodextrin, Hexakis(2,3,6-tri-0-allyl)-a-cyclodextrin, Heptakis(2,3,6-tri-0-methyl)-ß-cyclodextrin, Heptakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-ß-cyclodextrin, Heptakis(2,3,6-tri-0-allyl)-ß-cyclodextrin, Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin, hexakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -a-cyclodextrin, hexakis (2,3,6-tri-O) allyl) -α-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O-methyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3 , 6-tri-0-allyl) -beta-cyclodextrin,
Octakis(2,3,6-tri-0-methyl)-y-cyclodextrin, Octakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-y-cyclodextrin und Octakis(2,3,6-tri-0-allyl)-Y-cyclodextrin. Im Hinblick auf die Verwendung zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan ist hierunter Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin besonders bevorzugt. Octakis (2,3,6-tri-O-methyl) -cyclodextrin, octakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -cyclodextrin and octakis (2,3,6-tri-O) allyl) -Y-cyclodextrin. Among them, hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin is particularly preferable among them for use for reversibly storing trichlorofluoromethane.
Die per-subsituierten Cyclodextrine sind an sich bekannt, z.B. aus Guieu, S. et al. Advances in Cyclodextrin Chemistry, in: Modern Synthetic Methods in Carbohydrate Chemistry: From Monosaccharides to Complex Glycoconjugates (Hrsg. D. B. Werz und S. Vidal), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Deutschland, 2013 und der darin zitierten Literatur, oder können in an sich bekannter Weise durch Funktionalisierung der freien OH-Gruppen des Cyclodextrins hergestellt werden (siehe z.B. G. Schomburg et al., HRC 1992, 15, 579- 584 und H. Dodziuk, Cyclodextrins and their complexes, Wiley-VCH, Weinheim, 2006 (ISBN 3-527-31280-3)). The per-substituted cyclodextrins are known per se, for example from Guieu, S. et al. Advances in Cyclodextrin Chemistry, in: Modern Synthetic Methods in Carbohydrate Chemistry: From Monosaccharides to Complex Glycoconjugates (ed. DB Werz and S. Vidal), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2013 and the literature cited therein, or can be prepared in a manner known per se by functionalizing the free OH groups of the cyclodextrin (see eg G. Schomburg et al., HRC 1992, 15, 579-584 and H. Dodziuk, Cyclodextrins and their Complexes, Wiley-VCH, Weinheim, 2006 (ISBN 3-527-31280-3)) ,
Beispielweise kann man Cyclodextrine, die mit Alkyl- oder Alkenyl-Resten per-substituiert sind, durch Umsetzung unsubstituierter Cyclodextrine mit einem Alkylierungs- oder For example, one can cyclodextrins which are per-substituted with alkyl or alkenyl radicals, by reacting unsubstituted cyclodextrins with an alkylation or
Alkenylierungsmittel im Sinne einer nucleophilen Substitution hersteilen. Geeignete Alkenylating agent in the sense of a nucleophilic substitution hersteilen. suitable
Alkylierungs- bzw. Alkenylierungsmittel sind beispielsweise Alkylhalogenide und Alkylating or alkenylating agents are, for example, alkyl halides and
Alkenylhalogenide, insbesondere Alkylbromide, Alkyliodide, Alkenylchloride und Alkenyl halides, especially alkyl bromides, alkyl iodides, alkenyl chlorides and
Alkenylbromide sowie Alkyl- bzw. Alkenylsulfonsäureester, z.B. Alkyl- oder Alkenyl bromides and alkyl or alkenyl sulfonic acid esters, e.g. Alkyl or
Alkenyltoluolsulfonsäureester. Die Alkylierungsmittel werden üblicherweise im Überschuss, bezogen auf die im Cyclodextrin enthaltenen OH-Gruppen eingesetzt, z.B. in einer Menge von 1 ,5 bis 5 mol pro mol OH-Gruppe. Üblicherweise erfolgt die Umsetzung in Gegenwart einer Base, insbesondere in Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids und/oder Alkenyltoluolsulfonsäureester. The alkylating agents are usually used in excess, based on the OH groups contained in the cyclodextrin, e.g. in an amount of 1, 5 to 5 mol per mol of OH group. Usually, the reaction takes place in the presence of a base, in particular in the presence of an alkali metal hydroxide and / or
Alkalimetallhydrids wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Natriumhydrid. Die Base wird in der Regel ebenfalls im Überschuss, bezogen auf die im Cyclodextrin enthaltenen OH- Gruppen, eingesetzt, z.B. in einer Menge von 1 ,5 bis 5 Moläquivalenten pro mol OH- Gruppe. Üblicherweise wird man die Umsetzung in einem aprotisch polaren Lösungsmittel, z.B. Dimethylsulfoxid, Sulfolan, Dimethylformamid, Acetonitril, N-Methylpyrroldion durchführen. Die Umsetzung erfolgt üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 10 bis 120 °C. Alkalimetallhydrids such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium hydride. The base is also usually used in excess, based on the OH groups contained in the cyclodextrin, e.g. in an amount of 1, 5 to 5 molar equivalents per mol of OH group. Usually, the reaction will be carried out in an aprotic polar solvent, e.g. Perform dimethyl sulfoxide, sulfolane, dimethylformamide, acetonitrile, N-methylpyrrolidione. The reaction is usually carried out at temperatures in the range of 10 to 120 ° C.
Alkylcarbonylgruppen können beispielsweise durch Acylierung der freien OH-Gruppen mit aktivierten Carbonsäurederivaten, beispielsweise Carbonsäurehalogeniden, insbesondere mit CrC4-Alkylcarbonylchloriden wie Acetylchlorid oder Propionylchlorid, oder Alkylcarbonyl groups can be prepared, for example, by acylating the free OH groups with activated carboxylic acid derivatives, for example carboxylic acid halides, in particular with C 1 -C 4 -alkylcarbonyl chlorides, such as acetyl chloride or propionyl chloride, or
Carbonsäureanhydriden wie Acetanhydrid, Propionsäureanhydrid oder Carboxylic anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride or
Buttersäureanhydrid, eingführt werden. Verfahren hierzu sind bekannt, z.B. aus H. Dodziuk, Cyclodextrins and their complexes, Wiley-VCH, Weinheim, 2006 (ISBN 3-527-31280-3), A. A. Sutyagin et al., Russian Journal of General Chemistry 2002, 72, 147-150 sowie aus DE 4414138. Butyric anhydride, are introduced. Methods for this are known, e.g. from H. Dodziuk, Cyclodextrins and their Complexes, Wiley-VCH, Weinheim, 2006 (ISBN 3-527-31280-3), AA Sutyagin et al., Russian Journal of General Chemistry 2002, 72, 147-150 and from DE 4414138 ,
Aufgrund ihrer Eignung, in Gasproben enthaltenes Trichlorfluormethan mit erhöhter Selektivität zu adsorbieren, sind per-substituierte Cyclodextrine, wie zuvor definiert, zum selektiven Nachweis bzw. zur selektiven Detektion von Trichlorfluormethan in Gasproben geeignet. Unter einem selektiven Nachweis von Trichlorfluormethan versteht man, dass Trichlorfluormethan selektiv in Gegenwart von Substanzen detektiert werden kann, bei denen in konventionellen Detektionsverfahren Querempfindlichkeiten zu Because of their ability to adsorb trichlorofluoromethane in gas samples with increased selectivity, per-substituted cyclodextrins, as previously defined, are useful for the selective detection or selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples. Selective detection of trichlorofluoromethane is understood to mean that trichlorofluoromethane can be selectively detected in the presence of substances that interfere in conventional detection methods
Trichlorfluormethan bestehen, wie beispielsweise Halogenkohlenwasserstoffe, Insbesondere Chlorkohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Trichlormethan, Dichlorethan und dergleichen und Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Durch den Einsatz von per- substituierten Cyclodextrinen in den sensitiven Schichten von Gassensoren wird die Trichlorofluoromethane, such as, for example, halogenated hydrocarbons, In particular, chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, trichloromethane, dichloroethane and the like, and chlorofluorocarbons. Through the use of per-substituted cyclodextrins in the sensitive layers of gas sensors, the
Empfindlichkeit und Selektivität dieser Gassensoren gegenüber Trichlorfluormethan signifikant gesteigert. Die Verwendung von per-substituierten Cyclodextrinen in den sensitiven Schichten von Gassensoren ermöglicht somit den Nachweis von Sensitivity and selectivity of these gas sensors compared to trichlorofluoromethane significantly increased. The use of per-substituted cyclodextrins in the sensitive layers of gas sensors thus enables the detection of
Trichlorfluormethan, auch bei Trichlorfluormethan-Konzentrationen von weniger als 1000 PPm. Trichlorofluoromethane even at trichlorofluoromethane concentrations of less than 1000 PPm.
Zur Detektion des Trichlorfluormethans in Gasproben wird man in der Regel das per- substituierte Cyclodextrin in Form eines Gassensors einsetzen, der einen sensitiven For the detection of the trichlorofluoromethane in gas samples, the per-substituted cyclodextrin in the form of a gas sensor will usually be used, which is a sensitive
Bereich aufweist, welcher ein erfindungsgemäß zu verwendendes per-substituiertes Cyclodextrin umfasst, wobei der Bereich insbesondere als sensitive Schicht ausgestaltet ist, die ein per-substituiertes Cyclodextrin umfasst. Having range, which comprises a per-substituted cyclodextrin to be used according to the invention, wherein the range is designed in particular as a sensitive layer comprising a per-substituted cyclodextrin.
Zur Detektion des Trichlorfluormethans eignen sich prinzipiell alle gängigen und dem Fachmann bekannten Typen an Gassensoren, die einen sensitive Bereich, insbesondere eine sensitive Schicht aufweisen und die, für die zu detektierende chemische Substanz, hier Trichlorfluormethan, eine spezifische Messgröße in ein auswertbares Signal, beispielsweise in ein elektrisches oder optisches Signal, umsetzen. Derartige Sensoren werden auch als Chemosensoren bezeichnet. Erfindungsgemäß sind die Gassensoren so modifiziert, dass die sensitive Schicht ein per-substituiertes Cyclodextrin umfasst. Mit anderen Worten, die sensitive Schicht ist chemisch mit den erfindungsgemäß verwendeten per-substituierten Cyclodextrinen sensibilisiert, d.h. chemisch mit den erfindungsgemäß verwendeten per-substituierten Cyclodextrinen funktionalisiert. Bei Kontakt der sensitiven Schicht mit der Trichlorfluormethan enthaltenden Probe kommt es aufgrund der For the detection of the trichlorofluoromethane are in principle all common and known in the art types of gas sensors having a sensitive area, in particular a sensitive layer and, for the chemical substance to be detected, here trichlorofluoromethane, a specific measurable variable in an evaluable signal, for example in an electrical or optical signal, implement. Such sensors are also referred to as chemosensors. According to the gas sensors are modified so that the sensitive layer comprises a per-substituted cyclodextrin. In other words, the sensitive layer is chemically sensitized with the per-substituted cyclodextrins used in the present invention, i. chemically functionalized with the per-substituted cyclodextrins used in the invention. Upon contact of the sensitive layer with the trichlorofluoromethane-containing sample, it is due to the
Anwesenheit des per-substituierten Cyclodextrins in der sensitiven Schicht zu einer spezifischen Adsorption von Trichlorfluormethan in der sensitiven Schicht. Diese Adsorption bewirkt ihrerseits eine Änderung der Messgröße und erzeugt somit ein auswertbares Signal. Die Messgröße kann dabei auf unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien, z.B. Presence of the per-substituted cyclodextrin in the sensitive layer to a specific adsorption of trichlorofluoromethane in the sensitive layer. This adsorption in turn causes a change in the measured variable and thus generates an evaluable signal. The measurand can be based on different physical measuring principles, e.g.
optisch oder gravimetrisch, beruhen. optically or gravimetrically.
In der Regel besteht bei derartigen Sensoren ein unmittelbarer, häufig sogar ein As a rule, such sensors have a direct, often even one
näherungsweise linearer Zusammenhang zwischen der Konzentration vom Analyten, hier Trichlorfluormethan, in der Gasprobe und der spezifischen Messgröße. Zudem zeichnen sich derartige Sensoren vorteilhafterweise durch eine geringe Hysterese aus, weil bei einem Absinken der Konzentration des Trichlorfluormethans in der Gasprobe dieses wieder aus der Adsorptionsschicht freigesetzt wird. Daher kann man in einfacher Weise mittels approximately linear relationship between the concentration of the analyte, here trichlorofluoromethane, in the gas sample and the specific measurand. In addition, such sensors are advantageously characterized by a low hysteresis, because when the concentration of the trichlorofluoromethane in the gas sample drops, this is released again from the adsorption layer. Therefore, one can easily by means of
Referenzproben mit definierten Konzentrationen eine Eichkurve erstellen. Somit eignen sich Sensoren, die mit einer sensitiven Schicht versehen sind, welche ein per-substituiertes Cyclodextrin enthält, für die online-Bestimmung der Konzentration von Trichlorfluormethan in Gasproben. Reference samples with defined concentrations create a calibration curve. Thus, sensors are provided which are provided with a sensitive layer, which is a per-substituted Contains cyclodextrin, for online determination of the concentration of trichlorofluoromethane in gas samples.
Zur Funktionalisierung wird man in der Regel das per-substituierte Cyclodextrin in Form einer Schicht auf den sensitiven Bereich aufbringen. Die Dicke der das per-substituierte Cyclodextrin enthaltenden Schicht richtet sich dabei nach der Art des Sensors und liegt typischerweise im Bereich von 1 nm bis 500 nm, insbesondere im Bereich von 10 nm bis 250 nm. Die das per-substituierte Cyclodextrin enthaltende Schicht kann ausschließlich aus dem jeweiligen per-substituierten Cyclodextrin bestehen oder auch ein Bindemittel enthalten, welches eine bessere Fixierung des per-substituierten Cyclodextrins auf den sensitiven Bereich bewirkt. Vorzugweise besteht die Schicht zu wenigstens 80 Gew.-% und insbesondere zu wenigstens 90 Gew.-% oder vollständig aus dem per-substituierten Cyclodextrin. For functionalization, the per-substituted cyclodextrin will usually be applied to the sensitive area in the form of a layer. The thickness of the layer containing the per-substituted cyclodextrin depends on the type of sensor and is typically in the range from 1 nm to 500 nm, in particular in the range from 10 nm to 250 nm. The layer containing the per-substituted cyclodextrin can exclusively consist of the respective per-substituted cyclodextrin or contain a binder which causes a better fixation of the per-substituted cyclodextrin on the sensitive area. Preferably, the layer consists of at least 80 wt .-% and in particular at least 90 wt .-% or completely of the per-substituted cyclodextrin.
Die Herstellung derartiger Schichten ist dem Fachmann geläufig und kann beispielsweise durch Elektrosprühen (Electrospraycoating), durch Tauchbeschichten (Dip-Coating) oder durch Rotationsbeschichtung (Spin-Coating), wobei das per-substituierte Cyclodextrin üblicherweise in Form einer Lösung, insbesondere einer verdünnten Lösung in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel eingesetzt wird. Die Konzentration des per- substituierten Cyclodextrins in der Lösung richtet sich in an sich bekannter Weise nach der Beschichtungsmethode und kann im Bereich von 0,01 bis 100 mg/ml liegen. Im Falle des Dip-Coatings liegt sie beispielsweise im Bereich von 1 bis 100 mg/ml, insbesondere im Bereich von 5 bis 80 mg/ml. Wird die Beschichtung durch Elektrosprühen aufgebracht, weist die Lösung eine Konzentration des per-substituierten Cyclodextrins beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 5 mg/ml, insbesondere im Bereich von 0,05 bis 1 mg/ml auf. The production of such layers is familiar to the person skilled in the art and can be carried out, for example, by electrospray coating, by dip coating or by spin coating, wherein the per-substituted cyclodextrin is usually present in the form of a solution, in particular a dilute solution in a volatile organic solvent is used. The concentration of the per-substituted cyclodextrin in the solution depends in a manner known per se according to the coating method and can be in the range from 0.01 to 100 mg / ml. In the case of dip-coating, for example, it is in the range from 1 to 100 mg / ml, in particular in the range from 5 to 80 mg / ml. When the coating is applied by electrospray, the solution has a concentration of the per-substituted cyclodextrin, for example in the range of 0.01 to 5 mg / ml, in particular in the range of 0.05 to 1 mg / ml.
Geeignete Lösungsmittel sind vor allem polare organische Lösungsmittel, die einen Siedepunkt bei Normaldruck von nicht mehr als 120 °C aufweisen, um ein gleichmäßiges Abdampfen zu erlauben. Hierzu zählen vor allem aliphatische und alicyclische Ether wie Diethylether, Methyl-tert.-Butylether, Tetrahydrofuran und Dioxan, sowie deren Mischungen mit Ci-C4-Alkanolen wie Methanol, Ethanol, n-Propanol und Isopropanol. Suitable solvents are, above all, polar organic solvents which have a boiling point at normal pressure of not more than 120 ° C. in order to allow uniform evaporation. These include, in particular, aliphatic and alicyclic ethers, such as diethyl ether, methyl tert-butyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, and mixtures thereof with C 1 -C 4 -alkanols, such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol.
Für die selektive Detektion von Trichlorfluormethan in Gasproben eignen sich insbesondere optische Sensoren, sowie massenempfindliche Sensoren, die eine mit per-substituierten Cyclodextrinen funktionalisierte sensitive Schicht aufweisen, da derartige Sensoren eine hohe Empfindlichkeit aufweisen und es daher möglich ist, Trichlorfluormethan in Gasen, wie beispielsweise in Luft, auch bei niedriger Konzentration nachzuweisen. For the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples are in particular optical sensors, and mass-sensitive sensors which have functionalized with per-substituted cyclodextrins sensitive layer, since such sensors have a high sensitivity and it is therefore possible to trichlorofluoromethane in gases such as in Air, even at low concentrations.
Masseempfindliche Sensoren, die auch als gravimetrische Sensoren bezeichnet werden, basieren auf dem Prinzip, dass die Adsorption oder Absorption des Analyten, hier Mass-sensitive sensors, also referred to as gravimetric sensors, are based on the principle that the adsorption or absorption of the analyte, here
Trichlorfluormethan, in der chemoselektiven Schicht des sensitiven Bereichs des Sensors zu einer Massenänderung führt, die in einer Änderung der Messgröße, üblicherweise einer Resonanzfrequenz, resultiert. Die Funktionalisierung des sensitiven Bereichs mit den erfindungsgemäß verwendeten per-substituierten Cyclodextrinen führt zu einer selektiven Adsorption von Trichlorfluormethan und damit zu einer Masseänderung, die in der Trichlorfluoromethane, in the chemoselective layer of the sensitive area of the sensor leads to a mass change in a change in the measured variable, usually one Resonant frequency, results. The functionalization of the sensitive region with the per-substituted cyclodextrins used according to the invention leads to a selective adsorption of trichlorofluoromethane and thus to a mass change which occurs in the
Änderung der Messgröße, häufig eine Resonanzfrequenz, resultiert. Change in the measured variable, often a resonant frequency, results.
Massenempfindliche bzw. gravimetrische Sensoren sind vor allem akustische Sensoren, die nach dem Prinzip der Oberflächenresonanz (Oberflächenwellenresonatoren, "Surface- Acoustic-Wave devices" SAW) oder nach dem Prinzip der Volumenwellenresonanz Above all, mass-sensitive or gravimetric sensors are acoustic sensors which are based on the principle of surface resonance (surface acoustic wave resonators, surface acoustic wave devices SAW) or on the principle of bulk-wave resonance
(Volumenwellenresonatoren„Bulk-Acoustic-Wave Devices“ - BAW-Sensoren) arbeiten. Derartige Sensoren nutzen üblicherweise ein piezoelektrisches Quarzmaterial zur (Volume Wave Resonators Bulk Acoustic Wave Devices - BAW sensors). Such sensors usually use a piezoelectric quartz material for
Erzeugung akustischer Wellen. Eine Übersicht über akustische Sensoren und deren Verwendung als Chemosensoren findet man in W. Grate et al., Acoustic Wave Generation of acoustic waves. An overview of acoustic sensors and their use as chemosensors can be found in W. Grate et al., Acoustic Wave
Microsensors (Part I), Anal. Chem., 65, 1993, 940A-948A und W. Grate et al., Acoustic Wave Microsensors (Part II), Anal. Chem., 65 (1993) 987A-997A, sowie in der darin zitierten Literatur (S. Fanget et al., Sensor. Actuat. B-Chem. 201 1 , 160, 804-821 ; A. Afzal et al., Anal. Chim. Acta 2013, 787, 36-49). Microsensors (Part I), Anal. Chem., 65, 1993, 940A-948A and W. Grate et al., Acoustic Wave Microsensors (Part II), Anal. Chem., 65 (1993) 987A-997A, as well as in the literature cited therein (S.Fanget et al., Sensor, Actuat, B Chem 201: 160, 804-821; A. Afzal et al., Anal Chim. Acta 2013, 787, 36-49).
Zu den BAW-Sensoren zählen sogenannte Schwingquarz-Mikrowaagen, die auch als Quarz-Mikrowaagen (quartz micro balance, QMB) oder als Quarzkristall-Mikrowaagen (quartz crystal micro balance, QCM) bezeichnet werden. Zu den SAW-Sensoren zählen vor allem solche, die Rayleigh-Wellen nutzen (R-SAW-Sensoren), solche die Transversal- Oberflächenwellen nutzen (SSWB und STW-Sensoren - siehe z.B. C. Zimmermann et al., Sensor. Actuat. B-Chem., 76 (2001 ) 86-94) und Akustische Platten-Modus Sensoren (APM- Sensoren). The BAW sensors include so-called quartz crystal microbalances, which are also referred to as quartz microbalances (QMB) or quartz crystal microbalances (QCM). The SAW sensors include, in particular, those which use Rayleigh waves (R-SAW sensors), those which use transversal surface waves (SSWB and STW sensors - see, for example, C. Zimmermann et al., Sensor, Actuat -Chem., 76 (2001) 86-94) and Acoustic Plate Mode Sensors (APM sensors).
Insbesondere handelt es sich bei dem gravimetrischen Sensor um eine Schwingquarz- Mikrowaage. Das Grundprinzip von Schwingquarz-Mikrowaagen ist beschrieben in Günter Sauerbrey: Verwendung von Schwingquarzen zur Wägung dünner Schichten und zur Mikrowägung, Z. Phys.. 155, Nr. 2, 1959, S. 206. Eine Übersicht über Schwingquarz- Mikrowaagen und deren Verwendung als Sensoren findet man in M.R. Deakin, et al, Anal. Chem., 61 (1989) 1147A-1 154A und J.W. Grate et al., Anal. Chem., 65 (1993) 940A-948A sowie in der darin zitierten Literatur. Schwingquarze und Schwingquarz-Mikrowaagen sind kommerziell erhältlich, z.B. von der Fa. KVG Quartz Crystal Technology GmbH, In particular, the gravimetric sensor is a quartz oscillator microbalance. The basic principle of vibrating quartz microbalances is described in Günter Sauerbrey: Use of quartz crystals for weighing thin layers and for weighing, Z. Phys. 155, No. 2, 1959, p. 206. An overview of vibrating quartz microbalances and their use as Sensors are found in MR Deakin, et al, Anal. Chem., 61 (1989) 1147A-1 154A and J.W. Grate et al., Anal. Chem., 65 (1993) 940A-948A and in the literature cited therein. Quartz crystals and quartz microbalances are commercially available, e.g. from KVG Quartz Crystal Technology GmbH,
Neckarbischofsheim, Deutschland. Neckarbischofsheim, Germany.
In Schwingquarz-Mikrowaagen wird ein Quarzoszillator aus einem piezoelektrischen Quarzmaterial in einen elektrischen Schwingkreis integriert. Der Quarzkristall wird mit metallischen Elektroden kontaktiert und unter Ausnutzung des umgekehrten In quartz oscillator microbalances, a quartz oscillator made of a piezoelectric quartz material is integrated into an electrical resonant circuit. The quartz crystal is contacted with metallic electrodes and taking advantage of the reverse
piezoelektrischen Effektes mit einer typischerweise im Radiofrequenzbereich liegenden Frequenz angeregt, die einer mechanischen Eigenfrequenz des Quarzes entspricht. Es kommt dann zur Anregung von Resonanzschwingungen, die eine stabile Schwingungsfrequenz des Schwingkreises festlegen. Die Resonanzfrequenz hängt nun von der Masse des Quarzoszillators ab, so dass Masseänderungen, beispielsweise durch Adsorption oder Absorption einer nachzuweisenden Substanz, als Änderungen der Resonanzfrequenz detektiert werden können. Durch elektrische Brückenschaltungen lassen sich Frequenzänderungen im Bereich von 1 Hz messen. piezoelectric effect is excited with a frequency typically lying in the radio frequency range, which corresponds to a mechanical natural frequency of the quartz. It then comes to the excitation of resonant vibrations that define a stable oscillation frequency of the resonant circuit. The resonant frequency now depends on the mass of the quartz oscillator, so that mass changes, for example by adsorption or absorption of a substance to be detected, can be detected as changes in the resonant frequency. By electrical bridge circuits, frequency changes in the range of 1 Hz can be measured.
Durch Beschichtung des Quarzes einer Quarz-Mikrowaage mit einer sensitiven Schicht, die ein erfindungsgemäßes per-substituiertes Cyclodextrin enthält oder insbesondere daraus besteht, wird erreicht, dass das in einer Gasprobe erhaltene Trichlorfluormethan selektiv in der Schicht adsorbiert wird und eine Massenänderung und damit auch eine Änderung der Resonanzfrequenz bewirkt. Somit besteht bei derartigen Sensoren ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen der Konzentration von Trichlorfluormethan in der Gasprobe und der Resonanzfrequenz, so dass man in einfacher Weise mittels Referenzproben mit definierten Konzentrationen eine Eichkurve erstellen kann. Daher eignen sich Quarz- Mikrowaagen, die mit einer sensitiven Schicht versehen sind, welche ein per-substituiertes Cyclodextrin enthält, für die online-Bestimmung der Konzentration von Trichlorfluormethan in Gasproben. By coating the quartz of a quartz microbalance with a sensitive layer containing or consisting in particular of a per-substituted cyclodextrin according to the invention, it is achieved that the trichlorofluoromethane obtained in a gas sample is selectively adsorbed in the layer and a mass change and thus also a change the resonance frequency causes. Thus, in such sensors, a direct relationship between the concentration of trichlorofluoromethane in the gas sample and the resonance frequency, so that you can create a calibration curve in a simple manner by reference samples with defined concentrations. Therefore, quartz microbalances provided with a sensitive layer containing a per-substituted cyclodextrin are suitable for the on-line determination of the concentration of trichlorofluoromethane in gas samples.
Erfindungsgemäß geeignete optische Sensoren basieren auf dem Prinzip, dass die According to the invention suitable optical sensors are based on the principle that the
Adsorption oder Absorption des Analyten, hier Trichlorfluormethan, in der chemoselektiven Schicht des sensitiven Bereichs des Sensors zu einer Änderung der optischen Adsorption or absorption of the analyte, here trichlorofluoromethane, in the chemoselective layer of the sensitive area of the sensor to a change in the optical
Eigenschaften der Sensoroberfläche, beispielsweise des Brechungsindex oder der Properties of the sensor surface, such as the refractive index or the
Transmission, führt oder eine Lumineszenz oder eine Interferenz bewirkt. Diese Transmission, leads or causes luminescence or interference. These
Eigenschaften resultieren ihrerseits in einer Änderung der Messgröße, häufig eine Properties in turn result in a change in the measured variable, often one
Strahlungsintensität, ein Reflexionswinkel oder eine Wellenlängenverschiebung. Die Funktionalisierung des sensitiven Bereichs mit den erfindungsgemäß verwendeten per- substituierten Cyclodextrinen führt zu einer selektiven Adsorption von Trichlorfluormethan und damit zu einer Veränderung der optischen Eigenschaften der Sensoroberfläche und damit in einer Änderung der Messgröße. Radiation intensity, a reflection angle or a wavelength shift. The functionalization of the sensitive region with the per-substituted cyclodextrins used according to the invention leads to a selective adsorption of trichlorofluoromethane and thus to a change in the optical properties of the sensor surface and thus in a change in the measured variable.
Insbesondere handelt es sich bei dem optischen Sensor um einen Sensor, bei dem die Adsorption des Analyten zu einer Änderung des Brechungsindexes der sensitiven Schicht führt, und speziell um einen Evaneszenzfeld-Sensor. Bei einem Evaneszenzfeld-Sensor handelt es sich um einen optischen Sensor, der den Brechungsindexes eines optisch dünneren Mediums basierend auf dem Prinzip der Evaneszenzfeld Wechselwirkung detektieren kann. Evaneszenz bezeichnet das Eindringen und exponentielle Abklingen von Wellen in einem Medium in welchem sie sich nicht ausbreiten können. So treten In particular, the optical sensor is a sensor in which the adsorption of the analyte leads to a change in the refractive index of the sensitive layer, and especially to an evanescent field sensor. An evanescent field sensor is an optical sensor that can detect the refractive index of an optically thinner medium based on the principle of evanescent field interaction. Evanescence refers to the penetration and exponential decay of waves in a medium in which they can not spread. So kick
evaneszente Wellen im Nahbereich der Grenzfläche eines optisch dichteren Mediums zu einem optisch dünneren Medium auf (Evaneszenzfeld), wenn das im optisch dichteren Medium geführte Licht an der Grenzfläche eine vollständige bzw. Totalreflexion erfährt. Ändert sich nun der Brechungsindexes des optisch dünneren Mediums im Bereich des evaneszenten Feldes, beispielsweise durch die Adsorption einer nachzuweisenden evanescent waves in the vicinity of the interface of an optically denser medium to an optically thinner medium on (evanescent field) when the guided in the optically denser medium light at the interface undergoes a complete or total reflection. Now changes the refractive index of the optically thinner medium in the region of the evanescent field, for example by the adsorption of a detected
Substanz im optisch dünneren Medium, so ändert sich der Winkel der Totalreflexion eines Lichtstrahls, der an der Grenzfläche zwischen dem optisch dichteren Medium und dem optisch dünneren Medium reflektiert wird (Evaneszenzfeld Wechselwirkung). Dieser Effekt kann zum Nachweis von Stoffen verwendet werden, beispielsweise indem als optisch dünneres Medium eine Schicht bzw. eine Beschichtung verwendet wird, die ein Substance in the optically thinner medium, the angle of total reflection of a light beam, which is reflected at the interface between the optically denser medium and the optically thinner medium changes (evanescent field interaction). This effect can be used for the detection of substances, for example, by using as the optically thinner medium, a layer or a coating, the one
Affinitätsmaterial, hier ein per-substituiertes Cyclodextrin, zur Bindung des Analyten, hier Trichlorfluormethan, enthält. Affinity material, here a per-substituted cyclodextrin, for binding of the analyte, here trichlorofluoromethane.
Mit Evaneszenzfeld-Sensoren lassen sich somit Änderungen des Brechungsindex in der Schicht, welche das per-substituierte Cyclodextrin enthält, detektieren, die aus der With evanescence field sensors, it is thus possible to detect changes in the refractive index in the layer containing the per-substituted cyclodextrin, which originates from the
Adsorption des Analyten von dieser Schicht resultieren. Adsorption of the analyte from this layer result.
Die durch Adsorption des Analyten in die das per-substituierte Cyclodextrin enthaltende Schicht hervorgerufene Änderung des Brechungsindex kann auf verschiedene Weise detektiert werden. Hierzu kann zum Beispiel in einem Lichtwellenleiter eine periodische Modifikation des Brechungsindex, resultierend in einem sogenannten Bragg-Gitter, eingebracht werden. Trifft ein Lichtstrahl auf ein solches Bragg-Gitter, so wird ein Teil des Strahls mit einer bestimmten Wellenlänge (Bragg-Wellenlänge) reflektiert. Ändert sich nun der Brechungsindex im Bereich des Bragg-Gitters, so führt dies zu einer Verschiebung der Wellenlänge (Bragg-Wellenlänge) des von dem Bragg-Gitter zurückgestrahlten Lichts.The change in the refractive index caused by adsorption of the analyte into the layer containing the per-substituted cyclodextrin can be detected in various ways. For this purpose, for example, in an optical waveguide, a periodic modification of the refractive index, resulting in a so-called Bragg grating, are introduced. When a light beam strikes such a Bragg grating, a part of the beam with a specific wavelength (Bragg wavelength) is reflected. If the refractive index now changes in the region of the Bragg grating, this leads to a shift in the wavelength (Bragg wavelength) of the light reflected back from the Bragg grating.
Diese Wellenlängenverschiebung kann anschließend in an sich bekannter Weise ein auswertbares Signal, z.B. mittels eines optischen Wandlers in ein elektrisches Signal, umgewandelt werden. This wavelength shift can then be converted in a manner known per se to an evaluable signal, e.g. be converted by means of an optical transducer into an electrical signal.
Evaneszenzfeld-Sensoren, bei denen die Änderung einer Messgröße die Verschiebung der in einem Lichtwellenleiter geführten Bragg-Wellenlänge zur Folge hat, werden auch als Bragg-Gitter-Sensoren bezeichnet. Derartige Bragg-Gitter-Sensoren weisen typischerweise einen Lichtwellenleiter auf, also ein lichtführendes Material, das von einem Cladding- Material, d.h. einem optisch transparenten Material, das einen niedrigeren Brechungsindex aufweist als das lichtführende Material, umgeben bzw. ummantelt ist. Bei dem Evanescent field sensors in which the change of a measured quantity results in the displacement of the Bragg wavelength guided in an optical waveguide are also referred to as Bragg grating sensors. Such Bragg grating sensors typically comprise an optical waveguide, that is, a light-guiding material derived from a cladding material, i. an optically transparent material having a lower refractive index than the light-guiding material is surrounded or sheathed. In which
Lichtwellenleiter kann es sich beispielsweise um eine Glasfaser oder eine Faser aus einem optischen organischen Polymer (z.B. Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat) oder um einen in ein optisch transparentes Material einbeschriebenen Bereich mit höheren Optical waveguides may be, for example, a glass fiber or a fiber of an optical organic polymer (e.g., polymethylmethacrylate or polycarbonate) or an area inscribed in an optically transparent material with higher
Brechungsindex handeln. In diesen Lichtwellenleiter sind an wenigstens einer Stelle Bragg- Ebenen in Form eines Bragg-Gitters eingebracht. Das lichtführende Material ist in der Regel von einem optisch dünneren Mantel-Material (dem sogenannten Cladding) umgeben. Im Bereich des Bragg-Gitters kann durch freilegen des lichtführenden Materials eine Refractive index act. Bragg planes in the form of a Bragg grating are introduced into this optical waveguide at at least one point. The light-guiding material is usually surrounded by a visually thinner sheath material (the so-called cladding). In the area of the Bragg grating, by exposing the light-guiding material a
Interaktion des geführten Lichtes mit dem umgebenden Medium über das evaneszente Feld hervorgerufen werden. In einem weiteren Bereich des Lichtwellenleiters, der vom Cladding umgeben ist, kann zusätzlich ein weiteres Bragg-Gitter in den Lichtleiter eingebracht sein, welches in der Regel dazu dient, einen Referenzwert zu intrinsischen Interaction of the guided light with the surrounding medium via the evanescent field are caused. In another area of the optical fiber, the cladding In addition, a further Bragg grating may be introduced into the optical waveguide, which as a rule serves to set a reference value to intrinsic
Querempfindlichkeiten (z.B. Temperatur) zu liefern. To provide cross sensitivities (e.g., temperature).
Für die Erfindung werden bevorzugt sogenannte planare Bragg-Gitter-Sensoren, sog. PBG- Sensoren, eingesetzt. Derartige planare Bragg-Gitter-Sensoren sind bekannt, z.B. aus WO 2006/008447, WO 2006/008448, WO 2017098208, G. D. Emmerson et al. Applied Optics, 44 (2005), 5042-5044, C. Holmes et al., Meas. Sei. Technol. 26 (2015) 1 1201 , M. So-called planar Bragg grating sensors, so-called PBG sensors, are preferably used for the invention. Such planar Bragg grating sensors are known, e.g. from WO 2006/008447, WO 2006/008448, WO 2017098208, G. D. Emmerson et al. Applied Optics, 44 (2005), 5042-5044, C. Holmes et al., Meas. Be. Technol. 26 (2015) 1 1201, M.
Girschikofsky et al., IMCS 2012, 646 - 648 (DOI10.5162/IMCS2012/7.5.1 ), M. Girschikofsky et al., IMCS 2012, 646-648 (DOI10.5162 / IMCS2012 / 7.5.1), M.
Girschikofsky, et al., Anal. Chim. Acta 2013 791 51-59 und kommerziell erhältlich, z.B. von der Fa. Firma Stratophase, Ltd., South Hampton (UK).  Girschikofsky, et al., Anal. Chim. Acta 2013 791 51-59 and commercially available, e.g. from the company Stratophase, Ltd., South Hampton (UK).
Der PBG-Sensor weist typischerweise eine flache Sensorplatte auf, die auch als Chip bezeichnet wird, und einen in ein planares Substrat eingebetteten Lichtwellenleiter umfasst. Üblicherweise besteht das Substrat aus einem optisch transparenten Material. Bei dem Lichtwellenleiter kann es sich beispielsweise um einen in das Substrat einbeschriebenen linienförmigen, gegebenenfalls verzweigten Bereich mit erhöhtem Brechungsindex oder um eine in das Substrat eingebrachte Faser aus einem optisch transparenten Material, z.B. eine Glasfaser oder eine Faser aus organischen Polymeren (z.B. Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat), handeln. Der Lichtwellenleiter ist dabei so in dem Substrat angeordnet, dass er die Sensorplatte durchläuft. Im einem Bereich der Sensorplatte befindet sich ein Sensorfenster in dem der Lichtwellenleiter freiliegt, d.h. mit dem den Chip umgebenden Medium in Kontakt steht, oder nur durch eine dünne Schicht vom umgebenden Medium getrennt ist. Im Bereich des Sensorfensters ist ein Bragg-Gitter in den Lichtwellenleiter eingebracht. Im Bereich des Sensorfensters ist der Chip und damit auch der freiliegenden Lichtwellenleiter mit einem optisch dünneren, chemoselektiven Medium beschichtet, welches erfindungsgemäß das per-substituierte Cyclodextrin enthält. In einem anderen Bereich des Chips ist ein Referenz-Bragg-Gitter in den Lichtwellenleiter eingebracht, um einen Referenzwert zu liefern und beispielsweise Temperatureinflüsse auszuschließen. The PBG sensor typically includes a flat sensor plate, also referred to as a chip, which includes an optical waveguide embedded in a planar substrate. Usually, the substrate is made of an optically transparent material. The optical waveguide can be, for example, a line-shaped, possibly branched, region with an increased refractive index, inscribed in the substrate, or a fiber made of an optically transparent material, e.g. a glass fiber or fiber of organic polymers (e.g., polymethylmethacrylate or polycarbonate). The optical waveguide is arranged in the substrate so that it passes through the sensor plate. In one area of the sensor plate is a sensor window in which the optical fiber is exposed, i. is in contact with the medium surrounding the chip, or is separated from the surrounding medium only by a thin layer. In the area of the sensor window, a Bragg grating is introduced into the optical waveguide. In the region of the sensor window, the chip, and thus also the exposed optical waveguide, is coated with an optically thinner, chemoselective medium which, according to the invention, contains the per-substituted cyclodextrin. In another area of the chip, a reference Bragg grating is introduced into the optical waveguide in order to provide a reference value and to exclude, for example, temperature influences.
In einer speziellen Ausführungsform handelt es sich bei dem PBG-Sensor um einen Chip, der eine auf einem Träger, beispielsweise einem Silizium-Wafer, angeordnete erste Schicht aus einem Mantel-Material, z.B. aus Si02, eine auf der ersten Schicht angeordnete mittlere photosensible Schicht, beispielsweise eine mit Ge dotierte Si02-Schicht, in die mittels eines Lasers ein Bereich mit höherem Brechungsindex als Lichtwellenleiter einbeschrieben ist, und eine darauf angeordnete weitere Schicht aus einem Mantel-Material, z.B. aus Si02, aufweist. In diese obere Mantel-Schicht ist im Bereich des Lichtwellenleiters ein Fenster eingebracht. Im Bereich des Fensters ist ein Bragg-Gitter in den Lichtwellenleiter einbeschrieben. Außerdem ist in einem weiteren Bereich des Lichtwellenleiters, der durch die obere Mantel-Schicht abgedeckt ist, ein Bragg-Gitter einbeschrieben. Diesbezüglich wird auf WO 2006/008447, WO 2006/008448, WO 2017098208, G. D. Emmerson et al. Applied Optics, 44 (2005), 5042-5044, C. Holmes et al., Meas. Sei. Technol. 26 (2015) 1 1201 vollumfänglich Bezug genommen. In a specific embodiment, the PBG sensor is a chip which has a first layer of a cladding material, for example of SiO 2 , arranged on a carrier, for example a silicon wafer, an average photosensitive layer arranged on the first layer Layer, for example, a doped with Ge Si0 2 layer in which by means of a laser, a region of higher refractive index is inscribed as optical waveguide, and arranged thereon another layer of a cladding material, for example of Si0 2 having. In this upper cladding layer, a window is introduced in the region of the optical waveguide. In the area of the window, a Bragg grating is inscribed in the optical waveguide. In addition, a Bragg grating is inscribed in a further region of the optical waveguide which is covered by the upper cladding layer. In this regard, WO 2006/008447, WO 2006/008448, WO 2017098208, GD Emmerson et al. Applied Optics, 44 (2005), 5042-5044, C. Holmes et al., Meas. Be. Technol. 26 (2015) 1 1201 in its entirety.
Durch Beschichtung des sensitiven Bereichs eines optischen Sensors, insbesondere eines PBG-Sensors mit einer sensitiven Schicht, die ein erfindungsgemäßes per-substituiertes Cyclodextrin enthält oder insbesondere daraus besteht, wird erreicht, dass das in einer Gasprobe enthaltene Trichlorfluormethan selektiv in der Schicht adsorbiert wird und eine Brechungsindexänderung und damit auch eine Änderung der Bragg-Wellenlänge bewirkt. Somit besteht bei derartigen Sensoren ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen der Konzentration von Trichlorfluormethan in der Gasprobe und der Bragg-Wellenlänge, so dass man in einfacher Weise mittels Referenzproben mit definierten Konzentrationen eine Eichkurve erstellen kann. Daher eignen sich Bragg-Gitter-Sensoren, die mit einer sensitiven Schicht versehen sind, welche ein per-substituiertes Cyclodextrin enthält, für die online- Bestimmung der Konzentration von Trichlorfluormethan in Gasproben. By coating the sensitive region of an optical sensor, in particular a PBG sensor with a sensitive layer containing or in particular consisting of a per-substituted cyclodextrin according to the invention, it is achieved that the trichlorofluoromethane contained in a gas sample is selectively adsorbed in the layer and a Refractive index change and thus causes a change in the Bragg wavelength. Thus, with such sensors, there is a direct relationship between the concentration of trichlorofluoromethane in the gas sample and the Bragg wavelength, so that one can easily create a calibration curve by means of reference samples with defined concentrations. Therefore, Bragg grating sensors provided with a sensitive layer containing a per-substituted cyclodextrin are suitable for the on-line determination of the concentration of trichlorofluoromethane in gas samples.
Wie bereits erwähnt, eignen sich die vorgenannten Sensoren zum Nachweis von As already mentioned, the aforementioned sensors are suitable for the detection of
Trichlorfluormethan in Gasproben. Dementsprechend können derartige Sensoren in Verfahren zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben eingesetzt werden. Hierbei wird man so Vorgehen, dass man die zu analysierende Gasprobe mit wenigstens einem erfindungsgemäß modifizierten Gassensor in Kontakt bringt, der einen Bereich mit einer sensitiven Schicht aufweist, die ein per-substituiertes Cyclodextrin, wie zuvor beschrieben, umfasst oder insbesondere daraus besteht. Bezüglich bevorzugter per-substituierter Cyclodextrine gilt für dieses Verfahren das zuvor gesagte sinngemäß. Trichlorofluoromethane in gas samples. Accordingly, such sensors can be used in methods for detecting trichlorofluoromethane in gas samples. In this case, the procedure is such that the gas sample to be analyzed is brought into contact with at least one gas sensor modified according to the invention which has an area with a sensitive layer which comprises or in particular consists of a per-substituted cyclodextrin as described above. With respect to preferred per-substituted cyclodextrins, the above applies mutatis mutandis to this process.
Das in-Kontakt-Bringen der Gasprobe mit dem erfindungsgemäß modifizierten Gassensor kann in an sich bekannter Weise durchgeführt werden, beispielsweise, indem man einen Strom des zu analysierenden Gases in eine Messkammer leitet, in der ein oder mehrere der erfindungsgemäß modifizierten Gassensoren angeordnet sind. Diese Messkammer wird in der Regel als Durchflusskammer ausgestaltet sein. Hierbei kann ein Gassensor alleine oder es können mehrere Gassensoren, z.B. in Form eines Array von Gassensoren, eingesetzt werden, wobei das Array gleichartige Sensortypen oder unterschiedliche Sensortypen aufweisen kann. Durch Einsatz mehrerer Gassensoren, wie zuvor beschrieben, kann die Selektivität und Nachweisempfindlichkeit gegenüber Trichlorfluormethan weiter erhöht werden. Man kann aber auch den Sensor in einem Bereich anbringen, bei dem mit dem Auftreten von Trichlorfluormethan-Konzentrationen zu rechnen ist, beispielsweise in einer Produktions- oder Entsorgungsanlage für Trichlorfluormethan, um auf diese Weise eine Freisetzung von Trichlorfluormethan in die Umgebungsluft nachzuweisen, um so Leckagen aufzufinden. The bringing into contact of the gas sample with the gas sensor modified according to the invention can be carried out in a manner known per se, for example by passing a stream of the gas to be analyzed into a measuring chamber in which one or more of the gas sensors modified according to the invention are arranged. This measuring chamber will usually be designed as a flow chamber. Here, a gas sensor may be alone or a plurality of gas sensors, e.g. in the form of an array of gas sensors, the array may have similar sensor types or different sensor types. By using multiple gas sensors as described above, the selectivity and detection sensitivity to trichlorofluoromethane can be further increased. However, it is also possible to mount the sensor in an area where trichlorofluoromethane concentrations are likely to occur, for example in a trichlorofluoromethane production or disposal plant, in order to detect the release of trichlorofluoromethane into the ambient air, such as leaks find.
Die Beschaffenheit der zu analysierenden Gasprobe ist in der Regel nicht kritisch. So sind die üblicherweise eingesetzten Sensormaterialien sowie die per-substituierten Cyclodextrine in der Regel gegenüber korrosiven Substanzen vergleichsweise stabil. Für die Haltbarkeit der Sensoren ist es allerdings von Vorteil, wenn die Gasprobe keine nennenswerten Konzentrationen an reaktiven und/oder korrosiven Substanzen, beispielsweise nitrose Gase, Ozon oder saure Gase wie S02, S03, HCl oder HF, enthält. Der Anteil korrosiver Substanzen liegt vorzugsweise unterhalb 200 ppm. Gegebenenfalls wird man vor der Bestimmung des Gehalts an Trichlorfluormethan die korrosiven Substanzen aus der Gasprobe entfernen, beispielsweise indem man sie durch ein Adsorbens leitet, welches die korrosive Substanz aber nicht Trichlorfluormethan binden; im Falle saurer, korrosiver Substanzen durch ein basisches Adsorbens oder im Falle oxidierender korrosiver The nature of the gas sample to be analyzed is usually not critical. Thus, the commonly used sensor materials and the per-substituted cyclodextrins usually comparatively stable to corrosive substances. However, it is advantageous for the durability of the sensors if the gas sample contains no appreciable concentrations of reactive and / or corrosive substances, for example nitrous gases, ozone or acidic gases such as SO 2 , SO 3 , HCl or HF. The proportion of corrosive substances is preferably below 200 ppm. Optionally, before determining the trichlorofluoromethane content, remove the corrosive substances from the gas sample, for example by passing them through an adsorbent which binds the corrosive substance but not trichlorofluoromethane; in the case of acidic, corrosive substances by a basic adsorbent or in the case of oxidizing corrosive
Substanzen durch ein reduzierend wirkendes Adsorbens. Häufig handelt es sich bei der Gasprobe um eine Luftprobe. Substances by a reducing adsorbent. Often the gas sample is an air sample.
In der Regel eignet sich das Verfahren für Nachweise von Trichlorfluormethan in In general, the method is suitable for detection of trichlorofluoromethane in
Gasproben mit einer Konzentration von Trichlorfluormethan im Bereich von 100 bis 100.000 ppm. Gas samples with a concentration of trichlorofluoromethane in the range of 100 to 100,000 ppm.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Nachweis von Trichlorfluormethan wird The inventive method for the detection of trichlorofluoromethane is
üblicherweise bei Temperaturen oberhalb des Kondensationspunkts von usually at temperatures above the condensation point of
Trichlorfluormethan durchgeführt, vorzugsweise bei mindestens 20 °C und insbesondere bei mindestens 25 °C oder mindestens 30 °C. Vorzugsweise erfolgt der Nachweis bei Temperaturen unterhalb der Temperatur, bei der Trichlorfluormethan nennenswert desorbiert wird. Insbesondere erfolgt der Nachweis bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 70 °C, insbesondere im Bereich von 25 bis 65 °C und speziell im Bereich von 30 bis 60 °C. Hierzu wird man den erfindungsgemäß modifizierte Sensor bzw. die Messkammer, in welcher der erfindungsgemäß modifizierte Sensor angeordnet ist, auf die gewünschte Messtemperatur thermostatisieren. Trichlorfluoromethane carried out, preferably at least 20 ° C and in particular at least 25 ° C or at least 30 ° C. Preferably, the detection is carried out at temperatures below the temperature at which trichlorofluoromethane is desorbed desirably. In particular, the detection is carried out at temperatures in the range of 20 to 70 ° C, in particular in the range of 25 to 65 ° C and especially in the range of 30 to 60 ° C. For this purpose, the inventively modified sensor or the measuring chamber, in which the sensor modified according to the invention is arranged, is thermostated to the desired measuring temperature.
Wie bereits erläutert bewirkt das, in der analysierten Gasprobe enthaltene Trichlorfluor- methan Änderungen in der sensitiven Schicht des Sensors, die in Form von elektrischen oder optischen Signalen detektiert werden können. Die Art des Primärsignals, welches der erfindungsgemäß modifizierte Sensor generiert, hängt naturgemäß von der Art des Sensors ab. Gegebenenfalls wird das Primärsignal, welches vom Sensor generiert wird, vor seiner Auswertung in ein für die Auswertung geeignetes Signal, vorzugsweise ein elektrisches Signal umgewandelt (Signalaufbereitung). Die Signalaufbereitung erfolgt beispielsweise mittels eines elektronischen Bauteils, das eine Schwingung auslesen kann oder ein optisches Signal in ein elektrisches Signal umwandeln kann (optischer Wandler). Das resultierende Signal kann dann in an sich bekannter Weise, beispielsweise mittels eines Computers ausgewertet und gegebenenfalls angezeigt oder gespeichert werden oder zur Steuerung eines Prozesses genutzt werden. Verfahren zur Signalaufbereitung und zur Signalauswertung sind dem Fachmann geläufig, z.B. aus der hier im Zusammenhang mit den Sensoren genannten Literatur und werden oftmals von Anbietern der Sensoren ebenfalls angeboten. Wegen weiterer Details sei hierzu auch auf die Beispiele verwiesen. As already explained, the trichlorofluoromethane contained in the analyzed gas sample causes changes in the sensitive layer of the sensor, which can be detected in the form of electrical or optical signals. The type of primary signal generated by the inventively modified sensor naturally depends on the type of sensor. Optionally, the primary signal, which is generated by the sensor, before its evaluation in a suitable signal for the evaluation, preferably an electrical signal converted (signal processing). The signal processing takes place, for example, by means of an electronic component which can read out an oscillation or convert an optical signal into an electrical signal (optical converter). The resulting signal can then be evaluated in a known manner, for example by means of a computer and optionally displayed or stored or used to control a process. Methods for signal processing and signal evaluation are familiar to those skilled in the art, for example from the here in connection with The sensors mentioned in the literature and are often also offered by suppliers of sensors. For further details, please refer to the examples.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Another object of the present invention relates to a device for
Durchführung eines Verfahrens zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben, wie oben definiert. Diese Vorrichtung weist Detektionsmittel, welche bei Kontakt mit der Carrying out a method for detecting trichlorofluoromethane in gas samples as defined above. This device has detection means which in contact with the
Gasprobe Signale erzeugen, die von der Konzentration des Trichlorfluormethans in der Gasprobe abhängen, sowie Auswertemittel, welche aus den von den Detektionsmitteln gelieferten Signalen die Konzentration des in der Gasprobe enthaltenen Gas sample generate signals that depend on the concentration of trichlorofluoromethane in the gas sample, as well as evaluation means, which from the signals supplied by the detection means, the concentration of the contained in the gas sample
Trichlorfluormethans berechnen, auf. Erfindungsgemäß umfassen die Detektionsmittel wenigstens einen Gassensor, der einen Bereich mit einer sensitiven Schicht aufweist, die ein per-substituiertes Cyclodextrin umfasst. Calculate trichlorofluoromethane, on. According to the invention, the detection means comprise at least one gas sensor having an area with a sensitive layer comprising a per-substituted cyclodextrin.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Detektionsmittel der Vorrichtung um wenigstens einen erfindungsgemäß modifizierten Gassensor der einen Bereich mit einer sensitiven Schicht aufweist, die ein per-substituiertes Cyclodextrin umfasst. Hinsichtlich hierfür geeigneter und bevorzugter Gassensoren wird auf die obigen Ausführungen zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben verwendeten Gassensoren verwiesen. Bezüglich der Anordnung der Sensoren in einer solchen Vorrichtung, und den Auswertemitteln gilt ebenfalls das zuvor gesagte. According to the invention, the detection means of the device is at least one gas sensor modified according to the invention which has an area with a sensitive layer which comprises a per-substituted cyclodextrin. With regard to suitable and preferred gas sensors, reference is made to the above statements for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples used gas sensors. Regarding the arrangement of the sensors in such a device, and the evaluation means also applies the previously said.
Überraschwenderweise sind per-substituierte Cyclodextrine nicht nur geeignet, Surprisingly, per-substituted cyclodextrins are not only suitable
Trichlorfluormethan selektiv zu adsorbieren. Vielmehr kann durch Temperaturerhöhung Trichlorfluormethan desorbiert werden, ohne dass Temperaturen erforderlich sind, die zu einer Zersetzung des Trichlorfluormethans oder des per-substituierten Cyclodextrins führen. Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur reversiblen Speicherung von To selectively adsorb trichlorofluoromethane. Rather, can be desorbed by increasing the temperature trichlorofluoromethane, without requiring temperatures that lead to decomposition of trichlorofluoromethane or per-substituted cyclodextrin. The invention therefore also relates to a method for the reversible storage of
Trichlorfluormethan, wobei man Trichlorfluormethan mit einem festen Adsorbens in Kontakt bringt, das ein per-substituiertes Cyclodextrin, wie hier beschrieben, enthält. Bezüglich bevorzugter per-substituierter Cyclodextrine gilt auch für dieses Verfahren das zuvor gesagte sinngemäß. Trichlorofluoromethane, wherein trichlorofluoromethane is contacted with a solid adsorbent containing a per-substituted cyclodextrin as described herein. With regard to preferred per-substituted cyclodextrins, the same applies to this process as previously stated.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan wird das Trichlorfluormethan mit dem per-substituierten Cyclodextrin, insbesondere mit dem per- substituierten a-Cyclodextrin und speziell mit Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin üblicherweise bei Temperaturen in Kontakt gebracht, die unterhalb der Desorptions- Temperatur des Trichlorfluormethans vom per-substituierten Cyclodextrin liegen. Die Desorptionstemperatur kann man durch Routinemethoden bestimmen, z.B. über DSC- oder TGA-Methoden. In der Regel erfolgt die Speicherung bei Temperaturen von maximal 50 °C und speziell maximal 40 °C. Insbesondere erfolgt das in Kontakt bringen bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 50 °C, insbesondere im Bereich von 5 bis 35 °C und speziell im In the inventive method for the reversible storage of trichlorofluoromethane, the trichlorofluoromethane with the per-substituted cyclodextrin, in particular with the per-substituted a-cyclodextrin and especially with hexakis (2,3,6-tri-0-methyl) -a-cyclodextrin usually at Temperatures brought into contact, which are below the desorption temperature of the trichlorofluoromethane of per-substituted cyclodextrin. The desorption temperature can be determined by routine methods, e.g. via DSC or TGA methods. As a rule, storage takes place at temperatures of a maximum of 50 ° C and especially a maximum of 40 ° C. In particular, the contacting takes place at temperatures in the range of 0 to 50 ° C, in particular in the range of 5 to 35 ° C and especially in
Bereich von 10 bis 25 °C. In der Regel wird man das Verfahren so durchführen, dass man gasförmiges Trichlorfluormethan oder ein Gasgemisch, das Trichlorfluormethan und ein oder mehrere weitere Gase, z.B. Stickstoff und/oder Sauerstoff, durch ein festes Adsorbens leitet, das wenigstens ein per-substituiertes Cyclodextrin enthält, insbesondere wenigstens ein per- substituiertes a-Cyclodextrin und speziell Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin enthält. Hierbei kann das Adsorbens ausschließlich aus dem per-substituierten Cyclodextrin bestehen. Das per-substituierte Cyclodextrin kann aber auch auf ein festes partikelförmiges Trägermaterial aufgebracht sein, das als solches keine besondere adsorbierende Wirkung für Trichlorfluormethan besitzt. Geeignete Trägermaterialien sind Kieselgel, Aluminiumoxid aber auch Glas und keramische Materialien. Das feste Adsorbens kann in Form einer losen oder gepackten Schüttung oder in Form von Horden oder in Form eines mit Cyclodextrin beschichteten monolithischen Trägers vorliegen. Range of 10 to 25 ° C. In general, the process will be carried out by passing gaseous trichlorofluoromethane or a gas mixture containing trichlorofluoromethane and one or more further gases, for example nitrogen and / or oxygen, through a solid adsorbent containing at least one per-substituted cyclodextrin, in particular contains at least one per-substituted a-cyclodextrin and especially hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin. Here, the adsorbent can consist exclusively of the per-substituted cyclodextrin. However, the per-substituted cyclodextrin may also be applied to a solid particulate carrier material which as such has no particular adsorptive effect for trichlorofluoromethane. Suitable support materials are silica gel, alumina but also glass and ceramic materials. The solid adsorbent may be in the form of a bulk or packed bed or in the form of trays or in the form of a cyclodextrin-coated monolithic carrier.
Vorzugsweise wird man ein Gasgemisch, das Trichlorfluormethan und ein oder mehrere weitere Gase, z.B. Stickstoff und/oder Sauerstoff, durch das festes Adsorbens leiten. Preferably, a gas mixture comprising trichlorofluoromethane and one or more further gases, e.g. Nitrogen and / or oxygen, pass through the solid adsorbent.
Insbesondere liegt die Konzentration an Trichlorfluormethan in dem Gas, welches zur Speicherung mit dem festen Adsorbens in Kontakt gebracht wird, im Bereich von 0,1 bis 50 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 1 bis 40 Vol.-%. Die Durchflussgeschwindigkeit richtet sich naturgemäß nach der Anordnung des Adsorbens, durch welches das In particular, the concentration of trichlorofluoromethane in the gas which is contacted for storage with the solid adsorbent is in the range of 0.1 to 50% by volume, in particular in the range of 1 to 40% by volume. The flow rate depends naturally on the arrangement of the adsorbent through which the
Trichlorfluormethan-haltige Gas geleitet wird, und liegt typischerweise im Bereich von 0,1 bis 1 kg Trichlorfluormethan pro kg per-substituiertem Cyclodextrin und Stunde. Trichlorfluoromethane-containing gas is passed, and is typically in the range of 0.1 to 1 kg of trichlorofluoromethane per kg of per-substituted cyclodextrin and hour.
Durch Erwärmen kann das adsorbierte Trichlorfluormethan wieder freigesetzt werden und somit einer erneuten Verwendung zugeführt werden. In der Regel wird man dazu das mit dem Trichlorfluormethan beladene, per-substituierte Cyclodextrin auf Temperaturen, die oberhalb der Desorptions-Temperatur des Trichlorfluormethans vom per-substituierten Cyclodextrin liegen. Insbesondere erfolgt die Desorption bei Temperaturen oberhalb von 85 °C, insbesondere oberhalb von 90 °C oder speziell oberhalb von 100 °C. In der Regel wird man Temperaturen von 200 °C nicht überschreiten, um eine Zersetzung des By heating, the adsorbed trichlorofluoromethane can be released again and thus reused. As a rule, the trichlorofluoromethane-laden, per-substituted cyclodextrin is heated to temperatures above the desorption temperature of the trichlorofluoromethane of the per-substituted cyclodextrin. In particular, desorption takes place at temperatures above 85 ° C., in particular above 90 ° C. or especially above 100 ° C. In general, one will not exceed temperatures of 200 ° C to decompose the
Cyclodextrins zu vermeiden. Gegebenenfalls wird man die Desorption durch Durchleiten eines Inertgasstroms, beispielsweise eines Stickstoffstroms beschleunigen. To avoid cyclodextrins. Optionally, the desorption will be accelerated by passing an inert gas stream, for example a nitrogen stream.
Es wurde außerdem gefunden, dass Trichlorfluormethan mit Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a- cyclodextrin einen kristallinen Komplex bildet. Das hierbei ausgebildete Kristallgitter enthält in der Regel 3,5 bis 4,5 Mol Trichlorfluormethan bezogen auf 1 Mol Hexakis(2,3,6-tri-0- methyl)-a-cyclodextrin und weist ein Einschlusskomplex-Verhältnis von 1 :4 (vier Freon 1 1 Moleküle pro Molekül Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin) auf. Dementsprechend weist Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin eine hohe Adsorptions-Effizienz von typischerweise etwa 30 Gew.-% Trichlorfluormethan, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kristalls auf. Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin eignet sich somit in vorteilhafter Weise zur Adsorption bzw. zur Speicherung von Freon 1 1 . It has also been found that trichlorofluoromethane forms a crystalline complex with hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -α-cyclodextrin. The crystal lattice formed in this case generally contains 3.5 to 4.5 mol of trichlorofluoromethane, based on 1 mol of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin and has an inclusion complex ratio of 1: 4 ( four Freon 1 1 molecules per molecule hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin) on. Accordingly, hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin has a high adsorption efficiency of typically about 30% by weight of trichlorofluoromethane, based on the total weight of the Kristalls up. Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin is thus advantageously suitable for adsorption or for the storage of freon 11.
Der Erfindungsgemäße kristalline Komplex weist ein charakteristisches The crystalline complex according to the invention has a characteristic
Röntgendiffraktogramm auf. So zeigt dieser Komplex in einem bei 120 K unter Verwendung von Cu-Ka Strahlung aufgenommenen Röntgenpulverdiffraktogramm wenigstens 5, insbesondere wenigstens 10 und speziell alle der folgenden, als 20-Werte angegebenen Reflexe: 5,2 ± 0,2°, 6,9 ± 0,2°, 7,0 ± 0,2°, 7,7 ± 0,2°, 1 1 ,2 ± 0,2°, 1 1 ,9 ± 0,2°, 13,8 ± 0,2°, 14,0 ± 0,2°, 15,0 ± 0,2°, 17,1 ± 0,2°, 19,7 ± 0,2° und 19,9 ± 0,2°. X-ray diffractogram. Thus, in an X-ray powder diffraction pattern recorded at 120 K using Cu-Ka radiation, this complex shows at least 5, in particular at least 10 and especially all of the following reflections given as 20 values: 5.2 ± 0.2 °, 6.9 ± 0.2 °, 7.0 ± 0.2 °, 7.7 ± 0.2 °, 1 1, 2 ± 0.2 °, 1 1, 9 ± 0.2 °, 13.8 ± 0.2 °, 14.0 ± 0.2 °, 15.0 ± 0.2 °, 17.1 ± 0.2 °, 19.7 ± 0.2 ° and 19.9 ± 0.2 °.
Eine Röntgenstrukturanalyse an einem Einkristall bei 120 K zeigt, dass der Komplex in der tetragonalen Raumgruppe I 4i kristallisiert und folgende charakteristischen Eigenschaften besitzt: An X-ray structure analysis on a single crystal at 120 K shows that the complex crystallizes in the tetragonal space group I 4i and possesses the following characteristic properties:
Raumgruppe I 4i (Tetragonal) Room group I 4i (Tetragonal)
Gitterkonstanten a = b = 17,81508(19)Ä  Lattice constants a = b = 17.81508 (19) Ä
c = 54,0850(8)Ä  c = 54.0850 (8) Ä
Volumen Elementarzelle V = 17165,3(4)Ä3 Volume unit cell V = 17165.3 (4) Ä 3
Einheiten C54H96O30, 4(CCI3F) in Units C54H96O30, 4 (CCI 3 F) in
Elementarzelle: Z = 8 Unit cell: Z = 8
Dichte, berechnet drön = 1 ,373 gern 3 Density, calculated d rön = 1, 373 like 3
Die Herstellung des Komplexes erfolgt beispielsweise dadurch, dass man Hexakis(2,3,6-tri- 0-methyl)-a-cyclodextrin in Trichlorfluormethan löst und die Lösung bis zur Kristallisation des Trichlorfluormethans einengt. Die Kristallisation kann durch Kühlen der Lösung unterstützt werden. The complex is prepared, for example, by dissolving hexakis (2,3,6-tri-o-methyl) -a-cyclodextrin in trichlorofluoromethane and concentrating the solution until the trichlorofluoromethane crystallizes. The crystallization can be assisted by cooling the solution.
Die Erfindung wird anhand der im Folgenden beschriebenen Figuren und der Beispiele näher erläutert. In den nachfolgenden Beispielen und den Figurenbeschreibungen werden folgende Abkürzungen verwendet: The invention will be explained in more detail with reference to the figures described below and the examples. The following abbreviations are used in the following examples and the description of the figures:
Aquiv Äquivalente Aquiv equivalents
CD Cyclodextrin CD cyclodextrin
DMSO Dimethylsulfoxid DMSO dimethyl sulfoxide
FREON 1 1 T richlorfluormethan FREON 1 1 T richlorfluoromethane
GC Gaschromatografie GC gas chromatography
ESI Elektrosprayionisation ESI electrospray ionization
HR-ESI-MS Hochauflösende Elektrosprayionisations-Massenspektrometrie  HR-ESI-MS High resolution electrospray ionization mass spectrometry
MS Massenspektrometrie  MS mass spectrometry
PBG-Sensor planarer Bragg-Gitter-Sensor  PBG sensor planar Bragg grating sensor
per-Me-aCD Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin per-Me-ßCD Heptakis(2,3,6-tri-0-methyl)-ß-cyclodextrin per-Me-aCD Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin per-Me-βCD heptakis (2,3,6-tri-O-methyl) -β-cyclodextrin
per-Me-yCD Octakis(2,3,6-tri-0-methyl)-y-cyclodextrin per-Me-yCD Octakis (2,3,6-tri-O-methyl) -cyclodextrin
per-Et-aCD Hexakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-a-cyclodextrin per-Et-aCD Hexakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -a-cyclodextrin
per-Et-ßCD Heptakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-ß-cyclodextrin per-Et-βCD heptakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -β-cyclodextrin
per-Et-yCD Octakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-y-cyclodextrin per-Et-yCD Octakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -cyclodextrin
per-Allyl-aCD Hexakis(2,3,6-tri-0-allyl)-a-cyclodextrin per-allyl-aCD hexakis (2,3,6-tri-O-allyl) -a-cyclodextrin
per-Allyl-ßCD Heptakis(2,3,6-tri-0-allyl)-ß-cyclodextrin per-allyl-βCD heptakis (2,3,6-tri-O-allyl) -β-cyclodextrin
per-Allyl-yCD Octakis(2,3,6-tri-0-allyl)-Y-cyclodextrin per-allyl-yCD octakis (2,3,6-tri-O-allyl) -Y-cyclodextrin
RF Rp-Wert  RF Rp value
RT Raumtemperatur, ca. 22°C  RT room temperature, approx. 22 ° C
TGA Thermogravimetrische Analyse  TGA Thermogravimetric analysis
v/v Volumenverhältnis v / v volume ratio
FIGURENBESCHREIBUNG DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figur 1 ist eine schematische Darstellung des Querschnitts durch einen beschichteten PBG- Sensor. Der PBG-Sensor umfasst eine flache ebene Sensorplatte (Chip) (1 ), die eine auf einem Träger, beispielsweise einem Silizium-Wafer (nicht dargestellt), angeordnete obere Mantel-Schicht (1 a) aus einem Cladding-Material, z.B. aus Si02, eine auf der ersten Schicht angeordnete mittlere photosensible Schicht, beispielsweise eine mit Ge dotierte Si02- Schicht, in die mittels eines Lasers ein Bereich (2) mit höherem Brechungsindex als FIG. 1 is a schematic representation of the cross section through a coated PBG sensor. The PBG sensor comprises a flat plane sensor plate (chip) (1), which is arranged on a support, for example a silicon wafer (not shown), upper cladding layer (1 a) of a cladding material, for example of Si0 2 , a middle photosensitive layer arranged on the first layer, for example a Ge doped Si0 2 layer, into which by means of a laser a region (2) with a higher refractive index than
Wellenleiterkern einbeschrieben ist, und eine darunter angeordnete untere Mantel-Schicht (1 c) aus einem Cladding-Material, z.B. aus Si02, aufweist. In die obere Schicht ist im Bereich des Lichtwellenleiters (2) ein Fenster (3) eingebracht. Im Bereich des Fensters ist ein Bragg-Gitter (4a) in den Lichtwellenleiter (2) einbeschrieben. Außerdem ist in einem weiteren Bereich des Lichtwellenleiters, der durch die obere Schicht abgedeckt ist, ein Bragg-Gitter (4b) einbeschrieben, das dazu dient, einen Teil der Lichtstrahlen zu Waveguide core is inscribed, and an underlying lower cladding layer (1 c) of a cladding material, for example of Si0 2 , has. In the upper layer, a window (3) is introduced in the region of the optical waveguide (2). In the region of the window, a Bragg grating (4a) is inscribed in the optical waveguide (2). In addition, in another portion of the optical waveguide covered by the upper layer, a Bragg grating (4b) serving to supply a part of the light beams is inscribed
reflektieren, um einen Referenzwert für Temperatureinflüsse zu liefern. Im Bereich des Sensorfensters (3) ist der Chip (1 ) und damit auch der freiliegende Lichtwellenleiter (2) mit einem optisch dünneren chemoselektiven Medium (5) beschichtet, welches das per- substituierte Cyclodextrin enthält. Über die Evaneszenzfeld-Wechselwirkung können nun Änderungen des Brechungsindexes des optisch dünneren chemoselektiven Mediums (5), die durch die Bindung des Freon 11 an das per-substituierte Cyclodextrin hervorgerufen werden, als Änderung der Bragg-Wellenlänge detektiert werden. reflect to provide a reference value for temperature effects. In the region of the sensor window (3), the chip (1) and thus also the exposed optical waveguide (2) are coated with an optically thinner chemoselective medium (5) containing the per-substituted cyclodextrin. Changes in the refractive index of the optically thinner chemoselective medium (5), which are caused by the binding of the freon 11 to the per-substituted cyclodextrin, can now be detected as changes in the Bragg wavelength via the evanescent field interaction.
Figur 2 zeigt den schematischen Aufbau der in den Beispielen benutzte Messanordnung zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben. Das als Trägergas eingesetzte Stickstoffgas wird in zwei getrennte und mittels Volumenstromregler (6) und (7) (MFC, Brooks Instrument Company, Model 5050S) geregelte Ströme unterteilt, im Folgenden Gasstrom A und Gasstrom B. Gasstrom A wird zwecks Anreicherung mit Freon 1 1 durch einen temperierten Sättiger (8) mit Freon 11 geleitet. Der mit Freon 1 1 gesättigte Gasstrom A wird anschließend mit reinem Stickstoff aus Gasstrom B in einem Mischer (9) gemischt, wodurch ein Freon 1 1 enthaltender Stickstoffstrom (10) mit definierter Freon 1 1 Figure 2 shows the schematic structure of the measuring arrangement used in the examples for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples. The nitrogen gas used as the carrier gas is subdivided into two separate streams controlled by volumetric flow controllers (6) and (7) (MFC, Brooks Instrument Company, Model 5050S), hereinafter gas stream A and gas stream B. Gas stream A is charged to enrich with freon 1 1 passed through a tempered saturator (8) with freon 11. The Freon 1 1 saturated gas stream A is then mixed with pure nitrogen from gas stream B in a mixer (9), whereby a freon 1 1 containing nitrogen stream (10) with defined freon 1 1
Konzentration im Bereich von 0-100 Vol.-% hergestellt wird. Dieser Stickstoffstrom (10) wird anschließend durch die sequentiell angeordneten Durchflusszellen (1 1 ) und (13) geleitet, die in einem modifizierten GC-Ofen (12) (z.B. Type: HP 5890 der Fa. Hewlett Packard, Palo Alto, CA, USA) angeordnet sind und so auf die gewünschte Messtemperatur temperiert werden. Der die Durchflusszelle (13) verlassende Abgasstrom wird durch einen Concentration in the range of 0-100 vol .-% is produced. This nitrogen stream (10) is then passed through the sequentially arranged flow cells (1 1) and (13), which in a modified GC oven (12) (eg Type: HP 5890 Fa. Hewlett Packard, Palo Alto, CA, USA ) are arranged and thus tempered to the desired measurement temperature. The exhaust gas stream leaving the flow cell (13) is replaced by a
Kondensator (14) geführt und das Freon 1 1 aus dem Stickstoffstrom ausgefroren. Die Messzelle (1 1 ) weist erfindungsgemäße PBG-Sensoren und die Messzelle (13) Condenser (14) out and frozen the Freon 1 1 from the nitrogen stream. The measuring cell (1 1) has PBG sensors according to the invention and the measuring cell (13)
erfindungsgemäße Quarzmikrowaagen auf. Beide Messzellen sind mit Auswerteeinheiten (15) verbunden. Quartz microbalances according to the invention. Both measuring cells are connected to evaluation units (15).
Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer beschichteten Quarzmikrowaage. Figure 3 is a schematic representation of a coated quartz microbalance.
Kernstück des Quarzmikrowaagen-Sensors bildet eine kreisförmige Scheibe eines  At the heart of the quartz microbalance sensor is a circular disc
Quarzeinkristalls (16). Die Quarzscheibe ist mit Elektroden (17) (üblicherweise Gold oder Aluminium) auf der Oberseite und der Unterseite der Quarzscheibe (16) versehen und mittels Ableitungen (18a, 18b) über einen Sockel (19) mit elektrischen Kontakten (20a, 20b) in einen elektrischen Schwingkreis (nicht dargestellt) integriert. Die Elektroden stellen die Sensorflächen dar, welche mit einer Beschichtung versehen werden können (21 ), welche z.B. ein per-substituiertes Cyclodextrin enthält. Quartz crystals (16). The quartz disk is provided with electrodes (17) (usually gold or aluminum) on the top and the bottom of the quartz disk (16) and by means of leads (18a, 18b) via a base (19) with electrical contacts (20a, 20b) in one integrated electrical oscillating circuit (not shown). The electrodes represent the sensor surfaces which can be provided with a coating (21) which is e.g. contains a per-substituted cyclodextrin.
Figur 4a zeigt das Reaktionsverhalten eines mit Hexakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-a-cyclodextrin beschichteten Bragg-Gitter-Sensors auf die jeweiligen Freon 1 1 Konzentrationen (1 %, 2%, 5% und 10% des Sättigungsdampfdruckes). Aufgetragen ist die relative Verschiebung der Bragg-Wellenlänge in nm (Ordinate) gegen die Zeit-Achse mit den jeweiligen Freon 1 1 Konzentrationen. Figur 4b zeigt das Reaktionsverhalten unbeschichteten Bragg-Gitter Sensors auf die jeweiligen Freon 1 1 Konzentrationen (1 %, 2%, 5% und 10% des FIG. 4a shows the reaction behavior of a Bragg lattice sensor coated with hexakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -α-cyclodextrin to the respective Freon 1 1 concentrations (1%, 2%, 5% and 10%). the saturation vapor pressure). Plotted is the relative shift of the Bragg wavelength in nm (ordinate) against the time axis with the respective Freon 1 1 concentrations. FIG. 4b shows the reaction behavior of the uncoated Bragg grating sensor to the respective Freon 1 1 concentrations (1%, 2%, 5% and 10% of the
Sättigungsdampfdruckes). Aufgetragen ist die relative Verschiebung der Bragg- Wellenlänge in nm (Ordinate) gegen die Zeit-Achse mit den jeweiligen Freon 1 1 Saturation vapor pressure). Plotted is the relative shift of the Bragg wavelength in nm (ordinate) against the time axis with the respective Freon 1 1
Konzentrationen. Concentrations.
Figur 5 zeigt das Reaktionsverhalten einer mit Heptakis(2,3,6-tri-0-methyl)-ß-cyclodextrin beschichteten Quarzmikrowaage auf unterschiedliche Freon 1 1 Konzentrationen (1 %, 2%, 3%, 4% und 5% des Sättigungsdampfdruckes). Aufgetragen ist die Änderung der FIG. 5 shows the reaction behavior of a quartz microbalance coated with heptakis (2,3,6-tri-O-methyl) -β-cyclodextrin to different freon 1 1 concentrations (1%, 2%, 3%, 4% and 5% of the saturation vapor pressure ). Plotted is the change of
Schwingfrequenz der Quarzmikrowaage in Hz (Ordinate) gegen die Zeit-Achse mit den jeweiligen Freon 1 1 Konzentrationen. Oscillation frequency of the quartz microbalance in Hz (ordinate) against the time axis with the respective Freon 1 1 concentrations.
Figur 6a zeigt gemäß Beispiel 1 bestimmte Kalibrierkurven von mit den Cyclodextrinen per- Me-aCD, per-Me-ßCD bzw. per-Me-yCD gemäß Herstellungsbeispiel 10 beschichteten PBG-Sensoren 1 bis 3. Aufgetragen ist die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge in nm gegen die Konzentration an Trichlorfluormethan in 104 ppm. Figur 6b zeigt gemäß Beispiel 1 bestimmte Kalibrierkurven von mit den Cyclodextrinen per- Et-aCD, per-Et-ßCD bzw. per-Et-yCD gemäß Herstellungsbeispiel 10 beschichteten PBG- Sensoren 4 bis 6. Aufgetragen ist die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge in nm gegen die Konzentration an Trichlorfluormethan in 104 ppm. Figure 6a shows according to Example 1 certain calibration curves of the cyclodextrins per-Me-aCD, per-Me-ßCD or per-Me-yCD according to Preparation Example 10 coated PBG sensors 1 to 3. Plotted is the shift of the Bragg wavelength in nm against the concentration of trichlorofluoromethane in 10 4 ppm. FIG. 6b shows, according to example 1, specific calibration curves of PBG sensors 4 to 6 coated with the cyclodextrins per-EtCD, per-Et-βCD or per-Et-yCD according to preparation example 10. The displacement of the Bragg wavelength is plotted in FIG nm against the concentration of trichlorofluoromethane in 10 4 ppm.
Figur 6c zeigt gemäß Beispiel 1 bestimmte Kalibrierkurven von mit den Cyclodextrinen per- Allyl-aCD, per-Allyl-ßCD bzw. per-Allyl-yCD gemäß Herstellungsbeispiel 10 beschichteten PBG-Sensoren 7 bis 9. Aufgetragen ist die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge in nm gegen die Konzentration an Trichlorfluormethan in 104 ppm. Figure 6c shows according to Example 1 certain calibration curves of the cyclodextrins per allyl-aCD, per-allyl-ßCD or per-allyl-yCD according to Preparation Example 10 coated PBG sensors 7 to 9. Plotted is the shift of the Bragg wavelength in nm against the concentration of trichlorofluoromethane in 10 4 ppm.
Figur 7 zeigt die mittels Einkristallröntgenstrukturanalyse ermittelte Molekülstruktur des gemäß Beispiel 3 hergestellten Komplex aus Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit 4 Molekülen Trichlorfluormethan. FIG. 7 shows the molecular structure of the hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin complex prepared according to Example 3 using 4 molecules of trichlorofluoromethane, which was determined by means of single-crystal X-ray structure analysis.
Figur 8 zeigt die mittels Einkristallröntgenstrukturanalyse ermittelte Molekülstruktur des gemäß Beispiel 4 hergestellten Komplex aus Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit einem Molekül Trichlorfluormethan und 3 Molekülen Dichlormethan. FIG. 8 shows the molecular structure of the hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin complex prepared by means of single-crystal X-ray structure analysis of the complex prepared according to Example 4 with one molecule of trichlorofluoromethane and 3 molecules of dichloromethane.
BEISPIELE EXAMPLES
I) Analytische Methoden zur Charakterisierung der per-substituierten Cvclodextrine:  I) Analytical Methods for the Characterization of Per-Substituted Cyclodextrins:
Sofern nichts anderes angegeben ist, wurden die H-NMR Spektren und C-NMR-Spektren bei Umgebungstemperatur in einem 400 MHz Spektrometer Bruker AM400 der Fa. Bruker aufgenommen. Unless otherwise stated, H-NMR spectra and C-NMR spectra were recorded at ambient temperature in a Bruker AM400 400 MHz spectrometer from Bruker.
MS (ESI-MS): Die Massespektren der per-substituierten Cyclodextrine wurden mittels eines Microtof-Q Spektrometers der Fa. Bruker im ESI-Modus aufgenommen. MS (ESI-MS): The mass spectra of the per-substituted cyclodextrins were recorded in the ESI mode using a Bruker Microtof-Q spectrometer.
Alle hergestellten per-substituierten Cyclodextrine wurden mittels All prepared per-substituted cyclodextrins were using
Dünnschichtchromatographie an Si02-Platten über ihren RF-Wert identifiziert. Thin layer chromatography on Si0 2 plates identified by their RF value.
Zur Röntgenstrukturanalyse wurde ein Diffraktometer STOE IPDS 2T unter Verwendung von Mo-Ka Strahlung (Graphitmonochromator) eingesetzt. For the X-ray structure analysis, a diffractometer STOE IPDS 2T using Mo-K a radiation (graphite monochromator) was used.
Scan - Typ w scans  Scan type w scans
Scan - Breite 1 °  Scan width 1 °
Messbereich 2° < Q < 28° Thermogavimetrische Untersuchungen der Komplexe von per-substituierten Cyclodextrinen mit Freon 1 1 wurden mittels eines TGA-Gerätes der Fa. Perkin Eimer Typ Pyris 6 durchgeführt. Measuring range 2 ° <Q <28 ° Thermogavimetric investigations of the complexes of per-substituted cyclodextrins with Freon 1 1 were carried out by means of a TGA apparatus from the company. Perkin Elmer Eimer type Pyris 6.
II) Herstellungsbeispiele für per-substituierte Cyclodextrine II) Preparation Examples of Per-Substituted Cyclodextrins
1. Allgemeine Arbeitsvorschrift (AAV 1 ) zur Darstellung per-methylierter 1. General working instruction (AAV 1) for the presentation of per-methylated
Cyclodextrinderivate  cyclodextrin derivatives
Das jeweilige a-, ß- oder g-Cyclodextrin wird in DMSO (30 ml_ je mmol CD) gelöst. Man vermengt die Mischung mit gemörserten NaOH-Plätzchen und rührt 1 h bei RT. Hierbei erstarrt die Suspension. Anschließend tropft man Methyliodid oder p- Toluolsulfonsäuremethylester im Eisbad langsam zu. Die Suspension wird unter kräftigem Rühren wieder flüssig. Anschließend rührt man den Reaktionsansatz 24 h bei Raumtemperatur, gießt die erhaltene Suspension in Eiswasser (170 ml_ je mmol CD) und extrahiert das Gemisch mit Dichlormethan (3 x 1 1 ml_ je mmol CD). Die organischen Phasen werden mit gesättigter Natriumchlorid-Lösung (3 x 1 1 mL je mmol CD) gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Anschließend entfernt man das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und trocknet den Rückstand im Hochvakuum bei 60 °C. The respective a-, ß- or g-cyclodextrin is dissolved in DMSO (30 ml_ per mmol CD). Mix the mixture with ground NaOH pellets and stir at RT for 1 h. This solidifies the suspension. Then added dropwise methyl iodide or p-Toluolsulfonsäuremethylester in an ice bath slowly. The suspension becomes liquid again with vigorous stirring. The reaction mixture is then stirred at room temperature for 24 h, the resulting suspension is poured into ice-water (170 ml per mmol of CD) and the mixture is extracted with dichloromethane (3 × 1 ml -1 per mmol of CD). The organic phases are washed with saturated sodium chloride solution (3 × 1 1 mL per mmol of CD) and dried over magnesium sulfate. Then the solvent is removed under reduced pressure and the residue is dried under high vacuum at 60.degree.
2. Allgemeine Arbeitsvorschrift (AAV 2) zur Darstellung per-allylierter 2. General working instruction (AAV 2) for the presentation of per-allylated
Cyclodextrinderivate  cyclodextrin derivatives
Man löst das jeweilige a-, ß- oder g-Cyclodextrin in DMSO (ca. 32 mL je mmol CD) und gibt hierzu gemörserte NaOH-Plätzchen. Sobald die Suspension nach ca. 1 h Rühren bei RT erhärtet ist, tropft man langsam Allylchlorid unter Kühlung mit einem The respective α-, β- or γ-cyclodextrin is dissolved in DMSO (about 32 mL per mmol of CD) and pellets are added to this NaOH pellets. As soon as the suspension has hardened after stirring for 1 h at RT, allyl chloride is slowly added dropwise with cooling while cooling
Wasserbad zu. Die Suspension wird unter kräftigem Rühren wieder flüssig.  Water bath too. The suspension becomes liquid again with vigorous stirring.
Anschließend rührt man 5 h bei Raumtemperatur. Die Reaktion wird durch Zugabe von Eiswasser (140 mL je mmol CD) abgebrochen und das Gemisch wird mit  It is then stirred for 5 h at room temperature. The reaction is stopped by addition of ice-water (140 mL per mmol of CD) and the mixture is washed with
Dichlormethan (4 x 9 mL je mmol CD) extrahiert. Die organischen Phasen werden über Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck entfernt. Das Rohprodukt wird säulenchromatographisch an Kieselgel mit einem Eluenten von ToluoLEthanol 50:1 gereinigt. Das Produkt wird im Hochvakuum bei 60 °C getrocknet.  Dichloromethane (4 x 9 mL per mmol of CD) extracted. The organic phases are dried over magnesium sulfate and the solvent is removed under reduced pressure. The crude product is purified by column chromatography on silica gel with an eluent of toluene-ethanol 50: 1. The product is dried under high vacuum at 60.degree.
3. Allgemeine Arbeitsvorschrift (AAV 3) zur Darstellung per-ethylierter 3. General working instruction (AAV 3) for depicting per-ethylated
Cyclodextrinderivate  cyclodextrin derivatives
Man löst das jeweilige a-, ß- oder g-Cyclodextrin in DMSO (23 mL je mmol CD) und gibt hierzu gemörserte NaOH-Plätzchen. Sobald die Suspension nach ca. 1 h Rühren bei RT erhärtet ist, gibt man Natriumiodid (1-9 mol% bzgl. Bromethan) zu und tropft langsam Bromethan unter Kühlung mit einem Wasserbad zu. Die Suspension wird anschließend 16 h bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktion wird in Wasser-Eis- Gemisch (140 ml_ je mmol CD) gegossen und das Gemisch wird mit tert- Butylmethylether (2 x 40 ml_ je mmol CD) extrahiert. Die organischen Phasen werden mit Wasser (4 x 10 ml_ je mmol CD) gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Das Produkt wird im Hochvakuum bei 60 °C getrocknet. Dissolve the respective α-, β- or g-cyclodextrin in DMSO (23 mL per mmol of CD) and give this mortared NaOH cookies. Once the suspension is stirred after about 1 h At RT, sodium iodide (1-9 mol% with respect to bromoethane) is added and slowly added dropwise bromide with cooling with a water bath. The suspension is then stirred for 16 h at room temperature. The reaction is poured into water-ice mixture (140 ml_ per mmol of CD) and the mixture is extracted with tert-butylmethyl ether (2 × 40 ml_ per mmol of CD). The organic phases are washed with water (4 × 10 ml_ per mmol of CD), dried over magnesium sulfate and the solvent is removed under reduced pressure. The product is dried under high vacuum at 60.degree.
Herstellungsbeispiel 1 : Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin Production Example 1: Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin
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8,82 g (9,1 mmol) a-CD wurden nach AAV 1 mit 24,00 g Natriumhydroxid (0,6 mol) und 65,18 g (53,0 ml_, 0,35 mol) p-Toluolsulfonsäuremethylester in 270 ml_ DMSO methyliert. Nach Kristallisation aus Hexan/Dichlormethan wurde das Produkt als farbloser kristalliner Feststoff erhalten. 8.82 g (9.1 mmol) of α-CD were prepared after AAV 1 with 24.00 g of sodium hydroxide (0.6 mol) and 65.18 g (53.0 ml, 0.35 mol) of p-toluenesulfonic acid methyl ester in 270 ml of methylated DMSO. After crystallization from hexane / dichloromethane, the product was obtained as a colorless crystalline solid.
Summenformel: C54H96O30 Molekulargewicht: 1225,322 g/mol Molecular Formula: C 54 H 96 O 30 Molecular weight: 1225.322 g / mol
Ausbeute: 10,45 g (8.5 mmol, 93%)  Yield: 10.45 g (8.5 mmol, 93%)
Schmelzpunkt: 204 °C  Melting point: 204 ° C
RF (ToluohEthanol, 5:1 v/v): 0,37 R F (toluene-ethanol, 5: 1 v / v): 0.37
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 3.14 (dd, 1 H, 2-H), 3.38 (s, 3H, 6’-H), 3.47 (s, 3H, 2’- H), 3.54 (m, 2H, 4-H, 6a-H), 3.62 (s, 3H, 3’-H), 3.69 (m, 1 H, 3-H), 3.79 (m, 2H, 5-H, 6b-H), 5.03 (d, 1 H, 1-H). Kopplungen: 3 1 2 = 3.3 Hz, 3J2,3 = 9.5 Hz. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 3.14 (dd, 1H, 2-H), 3.38 (s, 3H, 6'-H), 3.47 (s, 3H, 2'- H), 3.54 (m, 2H, 4-H, 6a-H), 3.62 (s, 3H, 3'-H), 3.69 (m, 1H, 3-H), 3.79 (m, 2H, 5 H, 6b-H), 5.03 (d, 1 H, 1-H). Couplings: 3 1 2 = 3.3 Hz, 3 J 2.3 = 9.5 Hz.
MS (ESI(+), 10eV): m/z (Fragment): 1247.6 (M+Na+), 635.3 (M+2Na+). MS (ESI (+), 10eV): m / z (fragment): 1247.6 (M + Na + ), 635.3 (M + 2Na + ).
Herstellungsbeispiel 2: Heptakis(2,3,6-tri-0-methyl)-ß-cyclodextrin Production Example 2: Heptakis (2,3,6-tri-O-methyl) -β-cyclodextrin
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10,82 g (9.5 mmol) ß-CD wurden nach AAV 1 mit 24,00 g Natriumhydroxid (0,6 mol) und 49,7 g (21 ,8 ml_, 0,35 mol) Methyliodid in 300 ml_ DMSO umgesetzt. Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten. 10.82 g (9.5 mmol) of β-CD were reacted according to AAV 1 with 24.00 g of sodium hydroxide (0.6 mol) and 49.7 g (21.8 ml, 0.35 mol) of methyl iodide in 300 ml of DMSO. The product was obtained as a colorless solid.
Summenformel: C63H112035 Molekulargewicht: 1429,542 g/mol Molecular formula: C 63 H 112 0 35 Molecular weight: 1429.542 g / mol
Ausbeute: 10,71 g (8,5 mmol, 79%)  Yield: 10.71 g (8.5 mmol, 79%).
RF (ToluokEthanol, 5:1 v/v): 0,35 R F (toluene-ethanol, 5: 1 v / v): 0.35
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 3.17 (dd, 1 H, 2-H), 3.36 (s, 3H, 6’-H), 3.48 (s, 3H, 2’- H), 3.57 (m, 2H, 3-H, 6a-H), 3.62 (s, 3H, 3’-H), 3.81 (m, 3H, 4-H, 5-H, 6b-H), 5.1 1 (d, 1 H, 1- H). Kopplungen: 3J1 2 = 3.7 Hz, 3J2,3 = 9.6 Hz. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 3.17 (dd, 1H, 2-H), 3.36 (s, 3H, 6'-H), 3.48 (s, 3H, 2'- H), 3.57 (m, 2H, 3-H, 6a-H), 3.62 (s, 3H, 3'-H), 3.81 (m, 3H, 4-H, 5-H, 6b-H), 5.1 1 (d, 1H, 1H). Couplings: 3 J 1 2 = 3.7 Hz, 3 J 2.3 = 9.6 Hz.
MS (ESI (+), 10eV): m/z (Fragment): 1451.7 (M+Na+), 737.3 (M+2Na+). MS (ESI (+), 10eV): m / z (fragment): 1451.7 (M + Na + ), 737.3 (M + 2Na + ).
Herstellungsbeispiel 3: Octakis(2,3,6-tri-0-methyl)-y-cyclodextrin Production Example 3: Octakis (2,3,6-tri-O-methyl) -cyclodextrin
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1 1 ,67 g (9,0 mmol) g-CD wurden nach AAV 1 mit 24,00 g Natriumhydroxid (0,6 mol) und 65,18 g (53,0 ml_, 0,35 mol) p-Toluolsulfonsäuremethylester in 300 ml_ DMSO umgesetzt. Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten. 1 1, 67 g (9.0 mmol) g-CD were after AAV 1 with 24.00 g of sodium hydroxide (0.6 mol) and 65.18 g (53.0 ml, 0.35 mol) p-Toluolsulfonsäuremethylester in 300 ml_ DMSO reacted. The product was obtained as a colorless solid.
Summenformel: C72H12804o Molekulargewicht: 1633,763 g/mol Molecular Formula: C 72 H 128 0 4 o Molecular Weight: 1633.763 g / mol
Ausbeute: 13,75 g (8,4 mmol, 93%)  Yield: 13.75 g (8.4 mmol, 93%).
RF (ToluokEthanol, 5:1 v/v): 0,34 1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 3.21 (dd, 1 H, 2-H), 3.37 (s, 3H, 6’-H), 3.48 (s, 3H, 2’- H), 3.51 -3.57 (m, 2H, 3-H, 6a-H), 3.65 (s, 3H, 3’-H), 3.68-3.74 (m, 2H, 5-H, 6b-H), 3.86 (dd, 1 H, 4-H), 5.24 (d, 1 H, 1 -H). Kopplungen: 3 1 2 = 3.7 Hz, 3 2,3 = 9.7 Hz, 3 3,4 = 10.5 Hz, 3J4,5 = 3.4 Hz RF (toluene-ethanol, 5: 1 v / v): 0.34 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 3.21 (dd, 1H, 2-H), 3.37 (s, 3H, 6'-H), 3.48 (s, 3H, 2'- H), 3.51-3.57 (m, 2H, 3-H, 6a-H), 3.65 (s, 3H, 3'-H), 3.68-3.74 (m, 2H, 5-H, 6b-H), 3.86 (dd, 1H, 4-H), 5.24 (d, 1H, 1 -H). Couplings: 3 1 2 = 3.7 Hz, 3 2.3 = 9.7 Hz, 3 3.4 = 10.5 Hz, 3 J 4.5 = 3.4 Hz
MS (ESI (+), 10eV): m/z (Fragment): 1655,7 (M+Na+), 839,4 (M+2Na+). MS (ESI (+), 10eV): m / z (fragment): 1655.7 (M + Na + ), 839.4 (M + 2Na + ).
Herstellungsbeispiel 4: Hexakis(2,3,6-tri-0-allyl)-a-cyclodextrin Production Example 4: Hexakis (2,3,6-tri-O-allyl) -a-cyclodextrin
Figure imgf000027_0001
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10,73 g (1 1 ,0 mmol) a-CD wurden nach AAV 2 mit 23,76 g Natriumhydroxid (0,594 mol) und 45,46 g (48,4 ml_, 0,594 mol) Allylchlorid in 350 ml_ DMSO umgesetzt. Das Produkt wurde als gelbes, viskoses Öl erhalten. 10.73 g (1 1, 0 mmol) of α-CD were reacted according to AAV 2 with 23.76 g of sodium hydroxide (0.594 mol) and 45.46 g (48.4 ml, 0.594 mol) of allyl chloride in 350 ml of DMSO. The product was obtained as a yellow, viscous oil.
Summenformel: O90H132O30 Molekulargewicht: 1693,993 g/mol Molecular Formula: O 90 H 132 O 30 Molecular Weight: 1693.93 g / mol
Ausbeute: 16,72 g (9,9 mmol, 89%)  Yield: 16.72 g (9.9 mmol, 89%).
RF (ToluokEthanol, 25:1 v/v): 0,17 R F (toluene-ethanol, 25: 1 v / v): 0.17
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 3.32 (dd, 1 H, 2-H), 3.68 (m, 2H, 3-H, 5-H), 3.75 - 3.82 (m, 2H, 4-H, 6a-H), 3.86 (dd, 1 H, 6b-H), 3.96 - 4.12 (m, 3H, OCHHCH=CH2), 4.18 - 4.28 (m, 2H, OCHHCH=CH2), 4.53 (dd, 1 H, OCHHCH=CH2), 4.99 (d, 1 H, 1 -H), 5.08 - 5.15 (m, 3H, OCH2CH=CHH), 5.19 - 5.29 (m, 3H, OCH2CH=CHH), 5.85 - 5.98 (m, 2H, 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 3.32 (dd, 1 H, 2-H), 3.68 (m, 2H, 3-H, 5-H), 3.75-3.82 (m, 2H, 4-H, 6a-H), 3.86 (dd, 1H, 6b-H), 3.96-4.12 (m, 3H, OCHHCH = CH 2 ), 4.18-4.28 (m, 2H, OCHHCH = CH 2 ) , 4:53 (dd, 1 H, OCHHCH = CH 2), 4.99 (d, 1 H, 1 H), 5:08 to 5:15 (m, 3H, OCH 2 CH = C H H), 5:19 to 5:29 (m, 3H, OCH 2 CH = CHH), 5.85-5.98 (m, 2H,
OCH2CH=CH2), 6.06 - 6.16 (m, 1 H, OCH2CH=CH2). Kopplungen: 3J1 2 = 3.3 Hz, 3J2,3 = 9.8 Hz, 3 6a,6b = 10.5 Hz, 3 5,6 = 3.7 Hz, 3JOCHHCH=CH2 = 12.2, 3JOCHHCH=CH2 = 6.2 Hz. OCH 2 CH = CH 2 ), 6.06-6.16 (m, 1 H, OCH 2 CH = CH 2 ). Couplings: 3 J 1 2 = 3.3 Hz, 3 J 2.3 = 9.8 Hz, 3 6a, 6b = 10.5 Hz, 3 5.6 = 3.7 Hz, 3 JOCHHCH = CH2 = 12.2, 3 JOCHHCH = CH2 = 6.2 Hz.
MS (ESI (+), 10eV): m/z (Fragment): 1716.9 (M+Na+), 869.9 (M+2Na+). MS (ESI (+), 10eV): m / z (fragment): 1716.9 (M + Na + ), 869.9 (M + 2Na + ).
Herstellungsbeispiel 5: Heptakis(2,3,6-tri-0-allyl)-ß-cyclodextrin Production Example 5: Heptakis (2,3,6-tri-O-allyl) -β-cyclodextrin
Figure imgf000028_0001
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12,60 g (1 1 ,0 mmol) ß-CD wurden nach AAV 2 mit 27,72 g (0,693 mol) Natriumhydroxid und 53,04 g (56,5 ml_, 0,693 mol) Allylchlorid in 350 ml_ DMSO umgesetzt. Das Produkt wurde als gelbes, viskoses Öl erhalten. 12.60 g (1 1, 0 mmol) of β-CD were reacted according to AAV 2 with 27.72 g (0.693 mol) of sodium hydroxide and 53.04 g (56.5 ml, 0.693 mol) of allyl chloride in 350 ml of DMSO. The product was obtained as a yellow, viscous oil.
Summenformel: CIO5H154035 Molekulargewicht: 1976,325 g/mol Molecular formula: C IO 5H 154 03 5 Molecular weight: 1976.325 g / mol
Ausbeute: 18,51 g (9,3mmol, 85%)  Yield: 18.51 g (9.3 mmol, 85%).
RF (ToluokEthanol, 25:1 v/v): 0,19 R F (toluene-ethanol, 25: 1 v / v): 0.19
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 3.33 (dd, 1 H, 2-H), 3.57 (d, 1 H, 6a-H), 3.72 - 3.76 (m, 3H, 3-H, 4-H, 5-H), 3.89 (dd, 1 H, 6b-H), 3.97 (m, 2H, OCHHCH=CH2), 4.14 (m, 2H, 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 3.33 (dd, 1 H, 2-H), 3.57 (d, 1 H, 6a-H), 3.72- 3.76 (m, 3H, 3 -H, 4-H, 5-H), 3.89 (dd, 1H, 6b-H), 3.97 (m, 2H, OCHHCH = CH 2 ), 4.14 (m, 2H,
OCHHCH=CH2), 4.25 (dd, 1 H, OCHHCH=CH2), 4.49 (dd, 1 H, OCHHCH=CH2), 5.05 - 5.13 (m, 3H, OCH2CH=CHH), 5.15 (d, 1 H, 1-H), 5.18 - 5.27 (m, 3H, OCH2CH=CHH), 5.82 - 5.95 (m, 2H, OCH2CH=CH2), 5.94 - 6.04 (m, 1 H, OCH2CH=CH2). Kopplungen: 3J1 2 = 3.6 Hz, 3 2,3 OCHHCH = CH 2), 4.25 (dd, 1 H, OCHHCH = CH 2), 4:49 (dd, 1 H, OCHHCH = CH 2), 5:05 to 5:13 (m, 3H, OCH 2 CH = C H H), 5.15 (d , 1H, 1-H), 5.18-5.27 (m, 3H, OCH 2 CH = CHH), 5.82-5.95 (m, 2H, OCH 2 CH = CH 2 ), 5.94-6.04 (m, 1H, OCH 2 CH = CH 2 ). Couplings: 3 J 1 2 = 3.6 Hz, 3 2.3
= 9.2 Hz, 2 6a,6b = 10.3 Hz, 3 5,6 = 2.1 Hz, 2JOCHHCH=CH2 = 12.2, 3JOCHHCH=CH2 = 5.6 Hz. = 9.2 Hz, 2 6a, 6b = 10.3 Hz, 3 5.6 = 2.1 Hz, 2 JOCHHCH = CH2 = 12.2, 3 JOCHHCH = CH2 = 5.6 Hz.
MS (ESI (+), 10eV): m/z (Fragment): 1999.1 (M+Na+), 101 1.0 (M+2Na+). Herstellungsbeispiel 6: Octakis(2,3,6-tri-0-allyl)-y-cyclodextrin MS (ESI (+), 10eV): m / z (fragment): 1999.1 (M + Na + ), 101 1.0 (M + 2Na + ). Production Example 6: Octakis (2,3,6-tri-O-allyl) -cyclodextrin
Figure imgf000028_0002
14,31 g (1 1.0 mmol) g-CD wurden nach AAV 2 mit 45,76 g (1 ,14 mol) Natriumhydroxid und 87,55 g (93.2 ml_, 1 ,14 mol) Allylchlorid in 350 ml_ DMSO umgesetzt. Das Produkt wurde als gelbes, viskoses Öl erhalten.
Figure imgf000028_0002
14.31 g (1 1.0 mmol) of g-CD were reacted according to AAV 2 with 45.76 g (1.14 mol) of sodium hydroxide and 87.55 g (93.2 ml, 1.14 mol) of allyl chloride in 350 ml of DMSO. The product was obtained as a yellow, viscous oil.
Summenformel: C120H176O40 Molekulargewicht: 2258,657 g/mol Molecular Formula: C 120 H 176 O 40 Molecular weight: 2258.657 g / mol
Ausbeute: 19,46 g (8,6 mmol, 78%) Yield: 19.46 g (8.6 mmol, 78%).
RF (ToluokEthanol, 25:1 v/v): 0.20 R F (toluene-ethanol, 25: 1 v / v): 0.20
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 3.35 (dd, 1 H, 2-H), 3.59 (d, 1 H, 6a-H), 3.68 - 3.76 (m, 3H, 3-H, 4-H, 5-H), 3.87 (d, 1 H, 6b-H), 3.92 - 4.04 (m, 2H, OCHHCH=CH2), 4.15 (d, 2H, OCHHCH=CH2), 4.24 (dd, 1 H, OCHHCH=CH2), 4.50 (dd, 1 H, OCHHCH=CH2), 5.06 - 5.16 (m, 3H, OCH2CH=CHH), 5.20 (d, 1 H, 1-H), 5.22 - 5.28 (m, 3H, OCH2CH=CHH), 5.83 - 5.95 (m, 2H, OCH2CH=CH2), 5.96 - 6.06 (m, 1 H, OCH2CH=CH2). Kopplungen: 3J1 2 = 3.5 Hz, 3 2,3 = 9.4 Hz, 2 6a,6b = 10.5 Hz, 3 5,6 = 2.1 Hz, 2JOCHHCH=CH2 =12.2, 3JOCHHCH=CH2 = 5.4 Hz. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 3.35 (dd, 1 H, 2-H), 3.59 (d, 1 H, 6a-H), 3.68- 3.76 (m, 3H, 3 -H, 4-H, 5-H), 3.87 (d, 1H, 6b-H), 3.92 - 4.04 (m, 2H, OCHHCH = CH 2 ), 4.15 (d, 2H, OCHHCH = CH 2 ), 4.24 (dd, 1H, OCHHCH = CH 2 ), 4.50 (dd, 1H, OCHHCH = CH 2 ), 5.06-5.16 (m, 3H, OCH 2 CH = CHH), 5.20 (d, 1H, 1) H), 5.22-5.28 (m, 3H, OCH 2 CH = CHH), 5.83-5.95 (m, 2H, OCH 2 CH = CH 2 ), 5.96-6.06 (m, 1 H, OCH 2 CH = CH 2 ) , Couplings: 3 J 1 2 = 3.5 Hz, 3 2.3 = 9.4 Hz, 2 6a, 6b = 10.5 Hz, 3 5.6 = 2.1 Hz, 2 JOCHHCH = CH2 = 12.2, 3 JOCHHCH = CH2 = 5.4 Hz.
MS (ESI (+), 10eV): m/z (Fragment): 2281.2 (M+Na+), 1 152.1 (M+2Na+). MS (ESI (+), 10eV): m / z (fragment): 2281.2 (M + Na + ), 1 152.1 (M + 2Na + ).
Herstellungsbeispiel 7: Hexakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-a-cyclodextrin Production Example 7: Hexakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -a-cyclodextrin
Figure imgf000029_0001
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10,54 g (10,8 mmol) a-CD wurde nach AAV 3 mit 24,00 g (0,6 mmol) Natriumhydroxid,10.54 g (10.8 mmol) of α-CD was converted to AAV 3 with 24.00 g (0.6 mmol) of sodium hydroxide,
76,28 g (52,2 ml_, 0,7 mol) Bromethan und 1.20 g Natriumiodid (8,0 mmol) in 250 ml_76.28 g (52.2 mL, 0.7 mol) of bromoethane and 1.20 g of sodium iodide (8.0 mmol) in 250 mL
DMSO umgesetzt. Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten. DMSO implemented. The product was obtained as a colorless solid.
Summenformel: C72H132O30 Molekulargewicht: 1477,801 g/mol Molecular Formula: C 72 H 132 O 30 Molecular Weight: 1477.801 g / mol
Ausbeute: 13,88 g (8,5 mmol, 86%)  Yield: 13.88 g (8.5 mmol, 86%).
RF (ToluokEthanol, 10:1 v/v): 0,29 R F (toluene-ethanol, 10: 1 v / v): 0.29
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 1.20 (m, 9H, OCH2CH3), 3.21 - 3.25 (dd, 1 H, 2-H), 3.47 - 3.54 (m, 2 H, 6a-H, OCH2CH3), 3.60 - 3.69 (m, 4H, 3-H, OCH2CH3), 3.72 - 3.79 (m, 3H, 4-H, 5-H, OCH2CH3), 3.83 - 3.91 (m, 1 H, 6b-H), 4.00 - 4.08 (m, 1 H, OCH2CH3), 5.04 (d, 1 H, 1-H). Kopplungen: 3J1 2 = 3.4 Hz, 3J2,3 = 9.4 Hz. 13C-NMR (100 MHz, CDCI3): d [ppm] = 15.2 (OCH2CH3), 15.6 (OCH2CH3), 15.7 (OCH2CH3), 66.5 (OCH2CH3), 66.5 (OCH2CH3), 68.8 (OCH2CH3), 69.4 (C6), 71 .3 (C5), 79.8 (C4), 80.1 (C2), 80.7 (C3), 99.6 (C1 ). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 1.20 (m, 9H, OCH 2 CH 3 ), 3.21 - 3.25 (dd, 1H, 2-H), 3.47 - 3.54 (m, 2 H, 6a-H, OCH 2 CH 3 ), 3.60- 3.69 (m, 4H, 3-H, OCH 2 CH 3 ), 3.72-3.79 (m, 3H, 4-H, 5-H, OCH 2 CH 3 ), 3.83 - 3.91 (m, 1H, 6bH), 4.00 - 4.08 (m, 1H, OCH 2 CH 3 ), 5.04 (d, 1H, 1-H). Couplings: 3 J 1 2 = 3.4 Hz, 3 J 2.3 = 9.4 Hz. 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 15.2 (OCH 2 CH 3 ), 15.6 (OCH 2 CH 3 ), 15.7 (OCH 2 CH 3 ), 66.5 (OCH 2 CH 3 ), 66.5 (OCH 2 CH 3 ), 68.8 (OCH 2 CH 3 ), 69.4 (C6), 71.3 (C5), 79.8 (C4), 80.1 (C2), 80.7 (C3), 99.6 (C1).
MS (ESI (+), 10eV): m/z (%-Anteil, Fragment): 1499.8 (42%, M+Na+), 1471 .8 (32%, [M- CHCH3]+Na+), 1443.8 (20%, [M-2CHCH3]+Na+), 1415.7 (7%, [M-3CHCH3]+Na+), 761 .4 (M+2Na+), 733.4 ([M-2CHCH3]+2Na+). MS (ESI (+), 10eV): m / z (%, fragment): 1499.8 (42%, M + Na + ), 1471.8 (32%, [M-CHCH 3 ] + Na + ), 1443.8 (20%, [M-2CHCH 3] + + Na), 1415.7 (7%, [M-3CHCH 3] + + Na), 761 .4 (M + 2Na +), 733.4 ([M-2CHCH 3] + 2Na + ).
Herstellungsbeispiel 8: Heptakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-ß-cyclodextrin Preparation 8: Heptakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -β-cyclodextrin
Figure imgf000030_0001
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12,29 g (10,8 mmol) ß-CD wurden nach AAV 3 mit 28,00 g (0,7 mol) Natriumhydroxid, 87,18 g (59,7 ml_, 0,8 mol) Bromethan und 6,00 g Natriumiodid (40,0 mmol) in 230 ml_ DMSO umgesetzt. Das Produkt wurde als weißgelber Feststoff erhalten. 12.29 g (10.8 mmol) of β-CD were added to AAV 3 with 28.00 g (0.7 mol) of sodium hydroxide, 87.18 g (59.7 mL, 0.8 mol) of bromoethane and 6.00 g sodium iodide (40.0 mmol) in 230 ml DMSO. The product was obtained as a white-yellow solid.
Summenformel: C84H154035 Molekulargewicht: 1724,101 g/mol Molecular Formula: C 8 4H 154 0 3 5 Molecular weight: 1724.101 g / mol
Ausbeute: 15,44 g (9,0 mmol, 83%)  Yield: 15.44 g (9.0 mmol, 83%).
RF (ToluokEthanol, 10:1 v/v): 0,28 R F (toluene-ethanol, 10: 1 v / v): 0.28
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 1.17 (m, 9H, OCH2CH3), 3.23 (dd, 1 H, 2-H), 3.41 - 3.52 (m, 3 H, 6a-H, OCH2CH3), 3.58 - 3.65 (m, 2H, 3-H, OCH2CH3), 3.67 - 3.78 (m, 4H, 4-H, 5-H, OCH2CH3), 3.90 (d, 1 H, 6b-H), 3.98 (m, 1 H, OCH2CH3), 5.16 (d, 1 H, 1 -H). 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 1.17 (m, 9H, OCH 2 CH 3 ), 3.23 (dd, 1 H, 2-H), 3.41- 3.52 (m, 3 H, 6a-H, OCH 2 CH 3 ), 3.58-3.35 (m, 2H, 3-H, OCH 2 CH 3 ), 3.67-3.78 (m, 4H, 4-H, 5-H, OCH 2 CH 3 ), 3.90 (d, 1H, 6bH), 3.98 (m, 1H, OCH 2 CH 3 ), 5.16 (d, 1H, 1 -H).
Kopplungen: 3J1 2 = 3.5 Hz, 3J2,3 = 9.7 Hz, 3J6a,6b = 10.1 Hz. Couplings: 3 J 1 2 = 3.5 Hz, 3 J 2.3 = 9.7 Hz, 3 J 6a , 6b = 10.1 Hz.
MS (ESI (+), 10eV): m/z (Fragment): 1746.0 (M+Na+), 884.5 (M+2Na+). MS (ESI (+), 10eV): m / z (fragment): 1746.0 (M + Na + ), 884.5 (M + 2Na + ).
Herstellungsbeispiel 9: Octakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-y-cyclodextrin Preparation 9: Octakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -cyclodextrin
Figure imgf000031_0001
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14,07 g (10,8 mmol) g-CD wurden nach AAV 3 mit 32,00 g (0,8 mol) Natriumhydroxid,14.07 g (10.8 mmol) g-CD were added after AAV 3 with 32.00 g (0.8 mol) sodium hydroxide,
98,07 g (67,2 ml_, 0,9 mol) Bromethan und 1 1 ,99 g Natriumiodid (80,0 mmol) in 250 ml_ DMSO umgesetzt. Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten. 98.07 g (67.2 mL, 0.9 mol) of bromoethane and 1.1 g of sodium iodide (80.0 mmol) in 250 mL of DMSO. The product was obtained as a colorless solid.
Summenformel: C96H17604o Molekulargewicht: 1970,401 g/mol Molecular Formula: C 96 H 176 0 4 o Molecular Weight: 1970.401 g / mol
Ausbeute: 20,01 g (9,0 mmol, 94%)  Yield: 20.01 g (9.0 mmol, 94%).
RF (ToluohEtOH = 10:1 ) = 0,29 R F (toluene EtOH = 10: 1) = 0.29
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): d [ppm] = 1.18 (m, 9H, OCH2CH3), 3.23 - 3.26 (m, 1 H, 2-H), 3.46 - 3.52 (m, 3H, 6a-H, OCH2CH3), 3.54 - 3.59 (m, 2H, 3-H, OCH2CH3), 3.66 - 3.72 (m, 4H, 4-H, 5-H, OCH2CH3), 3.88 (d, 1 H, 6b-H), 3.99 (m, 1 H, OCH2CH3), 5.20 (d, 1 H, 1 -H). Kopplungen: 3J1 2 = 3.5 Hz, 2J6a,6b = 10.6 Hz, 3J5,6 = 3.1 Hz. 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 1.18 (m, 9H, OCH 2 CH 3 ), 3.23- 3.26 (m, 1H, 2-H), 3.46- 3.52 (m, 3H , 6a-H, OCH 2 CH 3 ), 3.54- 3.59 (m, 2H, 3-H, OCH 2 CH 3 ), 3.66- 3.72 (m, 4H, 4-H, 5-H, OCH 2 CH 3 ) , 3.88 (d, 1H, 6bH), 3.99 (m, 1H, OCH2CH3), 5.20 (d, 1H, 1H). Couplings: 3 J 1 2 = 3.5 Hz, 2 J 6a, 6b = 10.6 Hz, 3 J 5.6 = 3.1 Hz.
13C-NMR (100 MHz, CDCI3): d [ppm] = 15.1 (OCH2CH3), 15.7 (OCH2CH3), 15.7 (OCH2CH3), 66.4 (OCH2CH3), 66.7 (OCH2CH3), 69.0 (OCH2CH3), 69.3 (C6), 71 .1 (C5), 78.6 (C4), 80.1 (C2), 80.2 (C3), 98.5 (C1 ). 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ): d [ppm] = 15.1 (OCH 2 CH 3 ), 15.7 (OCH 2 CH 3 ), 15.7 (OCH 2 CH 3 ), 66.4 (OCH 2 CH 3 ), 66.7 (OCH 2 CH 3 ), 69.0 (OCH 2 CH 3 ), 69.3 (C6), 71.1 (C5), 78.6 (C4), 80.1 (C2), 80.2 (C3), 98.5 (C1).
MS (ESI(+), 10eV): m/z (%-Anteil, Fragment): 1993.2 (35%, M+Na+), 1964.1 (46%, MS (ESI (+), 10eV): m / z (% content, fragment): 1993.2 (35%, M + Na + ), 1964.1 (46%,
[M-CHCH3]+Na+), 1937.1 (19%, [M-2CHCH3]+Na+), 1007.6 (M+2Na+), 994.1 [M-CHCH 3 ] + Na + ), 1937.1 (19%, [M-2CHCH 3 ] + Na + ), 1007.6 (M + 2Na + ), 994.1
([M-CHCH3]+2Na+), 979.5 ([M-2CHCH3]+2Na+). ([M-CHCH 3 ] + 2Na + ), 979.5 ([M-2CHCH 3 ] + 2Na + ).
III) Herstellung Cvclodextrin-beschichteter Gassensoren: III) Preparation of Clodextrin-Coated Gas Sensors:
Herstellungsbeispiel 10: Herstellung Cyclodextrin-beschichteter Bragg-Gitter-Sensoren Preparation Example 10: Preparation of cyclodextrin-coated Bragg grating sensors
Zur Modifizierung mit per-substituierten Cyclodextrinen wurden PBG-Sensoren der Firma Stratophase, Ltd. mit Sitz in South Hampton (UK) des Typs„S7b“ verwendet, die den Sensoren gemäß Figur 1 entsprechen. Für die Ankopplung der PBG-Sensoren wurden vorkonfektionierte Glasfasern (sog. Fiber Pigtails) der Firma Reliable Photonics Co., Ltd, Shenzhen (China) mit der Bezeichnung“1 CH FA, G657A fiber, 40cm, FC/APC Connectors, 8° polishing angle“ verwendet. Die Ankopplung der Pigtails an die Sensor-Chips erfolgte mittels eines UV-härtenden optischen Klebstoffes des Typs“NOA 78“ der Firma Norland Products, Inc., Cranbury (NJ, USA). For modification with per-substituted cyclodextrins, PBG sensors from Stratophase, Ltd. were used. based in South Hampton (UK) of the type "S7b", which correspond to the sensors according to FIG. For the coupling of the PBG sensors, prefabricated glass fibers (so-called fiber pigtails) from Reliable Photonics Co., Ltd., Shenzhen (China) with the designation "1 CH FA, G657A fiber, 40 cm, FC / APC connectors, 8 ° polishing angle "used. The pigtails were connected to the sensor chips by means of a UV-curing optical adhesive of the type "NOA 78" from Norland Products, Inc., Cranbury (NJ, USA).
Die Beschichtung der Sensoren erfolgt mittels Tauchbeschichtung (Dip-Coating - Parameter siehe Tabelle 1 ) des Chips im Bereich der freiliegenden Glasfasern unter Verwendung des Dip-Coaters“WPTL5-0.01“ der Firma MTI Corporation mit Sitz in Richmond (CA, USA). The sensors are coated by means of dip coating (dip coating - see Table 1 for parameters) of the chip in the area of the exposed glass fibers using the dip coater "WPTL5-0.01" from MTI Corporation, located in Richmond (CA, USA).
Die Cyclodextrine wurden jeweils in einer Konzentration von 50 mg/ml_ in Tetrahydrofuran gelöst. Der Chip wurde bei Raumtemperatur senkrecht bis zur vollständigen Benetzung des Sensorfensters in die Lösung mit einer Eintauchgeschwindigkeit von 200 mm/min eingetaucht und nach einer Verweildauer in der Lösung von 3 s mit konstanter The cyclodextrins were each dissolved in tetrahydrofuran at a concentration of 50 mg / ml. The chip was immersed in the solution at room temperature, perpendicular to complete wetting of the sensor window, at an immersion rate of 200 mm / min and after a residence time in the solution of 3 s at a constant
Geschwindigkeit (Tabelle 1 ) aus der Lösung herausgezogen. Die erhaltene Schichtdicke wurde mittels taktiler Profilometrie entlang einer Rakelkante unter Verwendung des Speed (Table 1) pulled out of the solution. The resulting layer thickness was measured by tactile profilometry along a doctor edge using the
Profilometers DektakXT der Fa. Bruker bestimmt. Profilometer DektakXT from the company Bruker determined.
Tabelle 1 : Parameter für die Tauchbeschichtung der PBG-Sensoren Table 1: Parameters for dip coating of the PBG sensors
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Herstellungsbeispiel 1 1 : Herstellung Cyclodextrin-beschichteter Quarzmikrowaagen- Sensoren Preparation Example 1 1: Preparation of cyclodextrin-coated quartz microbalance sensors
Bei den zur Modifizierung mit per-substituierten Cyclodextrinen verwendeten In the case of those used for modification with per-substituted cyclodextrins
Quarzmikrowaagen handelt es sich um 195 MHz Quarzmikrowaagen der Fa. KVG Quartz Crystal Technology GmbH, Neckarbischofsheim, Germany, Typ: XA 1600 Quartz microbalances are 195 MHz quartz microbalances from KVG Quartz Crystal Technology GmbH, Neckarbischofsheim, Germany, type: XA 1600
(Aluminiumelektroden, 195 MHz, siehe Wessels et al., Sensors 2013, 13, 12012-12029), die den in Figur 3 schematisch dargestellten Sensoren entsprechen. Die (Aluminum electrodes, 195 MHz, see Wessels et al., Sensors 2013, 13, 12012-12029), which correspond to the sensors shown schematically in Figure 3. The
Quarzmikrowaagen wurden nach der von Brutschy et al., Anal. Chem. 2013, 85, 10526- 10530 beschriebenen Methode vorbehandelt. Hierzu wurde eine 1.5 mM Lösung von 1 /-/,1 /-/,2/-/,2/-/-Perfluoroctyl-1-phosphonsäure (98%, ABCR) in Ethanol hergestellt und die Quarzmikrowaagen 48 Stunden bei Raumtemperatur in die Lösung eingetaucht. Anschließend wurden die Quarzmikrowaagen mit reinem Ethanol abgewaschen und an der Luft getrocknet. Quartz microbalances were prepared according to the method described by Brutschy et al., Anal. Chem. 2013, 85, 10526-10530. For this purpose, a 1.5 mM solution of 1 / - /, 1 / - /, 2 / - /, 2 / - / - perfluorooctyl-1-phosphonic acid (98%, ABCR) in ethanol was prepared and the quartz microbalances 48 hours at room temperature in the Solution immersed. Subsequently, the quartz microbalances were washed off with pure ethanol and dried in air.
Für die Beschichtung der Sensoroberfläche wurde eine Lösung des jeweiligen For the coating of the sensor surface was a solution of the respective
Cyclodextrins in einem Gemisch aus Tetrahydrofuran : Methanol (9 : 1 ) mit einer Cyclodextrins in a mixture of tetrahydrofuran: methanol (9: 1) with a
Konzentration von 0.1 mg/mL hergestellt. Diese wurde mittels Elektrosprühen auf die Elektrodenfläche so lange aufgebracht, bis ein Frequenzabfall von 50.0 kHz erreicht und dieser konstant beibehalten wurde. Concentration of 0.1 mg / mL produced. This was applied by electrospray on the electrode surface until a frequency drop of 50.0 kHz was reached and this was maintained constant.
Die so hergestellten Sensoren wurden in eine Messzelle (siehe Wessels et al., Sensors 2013, 13, 12012-12029) eingesetzt, in welcher bis zu 12 Quarzmikrowaagen gleichzeitig betrieben werden können. The sensors thus produced were used in a measuring cell (see Wessels et al., Sensors 2013, 13, 12012-12029), in which up to 12 quartz microbalances can be operated simultaneously.
IV) Nachweis von Trichlorfluormethan mittels Cvclodextrin-beschichteter Sensoren IV) Detection of trichlorofluoromethane using cvcdextrin-coated sensors
Für alle Messungen wurden kontrollierte Messbedingungen eingehalten. Der Aufbau der Messvorrichtung ist in Figur 2 dargestellt. Als Trägergas wurde Stickstoffgas mit einer Reinheit von 99.998% eingesetzt. Gasstrom 1 wurde durch den auf 15±0.1 °C temperierten Sättiger mit dem darin enthaltenen Freon 1 1 geleitet und entsprechend des For all measurements, controlled measurement conditions were observed. The structure of the measuring device is shown in FIG. Nitrogen gas with a purity of 99.998% was used as the carrier gas. Gas stream 1 was passed through the saturated at 15 ± 0.1 ° C saturator with the Freon contained therein 1 1 and according to the
Sättigungsdampfdrucks des Freon 1 1 mit diesem angereichert. Durch Steuerung der Volumenströme des mit Freon 1 1 gesättigten Gasstroms 1 und des reinen Stickstoffs (Gasstrom 2) wurde eine definierte Konzentration an Freon 1 1 im Bereich von 0-10 Vol.-% eingestellt. Die Fließgeschwindigkeit des Gesamtstroms wurde stets zu 200 mL/min gewählt. Der so generierte Gasstrom wurde durch die jeweiligen Durchflusszellen geleitet, welche in dem modifizierten GC-Ofen (Hewlett Packard, Palo Alto, CA, USA. Type: HP 5890) angeordnet und auf 35±0.1 °C temperiert waren. Das Abgas aus den Messungen wurde durch einen auf -90 °C gekühlten Kondensator geführt, um das Freon 1 1 aus dem Stickstoffstrom auszufrieren. Saturation vapor pressure of Freon 1 1 enriched with this. By controlling the volume flows of freon 1 1 saturated gas stream 1 and the pure nitrogen (gas stream 2), a defined concentration of Freon 1 1 was set in the range of 0-10 vol .-%. The flow rate of the total stream was always chosen to be 200 mL / min. The gas stream thus generated was passed through the respective flow cells, which were placed in the modified GC oven (Hewlett Packard, Palo Alto, Calif., Type: HP 5890) and heated to 35 ± 0.1 ° C. The exhaust gas from the measurements was passed through a condenser cooled to -90 ° C to freeze the freon 1 1 from the nitrogen stream.
Beispiel 1 : Nachweis von Trichlorfluormethan mit PBG Sensoren Example 1: Detection of trichlorofluoromethane with PBG sensors
Für die Messung von Trichlorfluormethan wurde die in Figur 2 dargestellte Messvorrichtung verwendet, die hierfür mit jeweils einem Typ der gemäß Beispiel 10 hergestellten beschichteten Bragg-Gitter-Sensoren bestückt wurde. Die Messungen erfolgten unter Verwendung einer Abfrageeinheit basierend auf einem Interrogator des Typs sm125 der Firma Micron Optics, Ltd. mit Sitz in Atlanta (GA, USA). Die Messungen für den Sensor 4 sind in Figur 4a dargestellt. Als Vergleich wurden Messungen mit einem unbeschichteten Bragg-Gitter-Sensor durchgeführt, in Figur 4b dargestellt. For the measurement of trichlorofluoromethane, the measuring apparatus shown in FIG. 2 was used, which for this purpose was equipped in each case with one type of the coated Bragg grating sensors produced according to Example 10. The measurements were carried out using an interrogation unit based on an interrogator of the sm125 type from Micron Optics, Ltd. based in Atlanta (GA, USA). The measurements for the sensor 4 are shown in FIG. 4a. As a comparison, measurements were carried out with an uncoated Bragg grating sensor, shown in FIG. 4b.
Mit den beschichteten Sensoren konnte im Vergleich zu dem unbeschichteten Sensor eine ca. 300-fache Steigerung der Sensitivität gegenüber Freon 1 1 erzielt werden. Die Sensoren zeigen zudem eine hohe Sensitivität gegenüber Freon 1 1 , was die sichere Detektion von Freon 1 1 selbst unterhalb einer Konzentration von 1000 ppm ermöglicht. Zudem zeigen die beschichteten Bragg-Gitter-Sensoren eine reversible Reaktion auf Freon 1 1. Compared to the uncoated sensor, the coated sensors achieved an approx. 300-fold increase in sensitivity compared to Freon 1 1. The sensors also show a high sensitivity to Freon 1 1, which allows the safe detection of Freon 1 1 even below a concentration of 1000 ppm. In addition, the coated Bragg grating sensors show a reversible reaction to Freon 1 1.
Durch Kalibrierung mit unterschiedlichen Konzentration von Freon 11 im Stickstoffstrom (1%, 2%, 5% und 10% des Sättigungsdampfdruckes bzw. 7409, 14819, 37047 und 74095 ppm) wurden Eichkurven erstellt, die eine online-Analyse der Konzentration von Freon 1 1 in Gasproben (Luft, Stickstoff) erlauben. Die Kalibrierkurven wurden durch Mittelung der Gleichgewichtszustände des Sensorsignals über der jeweils angewandten Konzentration und Fit entsprechend einer Langmuir-Freundlich Isotherme nach der Funktion By calibration with different concentration of Freon 11 in the nitrogen stream (1%, 2%, 5% and 10% of saturation vapor pressure or 7409, 14819, 37047 and 74095 ppm, respectively), calibration curves were prepared which provide an online analysis of the concentration of Freon 1 1 in gas samples (air, nitrogen). The calibration curves were determined by averaging the equilibrium states of the sensor signal above the concentration used and Fit according to a Langmuir-Freundlich isotherm after the function
q=Qsat*K*cn/(1 +K*cn) erstellt. Mit der Beladung des Sorbents q, der Adsorptionskapazität Qsat, der Konzentration des Sorbats c, dem Sorptionskoeffizient K und dem q = Qsat * K * c n / (1 + K * c s) created. With the loading of the sorbent q, the adsorption capacity Qsat, the concentration of the sorbate c, the sorption coefficient K and the
Heterogenitätsindex n. (siehe Turiel et al. DOI: 10.1039/b210712k sowie Juppu et al. DOI: 10.1016/j.jconhyd.201 1.12.001 ). Die Kalibrierkuren für die Sensoren 1 bis 9 sind in den Figuren 6a bis 6c gezeigt. Heterogeneity Index n (see Turiel et al., DOI: 10.1039 / b210712k and Juppu et al., DOI: 10.1016 / j.jconhyd.201 1.12.001). The calibration cures for the sensors 1 to 9 are shown in FIGS. 6a to 6c.
Beispiel 2: Nachweis von Trichlorfluormethan mit Quarzmikrowaagen-Sensoren Example 2 Detection of Trichlorofluoromethane with Quartz Microbalance Sensors
Für die Messung von Trichlorfluormethan wurde die in Figur 2 dargestellte Messvorrichtung verwendet, die hierfür mit den in Beispiel 1 1 hergestellten Cyclodextrin-beschichteten Quarzmikrowaagen-Sensoren bestückt wurde. Die Messungen erfolgten unter Verwendung eines aperiodisch oszillierenden Schwingkreises. Das Auslesen der Frequenz erfolgte unter Verwendung eines FPGA (field programmable gate array), welcher eine asynchrone 28-bit Zählung mit einer Auflösung von ±0.5 Hz erlaubt (siehe Wessels et al., Sensors 2013, 13, 12012-12029). Die Messergebnisse sind in Figur 5 dargestellt. Als Vergleich wurden Messungen mit einem unbeschichteten Quarzmikrowaagen-Sensor durchgeführt. For the measurement of trichlorofluoromethane, the measuring device shown in FIG. 2 was used, which was equipped for this purpose with the cyclodextrin-coated quartz microbalance sensors produced in Example 11. The measurements were made using an aperiodically oscillating resonant circuit. Frequency readout was performed using an FPGA (field programmable gate array) which allows asynchronous 28-bit counting with a resolution of ± 0.5 Hz (see Wessels et al., Sensors 2013, 13, 12012-12029). The measurement results are shown in FIG. As a comparison, measurements were carried out with an uncoated quartz microbalance sensor.
Mit dem beschichteten Quarzmikrowaagen-Sensor konnte im Vergleich zu dem With the coated quartz microbalance sensor could be compared to the
unbeschichteten Quarzmikrowaagen-Sensor eine Steigerung der Sensitivität gegenüber Freon 1 1 um bis zu 35% erzielt werden. Der beschichtete Quarzmikrowaagen-Sensor zeigt zudem eine hohe Sensitivität gegenüber Freon 1 1 , was die sichere Detektion von Freon 1 1 selbst unterhalb einer Konzentration von 1000 ppm ermöglicht. Zudem zeigt auch dieser beschichtete Sensor eine reversible Reaktion auf Freon 1 1. uncoated quartz microbalance sensor can be achieved an increase in sensitivity to Freon 1 1 by up to 35%. The coated quartz microbalance sensor also shows a high sensitivity to Freon 1 1, which enables the reliable detection of Freon 1 1 even below a concentration of 1000 ppm. In addition, this coated sensor also shows a reversible reaction to Freon 1 1.
Durch Kalibrierung mit unterschiedlichen Konzentration von Freon 1 1 im Stickstoffstrom (1 %, 2%, 3%, 4% und 5% des Sättigungsdampfdruckes bzw. 7409, 14819, 22228, 29638 und 37047 ppm) wurden Eichkurven erstellt, die eine online-Analyse der Konzentration von Freon 1 1 in Gasproben (Luft, Stickstoff) erlauben. By calibrating with different concentration of freon 1 1 in the nitrogen stream (1%, 2%, 3%, 4% and 5% of saturation vapor pressure or 7409, 14819, 22228, 29638 and 37047 ppm, respectively), calibration curves were prepared that provide an online analysis allow the concentration of Freon 1 1 in gas samples (air, nitrogen).
V) Herstellung und röntqenkristalloqraphische Untersuchung eines kristallinen Komplexes aus Hexakis(2,3,6-tri-Q-methyl)-a-cvclodextrin mit Trichlorfluormethan Beispiel 3: Komplex aus Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit Trichlorfluormethan V) Preparation and X-ray crystallographic analysis of a crystalline complex of hexakis (2,3,6-tri-Q-methyl) -a-cvclodextrin with trichlorofluoromethane Example 3: Complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin with trichlorofluoromethane
Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin (15 mg) wurde in Freon 1 1 (1 ml_) gelöst. Durch Abdampfen überschüssigen Freon 1 1 bei Raumtemperatur wurde die Konzentration des gelösten per-Methyl-a-cyclodextrins in der Lösung langsam erhöht, bis sich ein kristalliner Feststoff bildete. Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin (15 mg) was dissolved in Freon 1 L (1 mL). By evaporation of excess Freon 1 1 at room temperature, the concentration of the dissolved per-methyl-a-cyclodextrin in the solution was slowly increased until a crystalline solid formed.
Der Komplex wurde mittels Einkristall-Röntgenstrukturanalyse bei 120 K charakterisiert und erwies sich als ein supramolekularer Komplex aus 4 Molekülen Freon 1 1 mit 1 Molekül Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin. Die maximale„Beladung“ des Komplexes mit Freon 1 1 liegt somit bei etwa 30 Gew-%. The complex was characterized by single-crystal X-ray crystallography at 120 K and proved to be a supramolecular complex of 4 molecules of freon 1 1 with 1 molecule of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin. The maximum "loading" of the complex with Freon 1 1 is thus about 30% by weight.
Die Kristallgröße des vermessenen Einkristalls war 0.17 x 0.37 x 0.63 mm3 (farbloser Block). Der Einkristall wies folgende Parameter auf: The crystal size of the measured single crystal was 0.17 × 0.37 × 0.63 mm 3 (colorless block). The single crystal had the following parameters:
Absorption m = 0.468 mm 1 Korrektur mit 6 Kristallflächen Absorption m = 0.468 mm 1 correction with 6 crystal surfaces
Transmission Tmin = 0.7814, Tmax= 0.926 Transmission T min = 0.7814, T max = 0.926
Der Komplex wies die folgenden kristallographischen Daten auf: The complex had the following crystallographic data:
Summenformel C54H96O30, 4(CCI3F) Molecular Formula C54H96O30, 4 (CCI 3 F)
Molgewicht 1774,74 gmol 1 Mol Weight 1774.74 gmol 1
Raumgruppe I 4i (Tetragonal)  Room group I 4i (Tetragonal)
Gitterkonstanten a = b = 17,81508(19)Ä  Lattice constants a = b = 17.81508 (19) Ä
c = 54,0850(8)Ä  c = 54.0850 (8) Ä
Volumen Elementarzelle V = 17165, 3(4 )Ä3 Volume unit cell V = 17165, 3 (4) Ä 3
Einheiten C54H96O30, 4(CCI3F) in Units C54H96O30, 4 (CCI 3 F) in
Elementarzelle: Z = 8 Unit cell: Z = 8
Dichte, berechnet drön = 1 ,373 gern 3 Density, calculated d rön = 1, 373 like 3
Die Einkristall-Röntgenstrukturanalyse erfolgte mit den folgenden Parametern: The single-crystal X-ray structure analysis was carried out with the following parameters:
1 ) Datensammlung 1) Data collection
Messbereich 2° < 0 < 28° Measuring range 2 ° <0 <28 °
-23 < h < 23 -23 < k < 23 -67 < I < 71  -23 <h <23 -23 <k <23 -67 <I <71
Reflexzahl:  Albedo:
gemessen 289547  measured 289547
unabhängig 21068 (Rint = 0.0503) independent 21068 (R int = 0.0503)
beobachtet 17237 (|F|/o(F) > 4.0) 2) Die Gitterkonstanten wurden aus 222713 Reflexen im Bereich 1.8°< Q < 28.4° berechnet. observed 17237 (| F | / o (F)> 4.0) 2) The lattice constants were calculated from 222713 reflections in the range 1.8 ° <Q <28.4 °.
3) Daten korrektur, Strukturlösung und Strukturverfeinerung 3) Data correction, structure solution and structure refinement
Korrekturen Lorentz- und Polarisationskorrektur. Corrections Lorentz and polarization correction.
Lösung Programm: SIR-2004 (Direkte Methoden)  Solution Program: SIR-2004 (Direct Methods)
Verfeinerung Programm: SHELXL-2014 (Vollmatrixverfahren).  Refinement Program: SHELXL-2014 (full matrix method).
1019 verfeinerte Parameter, gewichtete Verfeinerung: W=1 /[O2(F0 2) + (0.1638*P)2+19.9*P]; 1019 refined parameters, weighted refinement: W = 1 / [O 2 (F 0 2 ) + (0.1638 * P) 2 +19.9 * P];
wobei P=(Max(Fo 2,0)+2*Fc 2)/3. where P = (Max (F o 2 , 0) + 2 * F c 2 ) / 3.
Wasserstoffatome wurden geometrisch eingefügt und reitend verfeinert; Nichtwasserstoffatome wurden anisotrop verfeinert.  Hydrogen atoms were geometrically inserted and refined in riding style; Non-hydrogen atoms were refined anisotropically.
Diskrepanzfaktor wR2 = 0.2374 (R1 = 0.0761 für beobachtete Reflexe,  Discrepancy factor wR2 = 0.2374 (R1 = 0.0761 for observed reflections,
0.095 für alle Reflexe)  0.095 for all reflexes)
Fitgüte S = 1.039  Fit quality S = 1,039
Flack Parameter x = -0.007(16)  Flack parameter x = -0.007 (16)
maximale Änderung  maximum change
der Parameter 0.001 * e.s.d the parameter 0.001 * esd
maximale Peakhöhe in  maximum peak height in
diff. Fouriersynthese 0.94, -0.97 eÄ 3 diff. Fourier synthesis 0.94, -0.97 eA 3
Bemerkung Cyclodextrin hat C2 Symmetrie. Kristall ist verzwillingt und täuscht höher symmetrische Raumgruppe I4-|22 vor. Freon ist fehlgeordnet. Comment Cyclodextrin has C 2 symmetry. Crystal is twinned and belies higher symmetric space group I4- | 22 ago. Freon is in disorder.
Beispiel 4: Komplex aus Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit Trichlorfluormethan und Dichlormethan Example 4: Complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin with trichlorofluoromethane and dichloromethane
Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin (15 mg) wurde in einem zuvor hergestelltem Gemisch aus Dichlormethan und Freon 1 1 (95:5 v/v, 1 ml_) gelöst und ebenfalls, wie in Beispiel 3 beschreiben, durch Abdampfen der Lösungsmittel bei Raumtemperatur kristallisiert. Hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin (15 mg) was dissolved in a previously prepared mixture of dichloromethane and Freon 1 L (95: 5 v / v, 1 mL) and also as described in Example 3, crystallized by evaporation of the solvents at room temperature.
Der Komplex wurde mittels Einkristall-Röntgenstrukturanalyse bei 120 K charakterisiert und erwies sich als ein supramolekularer Komplex aus 3 Molekülen Dichlormethan und 1 Molekül Freon 1 1 mit 1 Molekül Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin. Das Beispiel zeigt, dass trotz des großen Überschusses an Dichlormethan kein statistischer Einbau der beiden Halogenkohlenwasserstoffe erfolgt, sondern dass der Einbau von The complex was characterized by single-crystal X-ray crystallography at 120 K and proved to be a supramolecular complex of 3 molecules of dichloromethane and 1 molecule of freon 1 1 with 1 molecule of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin. The example shows that, despite the large excess of dichloromethane, there is no statistical incorporation of the two halogenated hydrocarbons, but rather the incorporation of
Trichlorfluormethan, insbesondere in die innere Kavität des Cyclodextrins, bevorzugt erfolgt. Die Kristallgröße des vermessenen Einkristalls war 0.14 x 0.44 x 0.55 mm3 (farbloser Block). Der Einkristall wies folgende Parameter auf: Trichlorfluoromethane, in particular in the inner cavity of the cyclodextrin, preferably takes place. The crystal size of the measured single crystal was 0.14 × 0.44 × 0.55 mm 3 (colorless block). The single crystal had the following parameters:
Absorption m = 0.41 mm 1 Korrektur mit 6 Kristallflächen Absorption m = 0.41 mm 1 correction with 6 crystal surfaces
Transmission Tmin = 0.8361 , Tmax = 0.958 Transmission T min = 0.8361, T max = 0.958
Der Komplex wies die folgenden kristallographischen Daten auf: The complex had the following crystallographic data:
Summenformel C54H96O30, CCI3F, 3(CH2CI2) Molecular Formula C54H96O30, CCI 3 F, 3 (CH 2 Cl 2 )
Molgewicht 1617.44 gmol 1 Molecular weight 1617.44 gmol 1
Raumgruppe P 2-|2-|2i (orthorhombisch)  Space group P 2- | 2- | 2i (orthorhombic)
Gitterkonstanten a =15.7397(4)Ä  Lattice constants a = 15.7397 (4) Ä
b = 21 7162(7)Ä  b = 21 7162 (7) Ä
c =22.6475(8)Ä  c = 22.6475 (8) Ä
Volumen Elementarzelle V = 7741.1 (4)Ä3 Volume unit cell V = 7741.1 (4) Ä 3
Einheiten C54H96O30, CCI3F, 3(CH2CI2) Units C 54 H 96 O 30 , CCI 3 F, 3 (CH 2 Cl 2 )
in Elementarzelle: Z = 4 in unit cell: Z = 4
Dichte, berechnet drön = 1 ,388 gern 3 Density, calculated d rön = 1, 388 like 3
Die Einkristall-Röntgenstrukturanalyse erfolgte mit den folgenden Parametern: The single-crystal X-ray structure analysis was carried out with the following parameters:
1 ) Datensammlung 1) Data collection
Messbereich 2° < 0 < 28° Measuring range 2 ° <0 <28 °
-20 < h < 19 -28 < k < 28 -29 < I < 29  -20 <h <19 -28 <k <28 -29 <I <29
Reflexzahl:  Albedo:
gemessen 67315  measured 67315
unabhängige 18481 (Rint = 0.0486) independent 18481 (R int = 0.0486)
beobachtete 1 1363 (|F|/o(F) > 4.0)  observed 1 1363 (| F | / o (F)> 4.0)
2) Die Gitterkonstanten wurden aus 62202 Reflexen mit Reflexen im Bereich 2°< Q < 27.8° berechnet. 2) The lattice constants were calculated from 62202 reflections with reflections in the range 2 ° <Q <27.8 °.
3) Datenkorrektur, Strukturlösung und Strukturverfeinerung 3) Data correction, structure solution and structure refinement
Korrekturen Lorentz- und Polarisationskorrektur. Corrections Lorentz and polarization correction.
Lösung Programm: SHELXT-2014  Solution Program: SHELXT-2014
Verfeinerung Programm: SHELXL-2014 (Vollmatrixverfahren).  Refinement Program: SHELXL-2014 (full matrix method).
1040 verfeinerte Parameter, gewichtete Verfeinerung: W=1 /[O2(F0 2) + (0.1502*P)2+12.01 *P] 1040 refined parameters, weighted refinement: W = 1 / [O 2 (F 0 2 ) + (0.1502 * P) 2 + 12.01 * P]
wobei P=(Max(Fo 2,0)+2*Fc 2)/3. Wasserstoffatome geometrisch eingefügt und reitend verfeinert, where P = (Max (F o 2 , 0) + 2 * F c 2 ) / 3. Geometrically inserted hydrogen atoms and refined riding,
Nichtwasserstoffatome anisotrop verfeinert. Diskrepanzfaktor wR2 = 0.2994 (R1 = 0.0979 für beobachtete Reflexe, Non-hydrogen atoms refined anisotropically. Discrepancy factor wR2 = 0.2994 (R1 = 0.0979 for observed reflections,
0.1485 für alle Reflexe)  0.1485 for all reflexes)
Fitgüte S = 1.026  Fit quality S = 1.026
Flack Parameter x = 0.01 (4)  Flack parameter x = 0.01 (4)
maximale Änderung  maximum change
der Parameter 0.001 * e.s.d the parameter 0.001 * esd
maximale Peakhöhe in  maximum peak height in
diff. Fouriersynthese 0.83, -0.71 eÄ 3 diff. Fourier synthesis 0.83, -0.71 eA 3
Bemerkung Kristall enthält 3 Moleküle Lösungsmittel CH2CI2 und ein stark fehlgeordnetes Molekül CCI3F. Position des Fluoratoms nicht vollständig bestimmbar. Note crystal contains 3 molecules of solvent CH 2 Cl 2 and a strongly disordered molecule CCI 3 F. position of the fluorine atom not fully determinable.
VI) Thermoqravimetrische Analyse des Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-ocvclodextrin VI) Thermoqravimetric analysis of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -occlodextrin
T richlorfluormethan-Komplexes T richlorfluormethan complex
Beispiel 5: Thermogravimetrische Untersuchung des Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a- cyclodextrin - Trichlorfluormethan-Komplexes Example 5 Thermogravimetric analysis of the hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -α-cyclodextrin-trichlorofluoromethane complex
Für die Untersuchung wurde der gemäß Beispiel 3 aus reinem Freon 1 1 kristallisierte Komplex aus Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit Trichlorfluormethan benutzt.For the investigation, the complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin crystallized according to Example 3 from pure Freon 1 1 with trichlorofluoromethane was used.
Zum einen wurde eine Stabilitätsuntersuchung des Komplexes durchgeführt, indem eine definierte Menge des Komplexes (10,1032 mg) 12 Stunden bei 25 °C unter einem kontinuierlichen Stickstoffgasstrom (20 ml/min) gehalten und anschließend die On the one hand, a stability study of the complex was carried out by holding a defined amount of the complex (10.1032 mg) at 25 ° C for 12 hours under a continuous stream of nitrogen gas (20 ml / min) and then the
Gewichtsdifferenz bestimmt wurde. In dieser Zeit verringerte sich das Gewicht der Probe lediglich um ca. 3.5% infolge einer initialen Freon 1 1 Entweichung aus dem Komplex. Weight difference was determined. During this time, the weight of the sample decreased only by about 3.5% as a result of an initial Freon 1 1 escape from the complex.
Des Weiteren wurde eine thermogravimetrische Analyse des gemäß Beispiel 3 aus reinem Freon 1 1 kristallisierten Komplexes aus Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit Trichlorfluormethan durchgeführt. Die TGA wurde mit einer definierten Menge des Furthermore, a thermogravimetric analysis of the complex of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin crystallized from pure Freon 1 1 according to Example 3 was carried out with trichlorofluoromethane. The TGA was equipped with a defined amount of
Komplexes bei einer Temperaturrampe von 5 K/min und einer Starttemperatur von 25 °C unter Benutzung von Stickstoff als Trägergas mit einem Volumenstrom von 20 mL/min durchgeführt. Hierbei wurde eine initiale Freisetzung des Freon 11 aus dem Komplex bei einer Temperatur von Ton = 85 °C beobachtet. Die vollständige Freisetzung (Desorption) des Freon 1 1 war bei Tend = 195 °C abgeschlossen. Der gesamte Gewichtsverlust betrug 28 Gew.-% und entsprach somit einem Verlust von etwa 4 Molekülen Trichlorfluormethan pro Molekül Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin. Complex carried out at a temperature ramp of 5 K / min and a starting temperature of 25 ° C using nitrogen as the carrier gas at a flow rate of 20 mL / min. An initial release of freon 11 from the complex was observed at a temperature of T on = 85 ° C. Complete liberation (desorption) of Freon 1 1 was complete at T en d = 195 ° C. The total weight loss was 28% by weight and thus corresponded to a loss of about 4 molecules of trichlorofluoromethane per molecule of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin.
VII) Adsorption von Freon 1 1 an Hexakis(2,3,6-tri-Q-methyl)-a-cvclodextrin VII) Adsorption of freon 1 1 on hexakis (2,3,6-tri-Q-methyl) -a-cc-decodextrin
Beispiel 6: Adsorption von Freon 1 1 an Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin Durch ein mit 0.71 g pulverförmigem Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin gefülltes Adsorptionsröhrchen (Packung: Länge 121 mm, Innendurchmesser 3.7 mm) wurde bei 20 °C ein Stickstoff-Gasstrom mit einem Volumenstrom von 50 mL/min geleitet, welcher Freon 1 1 in einer Konzentration von 37040 ppm (Vol. ppm) enthielt. Die Konzentration des Freon 11 im Gasstrom wurde am Auslass des Adsorptionsröhrchens mittels Example 6: Adsorption of freon 1 1 on hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin An adsorption tube filled with 0.71 g of powdered hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin (packing: length 121 mm, internal diameter 3.7 mm) at 20 ° C was a nitrogen gas stream with a volume flow of 50 mL / min containing Freon 1 1 at a concentration of 37040 ppm (ppm by volume). The concentration of freon 11 in the gas stream was measured at the outlet of the adsorption tube
Quarzmikrowaagen-Analytik (Quarzmikrowaage beschichtet mit Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)- a-cyclodextrin) bestimmt. Die Konzentration von Freon 1 1 im Gasstrom am Auslass des Adsorptionsröhrchens lag auch nach 0.55 h des Durchleitens unterhalb von 7400 ppm. Dementsprechend wurde über einen Zeitraum von wenigstens 0.5 h Freon 1 1 zu mehr als 80% aus dem Gasstrom adsorbiert.  Quartz microbalance analysis (quartz microbalance coated with hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -α-cyclodextrin). The concentration of Freon 1 1 in the gas stream at the outlet of the adsorption tube was below 7400 ppm even after 0.55 h of passage. Accordingly, over a period of at least 0.5 h Freon 1 1 was adsorbed to more than 80% from the gas stream.
Beispiel 7: Adsorption von Freon 11 an unsubstituiertem a-Cyclodextrin (Vergleichsbeispiel) Example 7 Adsorption of Freon 11 on Unsubstituted α-Cyclodextrin (Comparative Example)
Der Versuch wurde in der für Beispiel 6 beschriebenen Weise durchgeführt, wobei das Adsorptionsröhrchen mit a-Cyclodextrin anstelle von Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a- cyclodextrin befüllt war. Beim Durchleiten des Freon 1 1 enthaltenden Stickstoff-Gasstroms wurde keine Freon 1 1 aus dem Gasstrom adsorbiert. The experiment was carried out in the manner described for Example 6, wherein the adsorption tube was filled with α-cyclodextrin instead of hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -α-cyclodextrin. When passing the Freon 1 1 containing nitrogen gas stream Freon no 1 1 was adsorbed from the gas stream.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verwendung von per-substituierten Cyclodextrinen, in denen die Wasserstoffatome aller Hydroxygruppen durch einen organischen Rest, welcher ausgewählt ist unter Ci-C6-Alkyl und C2-C6-Alkenyl, ersetzt sind, zur Adsorption von Trichlorfluormethan. 1. Use of per-substituted cyclodextrins in which the hydrogen atoms of all hydroxy groups are replaced by an organic radical which is selected from C 1 -C 6 -alkyl and C 2 -C 6 -alkenyl, for the adsorption of trichlorofluoromethane.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , wobei das per-substituierte Cyclodextrin ausgewählt ist unter per-substituierten a-Cyclodextrinen, per-substituierten ß-Cyclodextrinen und per-substituierten y-Cyclodextrinen. 2. Use according to claim 1, wherein the per-substituted cyclodextrin is selected from per-substituted a-cyclodextrins, per-substituted ß-cyclodextrins and per-substituted y-cyclodextrins.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das per-substituierte Cyclodextrin 3. Use according to claim 1 or 2, wherein the per-substituted cyclodextrin
ausgewählt ist unter per-Ci-C6-Alkyl-substituierten a-Cyclodextrinen. is selected from per-Ci-C 6 alkyl-substituted a-cyclodextrins.
4. Verwendung nach Anspruch 1 , wobei das per-substituierte Cyclodextrin ausgewählt ist unter Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin, Hexakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-a- cyclodextrin, Hexakis(2,3,6-tri-0-allyl)-ocyclodextrin, Hexakis(2,3,6-tri-0-(3- methylbut-3-en-1-yl))-a-cyclodextrin, Heptakis(2,3,6-tri-0-methyl)-ß-cyclodextrin, Heptakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-ß-cyclodextrin, Heptakis(2,3,6-tri-0-allyl)-ß-cyclodextrin, Heptakis(2,3,6-tri-0-(3-methylbut-3-en-1-yl))-ß-cyclodextrin, 0ctakis(2,3,6-tri-0- methyl)-y-cyclodextrin, Octakis(2,3,6-tri-0-ethyl)-Y-cyclodextrin, 0ctakis(2,3,6-tri-0- allyß-y-cyclodextrin und Octakis(2,3,6-tri-0-(3-methylbut-3-en-1-yl))-Y-cyclodextrin. 4. Use according to claim 1, wherein the per-substituted cyclodextrin is selected from hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -a-cyclodextrin, hexakis (2,3,6-tri-O-ethyl) - a-cyclodextrin, hexakis (2,3,6-tri-0-allyl) -cyclodextrin, hexakis (2,3,6-tri-O- (3-methylbut-3-en-1-yl)) - a- cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O-methyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri 0-allyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O- (3-methylbut-3-en-1-yl)) - β-cyclodextrin, 0ctakis (2,3,6-tri 0-methyl) -cyclodextrin, octakis (2,3,6-tri-O-ethyl) -Y-cyclodextrin, octakis (2,3,6-tri-O-allyl-y-cyclodextrin and octakis (2, 3,6-tri-0- (3-methylbut-3-en-1-yl)) - Y-cyclodextrin.
5. Verwendung von per-substituierten Cyclodextrinen nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum selektiven Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben. 5. Use of per-substituted cyclodextrins according to one of the preceding claims for the selective detection of trichlorofluoromethane in gas samples.
6. Verwendung gemäß Anspruch 5, wobei das per-substituierte Cyclodextrin in Form eines Gassensors eingesetzt wird, der einen Bereich mit einer sensitiven Schicht aufweist, die ein per-substituiertes Cyclodextrin umfasst. 6. Use according to claim 5, wherein the per-substituted cyclodextrin is used in the form of a gas sensor having an area with a sensitive layer comprising a per-substituted cyclodextrin.
7. Verwendung gemäß Anspruch 6, wobei der Gassensor ein gravimetrischer Sensor, insbesondere eine Schwingquarz-Mikrowaage ist. 7. Use according to claim 6, wherein the gas sensor is a gravimetric sensor, in particular a quartz oscillator microbalance.
8. Verwendung gemäß Anspruch 6, wobei der Gassensor ein optischer Sensor, 8. Use according to claim 6, wherein the gas sensor is an optical sensor,
insbesondere ein Evaneszenzfeld-Sensor ist.  In particular, an evanescent field sensor is.
9. Verwendung von per-substituierten Cyclodextrinen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan. 9. Use of per-substituted cyclodextrins according to any one of claims 1 to 4 for the reversible storage of trichlorofluoromethane.
10. Verfahren zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben, wobei man 10. A method for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples, wherein
eine Gasprobe mit wenigstens einem Gassensor, der einen Bereich mit einer sensitiven Schicht aufweist, in Kontakt bringt, durch Trichlorfluormethan in der Gasproben erzeugte Änderungen in der sensitiven Schicht des Sensors in Form von elektrischen oder optischen Signalen detektiert; und a gas sample with at least one gas sensor, which has an area with a sensitive layer in contact, detected by trichlorofluoromethane in the gas samples detected changes in the sensitive layer of the sensor in the form of electrical or optical signals; and
die Signale auswertet,  evaluates the signals,
wobei die sensitive Schicht ein per-substituiertes Cyclodextrin nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst.  wherein the sensitive layer comprises a per-substituted cyclodextrin according to any one of claims 1 to 4.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Gassensor ausgewählt ist unter 1 1. The method of claim 10, wherein the gas sensor is selected from
gravimetrischen Sensoren, insbesondere Schwingquarz-Mikrowaagen, und optischen Sensoren, insbesondere Evaneszenzfeld-Sensoren.  gravimetric sensors, in particular quartz crystal microbalances, and optical sensors, in particular evanescence field sensors.
12. Vorrichtung zum Nachweis von Trichlorfluormethan in Gasproben, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , mit 12. A device for the detection of trichlorofluoromethane in gas samples, in particular for use in a method according to any one of claims 10 or 1 1, with
Detektionsmitteln, welche bei Kontakt mit der Gasprobe Signale erzeugen, die von der Konzentration des Trichlorfluormethans in der Gasprobe abhängen, Auswertemitteln, welche aus den von den Detektionsmitteln gelieferten Signalen die Konzentration des in der Gasprobe enthaltenen Trichlorfluormethans berechnen,  Detection means which, when in contact with the gas sample, generate signals which depend on the concentration of trichlorofluoromethane in the gas sample, evaluation means which, from the signals supplied by the detection means, calculate the concentration of trichlorofluoromethane contained in the gas sample;
wobei die Detektionsmittel wenigstens einen Gassensor umfassen, der einen Bereich mit einer sensitiven Schicht aufweist, die ein per-substituiertes Cyclodextrin nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst.  wherein the detection means comprise at least one gas sensor having a sensitive layer region comprising a per-substituted cyclodextrin according to any one of claims 1 to 4.
13. Verfahren zur reversiblen Speicherung von Trichlorfluormethan, wobei man 13. A process for the reversible storage of trichlorofluoromethane, wherein
Trichlorfluormethan mit einem festen Adsorbens in Kontakt bringt, das ein per- substituiertes Cyclodextrin nach einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält.  Trichlorfluoromethane brings with a solid adsorbent in contact containing a per-substituted cyclodextrin according to any one of claims 1 to 4.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei man Trichlorfluormethan in Form eines 14. The method according to claim 13, wherein trichlorofluoromethane in the form of a
Trichlorfluormethan-haltigen Gases oder einer Trichlorfluormethan-haltigen  Trichlorfluoromethane-containing gas or a Trichlorfluormethan-containing
Flüssigkeit durch eine Schüttung des festen Adsorbens leitet.  Passing liquid through a bed of solid adsorbent.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, umfassend zusätzlich die Freisetzung des an das vom festen Adsorbens adsorbierten Trichlorfluormethans durch Erwärmen. The method of claim 13 or 14, further comprising releasing the trichlorofluoromethane adsorbed by the solid adsorbent by heating.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das per-substituierte 16. The method according to any one of claims 13 to 15, wherein the per-substituted
Cyclodextrin ein per-substituiertes a-Cyclodextrin und insbesondere Hexakis(2,3,6- tri-0-methyl)-a-cyclodextrin ist.  Cyclodextrin is a per-substituted a-cyclodextrin and especially hexakis (2,3,6-tri-0-methyl) -a-cyclodextrin.
17. Kristalliner Komplex von Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin mit 17. Crystalline complex of hexakis (2,3,6-tri-0-methyl) -a-cyclodextrin with
Trichlorfluormethan. Trichlorofluoromethane.
18. Kristalliner Komplex nach Anspruch 17, enthaltend 3,5 bis 4,5 Mol Trichlorfluormethan bezogen auf 1 Mol Hexakis(2,3,6-tri-0-methyl)-a-cyclodextrin. 18. Crystalline complex according to claim 17, containing 3.5 to 4.5 moles of trichlorofluoromethane based on 1 mole of hexakis (2,3,6-tri-0-methyl) -a-cyclodextrin.
19. Kristalliner Komplex nach Anspruch 17 oder 18, der in einem bei 120 K unter Verwendung von Cu-Ka Strahlung aufgenommenen Röntgenpulverdiffraktogramm wenigstens 5 der folgenden, als 20-Werte angegebenen Reflexe zeigt: 19. Crystalline complex according to claim 17 or 18, which shows in an X-ray powder diffraction pattern recorded at 120 K using Cu-Ka radiation at least 5 of the following reflections given as 20 values:
5,2 ± 0,2°, 6,9 ± 0,2°, 7,0 ± 0,2°, 7,7 ± 0,2°, 1 1 ,2 ± 0,2°, 1 1 ,9 ± 0,2°, 13,8 ± 0,2°, 14,0 ± 0,2°, 15,0 ± 0,2°, 17,1 ± 0,2°, 19,7 ± 0,2° und 19,9 ± 0,2°.  5.2 ± 0.2 °, 6.9 ± 0.2 °, 7.0 ± 0.2 °, 7.7 ± 0.2 °, 1 1, 2 ± 0.2 °, 1 1, 9 ± 0.2 °, 13.8 ± 0.2 °, 14.0 ± 0.2 °, 15.0 ± 0.2 °, 17.1 ± 0.2 °, 19.7 ± 0.2 ° and 19,9 ± 0,2 °.
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