Endgruppenfunktionalisierte Poly(2-R-2-oxazoline) zum Design neuartiger Hochpolymere, Netzwerke und antimikrobieller Polymere

Poly(2-R-2-oxazoline) (POx) bilden eine vielseitige Polymerisationsklasse und können für ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten eingesetzt werden. Hierbei lag der Fokus bisher oft auf der Variation des Polymerrückgrats und es wurden diverse funktionelle Seitengruppen in die Polymerketten eingebaut. Da POx über eine lebende kationische Ringöffnungspolymerisation polymerisiert werden, können auch an den Polymerenden gezielt funktionelle Gruppen eingebaut werden. Dies eröffnet ein großes Potential für weitere Anwendungsgebiete von POx. Im Rahmen dieser Arbeit wurden POx mit diversen Endgruppen beidseitig ausgestattet, um neuartige Hochpolymere, Netzwerke und antimikrobielle Polymere zu designen. Zunächst wurden die POx mit Hydroxyl-, Amino-, Thiol- und Acrylatendgruppen versetzt, um Makromonomere mit zwei funktionellen Endgruppen zu gewinnen. Diese wurden dann in diversen Stufenreaktionen polymerisiert. So konnte gezeigt werden, dass sich POx mit lebenden Kettenenden direkt verlinken lassen und dass POx zu Polyurethanen, Polyestern und Polyamiden, sowie über Michael-Additionen polymerisiert werden können. Dabei konnten Hochpolymere mit Molekülargewichten von bis zu etwa Mn = 12000 g·mol-1 und bis zu 12 Makrowiederholungseinheiten erfolgreich hergestellt werden. Die bifunktionellen POx wurden ebenfalls als Makroverlinker mit Poly(2-ethylhexylacrylat) in amphiphilen Polymerconetzwerken (APCNs) eingesetzt. Durch die Untersuchung der in Wasser und Toluol gequollenen APCNs mittels Kleinwinkel-Röntgenstreuung (SAXS) ist es erstmals gelungen die Topologie der gequollenen Netzwerke zu bestimmen. Dabei hat sich gezeigt, dass nur die Poly(2-ethylhexylacrylat)-Phase ein homogenes Quellverhalten durch das gesamte Netzwerk hindurch aufweist. Die PMOx-Phase hingegen liegt teilweise isoliert im gequollenen Netzwerk vor. Diese Erkenntnis ist vor allem für die Anwendung von APCNs als Trägersysteme von Bedeutung. Werden Poly(2-methyl-2-oxazoline) (PMOx) mit quartären Ammoniumendgruppen ausgestattet, weisen sie eine hohe antimikrobielle Wirksamkeit gegen Gram-positive Bakterienstämme auf. Durch die Hydrolyse des Polymerrückgrats zu Polyethylenimin (PEI) konnte die antimikrobielle Wirksamkeit gegen Gram-negative Stämme erweitert werden. Die Untersuchung des Wirkmechanismus zeigte einen synergetischen Effekt zwischen dem Polymerrückgrat und den Endgruppen, welcher die antimikrobielle Wirksamkeit sowohl gegen Gram-negative als auch Gram-positive Bakterienstämme erhöht.