Stimuli-Responsive Multifunctional Poly(ethylene glycol) Copolymers

Abstract

This thesis addresses the need for novel epoxide building blocks that allow for the synthesis of well-defined multifunctional PEGs. The introduction of only a few pendent groups along the polyether backbone can have a strong impact on the properties of PEG. Temperature, pH or redox-responsive PEG is prepared with tertiary amino- or thioether functional epoxides, respectively. Furthermore, synthetic strategies are provided to prepare multifunctional PEGs which are then suitable for post-polymerization modification without the need of protecting group chemistry. An overview of the epoxides introduced and utilized is illustrated in Scheme 1, and properties/possible applications are briefly listed.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige multifunktionelle Poly(ethylenglykol)e (mf- PEG) durch die Copolymerisation von Ethylenoxid mit unterschiedlichen, funktionellen Epoxidmonomere hergestellt. Mit dem gezielten Einbau eines geringen Anteils an Epoxidbausteinen können die Eigenschaften von PEG maßgeschneidert werden. Mittels tertiärer amino- oder thioetherfunktioneller Epoxide wurde mf-PEG erhalten, welches auf Oxidationsreagenzien, Temperatur- oder pH-Wert-Änderungen mit einer definierten Eigenschaftsänderung reagiert, also responsive Charakteristika besitzt. Weiterhin konnte mit dem Einbau eines nitrilhaltigen Epoxids PEG mit mehreren primären Amin-, Carboxyloder Amidgruppen durch polymeranaloge Modifikation hergestellt werden. Durch die Copolymerisation eines alkinhaltiges Epoxids mit Ethylenoxid wurde multifunktionelles PEG erhalten, welches durch Click-Chemie mit verschiedenen Bausteinen versehen werden kann. Abbildung 1 zeigt die verwendeten zentralen Epoxidmonomere im Überblick, zusammen mit möglichen Anwendungsbeispielen bzw. deren besonderen Eigenschaften.