Chemische Modifizierung von Dextran und Pullulan - Substitutionsmuster und Nanostrukturierung

In der vorliegenden Arbeit werden Studien über die Derivatisierungen von Dextran und Pullulan vorgestellt. Die Produktcharakterisierung erfolgte durch ATR-IR- und NMR Spektroskopie, Elementaranalyse und mittels GC-MS sowie Gaschromatographie nach Depolymerisation. Bei den Alkylierungen mittels Williamsonscher Ethersynthese wurde der Einfluss verschiedener Reaktionsbedingungen wie Homogenität des Reaktionssystems, Basenart, (NaOH oder Li-Dimsyl), eingesetzte Äquivalente, Reaktionsdauer und Auswirkung von verschiedenen Molmassen untersucht. Des Weiteren wurden Cyanoethylether der Glucane nach dem Mechanismus der Michael-Addition mit Acrylnitril hergestellt. Die Substituentenverteilung konnte nach Hydrolyse und Trimethylsilylierung gaschromatographisch bestimmt werden. Durch eine folgende Reduktion der Cyanoethylgruppen konnten in einer Polymer-analogen Reaktion Aminofunktionen als reaktive Intermediate eingeführt werden. Bei einer partiellen Reduktion entstanden Aminopropyl-Cyanoethylderivate. Aminofunktionalisierte Glucane können in den verschiedensten biochemischen, analytischen und medizinischen Anwendungen wie z.B. als Komponente von Sensoren, zur Oberflächenbeschichtung oder zur Bindung von Enzymen. Die Aminofunktionen wurden zur Kopplung von Signalmolekülen mittels reduktiver Aminierung genutzt. Aldehyde, wie Benzaldehyd, 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyd, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxy-benzaldehyd, Maltose oder Maltotriose wurden gebunden. Die derivatisierten Polysaccharide wurden hinsichtlich ihrer Eignung zur Nanostrukturierung durch Self-assembly mit und ohne Zusatz von ferromagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln getestet. Dynamische Lichtstreuung, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-filtered Transmissions Electron Microscopy (EF-TEM) und Parallel Electron Energy Loss Spectroscopy (PEELS) wurden zur Charakterisierung der entstandenen Nanostrukturen eingesetzt.