WikiDer > Dendrimer

Dendrimeer

EIN Dendrimer ist ein chemische Verbindung die eine Struktur wie die Äste eines Baumes hat. Das erste Dendrimer war in 1979 gemacht von D. A. Tomalia und andere Forscher aus Dow Chemical. Aufgrund seiner einzigartigen Form und seiner möglichen Anwendungen wird weltweit an dieser Art von Verbindung geforscht.

Der Name „Dendrimer“ leitet sich vom griechischen Wort . ab dendra, was "Baum" bedeutet.

Synthese

Um ein Dendrimer herzustellen, muss man Monomere kontrolliert miteinander verbunden. Es gibt zwei Methoden zur Herstellung von Dendrimeren:

  • abweichend (von innen nach außen)
  • konvergent (von außen nach innen)
Synthese von a Phenyl-Dendrimer.

Abweichende Methode

Die divergente Methode zur Herstellung von Dendrimeren ähnelt der KondensationPolymerisation. Bei der Kondensationspolymerisation wird eine lange Kette hergestellt, indem immer ein kleines Molekül (das Monomer) an die reaktiven Enden der Kette gekuppelt wird. Bei Dendrimeren sind nicht ein, sondern zwei (oder mehr) Monomere an eine reaktive Stelle gebunden, sodass sich die Kette jedes Mal in neue Seitenketten aufspaltet und eine Baumstruktur entsteht. Die dem wachsenden Dendrimer zugesetzten Monomere werden so behandelt, dass sie nicht miteinander reagieren können. Nach der Additionsreaktion werden die überschüssigen losen Monomermoleküle aus der Mischung entfernt und die an das Dendrimer gekoppelten Monomere werden für die Reaktion mit neuen Monomeren geeignet gemacht.

Jedes Mal, wenn das Molekül mit einer neuen Reihe von Monomeren erweitert wird, a Generation. Nach einigen Generationen bildet sich ein baumförmiges ("arborol") oder kugelförmiges ("starbust") Molekül.

Konvergente Methode

Bei der konvergenten Methode beginnt man damit, eine Anzahl von Stücken für die äußerste Schicht des Dendrimers zu bilden. Dann werden diese Fragmente mit einem Kern verbunden. Vorteile dieser Methode sind:

  • Es gibt weniger Pairing-Schritte; daher wird weniger Monomerüberschuss benötigt.
  • Man kann ein Dendrimer mit verschiedenen Arten von Segmenten in der äußersten Schicht zusammensetzen.

Sowohl die divergente als auch die konvergente Methode erschweren die Herstellung eines Dendrimers, da eine lange Reihe von Reaktionsschritten wiederholt werden muss. Daher ist es noch nicht möglich, Dendrimere in größeren Mengen herzustellen. Hersteller von Dendrimeren im Kilogramm-Maßstab sind DSM und die amerikanische Firma Dendritech.

Geometrische Formen

Eine große Anzahl von Ästen in geringem Abstand voneinander führt zu einer Kugelform, auch 'Starbust' genannt. Liegen die Äste weiter auseinander, bildet sich eine Baumart ('Arborol'). Die Dimension kann 100 . betragen EIN erreichen. Bei der Dendrimersynthese (konvergent oder divergent) führt eigentlich jeder mögliche Verzweigungspunkt zu einer Verzweigung. Der Verzweigungsgrad von Dendrimeren beträgt daher 100 %. Makromoleküle mit niedrigerer Verzweigung werden oft als "hyperverzweigte" (hyperverzweigte) Polymere bezeichnet. Hyperverzweigte Polymere und Dendrimere zusammen werden als "dendritische Polymere" bezeichnet.

Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten

Bewerbungen werden unter anderem in folgenden Bereichen geprüft:

  • Medizinische Anwendungen
    • Drug-Delivery-Systeme
    • Synthetik Enzyme
  • Elektronik
  • Chemie
  • Materialwissenschaften
    • Beschichtungen mit besonderen Eigenschaften
    • Zusatzstoffe für Schmierstoffe

Viele Anwendungsmöglichkeiten basieren darauf, dass ein Dendrimer eine große Anzahl aktiver Gruppen auf kleinem Raum konzentrieren und auch die gegenseitige Position dieser Gruppen bestimmen kann. in vielen biochemisch Wichtig sind dabei nicht nur die gewöhnlichen chemischen Eigenschaften eines Moleküls, sondern auch die geometrische Form, zum Beispiel für die Wirkung von Enzymen und Antikörpern.

Dendrimere können verwendet werden, um Medikamente durch den Körper zu transportieren, da sie kleine Moleküle aufnehmen und an anderer Stelle wieder abgeben können. Dies wird als „dendrische Box“ bezeichnet.

Dendrimere können unter dem Einfluss eines lokalen elektrisches Feld gezielt werden. Infolgedessen lokal Brechungsindex beeinflusst werden, so dass die Dendrimere als eine Art schaltbarer Spiegel verwendet werden können. Dies kann im Prinzip zur Herstellung von Sieben verwendet werden.

Externe Links

Siehe die Kategorie Dendrimere von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.