Die Synthese amphiphiler 6-Thioalkyl-Cyclodextrine und Poly(cyclodextrinylacrylamid)e zum Transport hydrophober Farb- und Wirkstoffe

Abstract

Die vorliegende Arbeit behandelt die Synthese neuer, definierter sowie wasserlöslicher Cyclodextrine (CDs), die durch Komplexbildung in der Lage sind, hydrophobe Gastmoleküle in wässrigem Medium zu solubilisieren. Die Komplexierung lipophiler Anästhetika wie z. B. Midazolam und Sevofluran ist mit Erfolg gelungen. Außerdem wurden Farbstoffe wie NILROT und modifizierte BODIPYs erfolgreich eingeschlossen und weitere hydrophobe Wirkstoffe wie Haloperidol oder Testosteron wasserlöslich gemacht. In ihrer Herstellung wurden die wasserlöslichen CDs sowohl an primärer als auch sekundärer Seite regioselektiv modifiziert. Es wurden hydrophobe 6-Thioalkyl-CDs verschiedener Kettenlänge und (bi-)funktionelle Ethylenglykolmonomethylether-Spacer erfolgreich synthetisiert, die weiterhin in einer nukleophilen Kupplungsreaktion miteinander verknüpft werden konnten. Somit konnten wasserlösliche und eindeutig definierte, hydrophile bzw. amphiphile CDs synthetisiert werden, deren LCST im Hinblick auf biologische Anwendungen nicht im Bereich der Körpertemperatur liegt. Stellvertretend für alle hergestellten CDs zeigt 25 bei klinisch relevanten Konzentrationen weder toxische, mutagene noch hämolytische Eigenschaften. In einem weiteren Themenkomplex wurden Poly(cyclodextrinylacrylamid)e erfolgreich synthetisiert und analysiert, wobei als Copoylmere N-Isopropylacrylamid (NiPAAm), Hydroxyethylacrylamid (HEAA) und Dimethylacrylamid (DMAA) in unterschiedlichen Verhältnissen verwendet wurden.

The present work deals with the synthesis of new, well defined and water soluble Cyclodextrins (CDs), which are able to solubilize hydrophobic guest molecules due to complex formation in aqueous media. Complexation of lipophilic anesthetics e.g. midazolam and sevoflurane was successfully obtained. In addition, dyes such as NILE RED and modified BODIPYS were successfully solubilized, also as other hydrophobic APIs like haloperidol and testosterone. In their preparation, all water-soluble CDs were modified regioselectively at both primary and secondary face. First of all, hydrophobic 6-thioalkyl-CDs with different chain lengths and (bi-)functional ethylene glycol monomethyl ethers were success-fully synthesized and linked in a nucleophilic coupling reaction. Thus new, well defined and water soluble Cyclodextrins (CDs) have been developed, measurements of LCST were applied and in respect to biological applications, it is at no time in range of body temperature. Representing all synthesized hydrophilic CDs, 25 showed neither toxic or mutagenic nor hemolytic properties at clinically relevant concentrations. Another topic deals with the synthesis of Poly(cyclodextrinylacrylamide)s. All polymers have been successfully synthesized and analyzed; N-isopropylacrylamide hydroxyethylacrylamide and dimethylacrylamide were used as comonomers in different ratios.