Synthese und Modifizierung neuer hochfunktionalisierter Monomere auf Basis der 2-Hydroxymethyl-acrylsäure

• Main Author: Egen, Oliver von
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: 2001
• Subjects: 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie » 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften; Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften » Chemie » Dissertationen; Antarc*; Antarctica
• Online Access: http://elpub.bib.uni-wuppertal.de/edocs/dokumente/fb09/diss2000/egen; http://elpub.bib.uni-wuppertal.de/servlets/DocumentServlet?id=417; http://elpub.bib.uni-wuppertal.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-511/d090032.pdf

Polymere Werkstoffe in der Dentalchemie müssen verschiedenste Eigenschaften besitzen, um den Anforderungen unter physiologischen Bedingungen zu genügen. Um eine gute Verbindung mit dem Dentin zu gewährleisten, ist eine hohe Polarität eine grundlegende Anforderung an ein nutzbares Polymer. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Synthese und Charakterisierung hochpolarer Monomere auf der Basis phosphonsäurehaltiger Methacrylverbindungen. Ausgehend vom Ethylester der 2-Hydroxymethyl-acrylsäure konnte nach der Substitution der Hydroxylfunktion durch Brom, die Phophonsäuregruppe durch eine anschließende Michaelis-Arbuzov-Reaktion eingeführt werden. Neben monofunktionellen Verbindungen konnte in einer analogen Umsetzung mit Bis-(diethoxyphosphino)-methan eine bifunktionelle Verbindung hergestellt werden. Aufgrund einer selektiven Hydrolyse des Carbonsäureesters konnten unter Verwendung eines Kupplungsreagenz sowohl mono- als auch bifunktionelle Amide synthetisiert werden. In Polymerisationsversuchen wurden mono- und bifunktionelle Monomerprodukte mit einer Reihe von Radikalinitiatoren umgesetzt. Im Gegensatz zur Copolymerisation waren Versuche zur Homopolymerisation nicht erfolgreich, was vermutlich durch eine sterische Hinderung durch die Phosphonsäuregruppe begründet ist. Die Möglichkeit enzymatischer Umsetzungen der 2-Hydroxymethyl-acrylsäure wurde anhand einer Screening-Reihe von Reaktionen ihres Ethylesters mit verschiedenen Fettsäuren unter der Katalyse von Candida antarctica untersucht. Exemplarisch wurde anschließend der Ester, 2-Dodecanoyloxymethyl-acrylsäureethylester, sowohl homo- als auch copolymerisiert. Dental filling materials have to meet many different requirements for good and durable adhesion to the tooth. Different studies have shown that hydrophilic polar monomers of low viscosity are able to penetrate a demineralized dentine, resulting in a very good adhesion to the dentine after polymerization. To achieve good penetration, one of the most favorable monomers so far is 2-methyl-acrylic acid 2-hydroxy-ethyl ester. In the present work new phosphorous containing monomers with high polarity were synthesized to improve the adhesion to the dentine itself. Starting from 2-hydroxymethyl acrylic acid ethyl ester the aim was to substitute the hydroxyl group with a phosphonic acid group. For this purpose the hydroxyl group was substituted by bromine, which came out to be the best halogen for the following Michaelis-Arbuzov reaction. Furthermore amide derivatives of the yielded monomers were synthesized by condensation of aliphatic amino compounds to the free carboxylic acid group with help of EDC. The use of aliphatic diamino compounds resulted in monomers which are able to build cross-linked polymers. Since the performance of resulting polymers is important to the utility of materials in dental medicine, the feasibility of polymerization was examined. Furthermore, 2-hydroxymethyl acrylic acid was selectively esterified by enzymatic reaction with different aliphatic carboxylic acids. The kinetic behaviour of the reaction in dependence of the used alcohol was examined. It was found that unsaturated 10-undecanoic acid reacts faster than dodecanoic and phenylundecanioc acid. As an example dodecanoic acid containing monomer was homo- and copolymerized as well.