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Title:
OLIGOMERS AND POLYMERS FROM CROTONIC BETAINE OR CROTONIC BETAINE DERIVATIVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/094429
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to oligomers and polymers that are producible by radical polymerization or oligomerization of at least one crotonic betaine or crotonic betaine derivative of the formula (I): R?1¿R?2¿R?3¿N?(+)¿-CH¿2?-CH=CH-COO?(-)¿ or of formula (II): R?1¿R?2¿R?3¿N?(+)¿-CH¿2?-CH=CH-C(=O)Z X?(-)¿, wherein R?1¿R?2¿R?3¿N?(+)¿ represents a quaternary ammonium group, Z represents OR?4¿ or NR?5¿R?6¿, R?4¿, R?5¿ and R?6¿ represent hydrogen or an organic group with preferably 1 to 30 C atoms and X?(-)¿ represents an anion. The inventive oligomers and polymers can be used in coats, paints, adhesives, polymer-modified construction materials, sealing agents for the construction industry or for the interior of homes, textile treatment agents, washing and cleaning agents, or for producing polyelectrolyte complexes.

Inventors:
ALLWOHN JUERGEN (DE)
BIRKEL SUSANNE (DE)
KRAUSE THOMAS (DE)
KAMM BIRGIT (DE)
KAMM MICHAEL (DE)
FISCHBACH MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/005334
Publication Date:
December 13, 2001
Filing Date:
May 10, 2001
Export Citation:
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Assignee:
WELLA AG (DE)
ALLWOHN JUERGEN (DE)
BIRKEL SUSANNE (DE)
KRAUSE THOMAS (DE)
KAMM BIRGIT (DE)
KAMM MICHAEL (DE)
FISCHBACH MATTHIAS (DE)
International Classes:
C07C229/30; C08F20/04; C08F20/34; C08F20/60; (IPC1-7): C08F20/04; C08F20/34; C08F20/60; C07C229/30
Foreign References:
US5164424A1992-11-17
FR2687398A11993-08-20
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 199943, Derwent World Patents Index; Class A41, AN 1999-512438, XP002178136
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Claims:
Patentansprüche
1. Oligomer oder Polymer, herstellbar durch radikali sche Polymerisierung oder Oligomerisierung aus mindestens einem Crotonbetain oder Crotonbetain derivat (A) der Formel (I) R1R2R3N (+)CH2CH=CHCOO () (I) oder der Formel (II) R1R2R3N(+)CH2CH=CHC(=O) Z X (II) wobei R1R2R3N (+) für eine quaternäre Ammoniumgruppe steht, Z für OR4 oder für NR5R6 steht, R4, R5 und R6 für Wasserstoff oder für einen organischen Rest stehen und X (). ein Anion bedeutet.
2. Oligomer oder Polymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einer zweiten radikalisch copolymerisierbaren Monomerart (B) copolymerisiert ist.
3. Oligomer oder Polymer, enthaltend von Crotonbetain oder von Crotonbetainderivaten abgeleitete Struktur einheiten der Formel (III) [CH (CH2)N(+)R1R2R3)CH(COO)]n[B]m (III) oder der Formel (IV) [CH(CH2N)(+)R1R2R3)CH(C(=O)Z)]n[B]m n X()(IV) wobei N(+)R1R2R3 für eine quaternäre Ammoniumgruppe steht, Z für oR4 oder für NRSR6 steht, R4, R5 und R6 für Wasserstoff oder für einen organischen Rest stehen, X () ein Anion bedeutet, B für eine von einem radikalisch copolymerisierten Comonomer (B) abgeleitete Struktureinheit steht, n eine Zahl größer 1 und m eine Zahl größer oder gleich Null ist.
4. Oligomer oder Polymer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reste R1, R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sind und ausgewählt sind aus unverzweigten oder verzweigten Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Alkylaryloder Aryl alkylgruppen mit 1 bis 30 CAtomen und die mit weiteren funktionellen Gruppen substituiert sein können.
5. Oligomer oder Polymer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Comonomer (B) ein Monomer oder eine Monomermischung ist, ausge wählt aus den Gruppen (a) monoethylenisch ungesättigte C3bis C12Carbon säuren oder deren Salze, (b) monoethylenisch ungesättigte Ester von C3bis C12Carbonsäuren und C1bis C14Alkoholen, (c) Acrylsäureoder Methacrylsäuredialkylamino alkylester mit insgesamt bis zu 30 CAtomen im DialkylaminoalkylRest, welche in Nquaterni sierter Form oder in Salzform vorliegen können, (d) Amide der unter (a) genannten ungesättigten Carbonsäuren, z. B. Acrylsäureamid, Methacryl säureamid, N, NDialkylacrylsäureodermeth acrylsäureamid, (e) fünfbis achtgliedrige NVinyllactame, welche am Ring durch bis zu drei Clbis Cl2Alkylreste substituiert sein können, (f) Maleinsäure, Fumarsäureund Itaconsäuredi alkylester mit bis zu 12 CAtomen pro Alkylrest, (g) monoethylenisch ungesättigte C3bis C12Alkyl vinylether, (h) Vinylaromaten, wie z. B. Styrol, welches am aroma tischen Ring durch ein bis drei Clbis C12 Alkylreste substituiert sein kann, (i) einoder mehrfach ungesättigte Kohlenwasser stoffe, wie z. B. Ethylen, Propylen oder 1,3Buta dien, (j) Vinylhalogenide, wie z. B. Vinylchlorid.
6. Oligomer oder Polymer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Crotonbetainmonomer (A) zu Monomerart (B) von 2 : 98 bis 98 : 2, vorzugsweise von 30 : 70 bis 70 : 30 beträgt.
7. Verfahren zur Herstellung von Oligomeren oder Poly meren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Monomere der Formel (I) oder (II) gegebenenfalls in Gegenwart von weiteren Monomeren (B) radikalisch oligomerisiert oder polymerisiert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Monomer der Formel (I) oder der Formel (II) mit mindestens einer weiteren, radikalisch copolymerisierbaren Monomerart (B) radikalisch copolymerisiert wird.
9. Oligomer oder Polymer, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8. 10.
10. Verwendung von Oligomeren oder Polymeren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 9 zur Herstellung von Lacken, Farben, Klebstoffen, polymermodifizierten Baustoffen, Dichtmitteln im Bauund Wohnbereich, pharmazeutischen oder kosmetischen Produkten, Haarbehandlungsmitteln, Textilbehandlungsmitteln, Waschund Reinigungsmitteln oder Polyelektrolyt komplexen.
11. Poly (crotonbetain).
12. Poly (crotonbetainester).
13. Poly (crotonbetainestercovinylacetat).
14. Oligo (crotonbetain).
15. Oligo (crotonbetainester).
16. Oligo (crotonbetainestercovinylacetat).
17. Crotonbetainallylester.
18. Polyelektrolytkomplex aus mindestens einem der Oligomere oder Polymere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 9 und mindestens einem Polyanion.
Description:
Oligomere und Polymere aus Crotonbetain oder Crotonbetainderivaten Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Oligomere und Polymere aus Crotonbetain oder Crotonbetainderi- vaten sowie deren Herstellung und Verwendung.

Kationische Substanzen wie beispielsweise kationische Polymere und kationische Tenside haben eine breite Verwendung gefunden beispielsweise in Haut-und Haar- kosmetika wie Shampoos, Stylingmitteln oder Konditio- niermitteln oder in Wasch-und Reinigungsmitteln wie z. B. Wäschewaschmitteln und Geschirrspülmitteln sowie in Textilbehandlungsmitteln wie z. B. Weichspülern. Sie können entweder auf das Substrat einwirken und reinigen, feuchthalten, Glanz geben, konditionieren, stylen, Schutz und Pflegewirkung verleihen oder als soil-release-Verbindung fungieren. Sie können aber auch die Konsistenz der Formulierung oder die Eigenschaften anderer Inhaltsstoffe verbessern indem sie emulgieren, verdicken, konservieren oder als Träger (Carrier) oder Ablagerungshilfe (deposition polymer) für andere Wirk- stoffe dienen. Aufgund ihrer kationischen Ladung sind sie besonders dazu geeignet, sich an Oberflächen mit anionischen Gruppen, beispielsweise an geschädigten Haaren oder an Textilien anzulagern und dadurch eine Pflegewirkung auszuüben. Es besteht ein fortgesetzter Bedarf an neuen und verbesserten derartigen kationi- schen Verbindungen. Besonders interessant sind dabei Verbindungen, die sich ausgehend von natürlichen Bau- steinen bzw. deren Derivaten, d. h. aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen lassen.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind Oligomere oder Polymere, welche herstellbar sind durch radikali- sche Polymerisierung oder Oligomerisierung aus mindes- tens einem Crotonbetain oder Crotonbetainderivat (A) der Formel (I) RlR2R3N'+'-CH2-CH=CH-COO'-' (I) oder der Formel (II) R1R2R3N(+) - CH2 - CH=CH-C(=O)Z X(-) (II) wobei RlR2R3N (+) für eine quaternäre Ammoniumgruppe steht, Z für OR4 oder für NR5R6 steht, R4, R5 und R6 für Wasserstoff oder für einen organischen Rest mit vorzugsweise 1 bis 30 C-Atomen stehen und X (-) ein Anion bedeutet, beispielsweise ein Halogenid, Sulfat, Phosphat, Alkylsulfat oder Alkylphosphat oder auch ein organisches Anion oder ein organisches Polyanion wie z. B. anionische Polysaccharide, insbesondere Carboxy- methylcellulose. Unter Crotonbetainderivaten werden insbesondere die Salze, Ester und Amide von Croton- betain verstanden. Die Crotonbetainester lassen sich generell durch Umsetzung von Crotonbetain bzw. dessen Salzen mit Alkoholen unter sauren Bedingungen her- stellen. Bevorzugte Ester sind diejenigen mit Methanol, Ethanol, n-oder Isopropanol, n-, Iso-oder 2-Butanol, Hexanol, Cyclohexanol, Benzylakohol oder Allylalkohol.

Die Veresterung mit ethylenisch ungesättigten Alkoholen wie z. B. Allylalkohol führt zu Crotonbetainestern mit denen es möglich ist, quervernetzte Polymere zu erhalten.

Bevorzugt sind Polymere und Oligomere mit einem Molekulargewicht von etwa 1000 bis etwa 100000. Dabei

kann es sich um Homooligomere bzw. Homopolymere oder um Cooligomere bzw. Copolymere handeln, welche mit mindestens einer zweiten, radikalisch copolymerisier- baren Monomerart (B) copolymerisiert wurden und aufge- baut sind aus Struktureinheiten der Formel (III) - [CH (CH2N(+)R1R2R3) - CH(COO-)-]n-[B]m- (III) oder aus Struktureinheiten der Formel (IV) - [CH (CH2N(+)R1R2R3) - CH(C(=O)Z)-]n-[B]m- n X(-) (IV) wobei N+RlRzR3 fur eine quaternäre Ammoniumgruppe steht, Z für OR4 oder für NR5R6 steht, R4, R5 und R6 für Wasserstoff oder für einen organischen Rest mit vorzugsweise 1 bis 30 C-Atomen stehen, X (-) ein Anion bedeutet, beispielsweise ein Halogenid, Sulfat, Phosphat, Alkylsulfat oder Alkylphosphat oder auch ein organisches Anion oder ein organisches Polyanion wie z. B. anionische Polysaccharide, insbesondere Carboxy- methylcellulose, B für ein radikalisch copolymerisier- tes Comonomer steht, n eine Zahl größer 1 und m eine Zahl größer oder gleich Null ist.

Unter Oligomeren werden im allgemeinen Verbindungen mit einem Polymerisationsgrad von n bzw. n+m von 2 bis ungefähr 10, vorzugsweise von 4 bis 10 und unter Poly- meren werden Verbindungen mit einem Polymerisationsgrad von n bzw. n+m von größer 10 verstanden.

Bei den Formeln (I) bis (IV) kann es sich sowohl um die E-als auch um die Z-Isomeren handeln. In den Formeln (I) bis (IV) stehen die Reste Rl bis R6 unabhängig voneinander für gleiche oder verschiedene organische Gruppen, die auch cyclisch miteinander verbunden sein können, vorzugsweise unsubstituierte oder mit funktio-

nellen Gruppen wie Hydroxy, Amino, Alkoxy etc. substi- tuierte, lineare oder verzweigte Cl-bis C30-Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-oder Arylalkylgruppen, insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, Pentyl, Hexyl, Cyclohexyl und Benzyl. Für Rl, R, und R3 ist Methyl besonders bevorzugt.

Wenn es sich bei den erfindungsgemäßen Stoffen um Co- oligomere bzw. Copolymere handelt, so liegen Croton- betainmonomer (A) und Comonomer (B) vorzugsweise in einem Verhältnis von 2 : 98 bis 98 : 2, besonders bevorzugt von 20 : 80 bis 80 : 20, ganz besonders bevorzugt von 30 : 70 bis 70 : 30 vor.

Das Comonomer (B) ist vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Gruppen, wobei auch Mischungen der genannten Monomere eingesetzt werden können : (a) monoethylenisch ungesättigte C3-bis C12-Carbon- säuren oder deren Salze, (b) monoethylenisch ungesättigte Ester von C3-bis C12- Carbonsäuren und Cl-bis C14-Alkoholen, (c) Acrylsäure-oder Methacrylsäuredialkylaminoalkyl- ester mit insgesamt bis zu 30 C-Atomen im Dialkyl- aminoalkyl-Rest, welche in N-quaternisierter Form oder in Salzform vorliegen können, (d) Amide der unter (a) genannten ungesättigten Carbon- säuren, z. B. Acrylsäureamid, Methacrylsäureamid, N,N-Dialkyl-acrylsäure-oder-methacrylsäureamid, (e) fünf-bis achtgliedrige N-Vinyllactame, welche am Ring durch bis zu drei Cl-bis C12-Alkylreste substituiert sein können,

(f) Maleinsäure-, Fumarsäure-und Itaconsäuredialkyl- ester mit bis zu 12 C-Atomen pro Alkylrest, (g) monoethylenisch ungesättigte C3-bis C12-Alkylvinyl- ether, (h) Vinylaromaten, wie z. B. Styrol und Styrolderivate, welche am aromatischen Ring durch ein bis drei Cl- bis C12-Alkylreste substituiert sein können, (i) ein-oder mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Ethylen, Propylen oder 1, 3-Butadien, (j) Vinylhalogenide, wie z. B. Vinylchlorid.

Geeignete Comonomere (B) sind beispielweise : (a) Acrylsäure, Methacrylsäure, Dimethylacrylsäure, Ethylacrylsäure, Vinylessigsäure, Allylessigsäure und Vinylpropionsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itacon- säure. Vorzugsweise verwendet man aus dieser Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure deren Gemische sowie die Natrium-, Kalium-, Calcium-oder Ammoniumsalze oder deren Mischungen.

(b) in dieser Gruppe finden sich z. B. Alkyl-, Hydroxy- alkyl-und Vinylester wie Methylacrylat, Ethylacry- lat, n-Propylacrylat, Isopropylacrylat, n-Butylacry- lat, tert.-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Methyl- methacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Hydroxy- ethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacry- lat, Hydroxyethylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat und Vinylformiat, Vinylacetat, Isopropenylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-2-ethylhexanoat, Vinyllaurat sowie Mischungen dieser Verbindungen.

(c) in dieser Gruppe kommen z. B. in Betracht : Dimethyl- aminoethylacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Methyl-

ethylaminoethylacrylat, Di-tert.-butylaminoethyl- acrylat, Dimethylamino-methyl (oder butyl, hexyl, octyl, stearyl)-acrylat, Dimethyl- (oder Diethyl-, Methylethyl-, Di-tert.-butyl-)-aminoethylmethacrylat, Dimethylaminomethyl- (oder butyl, amyl, hexyl, octyl, stearyl)-methacrylat.

(d) Acrylsäureamid, Methacrylsäureamid, N, N-Dimethyl- acrylsäureamid, N, N-Dimethyl-methacrylsäureamid.

(e) Als N-Vinyllactame sind beispielsweise l-Vinyl- pyrrolidon, 1-Vinylcaprolactam, 1-Vinylpiperidon, 4- Methyl-l-vinylpyrrolidon, 3,5-Dimethyl-l-vinylcapro- lactam geeignet.

(f) Fumarsäurediethylester, Fumarsäuredimethylester, Fumarsäuredicyclohexylester, Maleinsäurediethylester, Maleinsäuredimethylester, Itaconsäuredimethylester, Itaconsäurediethylester.

(g) in dieser Gruppe kommen z. B. in Betracht : Alkyl-und Hydroxyalkylvinylether wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butylvinylether, Hydroxyethylvinylether, Hydroxypropylvinylether, Hydroxybutylvinylether.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend definierten Oligomere oder Polymere. Hierbei werden die Monomere der Formeln (I) oder (II) gegebenenfalls in Gegenwart der Comonomere (B) radikalisch polymerisiert.

Die radikalische Polymerisation kann prinzipiell nach jedem der hierfür bekannten Verfahren erfolgen. Bezogen auf den bei der Polymerisation eingesetzten Gesamtgehalt an Monomeren verwendet man vorzugsweise 0,01 bis 20, besonders bevorzugt 0,1 bis 10 Mol.-% eines geeigneten

radikalischen Polymerisationsinitiators oder einer Mischung mehrerer Polymerisationsinitiatoren. Als Initi- atoren kommen prinzipiell alle diejenigen in Betracht, die in der Lage sind, eine radikalische, Polymerisation auszulösen. Es kann sich dabei sowohl um Peroxide als auch um Persulfate, Peroxodisulfate oder um Azoverbin- dungen handeln. Als Polymerisationsinitiatoren können die üblichen Initiatoren verwendet werden, beispiels- weise Peroxide wie Dibenzoyl-, Dicumyl-, Dilauroyl-, Acetylcyclohexansulfonyl-, tert.-Butylperoxid, Peroxo- dischwefelsäure oder Wasserstoffperoxid ; Hydroperoxide wie Cumol-, Diisopropylbenzol-oder Para-Menthanhydro- peroxid oder Methylethylketondihydroperoxid ; Peroxy- dicarbonate wie Bis (4-t-butylcyclohexyl)-, Dipropyl-, Diisopropyl-, Bis (2-ethylhexyl)-, Dicyclohexyl-oder Dimyristylperoxydicarbonat ; Azoverbindungen wie N, N- Azobisisobutyronitril oder Azobiscyanovaleriansäure ; Ethanderivate wie Benzpinakol oder Bis ( (methyl) (ethyl)- (phenyl)) ethan oder auch Vinylsilantriacetat, Kalium- persulfat oder Wasserstoffperoxid in Verbindung mit mehrwertigen Metallionen wie z. B. Eisen (II) ionen.

Falls man die Polymerisation zunächst bei niedriger Temperatur startet und bei höherer Temperatur zu Ende führt, ist es zweckmäßig, mit mindestens zwei bei verschiedenen Temperaturen zerfallenden Initiatoren zu arbeiten, nämlich zunächst mit einem bei niedriger Temperatur zerfallenden Initiator zu beginnen und dann die Hauptpolymerisation mit einem Initiator zu Ende zu führen, der bei höherer Temperatur zerfällt. Für die folgenden angegebenen Temperaturbereiche kann man

beispielsweise die dafür aufgeführten Initiatoren verwenden : Temperatur 40 bis 60°C : Acetylcyclohexansulfonylperoxid, Diacetyl-, Dicyclo- hexyl-oder Di-2-ethylhexylperoxidicarbonat, tert.- Butyl-oder tert.-Amylperneodecanoat, 2,2'-Azobis- (4- methoxy-2,4-dimethyl-valeronitril), 2,2'-Azobis- (2- amidinopropan)-dihydrochlorid, 2,2'-Azobis- (2- (2-imida- zolin-2-yl)-propan)-dihydrochlorid ; Temperatur 60 bis 80°C : Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat, Tert.-Butyl-, tert.-Amylperpivalat, Dioctanoyl-oder Dilaurylperoxid, 2,2'-Azobis- (2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobis- (isobutyronitril) ; Temperatur 80 bis 90°C : Dibenzoylperoxid, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, tert.- Butylpermaleinat, Dimethyl-2,2'-azobis-isobutyrat.

Wenn man die Halbwertszeiten der angegebenen radikalbil- denden Initiatoren verringern will, verwendet man zusätzlich zu den genannten Initiatoren noch als Redox- katalysatoren geeignete Salze, d. h. kombinierte Systeme, die aus wenigstens einem Reduktionsmittel und wenigstens einem Oxidationsmittel zusammengesetzt sind. Geeignete Oxidationsmittel sind beispielsweise Peroxide oder Hydroperoxide wie z. B. Benzoylperoxid oder Wasserstoff- peroxid oder Kalium-, Natrium-oder Ammoniumpersulfat.

Die Reduktionsmittel aktivieren die Radikalbildung und ermöglichen so die Durchführung der Polymerisation bei tieferen Temperaturen, beispielsweise bei 20 bis 55°C.

Als Reduktionsmittel setzt man bezogen auf den Redox-

initiator 0,01 bis 50 Mol.-% der reduzierend wirkenden Verbindungen ein. Die reduzierende Komponente von Redox- katalysatoren kann beispielsweise von Verbindungen wie Natriumsulfit, Natriumbisulfit, Alkalithiosulfat, Natriumformaldehydsulfoxylat, Mercaptane oder Hydrazin gebildet werden. Weitere geeignete Reduktionsmittel sind Ascorbinsäure, Acetonbisulfit, das Natriumsalz der Hydroxymethansulfinsäure oder Natriumdithionit. Bevor- zugt sind auch kombinierte Systeme mit einem zusatz- lichem Gehalt an einer geringen Menge einer löslichen Metallverbindung, welche in mehreren Wertigkeitsstufen auftreten kann, beispielsweise Eisen (II) salze wie Eisen- (II) sulfat. Anstelle eines wasserlöslichen Eisen (II)- salzes wird häufig auch eine Kombination von Fe/V-Salzen benutzt. Der Vorteil dieser Systeme liegt darin, dass sie eine Durchführung der Polymerisation bei noch niedrigeren Temperaturen ermöglichen. Beispiele für derartige Systeme sind Ascorbinsäure/Eisen (II) sulfat/ Wasserstoffperoxid oder Natriumdithionit/Natriumform- aldehydsulfoxylat/Eisen (II) sulfat/Para-Menthanhydroper- oxid oder Diisopropylbenzolhydroperoxid. Häufig wird derartigen Systemen noch ein Chelatbildner zugesetzt, um sicherzustellen, daS sich die metallische Komponente in Lösung befindet und dem Reaktionssystem nicht durch Ausfällung entzogen wird. Ein solcher Chelatbildner ist z. B. das Natriumsalz der Ethylendiamintetraessigsäure.

Häufig wird die metallische Komponente unmitelbar als Chelatkomplex zugesetzt.

Weiterhin können bezogen auf den Monomergehalt 0,1 bis 10 Gew. %, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew. % an multifunktio- nellen Verbindungen, insbesondere mindestens zweifach

ethylenisch ungesättigten, quervernetzenden Verbindungen oder Pfropfungsmitteln zugesetzt werden. Geeignete Vernetzer sind z. B. Divinylbenzol, Diacrylate von Poly- ethylenglykol wie z. B. Ethylenglykoldimethacrylate, Diacrylate von Polypropylenglykol, N, N-bis-methylen- acrylamid, Divinylether der aliphatischen Diole, Diallylether, 1, 7-Octadien, 1, 9-Decadien, Triallylamin, Diallylphtalat oder Tetraallylethylendiamin. Geeignete Pfropfungsmittel sind beispielsweise Acryl-oder Meth- acrylsäureallylester, Acryl-oder Methacrylsäuremeth- allylester, Fumar-, Malein-oder Itaconsäuremono-oder -diallylester oder Fumar-, Malein-oder Itaconsäuremono- oder-dimethallylester. Ein besonders geeignetes, erfindungsgemäßes, zweifach ethylenisch ungesättigtes Monomer ist Crotonbetainallylester.

Zur Begrenzung des Vernetzungs-und/oder Polymerisatons- grades können der zu polymerisierenden Mischung bezogen auf den Monomergehalt 0,01 bis 10, bevorzugt 0,1 bis 3 Mol% Regler, sogenannte Molekulargewichtsregler (Ketten- überträger) zugesetzt werden. Geeignete Regler sind Mercaptane, insbesondere C3-bis C15-Alkanthiole, sowie Aldehyde und Chlorkohlenwasserstoffe. Bevorzugt sind tert.-Dodecylmercaptan und n-Dodecylmercaptan.

Die Polymerisation erfolgt üblicherweise in einer Inertgasatmosphäre unter Ausschluß von Luftsauerstoff und in einem gereinigten und entgasten Lösungsmittel oder in Substanz. Die eingesetzten Monomeren sind vorzugsweise rein und stabilisatorfrei. Während der Polymerisation wird für eine gute Durchmischung der Reaktionsteilnehmer gesorgt. Die Herstellung der erfin-

dungsgemäßen Oligomere und Polymere kann in üblichen Polymerisationsvorrichtungen durchgeführt werden. Falls es sich bei den zu polymerisierenden Crotonbetainderiva- ten um Ester oder Amide handelt, sollte der pH-Wert im neutralen Bereich (6-8, vorzugsweise 6,5 bis 7,5) gehalten werden, um Verseifung zu vermeiden. Dies kann beispielsweise durch Zugabe von Natriumhydrogencarbonat oder anderer geeigneter Puffer geschehen.

Die radikalische Polymerisation zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Oligomere und Polymere wird vorteil- hafterweise so durchgeführt, daß man die Gesamtmenge des Polymerisationsansatzes (einschließlich gegebenenfalls des Molekulargewichtsreglers) abzüglich des Radikal- bildners in das Polymerisationsgefäß vorlegt, auf die Polymerisationstemperatur erwärmt und anschließend (in der Regel auf einmal) Radikalbildner in das Polymeri- sationsgefäß einbringt und bis zu dem gewünschten Endumsatz, beispielweise 90% oder 98% polymerisiert.

Anschließend kann die Polymerisation durch Zusatz von Polymerisationsinhibitoren wie Diethylhydroxylamin gestoppt und nicht umgesetztes Monomer in bekannter Weise durch Desodorieren (vorzugsweise Strippen und/oder Wasserdampfdestillation) oder mittels Membrantechnik (vorzugsweise Ultrafiltrationsmembrane oder Dialyse- membrane) entfernt werden. Während der Polymerisation kann auch zur Erreichung des gewünschten Endumsatzes weiterer Radikalbildner zugesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Oligomere und Polymere weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Die Monomeren Croton- betain oder Crotonbetainderivate sind Bausteine auf

natürlicher Basis bzw. aus dem Naturstoff und Biotech- Produkt Carnitin in einfacher Weise durch Dehydratation und gegebenenfalls Veresterung zugänglich. Die Monomere sind gut wasserlöslich, gut biologisch abbaubar und physiologisch unbedenklich. Dies bedeutet, dass bei der Polymerisation nicht umgesetzte Restmonomere sowie die Polymerisationslösungen (bei Einsatz von nichttoxischen Katalysatoren) weitestgehend unbedenklich sind und die « erhaltenen Oligomere bzw. Polymere insbesondere für pharmazeutische oder kosmetische Anwendungen geeignet sind. Ausserdem sind die Oligomere und Polymere gut biologisch abbaubar und die Abbauprodukte sind nicht toxisch. Die Oligomere bzw. Polymere weisen eine hohe Dichte hydrophiler Gruppen auf. Daraus resultiert eine gute Wasserlöslichkeit. Aufgrund der hohen kationischen Ladungsdichte sind sie besonders befähigt, sich an Oberflächen mit anionischen Gruppen, beispielsweise an Haaren, insbesondere geschädigten Haaren oder an Texti- lien anzulagern und dadurch eine hohe Pflegewirkung auszuüben. Durch Variation der Anionen (organische und anorganische) lassen sich in einfacher Weise Eigen- schaften der erfindungsgemäßen Oligomere und Polymere variieren ohne das Oligomer-bzw. Polymergerüst zu manipulieren oder zu verändern. Durch Kombination mit Polyanionen lassen sich Polyelektrolytkomplexe herstellen.

Die erfindungsgemäßen Oligomere und Polymere können verwendet werden zur Herstellung von Lacken, Farben, Klebstoffen, polymermodifizierten Baustoffen, Dicht- mitteln im Bau-und Wohnbereich, pharmazeutischen oder kosmetischen Produkten, Haarbehandlungsmitteln, Textil-

behandlungsmitteln, Wasch-und Reinigungsmitteln sowie als Verdickungsmittel für Wasser oder wässrige Systeme, als Emulgatoren, Schutzkolloide, Filmbildner oder als Ölfeldchemikalie.

Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Oligomere oder Polymere ist deren Verwendung zur Herstellung von Polyelektrolytkomplexen mit anionischen Polymeren.

Anionische Polymere können sein : Polycarbonsäuren, Poly- phosphorsäuren, besonders bevorzugt sind aber anionische Polymere auf natürlicher Basis, insbesondere anionische Polysaccharide oder Cellulosederivate, beispielsweise Gummi arabicum, Carrageenan, Alginsäure, Heparin, Nucleinsäuren, Ligninsulfonate oder Carboxymethylcellu- losen. Die Polyelektrolytkomplexe eignen sich beispiels- weise zur Herstellung von Trenn-und Trägermaterialien wie z. B. Trennmembranen, Mikrokapseln und Flockungs- mitteln. Aus den Polyelektrolytkomplexen können marge- schneiderte Trennmembranen hergestellt werden, z. B. zur Trennung von Lösungsmittelgemischen wie Wasser/Alkohol sowie für Ionentrennungen (z. B. Trennung zweiwertiger von einwertigen Ionen). Aus den Polyelektrolytkomplexen können weiterhin Mikrokapseln hergestellt werden zur Verkapselung von Medikamenten, kosmetischen Wirkstoffen oder auch lebenden Zellen für eine gezielte lokale Anwendung an lebenden Organismen (z. B. Gentherapie bei Tumorerkrankungen). Polyelektrolykomplexe als Flockung- mittel können für die Schlammentwässerung oder als Prozeßhilfsmittel bei der Papierbeschichtung eingesetzt werden.

Die folgenden Beispiele sollen die Gegenstände der vorliegenden Erfindung näher erläutern, ohne dass die angefügten Ansprüche hierauf beschränkt sind.

Beispiele Beispiel 1 : Crotonbetain Hydrochlorid 2-Propen-l-aminium-3-carboxy-N, N, N- trimethylhydroxide, chloride salt ; (E).

Eine Mischung aus 250 ml Essigsäure (Eisessig) und 250 ml Essigsäureanhydrid werden in einer Rührapparatur (Rührer, Rücklußkühler) vorgelegt und unter gutem Rühren mit 100 g (0,556 mol) L-Carnitin-Hydrochlorid versetzt. Man rührt die Mischung 30 min unter Rückfluß und entfernt das Lösungsmittelgemisch am Rotationsver- dampfer im Vakuum. Der Rückstand wird mit Isopropanol verrührt und gesammelt. Es wird abgesaugt, mit kaltem Isopropanol gewaschen und im Vakuum über CaCl2 getrock- net. Man erhält 83,61 g (92%) eines weißen kristallinen Crotonbetain-Hydrochlorids. Es kann aus n-Propanol oder Isopropanol umkristallisiert werden.

Schmelzb. : 206-208°C (transparente Plättchen, Isopropanol) DC (TLC) : silica gel 60, Eluent 1 : Chloroform : Methanol : Isopropanol : H20 : Eisessig [42 : 28 : 7 : 10 : 10] ; RF = 0.21 (I2) Eluent 2 : Methanol : Aceton : HCl, 3 7-. ig [2 : 18 : 1], RF=0, 14 (I2)

Eluent 3 : Methanol : NH3-Lsg., 28%ig [1 : 1], RF = 0.5 ( I2) H-NMR (400 MHz, D2O, 20°C, HDO) : 8 =7.04-6.93 (d+t, 3J = 7. 32 Hz, 3J=15. 57 Hz, 1H, H-C-CH2), 6.33 (d, 3J=15. 57 Hz, 1H, H-C=CH), 4.12 (d, 3J = 7. 32 Hz, 2H, H2C-CH), 3.14 (s, 9H, H3C-N+).

13C=NMR (75,46 MHz, D2O, 20°C) : 8 = 172.8 (1C, C=O), 137.8* (lC, CH=CH-CO), 136.75* (1C, CH=CH-CH2), 70.4 (1C, CH2-CH=CH), 57.5 (57.59,57.54,57.49) (3C, CH3-N+) ; *Zuordnung unsicher IR (KBr) : # [cm-1] : 3090-2420sb (H-Brücken, COOH), 3020m (H-C=C), 1709ss (C=O, COOH), 1664s (C=C) ; W-Vis : W (CH2OH), #max [nm], (lg#) : 204.0 (3.87) ; W (H2O), Smax [nm], gs) : 195. 0 (4.19); MS (70 eV) : m/z (rel. Intensität, %) : 144 M (18.03), 130 (91.80), 84 (50.81), 60 (41.80), 58 (100) ; Elementaranalyse : C7H14Cl1N1O2 [179.65], ber. [%] : C 46.80 ; H 7.68 ; Cl 19.73 ; N 7.80 ; O 17.81 gef. [%] : C 46.91 ; H 7.77 ; Cl 19.67 ; N 7.90 Beispiel 2 : Crotonbetaincyclohexylesterchlorid 2-Propen-l-aminium-3-carboxy-N, N, N-trimethylhydroxid- cyclohexyl ester, chloride salt ; (E).

8,0 g (44,5 mol) Crotonbetain-Hydrochlorid werden unter gutem Rühren in 250 ml 25°C warmen Cyclohexylalkohol suspendiert. Es wird ohne Erwärmen so lange HCl-Gas eingeleitet, bis der Ansatz vollständig klar ist, wobei ein Temperaturanstieg zu beobachten ist. Anschließend wird die Lösung 5h bei 100°C gerührt. Es wird im Vakuum am Rotationsverdampfer eingeengt, der Rückstand zweimal mit 50 ml Cyclohexanol gewaschen, um Säurereste zu entfernen, und bis zur Trockene eingeengt. Der Rück- stand wird mit 80 ml Acetonitril verrührt und 10 h bei +4°C stehengelassen. Es wird abgesaugt, mit wenig kaltem Acetonitril gewaschen und im Vakuum über CaCl2 getrocknet. Man erhält 10.6 g (91%) an weißem pulver- förmigen Crotonbetain-cyclohexylester-chlorid. Es kann aus siedendem Acetonitril und anschließendem Abkühlen auf 4°C umkristallisiert werden.

Schmelzb. : 201-203°C (CH3CN), Dünnschichtchromatographie : Eluent 1 : Chloroform : Methanol : Isopropanol : H20 : Eisessig [42 : 28 : 7 : 10 : 10], RF = 0. 49 (12) Eluent 2 : Methanol : Aceton : HCl, 37% ig [2 : 18 : 1], RF=0, 17 (I2) Eluent 3 : Methanol : NH3-Lsg., 28% ig [1 : 1], RF = 0.2-4.0 cm, Sh= 8.5 cm (Fahne, 12)

1H-NMR (300 MHz, D20, 20°C, HDO) : 8 = 7.12-7.0 (m, 1H, H-C (CH2) =CH), 6.45 (d, 1H, H-C (C=O) =CH), 4.9 (s (br), 1H, CH-O) ; 4.22 (m, 2H, H2C-CH), 3.2 (s, 9H, H3C-N+), 1.95 (dd, 4H, H2C-CH-Ring) ; 1.7-1.3 (m, 6H, H2C-CH2-Ring) ; 1H-NMR (300 MHz, CDCl3, 20°C, HMDS) : 5 = 6.9-6.8 (m, 1H, H-C (CH2) =CH), 6.5. (d, 1H, H-C (C=O)=CH), 4.85-4.7 (m, 1H, CH-O), 3.7-3.5 (m, 1H, CH-O), 3.45 (s, 9H, H3C-N+), 1.75 (dd, 4H, H2C-CH-Ring) ; 1.6-1.1 (m, 6H, H2C-CH2- Ring) ; 13C-NMR (100 MHz, D20, 20°C) : 8 = 170.7 (1C, C=O), 137.5* (1C, CH=CH-CO), 137.1* (1C, CH=CH-CH2), 79.8 (1C, Ring-CH, 1-Pos.), 70.41 (1C, CH2-CH=CH), 57.5 (3C, CH3-N+), 35.5 (2C, Ring-CH2, 2+6-Pos.), 29.3 (1C, Ring- CH2, 4-Pos.), 27.8 (2C, Ring-CH2,3+5-Pos.), *Zuordnung unsicher IR (KBr) : v [cm-1] : 3008 (H-C=C), 1715 (C=O, Ester), 1657 (C=C), 1150 (C-O-C), 970 (H-C=C-CO) ; W-Vis : UV (CH30H), #max [nm], (lg#) : 205.6 (3.98); W (H20), #max [nm], (lg#) : 199. 8 (4.25) ; MS (70 eV) : m/z, (rel. Intensität, %) : 226 M+ (1.23), 58 (15.57), 82 (9.01), 103 (7.37), 121 (7.37), 128 (40.98), 168 (8.19), 211 (74.59), 212 (100).

Elementaranalyse : C13H24CllNO2 [261.79], ber. [%] : C 59.64 ; H 9.24 ; Cl 13.54 ; N 5.35 ; O 12.22 gef. [%] : C 59.68 ; H 9.30 ; Cl 13.55 ; N 5.31 Beispiel 3 : Crotonbetainbenzylesterchlorid 2-Propen-l-aminium-3-carboxy-N, N, N-trimethylhydroxid- benzyl ester, chloride salt ; (E).

20.0 g (0.11 mol) Crotonbetain-Hydrochlorid werden in 200 ml (209 g, ca. 2 mol) Benzylalkohol suspendiert und unter Rühren HCl-Gas eingeleitet, bis sich das Croton- betain vollständig gelöst hat und die Mixtur klar ist.

Es wird 5 h bei 85°C gerührt und anschließend im Vakuum eingeengt, um restliches HC1 zu entfernen. Die abgekühlte Mischung wird in 500 ml Diisopropylether verbracht und über Nacht bei +4°C stehengelassen. Die untere viskose Phase wird 2 mal mit Isopropanol gewaschen und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand mit Aceton verrieben und die Mixtur 12 h bei +4°C stehen- gelassen, wobei Kristallisation eintritt. Es wird abgesaugt, mit wenig kaltem Aceton gewaschen und im Vakuum über CaCl2 getrocknet. Es kann aus Aceton in der Siedehitze umkristallisiert werden. Man erhält 21.2 g (70.6 %) an Crotonbetain-benzylester-chlorid.

Schmelzb : 80-82°C (lange transparente Nadel, Aceton) Dünnschichtchromatographie : Eluent 1 : Chloroform : Methanol : Isopropanol : H20 : Eisessig [42 : 28 : 7 : 10 : 10], RF = 0. 47 (I2), Eluent 2 : Methanol : Aceton : HCl, 37 oing [2 : 18 : 1], RF=0, 18 (I2)

Eluent 3 : Methanol : NH3-Lsg., 28%ig [1 : 1], RF=0. 1-3.0 cm, Sh= 8.5 cm (Fahne, I2), 1H-NMR (400 MHz, D20, 20°C, HDO): # = 7. 44 (s, 5H, arom.), 7.06-6.96 (d+t, 3J=7. 32 Hz, 3J=15. 26 Hz, 1H, H- C=CH), 6.4 (d, 3J=15. 26 Hz, 1H, H-C=CH), 5.25 (, 2H, CH2-C6H5) ; 4.11 (d, 3J=7. 32 Hz, 2H, H2C-N+) ; 3.12 (s, 9H, (CH3) 3N+) ; 3C-NMR (75 MHz, D2O, 20°C) : # = 170.7 (1C, C=O), 139.75 (1C, Ring-C, p-Pos.) 137.7 (IC, CH=CH-CO), 136. 2 (1C, CH=CH-CH2), 133.4 (2C, Ring-CH, m-Pos.), 133.3 (1C, Ring-CH, p-Pos.), 133.0 (2C, Ring-CH, o-Pos.), 72.0 (1C, CH2-C6H5), 70.3 (1C, CH2-CH=CH) 57.49 (3C, CH3-N+) ; IR (KBr) : # [cm-1] : 3064m, 3034m (H-C=Carom), 3009 (H- C=C), 1721ss (C=O, Ester), 1655m (C=C), 1143 (C-O-C), 968 (H-C=C-CO) ; W-Vis : W (CH30H), #max [nm], (lg#) : 206.0 (4.14) ; W (H2O), #max [nm], (lg#) : 190. 0 (4.65), 205.6 (S) ; MS (70 eV) : m/z (rel. Intensität, %) : 234 M (0.82), 77 (27.46), 79 (43.03), 91 (17.21), 107 (83.60), 108 (100) Elementaranalyse : C14H20Cl1NO2 [269.77], ber. [%] : C 62.33 ; H 7.47 ; Cl 13.14 ; N 5. 19 ; O 11.86 gef. [%] : C 62.30 ; H 7.52 ; Cl 13.10, N 5.22 ; Beispiel 4 : Herstellung von Crotonbetain-allylester Chlorid 10 g (55,6 mmol) Crotonbetain-Hydrochlorid werden in 150 ml Allylalkohol (Prop-2-en-1-ol) suspendiert und anschließend unter Rühren HCl-Gas eingeleitet, bis sich die Mischung unter Temperaturanstieg klärt. Es wird 5h unter Rühren und unter Rückfluss erhitzt und anschließend der Alkohol am Rotationsverdampfer im Vakuum entfernt. Zur Entfernung von Säureresten wird der Rückstand zwei mal mit je 80 ml Allylalkohol und Isopropanol gewaschen und die Lösungen wiederum im Vakuum bis zur Trockene eingeengt. Der so erhaltene Rückstand wird mit kaltem Aceton verrieben und über Nacht bei +4°C stehen gelassen. Das Rohprodukt wird von überschüssigen Aceton befreit und in eine Soxhlet- Apparatur verbracht und mit Aceton extrahiert. Die Lösung wird etwas eingeengt und angerieben, wobei Kristallisation eintritt. Es wird abgesaugt, mit wenig kaltem Aceton gewaschen und im Vakuum getrocknet. Man erhält 10,1 g (82,6 %) eines kristallinen Crotonbetain- allylester-chlorides mit einem Schmelzbereich von 110- 114°C. Zur Feinreinigung kann aus Aceton umkristalli- siert werden.

Schmelzb. : 115-116°C (Zers.), (transparente Kristalle, Aceton) Dünnschichtchromatographie (TLC) : silica gel 60, Eluent 1 : Methanol : Aceton : HCl, 37% ig [2 : 18 : 1], RF = 0,21 (J2)

Eluent 2 : CHC13 : Methanol : Isopropanol : H20 : Eisessig [42 : 28 : 7 : 10 : 10] RF = 0,55 (J2), Eluent 3 : Methanol : NH40H, 28% ig [1 : 1] RF = 0,2-3,0 cm, Sh = 9,0 cm (Fahne, J2); 1H-NMR (300 MHz, D20, 20°C, TMS int.) : # = 7.12 (dt, J = 7. 4 Hz, 15.5 Hz, 1H, HC=C (CH2)), 6.48 (d, J = 15.5 Hz, 1H, =HC-C=O), 6.03 (ddt, J = 5.7 Hz, 10.5 Hz, 17.3 Hz, 1H, =HC-CH2, Allyl), 5.44 (d, J=17.3 Hz, 1H, HCH=CH, Allyl), 5.36 (d, J = 10.5 Hz, 1H, HCH=CH, Allyl), 4.78 (d, J = 5. 7 Hz, 2H, H2C-O-C), 4.20 (d, J = 7.4 Hz, 2H, +N-H2C-CH), 3.22 (s, 9H, +N (CH3) 3); 13C-NMR (75,46 MHz, D2O, 20°C) : 8 = 170.75 (1C, C=O), 137.65* (1C, CH=CH-C=O), 136.3* (1C, CH-C=O), 136.0* (1C, CH=CH2), 123.4 (1C, CH2=CH), 70.9 (1C, O-CH2-CH), 70,4 (+N-CH2-CH), 57,5 (3C, CH3-N+) *Zuordnung unsicher ; IR (KBr) : # [cm-11 : 1723.1 (C=O), 1664.1 ; 1648.4 (C=C) ; Elementaranalyse : C10H18Cl1N1O2 [219.71] ber. [%] C 54.67 ; H 8.26 ; Cl 16.14 ; N 6.37 ; O 14.56 gef. [%] C 54.65 ; H 8.30 ; Cl 16.12 ; N 6.38 ; O 14.59 ; Beispiel 5 : Polymerisation von Crotonbetain-cyclohexyl- ester-chlorid 1 g (3,8 mmol) von sorgfältig gereinigtem (in siedendem Acetonitril und anschließendem Abkühlen auf eine Tempe- ratur von 4°C) Crotonbetain-cyclohexylesterchlorid werden in einem Gemisch von 5 ml dest. Wasser und 5 ml

Methanol in einem 50 ml Schlenkgefäß unter Rühren gelöst und 0,08 g (0,3 mmol) Kaliumperoxodisulfat und 0,025 g (0,6 mmol) Natriumhydrogencarbonat zugegeben.

Dann verdrängt man die Luft durch dreimaliges Evakuie- ren und Füllen mit Sticksstoff ; dabei evakuiert man jeweils nur so lange, bis die ersten Gasblasen erschei- nen, und leitet wieder Stickstoff ein. Die Reaktion- lösung wird anschließend unter Rühren auf eine Badtem- peratur (Ölbad) von 100°C erwärmt. Man rührt 4 Stunden bei dieser Temperatur, wobei nach ca. 20 Minuten eine gelblich-bräunliche Einfärbung und Trübung der Reaktionslösung zu beobachten ist. Anschließend ent- fernt man das Lösungsmittelgemisch am Vakuumrotations- verdampfer und trennt die anorganischen Salze durch Zugabe von 15 ml Methanol ab. Anschließend trennt man die polymere Fraktion von dem Restmonomer durch frak- tionierte Kristallisation aus Acetonitril oder Aceton bzw. mittels Ultrafiltrationsmembran ab. Die Umsätze an Poly (crotonbetaincyclohexylesterchlorid) betragen nach Trocknen im Vakuum bei 40°C 52-59% bezogen auf eingesetztes Monomer.

DC (TLC, silica gel 60) : Eluent CHCl3/CH30H/(CH3) 2CH-OH/ H20/Hac [42 : 28 : 7 : 10 : 10], I2-Detektion : 0,13-0, 25.

Das Ausgangsmomomer weist einen Rf-Wert von 0,4 auf.

GPLC (Shodex Asahipak GS 120 HQ-Säule für wasserlös- liche Polymere 100-700T MW ; Flussmittel : Wasser/0, 1 mol NaN03 (40 min bei 0,6 ml/min). Die Auswertung erfolgte gegen eine Eichkurve PEG/PEO in dem Flussmittel durch Detektion mittels Brechungsindex (RI) : MGPC = 1450.

Elementaranalyse Poly (crotonbetaincyclohexylester- chlorid) (Cl3H24ClNO2) n (261, 79) n CL%] H [t] N [%] O [%] Cl [%] Ber. 59,64 9,24 5,35 12,22 13,54 Gef. 59,87 9,17 5, 24 12,26 13,38 IR, v [cm-1] : 2961 (m, v CH), 1729 (m, v C=O), 1481 (m, bas CH3), 1194 (s, vas C-O), 1041 (s, vs C-O).

1H-NMR (300 MHz, D2O), 6 [ppm] : 4,8 (s br. 1H), 4,05 (d, 2H), 3,31 (m br., 1H), 3,13 (s, 9H), 2,8 (m br., 1H), 1,94-1,92 (d/d, 4H), 1,8-1,1 (m, 6H).

3C-NMR (75,47 MHz, D20), 8 [ppm] : 171,7,79,9,70,4, 57,5,49,26,57,2,35,5,29,3,27,8.

Beispiel 6 : Polymerisation von Crotonbetain-allylester- chlorid 5 g (22,76 mmol) Crotonbetain-allylester-chlorid werden in einem Gemisch von 5 ml dest. Wasser und 5 ml Methanol in einem 50 ml Schlenkgefäß unter Rühren gelöst. Man verdrängt die Luft durch dreimaliges Evakuieren und Füllen mit Stickstoff. Zu der Lösung gibt man 0,4 g (1, 8 mmol) Ammoniumperoxodisulfat zusam- men mit 0,3 g (3,6 mmol) Natriumhydrogencarbonat. Die Reaktionslösung wird anschließend im Ölbad bei einer Temperatur von 90°C 2 Stunden gerührt, wobei sich nach 20 Minuten die Viskosität der Reaktionslösung erhöht.

Nach Beendigung der Reaktion wird das Lösungsmittel- gemisch am Vakuumrotationsverdampfer entfernt und die

anorganischen Salze durch Zugabe von Methanol sepa- riert. Das Restmonomer wird mittels fraktionierter Kristallisation aus Aceton bzw. mittels Ultrafiltra- tionsmembran abgetrennt. Der Umsatz beträgt nach Trocknen im Vakuum über CaCl2 82-86 % bezogen auf eingesetztes Monomer.

DC (TLC, silica gel 60) Methanol : Aceton : HCl, 37% ig [2 : 18 : 1], RF = Start (J2 Detektion). Das Ausgangsmonomer weist einen Rf-Wert von 0,21 auf.

GPLC (Shodex Asahipak GS 120 HQ-Säule für wasserlös- liche Polymere 100-700T MW ; Flussmittel : Wasser/0, 1 mol NaN03 (40 min bei 0,6 ml/min). Die Auswertung erfolgte gegen eine Eichkurve PEG/PEO in dem Flussmittel durch Detektion mittels Brechungsindex (RI) : MGPC = 9500- H-NMR (300 MHz, D2O), 6 [ppm] : 4,6-4,75 (m, 1H) ; 4, 0-4,25 (m, 2H) ; 3,45-3,60 (m, 2H) ; 3,37-3,40 (m, 1H) ; 3,2-3,35 (s, 9H) ; 2,65-2,80 (m, 2H) ; 2,30-2,40 (m, 1H).

Beispiel 7 : Copolymerisation von Crotonbetain-cyclo- hexylester-hydrochlorid und Vinylacetat 1 g (3,8 mmol) sorgfältig gereinigtes Crotonbetain- hydrochlorid und 0,33 g (3, 8 mmol) durch Destillation unter Stickstoff entstabilisiertes Vinylacetat werden in unter Stickstoff destilliertem 10 ml Methanol in einem Stickstoffschlenkrohr von etwa 20 ml Fassungsver- mögen gelöst. Zu der Lösung gibt man 0,012 g (7,4x10-5 mol) Azoisobuttersäurenitril (AIBN). Anschließend

verdrängt man die Luft durch dreimaliges Evakuieren und Füllen mit Stickstoff. Dabei evakuiert man jeweils nur so lange, bis die ersten Gasblasen erscheinen, und leitet wieder Stickstoff ein. Im Anschluß werden die Schlenkrohre unter Stickstoffzufuhr in einer Zeit von 4 Stunden bei einer Temperatur von 65°C (Ölbad) gehalten.

Dabei färbt sich die zunächst farblose Lösung gelblich.

Die Polymerlösung wird in Petrischalen gegossen ; die Polymerisation durch Zugabe von 20 Al Crotonaldehyd unterbrochen. Es wird im Vakuum am Rotationsverdampfer bei 60°C eingeengt. Unumgesetztes Monomer wird mittels fraktionierter Fällung mit Diethylether oder durch Abtrennung mittels Dialysemembran bzw. Ultrafiltra- tionsmembran entfernt. Das Polymer wird im Vakuum bei 40°C getrocknet.

GPLC (Säule P-L Mix Gel 200-1 Mio MW ; Flussmittel DMF+2% Triethylamin) : Das fraktionierte Polymer wurde im Flussmittel gelöst und in einer Laufzeit von 30 min bei 0,8 ml/min aufgetrennt. Die Auswertung erfolgte gegen eine Eich- kurve (Polystyren-Standard in dem Flussmittel) durch Detektion mittels Brechungsindex (RI).

(RI) : Mcpc = 15600, M n =13420, M=16780, Polydispersität : 1,25 H-NMR (300 MHz, CD30D) [ppm] Crotonbetaincyclohexylester-Einheit : 3,98 (s, br. 1H), 3,32 (m br., 1H), 3,30 (s, br. 9H), 3,2 (m, 2H), 2,3 (s br. 1H), 1,53 (m, 4H), 1,29 (m, 6H).

Vinylacetat-Einheit : 3,90 (m, br. 1H), 2,01 (s, 3H), 1,88 (m, 2H) Elementaranalyse Poly (crotonbetaincyclohexylester- chlorid-co-vinylacetat), auf Basis der Verhältnisse der Signal-Intensitäten der Crotonbetaincyclohexylester- Einheit und der Vinylacetat-Einheit aus dem 1H-NMR- Spektrum ((C13H24ClNO2) 0 04 (C4H602)) 0. 96 n (254, 76) n C [%] H [%] 0 [%] Ber. 55,81 7,03 37,16 Gef. 55,79 7,17 35,86 Beispiel 8 : Polymerisation von Crotonbetain-cyclo- hexylester-chlorid unter Bedingungen der Mikrowelle 1 g (3,8 mmol) sorgfältig gereinigtes Crotonbetain- cyclohexylesterchlorid werden in einem Gemisch von 2 ml MeOH/1 ml H20 in Mikrowellen-Reagenzgläsern mit einem Fassungsvolumen von 10 ml gelöst. Zu der Lösung werden 0,08 g (0,3 mmol) Kaliumperoxodisulfat und 0,025 g (0,6 mmol) Natriumhydrogencarbonat gegeben. Die Gefäße wurden anschließend in einem Reaktor bei 23 bar unter N2 und Einwirkung von Mikrowellen innerhalb 3,5 min auf 130°C erwärmt und 3 h bei diesen Bedingungen belassen, wobei der Druck innerhalb einer Stunde auf 27 bar anstieg. Nach Abkühlung auf eine Temperatur von ca.

74°C (ca. 60 min.) wurden die Gefäße aus dem Reaktor entnommen. Die Reaktionslösung zeigte nach Beendigung der Reaktion eine dunkelgelbe Färbung. Anschließend entfernt man das Lösungsmittelgemisch am Vakuum-

rotationsverdampfer und trennt die anorganischen Salze durch Zugabe von 15 ml Methanol ab. Anschließend trennt man die polymere Fraktion von dem Restmonomer durch fraktionierte Kristallisation aus Acetonitril oder Aceton bzw. mittels Ultrafiltrationsmembran ab. Das Polymer wird im Vakuum bei 40°C getrocknet.

DC (TLC, silica gel 60) : Eluent : CHC13/CH30H/ (CH3) 2CH-OH/H20/Hac [42 : 28 : 7 : 10 : 10] Is-Detektion : 0,12-0,26.

Das Ausgangsmomomer weist einen Rf-Wert von 0,4 auf.

GPLC (Shodex Asahipak GS 120 HQ-Säule für wasserlösli- che Polymere 100-700T MW ; Flussmittel : Wasser/0, 1 mol NaN03 (40 min bei 0,6 ml/min).

Die Auswertung erfolgte gegen eine Eichkurve PEG/PEO in dem Flussmittel durch Detektion mittels Brechungsindex (RI) : MGPC = 1500.

Elementaranalyse Poly (crotonbetaincyclohexylester- chlorid) (Cl3H24ClNO2) n (261,79) n C [%] H [%] N [%] O [%] Cl [%] Ber. 59,64 9,24 5,35 12,22 13,54 Gef. 59,51 9,19 5,29 12,15 13,64 lH-NMR (300 MHz, Dz0), 8 [ppm] : 4,46 (s br. 1H), 3,20 (m br., 2H), 3,30 (s, 9H), 2,91 (m br., 1H), 2,91 (m br., 1H), 1,64-1,62 (d/d, 4H), 1,2-1,1 (m, 6H).

3C-NMR (75,51 MHz, D2O), 8 [ppm] : 174,5,72,7,68,9, 48,9,43,30,31,4,27,1,26,8,23,1