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466. Synatschke, C.V.; Plamper, F.A.; Müller, A.H.E.: Polymere Multitalente: Mit sternförmigen Polykationen zu neuen Eigenschaften und Anwendungen, Nachrichten aus der Chemie 61, 1008-1012 (2013)
Abstract:

Geladene Polymere (Polyelektrolyte) sind eine besondere und wichtige Polymerklasse. Sie bilden das Rückgrat des Lebens, denn die Erbinformation ist in Form des Polyanions Desoxyribonukleinsäure (DNA) kodiert. Die Dekodierung der DNA erlaubt die Biosynthese weiterer geladener Polymere, den Proteinen. Auch abseits der Biopolymere gibt es viele Polyelektrolyte auf petrochemischer Basis. Dieser Beitrag wird sich auf kationische Polyelektrolyte konzentrieren und die Interaktion von synthetischen Polykationen mit Nukleinsäuren beleuchten. Ein herausragender Vertreter der Polykationen ist Poly(2-(dimethylamino)ethyl-methacrylat) (PDMAEMA). Dieses Polykation und seine Derivate bilden eine facettenreiche Polymergruppe, vor allem wegen ihrer speziellen Eigenschaften in wässriger Lösung. Das Polymer ist als schwacher Polyelektrolyt bei hohem pH praktisch ungeladen, aber bei Raumtemperatur wasserlöslich. Erst durch Protonierung entsteht ein Polykation. Bei pH 6 ist ungefähr die Hälfte der Aminogruppen protoniert. Oberhalb der Trübungstemperatur wird das Polymer unlöslich. Thermodynamisch gesehen besitzt PDMAEMA eine untere kritische Lösungstemperatur (lower critical solution temperature, LCST). Die Trübungstemperatur hängt stark vom pH ab. Neben diesen intrinsischen Eigenschaften ist PDMAEMA leicht chemisch modifizierbar. So führt die Quaternisierung mit beispielsweise Methyliodid zu einem starken Polyelektrolyten.

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