Schwerelementhaltige amphiphile Block- und Pfropf-Copolymere, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als RöntgenkontrastmittelHeavy element amphiphilic block and graft copolymers, process for their preparation and their use as X-ray contrast media
Die Erfindung betrifft neue amphiphile Block-Copolymere mit radiopaquen hydrophoben Blöcken und hohem Schwerelementanteil. Diese Polymere können Mizellen bilden und sind daher als Röntgenkontrastmittel für die Computertomographie verwendbar und Gegenstand dieser Erfindung.The invention relates to new amphiphilic block copolymers with radiopaque hydrophobic blocks and a high proportion of heavy elements. These polymers can form micelles and can therefore be used as X-ray contrast agents for computed tomography and are the subject of this invention.
Es ist bekannt, daß Block- und Pfropf-Copolymere, bestehend aus einem hydrophoben und einem hydrophilen Block, in wässrigem Milieu Mizellen bilden. Diese sind häufig vom Kern-Schale-Typ, wobei der Kern aus den hydrophoben Polymerblöcken und die Hülle aus den hydrophilen Polymerblöcken gebildet wird.It is known that block and graft copolymers consisting of a hydrophobic and a hydrophilic block form micelles in an aqueous medium. These are often of the core-shell type, the core being formed from the hydrophobic polymer blocks and the shell from the hydrophilic polymer blocks.
Die Computertomographie (CT) ist ein röntgendiagnostisches Verfahren zur Erzeugung von Körperquerschnittsbildern, das für die Diagnostik in der Medizin zunehmend an Bedeutung gewinnt. Häufig ist dabei die intravenöse Gabe großer Mengen Kontrastmittel nötig, die die Bildqualität des Gewebes um ein interessierendes Organ herum erhöhen. Kontrastmittel für CT sind Substanzen, die zwingend Schwerelemente, d.h. Elemente hoher Ordnungszahl, „schwere Elemente", enthalten, um radiopaque (Röntgenkontrast erzeugend) zu sein. Die heute verwendeten radiopaquen jodhaltigen Kontrastmittel sind kleine wasserlösliche organische Moleküle und basieren auf Triiodbenzol-Derivaten (siehe W. Krause, Advanced Drug Delivery Reviews 1999, 37, 159-173). Zur genauen Darstellung von Organen mittels CT ist eine hohe lod- Konzentration im Bereich von mindestens 1 g pro Liter Blut notwendig. Bei geringeren lod-Konzentrationen erfolgt keine hinreichende Erhöhung der Elektronendichte, die den Bildkontrast bestimmt. Intravenös werden Mengen von insgesamt bis zu 100-200 g Kontrastmittel-Formulierung verabreicht. Dies ist für den Patienten aufgrund der hohen Viskosität der Formulierungen sehr schmerzhaft. Bereits unmittelbar nach Verabreichung des Kontrastmittels verteilen sich die jodhaltigen Moleküle in kurzer Zeit - aufgrund ihrer geringen Größe - ausgehend vom vaskulären Raum gleichmäßig auf vaskulären und interstitiellen Raum. Die Halbwertszeit für die Verteilung beträgt lediglich 6 bis 10 min (siehe W. Krause, Invest. Radiol. 1996, 31 , 91-100). Damit ist die Zeit für die Aufnahme von CT-Bildern stark eingeschränkt, d. h. sie muss vor der Diffusion der Kontrastmittel-Moleküle in den Interstitialraum abgeschlossen sein.Computed tomography (CT) is an X-ray diagnostic procedure for generating body cross-sectional images that is becoming increasingly important for diagnostics in medicine. Often, intravenous administration of large amounts of contrast medium is necessary, which increases the image quality of the tissue around an organ of interest. Contrast agents for CT are substances that necessarily contain heavy elements, i.e. High atomic number elements, "heavy elements", are included to be radiopaque (x-ray contrast). The radiopaque iodinated contrast agents used today are small water-soluble organic molecules and are based on triiodobenzene derivatives (see W. Krause, Advanced Drug Delivery Reviews 1999, 37 , 159-173) For precise imaging of organs by means of CT, a high iodine concentration in the range of at least 1 g per liter of blood is necessary. At lower iodine concentrations there is no sufficient increase in the electron density which determines the image contrast of a total of up to 100-200 g of contrast agent formulation, which is very painful for the patient due to the high viscosity of the formulations, and immediately after administration of the contrast agent, the iodine-containing molecules are distributed in a short time - due to their small size - starting from the vascular Space evenly on vascular and interstitial space. The half-life for the distribution is only 6 to 10 minutes (see W. Krause, Invest. Radiol. 1996, 31, 91-100). This greatly limits the time for taking CT images. H. it must be completed before the contrast medium molecules diffuse into the interstitial space.
Daher hat es nicht an Versuchen gefehlt, geeignete CT-Kontrastmittel zu suchen, die eine längere Verweilzeit im vaskulären Raum besitzen (sogenannte blood pool agents).
Zunächst erschienen makromolekulare Verbindungen geeignet, wie sie in der DE 692 28 999 T2 in Form von iodierten Polyaminverbindungen vorgeschlagen werden. Typischerweise handelt es sich dabei um verzweigte (Polyethylenimine) oder dendritische Polymere (Polyethylenimin-Dendrimere), die Triiodbenzolgruppen enthalten. Allerdings werden diese Kontrastmittel nur schwer über die Nieren wieder ausgeschieden. Ursachen dafür liegen vermutlich in zu hohen Molekulargewichten sowie der stark positiven Ladung der Polyaminverbindungen und die damit verbundene Eigenschaft, starke nicht-kovalente Bindungen einzugehen (Komplexbildung von Polyethylenimin) (A.F. Thünemann, Prag. Polym. Sei. 2002, 27, 1473-1572).There has been no shortage of attempts to find suitable CT contrast media that have a longer residence time in the vascular space (so-called blood pool agents). At first, macromolecular compounds appeared suitable, as proposed in DE 692 28 999 T2 in the form of iodinated polyamine compounds. Typically, these are branched (polyethyleneimines) or dendritic polymers (polyethyleneimine dendrimers) which contain triiodobenzene groups. However, these contrast agents are difficult to excrete through the kidneys. The reasons for this presumably lie in excessively high molecular weights as well as the strongly positive charge of the polyamine compounds and the associated property of forming strong non-covalent bonds (complex formation of polyethyleneimine) (AF Thünemann, Prag. Polym. Sei. 2002, 27, 1473-1572) ,
Eine attraktive Alternative stellen mizellbildende Block-Copolymere mit einem hydrophilen und einem hydrophoben Block dar. Solche Copolymere wurden eingehend untersucht, z. B. in Formulierungen mit Arzneistoffen gegen Krebs. Oberhalb einer charakteristischen critical micellization concentration (cmc) bilden diese Block- Copolymere Mizellen vom Kern-Schale-Typ. Der Kern der Mizelle besteht aus wasserunlöslichen Blöcken und Arzneistoffmolekülen, die Hülle aus den wasserlöslichen Blöcken. Bei Verdünnung zerfallen nun diese arzneistoffbeladenen Block-Copolymer-Mizellen unterhalb der cmc in die Einzelmoleküle. Dies erlaubt die Arzneistofffreisetzung und die Ausscheidung der Block-Copolymere, z. B. über die Niere. Übersichtsarbeiten zu diesem Thema finden sich z. B. bei Kataoka et. al., Advanced Drug Delivery Reviews 2001. 47. 113-131.An attractive alternative are micelle-forming block copolymers with a hydrophilic and a hydrophobic block. Such copolymers have been extensively investigated, e.g. B. in formulations with drugs against cancer. Above a characteristic critical micellization concentration (cmc), these block copolymers form micelles of the core-shell type. The core of the micelle consists of water-insoluble blocks and drug molecules, the shell of the water-soluble blocks. When diluted, these drug-laden block copolymer micelles below the cmc disintegrate into the individual molecules. This allows drug release and excretion of the block copolymers, e.g. B. over the kidney. Review articles on this topic can be found e.g. B. at Kataoka et. al., Advanced Drug Delivery Reviews 2001. 47. 113-131.
Dieses Prinzip der reversibel mizellbildenen Block-Copolymere haben Torchilin et. al. auf CT-Kontrastmittel übertragen (siehe z.B. Trubetskoy, V.S. et al., J. Drug Targeting 1997, 4, 381-388 und Torchilin, V.P., Adv. Drug. Deliv. Rev. 2002, 54, 232-252). Die von ihnen im US-Patent Nr. 5 567 410 beschriebenen reversibel mizellbildenden Block- Copolymere bestehen aus einem Polyethylenoxid-Block und einem lod enthaltenden hydrophoben Block. Reversibilität bedeutet hier, dass oberhalb einer cmc Polymermizellen vorliegen, deren Kern lod enthält. Die Schale der Mizellen besteht aus Polyethylenoxid. Unterhalb dieser cmc bei einer Konzentration von etwa 0.5-0.05 μmol/l (entspricht 0.01-0.001 g/l) zerfallen diese Mizellen, was ihre Ausscheidung erleichtern soll. Das Dissoziieren der jodhaltigen Mizellen in Einzelmoleküle in vivo ist in der US 5 567 410 als entscheidend beschrieben.This principle of the reversibly micelle-forming block copolymers has been developed by Torchilin et. al. transferred to CT contrast media (see e.g. Trubetskoy, V.S. et al., J. Drug Targeting 1997, 4, 381-388 and Torchilin, V.P., Adv. Drug. Deliv. Rev. 2002, 54, 232-252). The reversible micelle-forming block copolymers described by them in US Patent No. 5,567,410 consist of a polyethylene oxide block and a hydrophobic block containing iodine. Reversibility here means that there are polymer micelles above a cmc, the core of which contains iodine. The micelle shell is made of polyethylene oxide. Below this cmc at a concentration of about 0.5-0.05 μmol / l (corresponds to 0.01-0.001 g / l), these micelles disintegrate, which should facilitate their elimination. The dissociation of the iodine-containing micelles into single molecules in vivo is described as crucial in US Pat. No. 5,567,410.
Torchilin schägt vor, zur Bildung der kontrastbildenden Mizellen als Block-Copolymer Methylpoly(ethylenglykol)-block-Poly(ε,N-(triiodbenzoyl)-L-Lysin zu verwenden. Block- Copolymere dieses Typs haben jedoch wesentliche Nachteile. Der erste liegt darin, dass ihre Synthese sehr aufwendig ist und eine Vielzahl von Stufen umfasst. In einem
ersten Schritt wird ein Monomethoxy-PEG-succinat in Gegenwart von Dicylohexylcarbodiimid mit N-Hydroxysuccinimid zu Monomethoxy-PEG-succinimidyl- succinat aktiviert. Es folgt die Umsetzung mit käuflichem, in ε-Stellung geschütztem Poly(CBZ)Lysin. Anschließend werden die Lysin-Aminogruppen mit Bromwasserstoff in Essigsäure entschützt, und schließlich wird die Triiodbenzolgruppe in Form von aus Triiodbenzoesäure und N-Hydroxysuccinimid hergestellter, aktivierter Triiodbenzoesäure an die deblockierten Aminogruppen angebunden.Torchilin suggests using methyl poly (ethylene glycol) block poly (ε, N- (triiodobenzoyl) -L-lysine as a block copolymer to form the contrast-forming micelles, but block copolymers of this type have significant disadvantages. The first is in that that their synthesis is very complex and comprises a large number of stages first step, a monomethoxy PEG succinate is activated in the presence of dicylohexylcarbodiimide with N-hydroxysuccinimide to monomethoxy PEG succinimidyl succinate. This is followed by implementation with commercially available poly (CBZ) lysine protected in the ε position. The lysine amino groups are then deprotected with hydrogen bromide in acetic acid, and finally the triiodobenzene group is bound to the deblocked amino groups in the form of activated triiodobenzoic acid made from triiodobenzoic acid and N-hydroxysuccinimide.
Neben der Tatsache, dass für diese Synthese sechs Arbeitsschritte benötigt werden, was eine wirtschaftliche industrielle Herstellung der genannten Block- und Pfropf- Copolymere ausschließt, besitzt das Verfahren eine Reihe weiterer Nachteile. Wegen sterischer Hinderung können überhaupt nur 80-90 % der am Polymer gebundenen Aminogruppen mit Triiodbenzoylgruppen umgesetzt werden (siehe US 5,567,410). Des weiteren ist die Reaktivität verwendeten Systems eingeschränkt, da die Triiodphenylgruppe eine sehr hydrophobe Gruppe ist und eine sehr geringe Löslichkeit besitzt. Als Folge hieraus erhielten Torchilin und seine Mitarbeiter trotz einer Inkubationszeit von bis zu 2 Tagen ein Produkt, in dem nur 40 % der jodhaltigen Gruppen kovalent gebunden waren, während 60 % nicht-kovalent angeheftet und nur lose mit dem Polymer assoziiert waren, wie sich bei der Aufreinigung ergab. So beträgt der lodanteil in einem konkret beschriebenen Beispiel 44.7 Gew.-% nach der Synthese (kovalent plus nicht kovalent gebundenen lodgruppen) und 17.7 % nach Aufreinigung zur Entfernung von nicht kovalent gebundenem Triiodbenzoat. Dieser synthesebedingt hohe Anteil an nicht kovalent gebundenen lodgruppen (in der freien Triiodbenzoesäure) kann, wie Torchilin selbst erwähnt, potentiell toxisch für die Patienten sein, was wiederum die medizinische Verwendbarkeit stark einschränkt.In addition to the fact that six work steps are required for this synthesis, which precludes an economical industrial production of the block and graft copolymers mentioned, the process has a number of further disadvantages. Because of steric hindrance, only 80-90% of the amino groups bound to the polymer can be reacted with triiodobenzoyl groups (see US Pat. No. 5,567,410). Furthermore, the reactivity of the system used is limited because the triiodophenyl group is a very hydrophobic group and has a very low solubility. As a result, despite an incubation period of up to 2 days, Torchilin and his team received a product in which only 40% of the iodine-containing groups were covalently bound, while 60% were non-covalently attached and only loosely associated with the polymer, as in the purification revealed. In a specifically described example, the proportion of iodine is 44.7% by weight after synthesis (covalently plus non-covalently bound iodine groups) and 17.7% after purification to remove non-covalently bound triiodobenzoate. This high proportion of non-covalently bound iodine groups (in free triiodobenzoic acid), as mentioned by Torchiline itself, can be potentially toxic to the patient, which in turn severely limits the medical usability.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein preiswert herstellbares, in physiologischer Umgebung hydrolytisch stabiles Kontrastmittel für Röntgenuntersuchungen bereitzustellen, dessen schwerelementhaitige Gruppen vollständig kovalent in die Molekülstruktur des Mittels eingebunden sind. Vorzugsweise soll das Kontrastmittel als Formulierung von Mizellen mit geringer Viskosität bereitet werden können, deren Applikation weniger schmerzhaft ist als die heute üblichen viskosen Formulierungen niedermolekularer Substanzen. Anzustreben ist nach Möglichkeit, dass schwerelementhaitige Copolymermizellen erzeugt werden, die ihre strukturelle Integrität auch bei starker Verdünnung erhalten, also nicht in ihre Einzelkomponenten zerfallen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Synthese eines neuen Typs schwerelementhaltiger, insbesondere Jodhaltiger amphiphiler Block-und Pfropf- Copolymere. Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich derartige Polymere durch eine einfache Synthesefolge auf kostengünstige Weise herstellen lassen. Dies kann in vorteilhafter Weise in maximal drei Synthesestufen geschehen, in denen die hydrophilen und hydrophoben Blöcke schrittweise hergestellt und bei Bedarf miteinander gekuppelt, sowie bei Bedarf in einem abschließenden Schritt mit einem schwerelementhaltigen Reagens zur Zielverbindung umgesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Copolymere lassen sich in wässrigem Milieu, insbesondere in physiologischer Umgebung, in Mizellen-Formulierungen vom Kem-Schale-Typ überführen, die sich als Röntgenkontrastmittel eignen.The object of the present invention is to provide an inexpensive to produce, in physiological environment hydrolytically stable contrast agent for X-ray examinations, the heavy element groups are completely covalently integrated into the molecular structure of the agent. The contrast medium should preferably be able to be prepared as a formulation of micelles with low viscosity, the application of which is less painful than the viscous formulations of low molecular weight substances which are customary today. If possible, the aim should be to produce copolymer micelles containing heavy elements that retain their structural integrity even when diluted heavily, i.e. do not disintegrate into their individual components. The object of the invention is achieved by the synthesis of a new type of amphiphilic block and graft copolymers containing heavy elements, in particular iodine. Surprisingly, it was found that such polymers can be produced in a cost-effective manner by a simple synthesis sequence. This can advantageously take place in a maximum of three synthesis stages, in which the hydrophilic and hydrophobic blocks are produced step by step and, if necessary, are coupled to one another and, if necessary, are reacted in a final step with a reagent containing heavy elements to form the target compound. The copolymers according to the invention can be converted in an aqueous medium, in particular in a physiological environment, into micelle formulations of the core-shell type which are suitable as X-ray contrast media.
Die Copolymere bestehen aus Blöcken Poly(A) und Blöcken Poly(B) bzw. enthalten diese in großen oder wesentlichen Teilen. Unter dem Ausdruck "wesentlich" soll in diesem Zusammenhang ein Anteil von mindestens ca. 70 Gew.-%, vorzugsweise mindestens ca. 80 oder 90 Gew.~% verstanden werden. Die Blöcke enthalten jeweils eine sich wiederholende Einheit aus zwei Kohlenstoffatomen, von denen zumindest einer einen Substituenten trägt, wobei einer der Blöcke ein hydrophiler Block (Block A) ist, der mindestens einen hydrophilen Substituenten pro C2-Kohlenstoff-Einheit trägt, während der andere ein hydrophober Block (Block B) ist, dessen C2-Kohlenstoff-Einheit mindestens einen hydrophoben Rest trägt.The copolymers consist of blocks poly (A) and blocks poly (B) or contain them in large or substantial parts. In this context, the term “essential” is to be understood as meaning a proportion of at least approximately 70% by weight, preferably at least approximately 80 or 90% by weight. The blocks each contain a repeating unit of two carbon atoms, at least one of which carries a substituent, one of the blocks being a hydrophilic block (Block A) carrying at least one hydrophilic substituent per C 2 carbon unit while the other is a hydrophobic block (block B) whose C 2 carbon unit carries at least one hydrophobic residue.
Das erfindungsgemäßen Copolymere ist damit aufgebaut aus den oder unter Verwendung der Struktureinheiten (A):The copolymer according to the invention is thus composed of or using the structural units (A):
und (B):and (B):
worin R1 -(X)-COOR', -(X)-OP(0)OR\ -(X)-NHC(O)R", -(X)-NR"C(0)R", -(X)-C(O)NHR", -(X)-C(0)N(R")2, oder -(X)-OH ist, where R 1 - (X) -COOR ', - (X) -OP (0) OR \ - (X) -NHC (O) R ", - (X) -NR" C (0) R ", - ( X) -C (O) NHR ", - (X) -C (0) N (R") 2 , or - (X) -OH,
R2 Wasserstoff, eine Methylgruppe oder ein Rest -CH2COOR', -CH2C(O)NHR", -CH2C(O)N(R")2 , -CH2OC(0)R", -CH2NHR"C(O)R", oder -CH2C(0)N(R")2 ist,R 2 is hydrogen, a methyl group or a radical -CH 2 COOR ', -CH 2 C (O) NHR ", -CH 2 C (O) N (R") 2 , -CH 2 OC (0) R ", - Is CH 2 NHR "C (O) R", or -CH 2 C (0) N (R ") 2 ,
R3 Wasserstoff ist und außerdem dann, wenn R2 Wasserstoff ist, ein Rest -COOR*, C(O)NHR" oder -C(O)N(R")2 sein kann,R 3 is hydrogen and, moreover, if R 2 is hydrogen, it can be a radical -COOR *, C (O) NHR "or -C (O) N (R") 2 ,
R' Wasserstoff, ein einwertiges Metallkation, ein entsprechender Anteil eines mehrwertigen Metallkations, R" oder eine Gruppe (CH2CH20)nR7 ist, wobei mehrere Reste R' dieselbe oder unterschiedliche Bedeutung(en) haben können,R 'is hydrogen, a monovalent metal cation, a corresponding proportion of a polyvalent metal cation, R "or a group (CH 2 CH 2 0) n R 7 , where several radicals R' can have the same or different meaning (s),
R" eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine Benzylgruppe, eine ggf. alkylsubstituierte Arylgruppe mit vorzugsweise 6 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Gruppe (CH2CH20)nR7 ist, wobei mehrere Reste R" dieselbe oder unterschiedliche Bedeutung(en) haben können,R "is a straight-chain, branched or cyclic alkyl group with preferably 1 to 8 carbon atoms, a benzyl group, an optionally alkyl-substituted aryl group with preferably 6 to 8 carbon atoms or a group (CH 2 CH 2 0) n R 7 , where several radicals R" can have the same or different meaning (s),
(X) eine Einfachbindung, -OC(O)R8-, -OC(O)0-R8-, -C(0)OR8-, -NR7C(0)R8-, -C(0)NR7R8-, -NR7C(0)OR8-, -N(R8-)C(O)OR7, -OC(0)NHR8-, -N(R8-)C(O)R7 oder -R9- ist, wobei R7 und/oder R8 sowie -R9- Substituenten tragen können, die insbesondere ausgewählt sind unter -COOR', -S03R\ -OSO3R\ -N+R"4, -OP(0)(OR')2, -P(0)(OR')2, -NR7C(0)R7, -C(0)NR7R", -OH, -S(0)CH3 und -C(0)(0-CH2.CH2)r-OR7,(X) a single bond, -OC (O) R 8 -, -OC (O) 0-R 8 -, -C (0) OR 8 -, -NR 7 C (0) R 8 -, -C (0 ) NR 7 R 8 -, -NR 7 C (0) OR 8 -, -N (R 8 -) C (O) OR 7 , -OC (0) NHR 8 -, -N (R 8 -) C ( O) R 7 or -R 9 -, where R 7 and / or R 8 and -R 9 - can carry substituents which are in particular selected from -COOR ', -S0 3 R \ -OSO 3 R \ -N + R " 4 , -OP (0) (OR ') 2 , -P (0) (OR') 2 , -NR 7 C (0) R 7 , -C (0) NR 7 R", -OH, - S (0) CH 3 and -C (0) (0-CH 2 .CH 2 ) r -OR 7 ,
R4, R5 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff, R", -OR", -OC(O)R", -OC(0)OR", -C(O)OR", -NR7C(0)R", -C(O)NR7R", -NHC(O)OR", -OC(O)NHR", -R10-R10', -R10'-R10, -R 0-CH2-R10\ -R 0-CH2-O-R10', -R10,-CH2-R10, oder -R10'-CH2-O-R10 sind, mit der Maßgabe, dass zumindest einer der Reste R4, R5 und R6 die Bedeutung -R10-R10', -R10'-R10, -R10-CH2-R10', -R10-CH2-O-R10', ~R10'-CH2-R10 oder -R10'-CH2-O-R10 besitzt,R 4 , R 5 and R 6 independently of one another are hydrogen, R ", -OR", -OC (O) R ", -OC (0) OR", -C (O) OR ", -NR 7 C (0) R ", -C (O) NR 7 R", -NHC (O) OR ", -OC (O) NHR", -R 10 -R 10 ', -R 10 ' -R 10 , -R 0 -CH 2 -R 10 \ -R 0 -CH 2 -OR 10 ', -R 10, -CH 2 -R 10 , or -R 10' -CH 2 -OR 10 , with the proviso that at least one of the radicals R 4 , R 5 and R 6 are -R 10 -R 10 ', -R 10 ' -R 10 , -R 10 -CH 2 -R 10 ', -R 10 -CH 2 -OR 10 ', ~ R 10 '-CH 2 -R 10 or -R 10' -CH 2 -OR 10 ,
R7 Wasserstoff, eine ggf. substituierte, geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine ggf. substituierte Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylgruppe mit vorzugsweise 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist,R 7 is hydrogen, an optionally substituted, straight-chain, branched or cyclic alkyl group with preferably 1 to 12 carbon atoms or an optionally substituted aryl, alkylaryl or arylalkyl group with preferably 6 to 24 carbon atoms,
R8 eine gegebenenfalls substituierte, geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylengruppe mit vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine Arylen-,
Alkylarylen- oder Arylalkylengruppe mit vorzugsweise 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, die zusätzlich alkylsubstituiert sein kann,R 8 is an optionally substituted, straight-chain, branched or cyclic alkylene group with preferably 1 to 12 carbon atoms or an arylene, Is alkylarylene or arylalkylene group with preferably 6 to 24 carbon atoms, which may additionally be alkyl-substituted,
R9 eine ggf. alkylsubstituierte Arylengruppe mit vorzugsweise 6 bis 10 Kohlenstoffatomen ist,R 9 is an optionally alkyl-substituted arylene group with preferably 6 to 10 carbon atoms,
R10 eine ggf. alkylsubstituierte Aryl- oder Arylengruppe mit vorzugsweise 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist,R 10 is an optionally alkyl-substituted aryl or arylene group with preferably 6 to 24 carbon atoms,
R10' eine ggf. alkylsubstituierte Arylen- oder Arylgruppe mit vorzugsweise 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, die ein- oder mehrfach mit einem schweren Element substituiert ist, wobei R10 und R10' unabhängig voneinander ggf. weitere Substituenten tragen können, p und q jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 2 bis 1000 sind, und n und r jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 1000 sind.R 10 'is an optionally alkyl-substituted arylene or aryl group, preferably having 6 to 24 carbon atoms, which is substituted one or more times with a heavy element, where R 10 and R 10 ' may optionally carry further substituents independently of one another, p and q are each independently an integer from 2 to 1000, and n and r are each an integer from 1 to 1000.
Unter "schwerem Element" ist erfindungsgemäß ein chemisches Element mit einer Ordnungszahl höher als 31 und niedriger als 84 mit Ausnahme der Elemente Kr und Xe zu verstehen, wobei die Elemente I, Br, Sn, Sb, Te, Bi bevorzugt sind und das Element l besonders bevorzugt ist.According to the invention, “heavy element” is understood to mean a chemical element with an atomic number higher than 31 and lower than 84 with the exception of the elements Kr and Xe, the elements I, Br, Sn, Sb, Te, Bi being preferred and the element l is particularly preferred.
R1 ist vorzugsweise -(X)-COOR\ insbesondere mit R' gleich der Gruppe (CH2CH20)nR7, wobei die Länge der Oxoalkylengruppe von Estergruppe zu Estergruppe im Block Poly A statistisch variieren kann und vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 liegt. (B) ist ganz besonders bevorzugt eine Einfachbindung. R7 ist besonders bevorzugt Methyl oder Ethyl.R 1 is preferably - (X) -COOR \, in particular where R 'is equal to the group (CH 2 CH 2 0) n R 7 , the length of the oxoalkylene group from ester group to ester group in the poly A block being able to vary statistically and preferably in the range from 5 to 20. (B) is very particularly preferably a single bond. R 7 is particularly preferably methyl or ethyl.
R2 ist vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl, ganz besonders bevorzugt Methyl.R 2 is preferably hydrogen or methyl, very particularly preferably methyl.
R3 ist vorzugsweise Wasserstoff.R 3 is preferably hydrogen.
R4 ist vorzugsweise -R10-CH2-O-R10', wobei R10 ganz besonders bevorzugt eine Phenylengruppe ist und R10' besonders bevorzugt eine Phenylgruppe ist, die ganz
besonders bevorzugt mit lod oder Brom, insbesondere mit bis zu 3 lodatomen substituiert ist.R 4 is preferably -R 10 -CH 2 -OR 10 ' , where R 10 is very particularly preferably a phenylene group and R 10 ' is particularly preferably a phenyl group which is whole is particularly preferably substituted with iodine or bromine, in particular with up to 3 iodine atoms.
(X) ist in einer ersten Ausgestaltung bevorzugt eine Einfachbindung, in einer zweiten Ausgestaltung bevorzugt -OC(0)R8-, -OC(0)O-R8- oder -C(0)OR8-, in einer dritten Ausgestaltung bevorzugt -NR7C(O)R8-, -C(0)NR7R8-, -NR7C(O)OR8-, -N(R8-)C(0)OR7, -OC(0)NHR8-, oder -N(R8-)C(O)R, und in einer vierten Ausgestaltung bevorzugt -R9-.(X) is preferably a single bond in a first embodiment, preferably -OC (0) R 8 -, -OC (0) OR 8 - or -C (0) OR 8 - in a second embodiment, preferred in a third embodiment - NR 7 C (O) R 8 -, -C (0) NR 7 R 8 -, -NR 7 C (O) OR 8 -, -N (R 8 -) C (0) OR 7 , -OC (0 ) NHR 8 -, or -N (R 8 -) C (O) R, and in a fourth embodiment preferably -R 9 -.
R5 und R6 sind bevorzugt Wasserstoff.R 5 and R 6 are preferably hydrogen.
p ist vorzugsweise 20 bis 500, vorzugsweise 50 bis 200. q ist vorzugsweise 10 bis 300, stärker bevorzugt 30 bis 80. n und r sind bevorzugt 2-100, stärker bevorzugt 5-50. n ist am meisten bevorzugt 6-12.p is preferably 20 to 500, preferably 50 to 200. q is preferably 10 to 300, more preferably 30 to 80. n and r are preferably 2-100, more preferably 5-50. n is most preferably 6-12.
Monomere, mit denen sich durch kontrolliert-radikalische oder freie radikalische Polymerisation hydrophobe Blöcke (Block B) herstellen lassen, sind z.B. - aber nicht auf diese Auswahl beschränkt - 4-Vinylbenzylchlorid, 3-Vinylbenzylchlorid, Isomerengemische aus 4- und 3-Vinylbenzylchlorid, Glycidylmethacrylat, 2-Bromethylmethacrylat, Glycidylacrylat, 2-Bromethylacrylat. 4-Vinylbenzylchlorid ist besonders bevorzugt.Monomers with which hydrophobic blocks (block B) can be produced by controlled radical or free radical polymerization are e.g. - but not limited to this selection - 4-vinylbenzyl chloride, 3-vinylbenzyl chloride, isomer mixtures of 4- and 3-vinylbenzyl chloride, glycidyl methacrylate, 2-bromoethyl methacrylate, glycidyl acrylate, 2-bromoethyl acrylate. 4-vinylbenzyl chloride is particularly preferred.
Nach deren Polymerisation (Homopolymerisation oder Blockcopolymerisation) können diese Blöcke in einer polymeranalogen Reaktion mit einer schwerelementhaltigen Verbindung umgesetzt werden, so daß die schwerelementhaitige Gruppe kovalent an das Polymer angebunden ist. Beispielsweise kann ein Poly(4-vinylbenzylchlorid)- haltiges Polymer mit Trijodphenol umgesetzt werden, so daß unter Ausbildung einer Etherbindung die Trijodbenzolgruppe kovalent an das Polymerrückgrad angebunden ist.After their polymerization (homopolymerization or block copolymerization), these blocks can be reacted in a polymer-analogous reaction with a compound containing heavy elements, so that the group containing heavy elements is covalently bound to the polymer. For example, a poly (4-vinylbenzyl chloride) -containing polymer can be reacted with triiodophenol so that the triiodobenzene group is covalently bound to the polymer backbone to form an ether bond.
Die schwerelementhaitige Verbindung kann aber auch als radikalisch (frei- oder auch kontrolliert-) polymerisierbare monomere Verbindung direkt zur Herstellung eines bereits das schwere Element enthaltenen hydrophoben Polymerblocks eingesetzt werden. Monomere Verbindungen, die das schwere Element bereits enthalten, können beispielsweise - aber nicht auf diese Darstellungsweise oder Verbindungen beschränkt - durch Reaktion von z. B. 4-Vinylbenzylchlorid mit z.B. Trijodphenol erhalten werden.The heavy element-containing compound can, however, also be used directly as a free-radical (free or controlled) polymerizable monomeric compound for producing a hydrophobic polymer block already containing the heavy element. Monomeric compounds that already contain the heavy element can be - for example - but not limited to this representation or compounds - by reacting e.g. B. 4-vinylbenzyl chloride with e.g. Triiodophenol can be obtained.
Monomere, mit denen sich durch kontrolliert-radikalische oder freie radikalische Polymerisation hydrophile Blöcke (Block A) herstellen lassen, sind z.B. - aber nicht auf diese Auswahl beschränkt:
Acrylsäure und ihre einwertigen Salze, Itaconsäure und ihre einwertigen Salze,Monomers with which hydrophilic blocks (Block A) can be produced by controlled radical or free radical polymerization are, for example - but not limited to this selection: Acrylic acid and its monovalent salts, itaconic acid and its monovalent salts,
Methacrylsäure und ihre einwertigen Salze,Methacrylic acid and its monovalent salts,
2-Acrylamidoessigsäure und ihre einwertigen Salze, N-Acryloylsarcosin und seine einwertigen Salze, einwertige Salze der 2-Acrylamidopropionsäure, einwertige2-Acrylamidoacetic acid and its monovalent salts, N-acryloylsarcosine and its monovalent salts, monovalent salts of 2-acrylamidopropionic acid, monovalent
Salze der 3-Acrylamidopropionsäure, einwertige Salze derSalts of 3-acrylamidopropionic acid, monovalent salts of
4-Acrylamidobuttersäure, einwertige Salze der 6-Acrylamidocapronsäure, einwertige Salze der Acrylamidoundecansäure, einwertige Salze der4-acrylamidobutyric acid, monovalent salts of 6-acrylamidocaproic acid, monovalent salts of acrylamidoundecanoic acid, monovalent salts of
Acrylamidododecansäure, N-Acryloylprolin und seine einwertigen Salze,Acrylamidododecanoic acid, N-acryloylproline and its monohydric salts,
N-Acryloylhydroxyprolin und seine einwertigen Salze, 2-Acrylamido-2-methyl-N-acryloylhydroxyproline and its monovalent salts, 2-acrylamido-2-methyl-
1-propionsäure und ihre Salze, einwertige Salze aller Isomere der Acrylamido- benzoesäure,1-propionic acid and its salts, monovalent salts of all isomers of acrylamido benzoic acid,
N-Acryloyltaurin und seine einwertigen Salze, N-Acryloyl-N-methyltaurin und seine einwertigen Salze, 2-Acrylamido-2-methyl-1-propansulfonsäure und ihre Salze, alleN-acryloyl taurine and its monovalent salts, N-acryloyl-N-methyl taurine and its monovalent salts, 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid and its salts, all
Isomere der Acrylamidobenzensulfonsäure und ihre Salze,Isomers of acrylamidobenzenesulfonic acid and their salts,
2-Methacrylamidoessigsäure und ihre einwertigen Salze, einwertige Salze der2-methacrylamidoacetic acid and its monovalent salts, monovalent salts of
3-Methacrylamidopropionsäure, einwertige Salze der 4-Methacrylamidobuttersäure, einwertige Salze der 6-Methacrylamidocapronsäure, einwertige Salze der3-methacrylamidopropionic acid, monovalent salts of 4-methacrylamidobutyric acid, monovalent salts of 6-methacrylamidocaproic acid, monovalent salts of
Methacrylamidoundecansäure, einwertige Salze der Methacrylamidododecansäure,Methacrylamidoundecanoic acid, monovalent salts of methacrylamidododecanoic acid,
2-Methacrylamido-2-methyl-propionsäure und ihre Salze, einwertige Salze aller2-methacrylamido-2-methyl-propionic acid and its salts, monovalent salts of all
Isomere der Methacrylamidobenzoesäure,Isomers of methacrylamidobenzoic acid,
N-Methacryloyltaurin und seine einwertigen Salze, 2-Methacrylamido-2-methyl-N-methacryloyl taurine and its monovalent salts, 2-methacrylamido-2-methyl
1-propansulfonsäure und ihre Salze, alle Isomere der1-propanesulfonic acid and its salts, all isomers of
Methacrylamidobenzensulfonsäure und ihre Salze,Methacrylamidobenzenesulfonic acid and its salts,
Salze des 2-(Acryloyloxy)ethyldimethylamins, Salze des 3-(Acryloyloxy)- propyldimethylamins, Salze des 2-(Methacryloyloxy)ethyldimethylamins, Salze desSalts of 2- (acryloyloxy) ethyldimethylamine, salts of 3- (acryloyloxy) propyldimethylamine, salts of 2- (methacryloyloxy) ethyldimethylamine, salts of
3-(Methacryloyloxy)propyldimethylamins,3- (methacryloyloxy) propyldimethylamins,
Salze des 2-(Acrylamido)ethyldimethylamins, Salze desSalts of 2- (acrylamido) ethyldimethylamine, salts of
3-(Acrylamido)propyIdimethylamins, Salze des N-Acryloyl-N'methyl-piperazins,3- (acrylamido) propylidimethylamine, salts of N-acryloyl-N'methyl-piperazine,
Salze des 2-(Methacrylamido)ethyldimethylamins, Salze des 3-(Methacrylamido)- propyldimethylamins,Salts of 2- (methacrylamido) ethyldimethylamine, salts of 3- (methacrylamido) propyldimethylamine,
2-(Acrylamido)ethyltrimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder2- (acrylamido) ethyltrimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or
-halogenid,halide,
2-(Acrylamido)ethyl-benzyldimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat,2- (acrylamido) ethyl-benzyldimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate,
-methosulfat oder -halogenid, 3-(Acrylamido)propyltrimethylammonium-sulfat,methosulfate or halide, 3- (acrylamido) propyltrimethylammonium sulfate,
-mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid,mesylate, tosylate, methosulfate or halide,
3-(Acrylamido)propyl-benzyldimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat,3- (acrylamido) propyl-benzyldimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate,
-methosulfat oder -halogenid, N-Acryloyl-N'.N'-dimethylpiperazinium-sulfat,
-mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid,methosulfate or halide, N-acryloyl-N'.N'-dimethylpiperazinium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide,
2-(Methacrylamido)ethyltrimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 2-(Methacrylamido)ethyl-benzyldimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 3-(Methacrylamido)- propyltrimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 3-(Methacrylamido)propyl-benzyldimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid,2- (methacrylamido) ethyltrimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 2- (methacrylamido) ethyl benzyldimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 3- (methacrylamido) - propyltrimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 3- (methacrylamido) propylbenzyldimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide,
2-(Acryloyloxy)ethyltrimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 2-(Acryloyloxy)ethyl-benzyldimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 3-(Acryloyloxy)propyltrimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder halogenid, 3-(Acryloyloxy)propyl- benzyldimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 2-(Methacryloyloxy)ethyltrimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 2-(Methacryloyloxy)ethyI-benzyldimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 3-(Methacryloyloxy)- propyltrimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, 3-(Methacryloyloxy)propyl-benzyldimethylammonium-sulfat, -mesylat, -tosylat, -methosulfat oder -halogenid, die einwertigen Salze aller Isomere der Vinylbenzoesäure, Styrensulfonsäure und ihre Salze, 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, quaternisierte Salze des 2-, 3- und 4-Vinylpyridins mit Resten, die weniger als 8 Kohlenstoffatome enthalten, N-Vinylimidazol, quaternisierte Salze des N-Vinylimidazols mit Resten, die weniger als 8 Kohlenstoffatome enthalten, alle Isomere des Vinylbenzylamins, alle Isomere der quaternisierten Salze des Vinylbenzylamins mit Resten, die zusammen weniger als 13 Kohlenstoffatome enthalten,2- (acryloyloxy) ethyltrimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 2- (acryloyloxy) ethyl benzyldimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 3- (acryloyloxy) propyltrimethylammon sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 3- (acryloyloxy) propylbenzyldimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 2- (methacryloyloxy) ethyltrimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 2- (methacryloyloxy) ethyl-benzyldimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, 3- (methacryloyloxy) propyltrimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate or methosulfate -halide, 3- (methacryloyloxy) propyl-benzyldimethylammonium sulfate, mesylate, tosylate, methosulfate or halide, the monovalent salts of all isomers of vinylbenzoic acid, styrene sulfonic acid and their salts, 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine , quaternized salts of 2-, 3- and 4-vinylp yridins with residues containing less than 8 carbon atoms, N-vinylimidazole, quaternized salts of N-vinylimidazole with residues containing less than 8 carbon atoms, all isomers of vinylbenzylamine, all isomers of quaternized salts of vinylbenzylamine with residues which together are less than Contain 13 carbon atoms,
Acrylamid, N-Methylacrylamid, N-Ethylacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N-Acryloylmorpholin, N-(2-hydroxyethyl)acrylamid, N,N-bis(2-hydroxyethyl)acrylamid, N-(2-hydroxypropyl)acrylamid, N-(2-hydroxypropyl)methacrylamid, 2-Acrylamidopropan-1 ,3-diol, 3-Acrylamidopropan-1 ,2-diol, 2-Methacrylamidopropan-1 ,3-diol, 3-Methacryl- amidopropan-1 ,2-diol, N-(TrismethyloImethyl)acrylamid, N-Acryloyl-glucosamin, N-Methacryloyl-glucosamin, N-Acryloyl-N-methyl-glucosamin, Glycerylacrylat, Glucosylacrylat, Sorbitacrylat, Sorbitanacrylat, Poly(ethylenglykol)acrylat, Poly(ethylenglykolmonomethylether)acrylat, 2-Methylsulfinylethylacrylat,Acrylamide, N-methyl acrylamide, N-ethyl acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-acryloylmorpholine, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, N, N-bis (2-hydroxyethyl) acrylamide, N- (2-hydroxypropyl) acrylamide, N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide, 2-acrylamidopropane-1,3-diol, 3-acrylamidopropane-1,2-diol, 2-methacrylamidopropane-1,3-diol, 3-methacrylic amidopropane-1,2-diol , N- (trismethyloimethyl) acrylamide, N-acryloyl-glucosamine, N-methacryloyl-glucosamine, N-acryloyl-N-methyl-glucosamine, glyceryl acrylate, glucosyl acrylate, sorbitol acrylate, sorbitan acrylate, poly (ethylene glycol) acrylate, poly (ethylene glycol monomethyl) 2-Methylsulfinylethylacrylat,
Glycerylmethacrylat, Glucosylmethacrylat, Sorbitmethacrylat, Sorbitanmethacrylat, PoIy(ethylenglykol)methacrylat, Poly(ethylenglykolmonomethylether)methacrylat, 2-Methylsulfinyiethylmethacrylat,
N-Vinylformamid, N-Methyl-N-Vinylformamid, N-Vinylacetamid, N-Methyl-N-Viny lacetamid , N-Vinylpyrrolidon .Glyceryl methacrylate, glucosyl methacrylate, sorbitol methacrylate, sorbitan methacrylate, poly (ethylene glycol) methacrylate, poly (ethylene glycol monomethyl ether) methacrylate, 2-methylsulfinyiethyl methacrylate, N-vinyl formamide, N-methyl-N-vinyl formamide, N-vinyl acetamide, N-methyl-N-vinyl lacetamide, N-vinyl pyrrolidone.
Besonders bevorzugte monomere hydrophile Ausgangsverbindungen sindParticularly preferred monomeric hydrophilic starting compounds are
Poly(ethylenglykol)acrylat, Poly(ethylenglykolmonomethylether)acrylat,Poly (ethylene glycol) acrylate, poly (ethylene glycol monomethyl ether) acrylate,
Poly(ethylenglykol)methacrylat, Poly(ethylenglykolmonomethylether)methacrylat,Poly (ethylene glycol) methacrylate, poly (ethylene glycol monomethyl ether) methacrylate,
Glycerylacrylat,glyceryl acrylate,
G lycerylmethacrylat,G lyceryl methacrylate,
N,N-Dimethylacrylamid,N, N-dimethyl acrylamide,
N-Vinylpyrrolidon.N-vinylpyrrolidone.
In einer wichtigen Ausgestaltung der Erfindung haben die Reste R1 die Bedeutung -(X)-COOR', -C(0)NHR", oder -(X)-C(O)NR2π, wobei R' (CH2CH20)nR7 ist. Das Vorhandensein der Polyethylenoxid-einheiten fördert die Mizellbildung.In an important embodiment of the invention, the radicals R 1 have the meaning - (X) -COOR ', -C (0) NHR ", or - (X) -C (O) NR 2π , where R' (CH 2 CH 2 0) n is R 7. The presence of the polyethylene oxide units promotes micelle formation.
In einer anderen wichtigen Ausgestaltung der Erfindung besitzt R1 in erfindungsgemäßen Copolymeren die Bedeutung -(X)-COOR', wobei (X) eine Einfachbindung ist, wobei R' in dieser Kombination seinerseits besonders bevorzugt Wasserstoff ist oder, ebenfalls besonders bevorzugt, (CH2CH20)nR7. Unter den Resten R7 ist für diese Ausgestaltung wiederum Wasserstoff oder eine Alkylgruppe wie oben definiert als bevorzugt zu nennen.In another important embodiment of the invention, R 1 in copolymers according to the invention has the meaning - (X) -COOR ', where (X) is a single bond, where R' in turn is particularly preferably hydrogen or, likewise particularly preferably, (CH 2 CH 2 0) nR 7 . Among the radicals R 7 , hydrogen or an alkyl group as defined above is again to be mentioned as preferred for this embodiment.
Die erfindungsgemäßen Copolymere können hauptsächlich oder vollständig aus je einem hydrophilen Block Poly(A) und einem hydrophoben Block Poly(B) aufgebaut sein. Alternativ können sie aus drei Blöcken bestehen (oder diese zu wesentlichen Teilen enthalten), wobei dann, wenn der mittlere Block hydrophob ist, die beiden Randblöcke hydrophil sind und umgekehrt. Alternativ können die erfindungsgemäßen Copolymere aus einem Blockpolymeren aufgebaut sein, das mit dem jeweils gegensinnigen Block gepfropft ist. In einer eiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der hydrophile Block(A) selbst ein Copolymerisat aus statistisch oder alternierend angeordneten, hydrophoben und hydrophilen Einheiten (A) und (B) sein, vorausgesetzt, dass der Block Poly(A) noch eine so große Hydrophilie besitzt, dass er wasserlöslich ist. Als hydrophobe Monomereinheiten für den Aufbau solcher Copolymerisate eignen sich z.B. Styrol oder Methyl(meth)acrylat, als hydrophile Monomereinheiten Maleinsäureanhydrid, (Meth-)Acrylsäure, Styrolsulfonsäure und deren Salze, Vinylbenzoesäure und deren Salze.
Die erfindungsgemäßen Block- und Pfropf-Copolymere lassen sich durch radikalische Polymerisation herstellen. Eine elegante, nur wenige Stufen umfassende Synthese folgt dem folgenden Schema:The copolymers according to the invention can be composed mainly or completely of a hydrophilic block poly (A) and a hydrophobic block poly (B). Alternatively, they can consist of three blocks (or contain substantial parts of them), and if the central block is hydrophobic, the two edge blocks are hydrophilic and vice versa. Alternatively, the copolymers according to the invention can be constructed from a block polymer which is grafted with the opposite block in each case. In a further embodiment of the invention, the hydrophilic block (A) itself can be a copolymer of randomly or alternately arranged, hydrophobic and hydrophilic units (A) and (B), provided that the block poly (A) still has such great hydrophilicity that it is water soluble. Suitable hydrophobic monomer units for the construction of such copolymers are, for example, styrene or methyl (meth) acrylate, maleic anhydride, (meth) acrylic acid, styrene sulfonic acid and its salts, vinylbenzoic acid and its salts as hydrophilic monomer units. The block and graft copolymers according to the invention can be produced by radical polymerization. An elegant synthesis consisting of only a few steps follows the following scheme:
1. Polymerisation einer Verbindung X(CH2)mR9-CR5=CR6 mit m gleich 0 der 1 und X gleich reaktivem Rest, z.B. Cl oder OH, unter Ausbildung eines Produktes mit reaktivem Kettenkopf (bei dem es sich z.B. - aber nicht auf die Auswahl beschränkt - um ein substituiertes Nitroxyl oder einen Ester der substituierten oder unsubstituierten Dithiobenzoesäure handeln kann),1. Polymerization of a compound X (CH 2 ) m R 9 -CR 5 = CR 6 with m equal to 0 of the 1 and X being the same reactive radical, for example Cl or OH, to form a product with a reactive chain head (which is, for example - but not limited to the selection - can be a substituted nitroxyl or an ester of substituted or unsubstituted dithiobenzoic acid),
2. Polymerisation einer Verbindung R1-CR2=CR3, entweder in einem vorgelagerten Polymerisationsschritt mit nachfolgender Anbindung des Produktes an das Produkt aus Schritt 1 oder durch direkte Anpolymerisation der Einzelmoleküle an den reaktiven Ketten köpf des Produktes aus Schritt 1 , und2. Polymerization of a compound R 1 -CR 2 = CR 3 , either in a preceding polymerization step with subsequent connection of the product to the product from step 1 or by direct polymerization of the individual molecules on the reactive chain head of the product from step 1, and
3. Umsetzung einer Verbindung R10,(CH2)oY mit der Gruppe X(CH2)mR10- des Produktes aus Schritt 2 unter Ausbildung des Restes R4, wobei o+m zusammen gleich 1 sind und Y ein geeigneter Reaktionspartner ist, um R10' über eine Etherbrücke oder direkt an R10 zu binden, z.B. OH oder Cl.3. Reaction of a compound R 10, (CH 2 ) o Y with the group X (CH 2 ) m R 10 - the product from step 2 to form the radical R 4 , where o + m together are 1 and Y is a suitable one Reaction partner is to bind R 10 'via an ether bridge or directly to R 10 , for example OH or Cl.
Günstig ist an der Wahl dieses Verfahrens, dass unter den Bedingungen des ersten Schrittes ein am Kettenkopf aktiviertes hydrophobes Produkt entsteht, das ohne weiteres als Material für die Anpolymerisierung des hydrophilen Blocks eingesetzt werden kann, und dass es keiner Schutzgruppen für die spätere Anbindung des schwerelementhaltigen Restes bedarf.It is favorable in the choice of this process that under the conditions of the first step a hydrophobic product is formed which is activated at the chain head and which can easily be used as a material for the polymerisation of the hydrophilic block, and that there are no protective groups for the subsequent attachment of the residue containing heavy elements requirement.
Die Erfindung stellt damit Copolymere und Verfahren zu deren Herstellung bereit,The invention thus provides copolymers and processes for their preparation,
1. die einfach und damit kostengünstig über kontrollierte radikalische Polymerisation und gegebenenfalls polymeranaloge Umsetzung synthetisiert werden können,1. which can be synthesized simply and therefore inexpensively via controlled radical polymerization and, if appropriate, polymer-analogous reaction,
2. in denen die kontrastierenden Molekülteile ausschließlich durch kovalente Bindungen an das Polymerrückgrat gebunden sind,2. in which the contrasting parts of the molecule are bound to the polymer backbone exclusively by covalent bonds,
3. die insbesondere in physiologischem Milieu eine hohe Hydrolyse-Stabilität besitzen,3. which have a high stability to hydrolysis, in particular in a physiological environment,
4. die Mizellen vom Kern-Schale-Typ mit hoher struktureller Integrität bilden, die sich insbesondere bei Verdünnung nicht auflösen, und4. form the micelles of the core-shell type with high structural integrity, which do not dissolve, especially when diluted, and
5. deren Formulierungen in Form von Kern-Schale-Mizellen auch bei hoher Konzentration eine geringe Viskosität aufweisen.
Besonders einfach gestaltet sich die Synthese unter Verwendung von Methoden der sogenannten "kontrollierten radikalischen Polymerisation" (beispielsweise beschrieben in Matyjaszewski, K. (Editor), Controlled/Living Radical Polymerization, Progress in ATRP, NMP, and RAFT, ACS Symposium Series 768, American Chemical Society, Washington, DC, 2000, ISBN 0-8412-3707-7), wie am folgenden dreistufigen Synthese- Schema ausgeführt:5. whose formulations in the form of core-shell micelles have a low viscosity even at high concentration. The synthesis is particularly simple using methods of so-called "controlled radical polymerization" (described, for example, in Matyjaszewski, K. (Editor), Controlled / Living Radical Polymerization, Progress in ATRP, NMP, and RAFT, ACS Symposium Series 768, American Chemical Society, Washington, DC, 2000, ISBN 0-8412-3707-7), as outlined on the following three-step synthesis scheme:
1. Herstellung eines N-Oxyl-terminierten hydrophoben Blocks durch kontrollierte radikalische Polymerisation (z. B. Poly(vinylbenzylchlorid), vergl. Beispiel 1.1),1. Production of an N-oxyl-terminated hydrophobic block by controlled radical polymerization (eg poly (vinylbenzyl chloride), see Example 1.1),
2. Herstellung eines amphiphilen Blockcopolymers durch kontrollierte radikalische Polymerisation des hydrophoben, N-Oxyl-terminierten Blocks (aus Syntheseschritt 1) mit einem geeigneten hydrophilen Monomeren (z. B. (Meth-)Acrylsäure, Styrolsulfonsäure, und deren Salze, Maleinsäureanhydrid, Vinylbenzoesäure und deren Salze oder Poly(Methoxypolyethylenglykol 350 Methacrylat), vergl. Beispiel 1.2),2. Production of an amphiphilic block copolymer by controlled radical polymerization of the hydrophobic, N-oxyl-terminated block (from synthesis step 1) with a suitable hydrophilic monomer (e.g. (meth)) acrylic acid, styrene sulfonic acid, and their salts, maleic anhydride, vinylbenzoic acid and their salts or poly (methoxypolyethylene glycol 350 methacrylate), see Example 1.2),
3. Polymeranaloge Umsetzung des hydrophoben Blocks des Block-Copolymers (aus Syntheseschritt 2) mit einer Benzolverbindung, die schwere Elemente enthält (z. B. Triiodphenol, vergl. Beispiel 1.3). Dabei wird der hydrophobe Block quantitativ mit kovalent gebundenen Triiodbenzolgruppen umgesetzt. Der Nachweis der quantitativen kovalenten Bindung der lodgruppen an das Polymerrückgrat erfolgt mittels 1H-NMR-Spektroskopie.3. Polymer-analogous reaction of the hydrophobic block of the block copolymer (from synthesis step 2) with a benzene compound which contains heavy elements (e.g. triiodophenol, cf. Example 1.3). The hydrophobic block is reacted quantitatively with covalently bound triiodobenzene groups. The quantitative covalent binding of the iodine groups to the polymer backbone is demonstrated by means of 1 H-NMR spectroscopy.
Im angeführten Syntheseschema lässt sich die Reihenfolge der Synthese des hydrophoben und des hydrophilen Blocks auch ohne weiteres vertauschen. Außerdem lassen sich alternativ derartige schwerelementhaitige, amphiphile Block-oder Propf- Copolymere auch in nur zwei Syntheseschritten herstellen, wenn z.B. im oben beschriebenen Schema im Schritt 1 hydrophobe Monomere eingesetzt werden, die bereits schwere Elemente enthalten.The order of synthesis of the hydrophobic and the hydrophilic block can also be easily interchanged in the synthesis scheme given. In addition, such heavy-element amphiphilic block or graft copolymers can alternatively also be prepared in only two synthesis steps if, for example, in the scheme described above in step 1 hydrophobic monomers are used which already contain heavy elements.
Weiterhin wurde überraschenderweise gefunden, dass sich aus den Block- und Propf-Furthermore, it was surprisingly found that the block and graft
Copolymeren in wässrigen Lösemitteln Mizellen und Aggregate bilden, die auch bei hoher Konzentration eine niedrige Viskosität besitzen und einen hohen Röntgen-Copolymers in aqueous solvents form micelles and aggregates that have a low viscosity even at high concentrations and a high X-ray
Streukontrast aufweisen.Show scatter contrast.
Nachstehend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1: PolymersyntheseThe invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Example 1: Polymer synthesis
1.1 Synthese von Poly(vinylbenzylchlorid) mit TBUNO (Syntheseschritt 1)1.1 Synthesis of poly (vinylbenzyl chloride) with TBUNO (synthesis step 1)
Die Synthese wurde in einen thermostatisierbaren 100 mL Doppelmantelreaktor durchgeführt. 3 mmol N-fe f/'är-Butyl-1-diethylphosphono-2,2-dimethylpropylnitroxyl (TBUNO) und 50 g 4-Vinylbenzylchlorid (VBC) wurden in Toluol gelöst. Die Lösung wurde 1 h mit Argon gespült und dann auf 75 °C erhitzt. Anschließend wurden 2 mmol 2,2-Azobis-(4-methoxy)-2,4-dimethylvaleronitril (V70, WAKO) in 5 mL Toluol gelöst, zum Reaktionsgemisch hinzugegeben. Die Lösung wurde 1h bei 75 °C gerührt, um einen vollständigen Zerfall des V70 zu gewährleisten. Anschließend wurde die Temperatur auf 95 °C erhöht, um die Polymerisation zu starten. Nach 4 h Reaktionszeit wurde abgebrochen, indem man den Ansatz abkühlen ließ. Die Polymerlösung wurde in 1500 mL Methanol gegossen und das Polymer ausgefällt. Das Rohrprodukt wurde in 100 mL Butanon gelöst und anschließend erneut in 1500 mL Methanol ausgefällt, abfiltriert und im Vakuum getrocknet. Die Ausbeute betrug 50 g PVBC.The synthesis was carried out in a thermostattable 100 mL jacketed reactor. 3 mmol of N-fe f / ' aer-butyl-1-diethylphosphono-2,2-dimethylpropylnitroxyl (TBUNO) and 50 g of 4-vinylbenzyl chloride (VBC) were dissolved in toluene. The solution was purged with argon for 1 h and then heated to 75 ° C. 2 mmol of 2,2-azobis (4-methoxy) -2,4-dimethylvaleronitrile (V70, WAKO) were then dissolved in 5 ml of toluene and added to the reaction mixture. The solution was stirred at 75 ° C for 1 hour to ensure complete disintegration of the V70. The temperature was then raised to 95 ° C. to start the polymerization. After a reaction time of 4 h, the mixture was stopped by allowing the mixture to cool. The polymer solution was poured into 1500 mL methanol and the polymer precipitated. The tube product was dissolved in 100 mL butanone and then precipitated again in 1500 mL methanol, filtered off and dried in vacuo. The yield was 50 g of PVBC.
1.2 Synthese von Poly(vinylbenzylchlorid)-block-Poly(ethylenoxidmonomethyl- ethermethacrylat) PBVC-block-PMPEG350MA (Syntheseschritt 2)1.2 Synthesis of poly (vinylbenzyl chloride) block poly (ethylene oxide monomethyl ether methacrylate) PBVC block PMPEG350MA (synthesis step 2)
Die Synthese wurde in einen thermostatisierbaren 100 mL Doppelmantelreaktor durchgeführt. Es wurden 5 g (0.5 mmol) PVBC (aus Syntheseschritt 1) und 40 g MPEG350MA („Bisomer 350" Methoxypolyethylenglykol 350 Methacrylat, LAPORTE Performance Chemicals, durchschnittliches Mw = 350 g mol"1) mit 50 g Toluol gelöst. Die Lösung wird 1 h mit Argon gespült. Anschließend wurde auf 92 °C erhitzt, um die Polymerisation zu starten. Nach 1 h wird abgebrochen, indem man den Ansatz abkühlen lässt. Die Polymerlösung wurde in 1500 mL Diethylether gegossen und das Polymer ausgefällt. Das Rohprodukt wurde in 50 mL Butanon gelöst und anschließend erneut in 1500 mL Diethylether ausgefällt. Nach Trocknung im Vakuumtrockenschrank erhält man etwa 12 g PVBC-block-PMPEG350MA entsprechend einem Molmassenverhältnis der Blöcke von 1:1.The synthesis was carried out in a thermostattable 100 mL jacketed reactor. 5 g (0.5 mmol) of PVBC (from synthesis step 1) and 40 g of MPEG350MA ("bisomer 350" methoxypolyethylene glycol 350 methacrylate, LAPORTE Performance Chemicals, average M w = 350 g mol "1 ) were dissolved with 50 g of toluene. The solution is flushed with argon for 1 h. The mixture was then heated to 92 ° C. to start the polymerization. After 1 h, the mixture is stopped by allowing the batch to cool. The polymer solution was poured into 1500 ml of diethyl ether and the polymer precipitated. The crude product was dissolved in 50 ml of butanone and then precipitated again in 1500 ml of diethyl ether. After drying in a vacuum drying cabinet, about 12 g of PVBC-block-PMPEG350MA are obtained, corresponding to a molar mass ratio of the blocks of 1: 1.
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): 1.3-1-9 ppm CH, CH > (Hauptkette); 3.4 ppm O-CH3; 3.5-3.7 ppm O-CÜ; 4.0-4.2 ppm OCO-Chb (Ester); 4.3-4.5 ppm Chb (Benzyl); 6.3-7.2 ppm CH (arom.)
1.3 Synthese von Poly(vinylbenzyltriiodphenolat)-block- Poly(ethylenoxidmono-methylethermethacrylat) PVBI-b-PMPEG350 A (Syntheseschritt 3) 1 H-NMR (400 MHz, CDCI 3 ): 1.3-1-9 ppm CH, CH> (main chain); 3.4 ppm O-CH 3 ; 3.5-3.7 ppm O-CÜ; 4.0-4.2 ppm OCO-Chb (ester); 4.3-4.5 ppm Chb (benzyl); 6.3-7.2 ppm CH (aroma) 1.3 Synthesis of poly (vinylbenzyl triiodophenolate) block poly (ethylene oxide monomethyl ether methacrylate) PVBI-b-PMPEG350 A (synthesis step 3)
1.00 g PVBC-b-PMPEG350MA (aus Syntheseschritt 2), 1.06 g Triiodphenol, 0.31 g Kaliumcarbonat und 0.02 g Kaliumiodid wurden in 10 mL wasserfreiem Aceton gelöst. Anschließend wurde 3 h im Rückfluss gekocht. Dann wurde das Produkt in eine 9:1 Aceton/Wasser-Lösung überführt und in einem 3.5 kD Dialyseschlauch bis zu einem Leitfähigkeitswert von 20 PS dialysiert. Das Produkt wurde durch Gefriertrocknung isoliert.1.00 g of PVBC-b-PMPEG350MA (from synthesis step 2), 1.06 g of triiodophenol, 0.31 g of potassium carbonate and 0.02 g of potassium iodide were dissolved in 10 ml of anhydrous acetone. The mixture was then boiled under reflux for 3 h. The product was then transferred to a 9: 1 acetone / water solution and dialyzed in a 3.5 kD dialysis tube to a conductivity of 20 PS. The product was isolated by freeze drying.
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): 1.3-1-9 ppm CH, CH2 (Hauptkette); 3.4 ppm O-CH3; 3.5-3.7 ppm 0-CH2; 4.0-4.2 ppm OCO-CH2 (Ester) und CH2-Ph (Benzyl); 7.4-8.1 ppm CH (arom.) 1 H NMR (400 MHz, CDCI 3 ): 1.3-1-9 ppm CH, CH 2 (main chain); 3.4 ppm O-CH 3 ; 3.5-3.7 ppm 0-CH 2 ; 4.0-4.2 ppm OCO-CH 2 (ester) and CH 2 -Ph (benzyl); 7.4-8.1 ppm CH (aroma)
Nachstehend ist die Strukturformel des Jodhaltigen Block-Copolymers nach Syntheseschritt 3 gezeigt. Der lodgehalt beträgt 19.08 Gewichtsprozent.The structural formula of the iodine-containing block copolymer after synthesis step 3 is shown below. The iodine content is 19.08 percent by weight.
Beispiel 2: Synthese eines jodhaltigen, micellenbildenden Diblockcopolymers:Example 2: Synthesis of an iodine-containing, micelle-forming diblock copolymer:
Synthese von Polv(Vinylbenzylchlorid) (PVBC)Synthesis of Polv (vinylbenzyl chloride) (PVBC)
25 g (163.8 mmol) 4-Vinylbenzylchlorid wurden mit 0.2 g (0.68 mmol) SG1 und 0.1 g (0.32 mmol) V70 (Wako-Chemicals) in ein Schlenk-Gefäß eingewogen und entgast. Das Reaktionsgemisch wurde auf 100°C erhitzt und 2 h gerührt. Die Polymerlösung wurde zweimal in Methanol ausgefällt, das erhaltene Rohprodukt wurde in Benzen gelöst und gefriergetrocknet.
Ausbeute: 8.4 g25 g (163.8 mmol) of 4-vinylbenzyl chloride were weighed into a Schlenk vessel with 0.2 g (0.68 mmol) of SG1 and 0.1 g (0.32 mmol) of V70 (Wako-Chemicals) and degassed. The reaction mixture was heated to 100 ° C. and stirred for 2 hours. The polymer solution was precipitated twice in methanol, the crude product obtained was dissolved in benzene and freeze-dried. Yield: 8.4 g
GPC (THF): Mn: 1850 g/mol; PD = 1.25GPC (THF): Mn: 1850 g / mol; PD = 1.25
Synthese von PVBC-b-PEG-methyletheracrylatSynthesis of PVBC-b-PEG-methyl ether acrylate
Es wurden 5.62 g inhibitorfreies Poly(ethylenglycol) methyletheracrylat (Mw = 134.13 g/mol, Aldrich) und 0.71 g PVBC in ein Schlenk-Gefäß eingewogen und in 7ml Toluol gelöst. Das Reaktionsgemisch wurde entgast und 2 h bei 95°C gerührt.5.62 g of inhibitor-free poly (ethylene glycol) methyl ether acrylate (Mw = 134.13 g / mol, Aldrich) and 0.71 g of PVBC were weighed into a Schlenk vessel and dissolved in 7 ml of toluene. The reaction mixture was degassed and stirred at 95 ° C for 2 h.
Die Polymerlösung wurde in eiskaltem Diethylether ausgefällt und abfiltriert. Das beiThe polymer solution was precipitated in ice-cold diethyl ether and filtered off. That at
Raumtemperatur ölartige Produkt wurde in einem Tetrahydrofuran / Wasser - GemischRoom temperature oily product was in a tetrahydrofuran / water mixture
(1 :9) gelöst, dialysiert und gefriergetrocknet.(1: 9) dissolved, dialyzed and freeze-dried.
(Ausbeute: 1.18 g )(Yield: 1.18 g)
GPC (THF): Mn: 3300 g/mol; PD = 1.26GPC (THF): Mn: 3300 g / mol; PD = 1.26
Synthese von PVBC-TIP-b-PEG-methyletheracrylatSynthesis of PVBC-TIP-b-PEG-methyl ether acrylate
In einen 100 ml-Dreihalskolben wurden unter Argon 1.173 g PVBC-b-PEG- methyletheracrylat eingewogen und in 40 ml trockenem Aceton gelöst. Dazu wurden 23.3 mg Kaliumiodid, 2.6444 g Triiodphenol und zum Schluß 0.7745 g getrocknetes Kaliumcarbonat gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde unter Rückfluß und Argon- Atmosphäre 2.5 h gerührt, anschließend filtriert und gegen Wasser 2 Tage dialysiert (Zellutrans Dialyseschlauch, Mw cutoff 1000). Ausbeute: 0.5 g1173 g of PVBC-b-PEG-methyl ether acrylate were weighed into a 100 ml three-necked flask under argon and dissolved in 40 ml of dry acetone. 23.3 mg of potassium iodide, 2.6444 g of triiodophenol and finally 0.7745 g of dried potassium carbonate were added. The reaction mixture was stirred under reflux and under an argon atmosphere for 2.5 h, then filtered and dialyzed against water for 2 days (Cellutrans dialysis tube, Mw cutoff 1000). Yield: 0.5 g
Beispiel 3: Synthese eines poivmerisierbaren. schwereiementhaltigen Monomers:Example 3: Synthesis of a polymerizable. heavy element monomer:
Synthese von p-Vinylbenzyl-(tribromphenyl)etherSynthesis of p-vinylbenzyl (tribromophenyl) ether
In einen 100 ml - Dreihalskolben wurden 3.25 g (21.2 mmol) 4-Vinylbenzylchlorid eingewogen und in 20 ml trockenem Aceton gelöst. Dazu wurden 7.49g (22.6 mmol) 2,4,6-Tribromphenol und weitere 40 ml Aceton gegeben. Nach Zugabe von 2.94 g (21.2 mmol) getrocknetem Kaliumcarbonat (Pulver) wurde die Lösung 23 h unter Rückflusserwärmung unter einer trockenen Argon-Atmosphäre gerührt.3.25 g (21.2 mmol) of 4-vinylbenzyl chloride were weighed into a 100 ml three-necked flask and dissolved in 20 ml of dry acetone. 7.49 g (22.6 mmol) of 2,4,6-tribromophenol and a further 40 ml of acetone were added. After adding 2.94 g (21.2 mmol) of dried potassium carbonate (powder), the solution was stirred under reflux under a dry argon atmosphere for 23 h.
Anschließend wurde das Reaktionsgemisch noch heiß filtriert. Das Filtrat wurde in 50 ml destilliertes Wasser (23°C) gegossen. Es bildete sich ein weißer Niederschlag, der abfiltriert und unter Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet wurde. Ausbeute: 2.0939g
1H- NMR (400 MHz; DMSO-D6; α in ppm): 7.98 (s, 2H), 7.52 (s, 4H), 6.80 - 6.73 (dd, 1 H), 5.90 - 5.85 (d, 1 H), 5.31 - 5.28 (d, 1 H), 4.97 (s, 2H)The reaction mixture was then filtered while hot. The filtrate was poured into 50 ml of distilled water (23 ° C). A white precipitate formed which was filtered off and dried under vacuum at room temperature. Yield: 2.0939g 1 H-NMR (400 MHz; DMSO-D6; α in ppm): 7.98 (s, 2H), 7.52 (s, 4H), 6.80 - 6.73 (dd, 1 H), 5.90 - 5.85 (d, 1 H) , 5.31 - 5.28 (d, 1H), 4.97 (s, 2H)
Beispiel 4: Herstellung einer Formulierung von Kern-Schale-MizellenExample 4: Preparation of a core-shell micelle formulation
Eine Menge von 20 mg PVBI-b-PMPEG350MA (aus Beispiel 1 , Syntheseschritt 3, vergleiche Abschnitt 1.3 des Beispiels 1) wurde in 15 mL Tetrahydrofuran im Uitraschallbad bei 50 C gelöst, tropfenweise mit 20 mL Wasser bei 50 °C vermischt und unter Rühren bei konstanter Temperatur stehen gelassen bis der typische Geruch von Tetrahydrofuran verschwunden war. Die verdampfte Wassermenge wurde ersetzt und mittels dynamischer Lichtstreuung (A1-SP81 Goniometer und ALV-5000 Digital Korrelator der ALV Laser Vertriebsgesellschaft, Langen) charakterisiert. Der aus den Lichtstreudaten mittels der Stokes-Einsteinbeziehung bestimmte hydrodynamische Radius der Mizellen betrug 62 nm. Zur Bestimmung der strukturellen Integrität der Mizellen wurden die Lösungen im Konzentrationsintervall von 10"3 g/L bis 10 g/L untersucht. Mit Werten zwischen 60 und 65 nm zeigten Mizellen im gesamten untersuchten Konzentrationsbereich keinerlei Veränderung des hydrodynamischen Radius. Charakterisierung mittels ViskosimetrieA quantity of 20 mg of PVBI-b-PMPEG350MA (from example 1, synthesis step 3, compare section 1.3 of example 1) was dissolved in 15 ml of tetrahydrofuran in an ultrasound bath at 50 ° C., mixed dropwise with 20 ml of water at 50 ° C. and with stirring Let stand at constant temperature until the typical smell of tetrahydrofuran had disappeared. The amount of water evaporated was replaced and characterized using dynamic light scattering (A1-SP81 goniometer and ALV-5000 digital correlator from ALV Laser Vertriebsgesellschaft, Langen). The hydrodynamic radius of the micelles determined from the light scattering data using the Stokes-Einstein relationship was 62 nm. To determine the structural integrity of the micelles, the solutions were examined in the concentration interval from 10 "3 g / L to 10 g / L. With values between 60 and 65 nm showed no change in the hydrodynamic radius in the concentration range examined, characterized by viscometry
Viskosimetrische Messungen an den mizellaren Lösungen erfolgten mit einem Lösungsviskosimeter mit automatischer Verdünnung (Viskoboy 2; Fa. Lauda) bei 30 °C in 0.01 N Natriumchlorid-Lösung. Wie in Figur 1 erkennbar ist, zeigte sich, dass die Viskosität der nach Beispiel 2 hergestellten Mizellen gering ist (z. B. 6 cm3 g"1 bei einer Konzentration von 8 g L"1) und auch ihre Grenzviskosität einen geringen Wert aufweist (ca. 5 cm3 g"1). Weiterhin steigt die Viskosität linear mit der Konzentration an (Steigung ca. 0.16 cm3 L g"2). Damit verhalten sich die Blockcopolymer-Mizellen bezüglich ihrer Viskosität wie idealtypische harte Kugeln. Anzeichen für die Bildung höherer Assoziationsgrade als die gewünschten Mizellen (z. B. lamellare Flüssigkristalle) wurden im untersuchten Konzentrationsbereich nicht gefunden (2 bis 8 g L"1).Viscometric measurements on the micellar solutions were carried out using a solution viscometer with automatic dilution (Viskoboy 2; Lauda) at 30 ° C. in 0.01 N sodium chloride solution. As can be seen in FIG. 1, it was found that the viscosity of the micelles produced according to Example 2 is low (eg 6 cm 3 g "1 at a concentration of 8 g L " 1 ) and that their intrinsic viscosity also has a low value (approx. 5 cm 3 g "1 ). Furthermore, the viscosity increases linearly with the concentration (gradient approx. 0.16 cm 3 L g " 2 ). The block copolymer micelles thus behave like ideally typical hard spheres with regard to their viscosity. No signs of the formation of higher degrees of association than the desired micelles (e.g. lamellar liquid crystals) were found in the concentration range investigated (2 to 8 g L "1 ).
Struktur der MizellenStructure of the micelles
Zur Strukturbestimmung der Mizellen der Block-Copolymere wurde die Röntgenkleinwinkelstreuintensität einer 1-gewichtsprozentigen mizellaren Lösung der in Beispiel 2 hergestellten Mizellen bestimmt (vergl. Figur 3). Die Auswertung der Strukturen erfolgte mittels Percus-Yevick-Modell (J. Percus, G.H. Yevick; Phys, Rev. 110 (1958), 1-13; M.S. Wertheim, Phys. Rev. Lett. 10 (1963), 321-323;
N.W. Ashcroft et al., Phys. Rev. 145 (1966), 83-90; J.A. Barker et al., Rev. Mod. Phys. 48 (1976), 598-671) und ergab für den Kernradius der Mizellen 14 nm sowie einen effektiven (harte Kugel) Radius von 16 nm. Da der Röntgenkontrast maßgeblich durch den lodanteil der Polymere bestimmt wird, lässt sich aus den Röntgenkleinwinkeldaten folgern, dass sich die jodhaltigen Gruppen ausschließlich in einem kompakten jodhaltigen Kern der Mizellen mit einem Radius von 14 nm befinden. Darüber hinaus belegt die Anwendbarkeit des Perkus-Yevik-Modells, dass sich die Mizellen bezüglich ihres Streuverhaltens wie idealtypische harte Kugeln verhalten.
To determine the structure of the micelles of the block copolymers, the X-ray small-angle scattering intensity of a 1% by weight micellar solution of the micelles produced in Example 2 was determined (cf. FIG. 3). The structures were evaluated using the Percus-Yevick model (J. Percus, GH Yevick; Phys, Rev. 110 (1958), 1-13; MS Wertheim, Phys. Rev. Lett. 10 (1963), 321-323; NW Ashcroft et al., Phys. Rev. 145 (1966), 83-90; JA Barker et al., Rev. Mod. Phys. 48 (1976), 598-671) and gave 14 nm for the core radius of the micelles and an effective (hard sphere) radius of 16 nm. Since the X-ray contrast is largely determined by the iodine content of the polymers, it can be concluded from the X-ray small-angle data that the iodine-containing groups are located exclusively in a compact iodine-containing core of the micelles with a radius of 14 nm. In addition, the applicability of the Perkus-Yevik model shows that the micelles behave like ideally typical hard balls with regard to their scattering behavior.