Rezeptoren für chromogene Sulfonsäuren

Ziel

Ziel ist die Entwicklung von MIPs für die selektive Erkennung von Sulfonsäuretensiden (1) und anderer Oxyanionen (2)(Abb. 19). Die Bindung sollte eine farbliche Veränderung bewirken. Das Polymer sollte die Zielanalyten in geringer Konzentration aus wässrigen Medien aufnehmen.

Struktur einiger Oxyanionen

Methode

Zunächst soll ein Material entwickelt werden, welches sich durch eine hohe Affinität zu Sulfonsäuretensiden und Oxyanionen in wässriger Umgebung auszeichnet. Verschiedene funktionelle Monomere werden in Gegenwart eines Templates mit einem vernetzenden Monomer im Überschuss kopolymerisiert. Nach Optimierung der Verfahren werden die Polymere mit den besten Eigenschaften mit Referenzmaterial zur Aufnahme der Zielanalyten aus wässriger Lösung verglichen (zum Beispiel mit herkömmlichen Anionenaustauschern oder mit mehrphasigen Systemen). Funktionelle Monomere, wie 1,3 disubstituierte Harnstoffderivate (z.B. Monomer 3) werden auf Grund ihrer starken Bindung zu Oxyanionengruppen (wie Carboxylate, Phosphonate, Sulfonate...) über Wasserstoffbrückenbindungen eingesetzt und könnten chromogene Eigenschaften besitzen (z.B. 4 und 5) (Abb. 20). Kürzlich konnten wir zeigen, dass diese Effekte auch in die MIPs eingebunden werden können, wenn die Monomere diese Eigenschaften besitzen. Dies eröffnet die Möglichkeit, solche Polymere für sensorische Anwendungen herzustellen.

Funktionale Monomere auf der Basis 1,3-disubstituierter Harnstoffe

Ergebnisse

In früheren Untersuchungen konnten wir zeigen, dass Harnstoffmonomere (3) in der Lage sind, starke, direkte Wasserstoffbrückenbindungen zu einer Vielzahl von Oxyanionen in polaren Medien einzugehen. Diese Interaktionen sollen die Möglichkeit eröffnen, eine starke Retention der auf HPLC-Säulen injizierten Substrate zu erreichen. Diese Retention kann besonders im Hinblick auf die Selektivität durch die molekulare Prägung weiter verbessert werden, da die Kavitäten spezifisch auf Verbindungen/Verbindungsklassen angepasst werden. Das Ergebnis der Auswertung eines MIPs für Sulfonsäureionen ist in (Abb. 21) dargestellt.

HPLC-Kenndaten von RSO,,3,, geprägten Polymeren mit 3 als bindende Gruppe (siehe Abb. 20)

Die bis zu diesem Zeitpunkt erzielten Resultate bestätigen klar, dass die molekulare Prägung des Polymeres erfolgreich war. Dies zeigt sich insbesondere im hohen Imprintingfaktor (IF) für wässrige Phasen (75% Wasser, 25% Acetonitril). Das neue Material kann somit für die Anreicherung von Umweltproben (Festphasenextraktion) eingesetzt werden.

Ansprechpartner

Veröffentlichungen

1. Hall, A. J.; Manesiotis, P.; Emgenbroich, M.; Quaglia, M.; De Lorenzi, E.; Sellergren, B. (2005):
   "Urea Host Monomers for Stoichiometric Molecular Imprinting of Oxyanions" Journal of Organic Chemistry, 70, 1732-1736.

Poster

1. Lazraq, I. (2006):
   "MIP 2006 Receptors for sulfonic acids", Cardiff, UK.