@article{KeckeisZellerJungetal.2021, author = {Keckeis, Philipp and Zeller, Enriko and Jung, Carina and Besirske, Patricia and Kirner, Felizitas and Ruiz-Agudo, Cristina and Schlaad, Helmut and C{\"o}lfen, Helmut}, title = {Modular toolkit of multifunctional block copoly(2-oxazoline)s for the synthesis of nanoparticles}, series = {Chemistry - a European journal}, volume = {27}, journal = {Chemistry - a European journal}, number = {32}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {0947-6539}, doi = {10.1002/chem.202101327}, pages = {8283 -- 8287}, year = {2021}, abstract = {Post-polymerization modification provides an elegant way to introduce chemical functionalities onto macromolecules to produce tailor-made materials with superior properties. This concept was adapted to well-defined block copolymers of the poly(2-oxazoline) family and demonstrated the large potential of these macromolecules as universal toolkit for numerous applications. Triblock copolymers with separated water-soluble, alkyne- and alkene-containing segments were synthesized and orthogonally modified with various low-molecular weight functional molecules by copper(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) and thiol-ene (TE) click reactions, respectively. Representative toolkit polymers were used for the synthesis of gold, iron oxide and silica nanoparticles.}, language = {en} } @article{BourgatTierschKoetzetal.2020, author = {Bourgat, Yannick and Tiersch, Brigitte and Koetz, Joachim and Menzel, Henning}, title = {Enzyme degradable polymersomes from chitosan-g-[poly-l-lysine-block-epsilon-caprolactone] copolymer}, series = {Macromolecular bioscience}, volume = {21}, journal = {Macromolecular bioscience}, number = {1}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {1616-5187}, doi = {10.1002/mabi.202000259}, pages = {1 -- 9}, year = {2020}, abstract = {The scope of this study includes the synthesis of chitosan-g-[peptide-poly-epsilon-caprolactone] and its self-assembly into polymeric vesicles employing the solvent shift method. In this way, well-defined core-shell structures suitable for encapsulation of drugs are generated. The hydrophobic polycaprolactone side-chain and the hydrophilic chitosan backbone are linked via an enzyme-cleavable peptide. The synthetic route involves the functionalization of chitosan with maleimide groups and the preparation of polycaprolactone with alkyne end-groups. A peptide functionalized with a thiol group on one side and an azide group on the other side is prepared. Thiol-ene click-chemistry and azide-alkyne Huisgen cycloaddition are then used to link the chitosan and poly-epsilon-caprolactone chains, respectively, with this peptide. For a preliminary study, poly-l-lysin is a readily available and cleavable peptide that is introduced to investigate the feasibility of the system. The size and shape of the polymersomes are studied by dynamic light scattering and cryo-scanning electron microscopy. Furthermore, degradability is studied by incubating the polymersomes with two enzymes, trypsin and chitosanase. A dispersion of polymersomes is used to coat titanium plates and to further test the stability against enzymatic degradation.}, language = {en} } @misc{BourgatTierschKoetzetal.2020, author = {Bourgat, Yannick and Tiersch, Brigitte and Koetz, Joachim and Menzel, Henning}, title = {Enzyme degradable polymersomes from chitosan-g-[poly-l-lysine-block-epsilon-caprolactone] copolymer}, series = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, journal = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, number = {1}, issn = {1866-8372}, doi = {10.25932/publishup-56658}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-566584}, pages = {11}, year = {2020}, abstract = {The scope of this study includes the synthesis of chitosan-g-[peptide-poly-epsilon-caprolactone] and its self-assembly into polymeric vesicles employing the solvent shift method. In this way, well-defined core-shell structures suitable for encapsulation of drugs are generated. The hydrophobic polycaprolactone side-chain and the hydrophilic chitosan backbone are linked via an enzyme-cleavable peptide. The synthetic route involves the functionalization of chitosan with maleimide groups and the preparation of polycaprolactone with alkyne end-groups. A peptide functionalized with a thiol group on one side and an azide group on the other side is prepared. Thiol-ene click-chemistry and azide-alkyne Huisgen cycloaddition are then used to link the chitosan and poly-epsilon-caprolactone chains, respectively, with this peptide. For a preliminary study, poly-l-lysin is a readily available and cleavable peptide that is introduced to investigate the feasibility of the system. The size and shape of the polymersomes are studied by dynamic light scattering and cryo-scanning electron microscopy. Furthermore, degradability is studied by incubating the polymersomes with two enzymes, trypsin and chitosanase. A dispersion of polymersomes is used to coat titanium plates and to further test the stability against enzymatic degradation.}, language = {en} } @article{WessigMerkelMueller2015, author = {Wessig, Pablo and Merkel, Roswitha and Mueller, Peter}, title = {Articulated rods - a novel class of molecular rods based on oligospiroketals (OSK)}, series = {Beilstein journal of organic chemistry}, volume = {11}, journal = {Beilstein journal of organic chemistry}, publisher = {Beilstein-Institut zur F{\"o}rderung der Chemischen Wissenschaften}, address = {Frankfurt, Main}, issn = {1860-5397}, doi = {10.3762/bjoc.11.11}, pages = {74 -- 84}, year = {2015}, abstract = {We developed a new type of molecular rods consisting of two (or more) rigid units linked by a flexible joint. Consequently we called these constructs articulated rods (ARs). The syntheses of ARs were carried out by a flexible and modular approach providing access to a number of compounds with various functionalizations in terminal positions. First applications were presented with pyrene, cinnamoyl and anthracenyl labelled ARs.}, language = {en} } @article{WessigBudachThuenemann2015, author = {Wessig, Pablo and Budach, Dennis B. and Th{\"u}nemann, Andreas F.}, title = {Dendrimers with Oligospiroketal (OSK) Building Blocks: Synthesis and Properties}, series = {Chemistry - a European journal}, volume = {21}, journal = {Chemistry - a European journal}, number = {29}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {0947-6539}, doi = {10.1002/chem.201501386}, pages = {10466 -- 10471}, year = {2015}, abstract = {The development of novel dendrimers containing oligospiroketal (OSK) rods as building blocks is described. The linkage between the core unit (CU), branching units (BU), and OSK rods relies on the CuAAC reaction between terminal alkynes and azides. Two different strategies of dendrimer synthesis were investigated and it was found that the convergent approach is clearly superior to the divergent one. SAXS measurements and MD simulations indicate that the obtained dendrimer features a globular structure with very low density. Obviously, the OSK rods stabilize a rather loose mass-fractal structure.}, language = {en} } @article{SchwarzeRiemerEidneretal.2015, author = {Schwarze, Thomas and Riemer, Janine and Eidner, Sascha and Holdt, Hans-J{\"u}rgen}, title = {A Highly K+-Selective Two-Photon Fluorescent Probe}, series = {Chemistry - a European journal}, volume = {21}, journal = {Chemistry - a European journal}, number = {32}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {0947-6539}, doi = {10.1002/chem.201501473}, pages = {11306 -- 11310}, year = {2015}, abstract = {A highly K+-selective two-photon fluorescent probe for the in vitro monitoring of physiological K+ levels in the range of 1-100 mM is reported. The two-photon excited fluorescence (TPEF) probe shows a fluorescence enhancement (FE) by a factor of about three in the presence of 160 mM K+, independently of one-photon (OP, 430 nm) or two-photon (TP, 860 nm) excitation and comparable K+-induced FEs in the presence of competitive Na+ ions. The estimated dissociation constant (K-d) values in Na+-free solutions (K-d(OP)=(28 +/- 5) mM and K-d(TP)=(36 +/- 6) mM) and in combined K+/Na+ solutions (K-d(OP)=(38 +/- 8) mM and K-d(TP)=(46 +/- 25) mM) reflecting the high K+/Na+ selectivity of the fluorescent probe. The TP absorption cross-section (sigma(2PA)) of the TPEF probe+160 mMK(+) is 26 GM at 860 nm. Therefore, the TPEF probe is a suitable tool for the in vitro determination of K+.}, language = {en} } @article{SchwarzeGarzTeuchneretal.2014, author = {Schwarze, Thomas and Garz, Andreas and Teuchner, Klaus and Menzel, Ralf and Holdt, Hans-J{\"u}rgen}, title = {Two-photon probes for metal ions based on phenylaza[18]crown-6 ethers and 1,2,3-triazoles as pi-linkers}, series = {ChemPhysChem : a European journal of chemical physics and physical chemistry}, volume = {15}, journal = {ChemPhysChem : a European journal of chemical physics and physical chemistry}, number = {12}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {1439-4235}, doi = {10.1002/cphc.201402232}, pages = {2436 -- 2439}, year = {2014}, language = {en} } @misc{AstFischerMuelleretal.2013, author = {Ast, Sandra and Fischer, Tobias and M{\"u}ller, Holger and Mickler, Wulfhard and Schwichtenberg, Mathias and Rurack, Knut and Holdt, Hans-J{\"u}rgen}, title = {Integration of the 1,2,3-Triazole "Click" Motif as a potent signalling element in metal ion responsive fluorescent probes}, series = {Chemistry - a European journal}, volume = {19}, journal = {Chemistry - a European journal}, number = {9}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {0947-6539}, doi = {10.1002/chem.201201575}, pages = {2990 -- 3005}, year = {2013}, abstract = {In a systematic approach we synthesized a new series of fluorescent probes incorporating donoracceptor (D-A) substituted 1,2,3-triazoles as conjugative -linkers between the alkali metal ion receptor N-phenylaza-[18]crown-6 and different fluorophoric groups with different electron-acceptor properties (4-naphthalimide, meso-phenyl-BODIPY and 9-anthracene) and investigated their performance in organic and aqueous environments (physiological conditions). In the charge-transfer (CT) type probes 1, 2 and 7, the fluorescence is almost completely quenched by intramolecular CT (ICT) processes involving charge-separated states. In the presence of Na+ and K+ ICT is interrupted, which resulted in a lighting-up of the fluorescence in acetonitrile. Among the investigated fluoroionophores, compound 7, which contains a 9-anthracenyl moiety as the electron-accepting fluorophore, is the only probe which retains light-up features in water and works as a highly K+/Na+-selective probe under simulated physiological conditions. Virtually decoupled BODIPY-based 6 and photoinduced electron transfer (PET) type probes 35, where the 10-substituted anthracen-9-yl fluorophores are connected to the 1,2,3-triazole through a methylene spacer, show strong ion-induced fluorescence enhancement in acetonitrile, but not under physiological conditions. Electrochemical studies and theoretical calculations were used to assess and support the underlying mechanisms for the new ICT and PET 1,2,3-triazole fluoroionophores.}, language = {en} } @phdthesis{Pfeifer2011, author = {Pfeifer, Sebastian}, title = {Neue Ans{\"a}tze zur Monomersequenzkontrolle in synthetischen Polymeren}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-51385}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2011}, abstract = {Von der Natur geschaffene Polymere faszinieren Polymerforscher durch ihre spezielle auf eine bestimmte Aufgabe ausgerichtete Funktionalit{\"a}t. Diese ergibt sich aus ihrer Bausteinabfolge uber die Ausbildung von Uberstrukturen. Dazu z{\"a}hlen zum Beispiel Proteine (Eiweiße), aus deren Gestalt sich wichtige Eigenschaften ergeben. Diese Struktureigenschaftsbeziehung gilt ebenso f{\"u}r funktionelle synthetische Makromolek{\"u}le. Demzufolge kann die Kontrolle der Monomersequenz in Polymeren bedeutend f{\"u}r die resultierende Form des Polymermolek{\"u}ls sein. Obwohl die Synthese von synthetischen Polymeren mit der Komplexit{\"a}t und der Gr{\"o}ße von Proteinen in absehbarer Zeit wahrscheinlich nicht gelingen wird, k{\"o}nnen wir von der Natur lernen, um neuartige Polymermaterialien mit definierten Strukturen (Sequenzen) zu synthetisieren. Deshalb ist die Entwicklung neuer und besserer Techniken zur Strukturkontrolle von großem Interesse f{\"u}r die Synthese von Makromolek{\"u}len, die perfekt auf ihre Funktion zugeschnitten sind. Im Gegensatz zu der Anzahl fortgeschrittener Synthesestrategien zum Design aus- gefallener Polymerarchitekturen - wie zum Beispiel Sterne oder baumartige Polymere (Dendrimere) - gibt es vergleichsweise wenig Ans{\"a}tze zur echten Sequenzkontrolle in synthetischen Polymeren. Diese Arbeit stellt zwei unterschiedliche Techniken vor, mit denen die Monomersequenz innerhalb eines Polymers kontrolliert werden kann. Gerade bei den großtechnisch bedeutsamen radikalischen Polymerisationen ist die Sequenzkontrolle schwierig, weil die chemischen Bausteine (Monomere) sehr reaktiv sind. Im ersten Teil dieser Arbeit werden die Eigenschaften zweier Monomere (Styrol und N-substituiertes Maleinimid) geschickt ausgenutzt, um in eine Styrolkette definierte und lokal scharf abgegrenzte Funktionssequenzen einzubauen. Uber eine kontrollierte radikalische Polymerisationsmethode (ATRP) wurden in einer Ein-Topf-Synthese {\"u}ber das N-substituierte Maleinimid chemische Funktionen an einer beliebigen Stelle der Polystyrolkette eingebaut. Es gelang ebenfalls, vier unterschiedliche Funktionen in einer vorgegebenen Sequenz in die Polymerkette einzubauen. Diese Technik wurde an zwanzig verschiedenen N-substituierten Maleinimiden getestet, die meisten konnten erfolgreich in die Polymerkette integriert werden. In dem zweiten in dieser Arbeit vorgestellten Ansatz zur Sequenzkontrolle, wurde der schrittweise Aufbau eines Oligomers aus hydrophoben und hydrophilen Segmenten (ω-Alkin-Carbons{\"a}ure bzw. α-Amin-ω-Azid-Oligoethylenglycol) an einem l{\"o}slichen Polymertr{\"a}ger durchgef{\"u}hrt. Das Oligomer konnte durch die geschickte Auswahl der Verkn{\"u}pfungsreaktionen ohne Schutzgruppenstrategie synthetisiert werden. Der l{\"o}sliche Polymertr{\"a}ger aus Polystyrol wurde mittels ATRP selbst synthetisiert. Dazu wurde ein Startreagenz (Initiator) entwickelt, das in der Mitte einen s{\"a}urelabilen Linker, auf der einen Seite die initiierende Einheit und auf der anderen die Ankergruppe f{\"u}r die Anbindung des ersten Segments tr{\"a}gt. Der l{\"o}sliche Polymertr{\"a}ger erm{\"o}glichte einerseits die schrittweise Synthese in L{\"o}sung. Andererseits konnten {\"u}bersch{\"u}ssige Reagenzien und Nebenprodukte zwischen den Reaktionsschritten durch F{\"a}llung in einem Nicht-L{\"o}sungsmittel einfach abgetrennt werden. Der Linker erm{\"o}glichte die Abtrennung des Oligomers aus jeweils drei hydrophoben und hydrophilen Einheiten nach der Synthese.}, language = {de} } @phdthesis{Hahn2009, author = {Hahn, Harald}, title = {Modularer Ansatz zu multifunktionellen Polymer-Peptid-Fasern}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-33016}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2009}, abstract = {Die Kombination von Polymeren mit Peptiden vereint die Eigenschaften beider Stoffklassen miteinander. Dabei k{\"o}nnen die strukturbildenden Eigenschaften der Peptide genutzt werden, um Polymere zu organisieren. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Polymer-Peptid-Konjugat verwendet, das sich in Wasser zu B{\"a}ndern anordnet. Die treibende Kraft f{\"u}r diesen Prozess ist die Anordnung des Peptidteils zu β-Faltblattstrukturen. Das Polymer-Peptid-Aggregat besitzt einen Peptidkern mit funktionalen Oberfl{\"a}chen, der lateral von einer Polyethylenoxidschale umgeben ist. Durch {\"A}nderung der Peptidsequenz war es bisher m{\"o}glich, die Eigenschaften dieser Fasern zu variieren. In der Arbeit wird ein modularer Ansatz zur vielf{\"a}ltigen Modifizierung einer Polymer-Peptid-Faser entwickelt. So ist es m{\"o}glich, die Eigenschaften der Fasern einzustellen, ohne die strukturbildende β-Faltblattsequenz ver{\"a}ndern zu m{\"u}ssen. Um weitere Funktionen an den Fasern anzubringen, wurde die 1,3-dipolaren Addition verwendet. Diese Reaktion beschreibt die konzertierte Umlagerung eines Azides mit einem Alkin. Sie ist in den meisten L{\"o}sungsmitteln unter hohen Ausbeuten durchf{\"u}hrbar. Im Rahmen der Arbeit wird die Erzeugung von Aziden untersucht und auf die Polymer-Peptid-Fasern {\"u}bertragen. Der Diazotransfer stellte dabei die Methode der Wahl dar, so k{\"o}nnen Azidgruppen aus Aminen gewonnen werden. Unter Verwendung der 1,3-dipolaren Addition konnten verschiedene alkinfunktionale Molek{\"u}le kovalent an die azidfunktionalisierten Polymer-Peptid-Fasern gebunden werden. So wurde ein Fluoreszenzfarbstoff an die Fasern gebunden, der eine Abbildung der Fasern mittels konfokaler Mikroskopie erlaubte. Weiterhin wurden die Eigenschaften der Fasern durch Addition dreier carboxylfunktionaler Molek{\"u}le modifiziert. Diese Fasern konnten weiter genutzt werden, um Kalzium zu binden. Dabei variierte die Anzahl der gebundenen Kalziumionen in Abh{\"a}ngigkeit der jeweiligen Fasermodifikation erheblich. Weitere Untersuchungen, die Morphologie von Kalziumcarbonatkristallen betreffend, werden aktuell durchgef{\"u}hrt. Die kovalente Anbringung eines reduzierenden Zuckers an die Polymer-Peptid-Fasern erlaubt die Abscheidung von Silber aus Tollens Reagenz. Durch eine Entwicklung analog zur Schwarz-Weiss-Photographie k{\"o}nnen in nachfolgenden Arbeiten so Silberdr{\"a}hte in Nanogr{\"o}ße erzeugt werden. An die azidfunktionalen Fasern k{\"o}nnen weitere funktionale Molek{\"u}le angebracht werden, um die Eigenschaften und das Anwendungsspektrum der Polymer-Peptid-Fasern zu erweitern.}, language = {de} }