DD261791A1 - METHOD FOR PRODUCING CARBONATES OF HYDROXYL GROUP-CONTAINING POLYMERS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Carbonaten hydroxylgruppenhaltiger Polymerer. Erfindungsgemaess werden Chlorameisensaeureester oder symmetrische Kohlensaeurediester mit einer elektronenanziehenden Gruppe in Gegenwart von zur Bildung von reaktiven Acyliumsalzen befaehigten supernucleophilen Aminen und gegebenenfalls einem weiteren tertiaeren Amin in wasserfreien organischen Loesungsmitteln bei Temperaturen von 0-100C mit hydroxylgruppenhaltigen Polymeren umgesetzt. Anwendungsgebiete sind die Biotechnologie und medizinische Diagnostik und Therapie.The invention relates to a process for the preparation of carbonates of hydroxyl-containing polymers. According to the invention, chloroformic acid esters or symmetrical carboxylic acid diesters having an electron-withdrawing group are reacted with hydroxyl-containing polymers at temperatures of 0-100 ° C. in the presence of supernucleophilic amines capable of forming reactive acylium salts and optionally a further tertiary amine in anhydrous organic solvents. Fields of application are biotechnology and medical diagnostics and therapy.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Carbonaten hydroxylgruppenhaltiger Polymere. Polymercarbonate reagieren mit nucleophilen Reaktionspartnern und werden zur Kopplung von Aminen, Aminosäuren, Peptiden, Proteinen und Nucleinsäuren genutzt. Diese Umsetzungsprodukte finden vielfältige Anwendung für Stofftrennungs- und Stoffwändlungsprozesse. Einsatzgebiete sind die chemische und biochemische Forschung, die chemische Technik und die Biotechnologie sowie die medizinische Anwendung für Diagnostik und Therapie.The invention relates to a process for the preparation of carbonates of hydroxyl-containing polymers. Polymer carbonates react with nucleophilic reactants and are used to couple amines, amino acids, peptides, proteins, and nucleic acids. These reaction products are widely used for material separation and fabric change processes. Fields of application are chemical and biochemical research, chemical engineering and biotechnology as well as medical application for diagnostics and therapy.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Herstellung von Polymercarbonaten unterschiedlicher Struktur ist prinzipiell bekannt. So sind zum Beispiel unsymmetrische Kohlensäurediester der allgemeinen Formel J-O-CO-O-R mehrfach beschrieben worden, wobei J- die Matrix des hydroxylgruppenhaltigen Polymers J-OH und R eine Gruppierung, die einem geeigneten Alkohol, Phenol oder substituierten Hydroxylaminen entstammt, darstellt. In den meisten Fällen ist R eine elektronenanziehende Gruppe, die die hohe Reaktivität der gebildeten unsymmetrischen Kohlensäurediester-Gruppierungen bewirkt (J. Drobnik et al., Biotechnol. Bioeng. 24 [1982] 487; M.Wiicheketal. Biochem. Internat. 4 [1982] 629; M.Wilcheketal. Appl. Biochem. Biotechno!. 11 [1985] 3,141; GB 2015553; EP 0134041).The production of polymer carbonates of different structure is known in principle. Thus, for example, unsymmetrical carbonic diesters of the general formula J-O-CO-O-R have been described several times, where J- represents the matrix of the hydroxyl-containing polymer J-OH and R represents a moiety derived from a suitable alcohol, phenol or substituted hydroxylamines. In most cases, R is an electron-attracting group which brings about the high reactivity of the unsymmetrical carbonic acid diester groups formed (Drobnik, J, et al., Biotechnol., Bioeng., 24, 487, (1982) 487, M. Wiicheketal, Biochem., Internat ] 629; M. Wilkekketal, Appl. Biochem Biotechno! 11 [1985] 3,141; GB 2015553; EP 0134041).

Natürliche hydroxylgruppenhaltige Polymere wie Agarosen und Cellulosen, die unsymmetrische aktive Kohlensäurediester-Gruppen tragen, sind für die Herstellung von affinitätschromatographischen Trennmaterialien oder von immobilisierten Enzymen verwendet worden. Neben den natürlichen oder modifizierten Polysacchariden sind aber auch synthetische organische Polymere durch Bildung von unsymmetrischen Kohlensäurediester-Gruppen aktiviert und mit Erfolg für affinitätschromatografische Trenn- und Reinigungsverfahren eingesetzt worden (M.Wilcheketal. Appl. Biochem. Biotechn. 11 [1985] 445).Natural hydroxyl group-containing polymers such as agaroses and celluloses bearing unsymmetrical carbonic acid diester active groups have been used for the preparation of affinity chromatographic separation materials or of immobilized enzymes. In addition to the natural or modified polysaccharides, however, synthetic organic polymers have also been activated by formation of unsymmetrical carbonic acid diester groups and have been used successfully for affinity-chromatographic separation and purification processes (M.Wilcheketal, Appl. Biochem., Biotechn., 11 [1985] 445).

Die Reaktion der beschriebenen Chlorameisensäureester und symmetrischen Kohlensäurediester mit elektronenanziehenden Gruppen führt bei Durchführung der Umsetzung in wasserfreien organischen Lösungsmitteln auch bei langen Reaktionszeiten nur zur Bildung von unsymmetrischen Kohlensäurediestern der Struktur J-O-CO-OR. Supernucleophile Amine wie z. b. 4-Dimethylaminopyridin beschleunigen die Reaktion sehr stark. Typische Reaktionsbedingungen in Gegenwart von sehr geringen Mengen supernucleophiler Amine sind kurze Reaktionszeiten (10-30 Minuten) und tiefe Temperaturen (0°-30°C). Bei Monosacchariden und Polysacchariden wie Stärke, Dextran, Agarose, Cellulose usw. ist je nach der Struktur der die Polymerketten bildenden Zucker auch die Existenz von cyclischen Carbonaten beschrieben worden (W. M. Doane etal., Carbohydrate Res. 4 [1967] 445; S.A. Barker etal.. Carbohydrate Res. 17 [1971 ] 471). Die aus Polysacchariden erhaltenen Produkte stellen jedoch Gemische von cyclischen Carbonaten und unsymmetrischen Kohlensäurediestern dar. Die Eignung derartiger Polymercarbonate (z. B. von Cellulose) für die Kopplung von Proteinen am Beispiel von Immunglobulinen ist von J. F. KennedyThe reaction of the described chloroformic acid esters and symmetrical carbonic acid diesters with electron-attracting groups only leads to the formation of unsymmetrical carbonic acid diesters of the structure J-O-CO-OR when the reaction is carried out in anhydrous organic solvents, even with long reaction times. Supernucleophilic amines such. b. 4-Dimethylaminopyridine accelerate the reaction very much. Typical reaction conditions in the presence of very small amounts of supernucleophilic amines are short reaction times (10-30 minutes) and low temperatures (0 ° -30 ° C). In the case of monosaccharides and polysaccharides such as starch, dextran, agarose, cellulose, etc., the existence of cyclic carbonates has also been described, depending on the structure of the sugars forming the polymer chains (WM Doane et al., Carbohydrate Res. 4 [1967] 445, SA Barker et al Carbohydrate Res. 17 [1971] 471). However, the products obtained from polysaccharides are mixtures of cyclic carbonates and unsymmetrical carbonic acid diesters. The suitability of such polymer carbonates (eg of cellulose) for the coupling of proteins using the example of immunoglobulins is described by J. F. Kennedy

et al., (J. Immunol. Methods 50 [1982] 57) nachgewiesen worden. Aktivierte Trägermaterialien, die cyclische Polymercarbonate enthalten, haben bisher nur eine geringe Verbreitung gefunden, da die bekannten Herstellungsverfahren den Nachteil besitzen, daß sie große Mengen an Aktivierungsreagenzien benötigen. Barker etal. beschreiben die Darstellung von Cellulosecarbonat durch Umsetzung von Cellulose mit einem großen Überschuß an Chlorameisensäureethylester (ca. IOM0I/I Mol Cellulose-OH-Gruppen)in einem Lösungsmittelgemisch aus Dimethylsulfoxid und Dioxan in Gegenwart von Triethylamin. So wird zum Beispiel nach Aktivierung mit 16 ml (0,2 Mol) Chlorameisensäureethylester pro Gramm Cellulose ein Cellulosecarbonat erhalten, in dem ca. 10-30% der Glucosereste cyclische Carbonatgruppen enthalten. Sowohl die Menge des gebildeten cyclischen Carbonats als auch sein Anteil am Gesamtcarbonatgehalt sind an die Verwendung von Dimethylsulfoxid gebunden und erfordern eine äußerst genaue Einhaltung der anzuwendenden Reaktionsbedingungen. Da die Reaktionsführung, insbesondere die Temperatur einen starken Einfluß auf die Aktivierung hat, ist die reproduzierbare Herstellung eines Cellulosecarbonats gleichbleibender.Qualität sehr erschwert. Die Bildung cyclischer Polymercarbonate durch Umsetzung von hydroxylgruppenhaltigen Polymeren mit Phosgen (J.S.Ayers etal., DE 2805056, G.S. Bethell etal., J. Chromatogr. 219 [1981] 353) ist beschrieben worden, jedoch werden nur bei Einsatz eines sehr großen Phosgenüberschusses Träger mit hohen Koppiungskapazitäten erhalten.et al., (J. Immunol., Methods 50 [1982] 57). Activated support materials containing cyclic polymer carbonates, have been found only a small spread, since the known production processes have the disadvantage that they require large amounts of activating reagents. Barker et al. describe the preparation of cellulose carbonate by reacting cellulose with a large excess of ethyl chloroformate (about IOMOI / I mole of cellulose OH groups) in a mixed solvent of dimethyl sulfoxide and dioxane in the presence of triethylamine. Thus, for example, after activation with 16 ml (0.2 mol) of ethyl chloroformate per gram of cellulose, a cellulose carbonate is obtained in which about 10-30% of the glucose residues contain cyclic carbonate groups. Both the amount of cyclic carbonate formed and its level of total carbonate content are linked to the use of dimethylsulfoxide and require extremely close adherence to the reaction conditions to be used. Since the reaction, in particular the temperature has a strong influence on the activation, the reproducible production of a cellulose carbonate of constant quality is very difficult. The formation of cyclic polymer carbonates by reaction of hydroxyl-containing polymers with phosgene (JSAyers et al., DE 2805056, GS Bethell et al., J. Chromatogr. 219 [1981] 353) has been described, but only when using a very large excess of phosgene carrier received high Kopoppungskapazitäten.

Außerdem wird beschrieben, daß beim Umsatz von überschüssigen Phosgen mit Hydroxypropylcellulose eine quantitative Reaktion derOH-Gruppen zu Chlorcarbonyloxy-Gruppen (-O-CO-CI) erfolgt (S. Yolles etal., J. Polym. Sei., Polym. Chem. Ed. 17 [1979] 4111).It is also described that in the conversion of excess phosgene with hydroxypropylcellulose a quantitative reaction of the OH groups to chlorocarbonyloxy groups (-O-CO-CI) occurs (S. Yolles et al., J. Polym., Sci., Polym 17 [1979] 4111).

Nachteile der Reaktion mit Phosgen sind dessen Toxizität und die Notwendigkeit des Einsatzes eines hohen Reagenzüberschusses. Die bisher beschriebenen Polymercarbonate sind je nach Art des eingesetzten Polymers und der angewandten Herstellungsmethode meist Gemische von cyclischen Carbonaten und unsymmetrischen Kohlensäurediestern. Da die chemische Reaktivität dieser verschiedenen Carbonatgruppen sehr unterschiedlich sein kann und die Herstellung einheitlicher Produkte nur im Falle von unsymmetrischen Kohlensäurediestern bekannt ist, ist die bisher nur gelegentlich beschriebene Anwendung von cyclischen Carbonaten verständlich.Disadvantages of the reaction with phosgene are its toxicity and the need to use a high reagent excess. Depending on the nature of the polymer used and the method of preparation used, the polymer carbonates described hitherto are usually mixtures of cyclic carbonates and unsymmetrical carbonic acid diesters. Since the chemical reactivity of these different carbonate groups can be very different and the production of uniform products is known only in the case of unsymmetrical carbonic acid diesters, the use of cyclic carbonates, which has hitherto been described only occasionally, is understandable.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, unter milden Reaktionsbedingungen und unter möglichst geringem Einsatz des zu verwendenden Aktivierungsreagenzes sowie in reproduzierbarer Weise Carbonatstrukturen in hydroxylgruppenhaltigen Polymeren zu erzeugen.The aim of the invention is to produce carbonate structures in hydroxyl-containing polymers under mild reaction conditions and with the least possible use of the activating reagent to be used and in a reproducible manner.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hydroxylgruppenhaltige Polymere durch Umsatz mit geeigneten Chlorameisensäureestern oder den entsprechenden symmetrischen Kohlensäurediestern in Polymercarbonate hoher Kopplungskapazität zu überführen.The invention has for its object to convert hydroxyl-containing polymers by reaction with suitable chloroformates or the corresponding symmetrical carbonic acid diesters in polymer high coupling capacity.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Chlorameisensäureester der allgemeinen Formel CI-CO-OR oder symmetrische Kohlensäurediester der allgemeinen Formel RO-CO-OR, wobei der Rest R eine elektronenanziehende Gruppe darstellt, in Gegenwart von zur Bildung von reaktiven Acyliumsalzen befähigten supernucleophilen Aminen und gegebenenfalls einem weiteren der Gruppe starker Basen zugehörenden tertiären Amin in wasserfreien organischen Lösungsmitteln bei Temperaturen von 0-100°Cmitden hydroxylgruppenhaltigen Polymeren innerhalb 0,5-50Stunden umgesetzt werden und gegebenenfalls die so erhaltenen Produkte einer Nachbehandlung mit supernucleophilen Aminen in wasserfreien organischen Lösungsmitteln bei Temperaturen von 0-100⁰C unterworfen werden und sich gegebenenfalls eine Behandlung mit wäßrigen Lösungen anschließt. Als hydroxylgruppenhaltige Polymere sind sowohl wasserlösliche als auch unlösliche natürliche Polysaccharide und deren Derivate oder Hydrolyseprodukte wie Dextran, Stärke, Mannan, Agarose, Sepharose, Cellulose, Stärkehydrolyseprodukte (SHP) u.a. oder synthetische Polymere wie Fractogel,Töyoperl, Spheron, Trisacryl, Polyvinylalkohol, Polyethylenglykol usw. einsetzbar.According to the invention the object is achieved in that chloroformate of the general formula CI-CO-OR or symmetric carbonic acid diester of the general formula RO-CO-OR, wherein the radical R is an electron-attracting group, in the presence of capable of forming reactive acylium supernucleophilic amines and optionally a further of the group of strong bases belonging tertiary amine in anhydrous organic solvents at temperatures of 0-100 ° C mitthe hydroxyl-containing polymers within 0.5 to 50 hours and optionally the resulting products of a post-treatment with supernucleophilic amines in anhydrous organic solvents at temperatures of 0-100 ⁰ C are subjected and optionally followed by a treatment with aqueous solutions. Suitable hydroxyl-containing polymers are both water-soluble and insoluble natural polysaccharides and their derivatives or hydrolysis products such as dextran, starch, mannan, agarose, sepharose, cellulose, starch hydrolysis products (SHP), inter alia, or synthetic polymers such as Fractogel, Töyoperl, Spheron, Trisacryl, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, etc can be used.

Dabei können die Polymeren als solche oder in Form daraus hergestellter Produkte wie Formkörper, Fasern, Gewebe, Folien oder Papier zur Reaktion gebracht werden.In this case, the polymers can be reacted as such or in the form of products produced therefrom, such as moldings, fibers, fabrics, films or paper.

Für eine erfolgreiche Herstellung von Polymercarbonaten ist eine sorgfältige Entwässerung derfür die Aktivierung verwendeten Lösungsmittel und Reagenzien erforderlich. Polymere, die bei der Entwässerung irreversible strukturelle Veränderungen erleiden können, werden durch schrittweise Behandlung mit organischen wassermischbaren Lösungsmitteln sinkenden Wassergehaltes in wasserfreie Lösungsmittel überführt (z. B. Dioxan, Aceton). Für Reaktionen in anderen organischen Lösungsmitteln werden die wasserfreien Polymere ausgiebig mit den zur Verwendung kommenden Lösungsmitteln auf einer Fritte gewaschen.Successful preparation of polymer carbonates requires careful dewatering of the solvents and reagents used for activation. Polymers which can undergo irreversible structural changes during dewatering are converted to anhydrous solvents (eg dioxane, acetone) by stepwise treatment with organic water-miscible solvents. For reactions in other organic solvents, the anhydrous polymers are extensively washed with the solvents used on a frit.

Als Lösungsmittel für die Aktivierung werden Aceton und Dioxan bevorzugt, jedoch sind auch andere unpolare aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe (Hexan, Benzen, Toluen usw.), halogenierte Kohlenwasserstoffe (Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzen usw.) sowie stark polare Lösungsmittel (Acetonitril, Dimethylformamid usw.) mit gleichem Ergebnis einsetzbar. Alkohole oder andere Hydroxyl- oder SH-gruppenhaltige Lösungsmittel sind ungeeignet. Für die erfindungsgemäße Herstellung von Polymercarbonaten werden solche Chlorameisensäureester oder die entsprechenden symmetrischen Kohlensäurediester eingesetzt, die eine elektronenanziehende Gruppe R tragen, wobei R substituierte Phenylreste, wie p-Nitrophenyl- oder 2,4,5-Trichlorphenyl- oder einen Succinimidyl-, Phthalimidyl-, 5-Norbornen-2,3-dicarboximidyl-Rest u. a. bedeuten. Als supernucleophile Amine werden 4-Dimethylaminopyridin (DMAP), 4-Pyrrolidinooder4-Morpholinopyridin, N-Methylimidazol, Diazabicyclo/öAO/undecen, Diazabicyclo/2.2.0/octan u.a. eingesetzt. Bevorzugt wird DMAP in Mengen von 0,05 bis 5,0MoI pro Mol Chlorameisensäureester bzw. symmetrischen Kohlensäurediester. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß bei geeigneten Bedingungen die Reaktion von hydroxylgruppenhaltigen Polymeren mit Chlorameisensäureestern oder symmetrischen Kohlensäurediestern in Gegenwart supernucleophiier Amine zu cyclischen und acyclischen Polymercarbonaten als Hauptprodukte führt. Die Art und die Menge der Polymercarbonatgruppen sind auch von der Struktur des jeweiligen hydroxylgruppenhaltigen Polymers abhängig. Wird z.-B. die Aktivierung vonAcetone and dioxane are preferred solvents for activation, but other nonpolar aliphatic and aromatic hydrocarbons (hexane, benzene, toluene, etc.), halogenated hydrocarbons (methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene, etc.) and highly polar solvents (acetonitrile, Dimethylformamide, etc.) can be used with the same result. Alcohols or other hydroxyl or SH group-containing solvents are unsuitable. For the preparation according to the invention of polymer carbonates, use is made of those chloroformates or the corresponding symmetrical carbonic diesters which bear an electron-withdrawing group R, where R denotes substituted phenyl radicals, such as p-nitrophenyl or 2,4,5-trichlorophenyl or succinimidyl, phthalimidyl, 5-norbornene-2,3-dicarboximidyl radical and the like a. mean. As supernucleophilic amines, 4-dimethylaminopyridine (DMAP), 4-pyrrolidinone or 4-morpholinopyridine, N-methylimidazole, diazabicyclo / OAO / undecene, diazabicyclo / 2.2.0 / octane and the like are used. used. Preference is given to DMAP in amounts of 0.05 to 5.0 mol per mole of chloroformate or symmetric carbonic acid diester. Surprisingly, it has been found that under suitable conditions, the reaction of hydroxyl-containing polymers with chloroformates or symmetrical carbonic acid diesters in the presence of supernucleophilic amines leads to cyclic and acyclic polymer carbonates as the main products. The type and amount of polymer carbonate groups are also dependent on the structure of the respective hydroxyl-containing polymer. Will z.-B. the activation of

Perlcellulose mit N-Chlorcarbonyloxy-B-norbornen^^-dicarboximid (CI-CO-ONB) in Gegenwart von DMAP (ca. 0,1 Mol/1 Mol CI-CO-ONB) und Triethylamin (ca. 1 Mol/1 Mol CI-CO-ONB) in wasserfreiem Aceton bei Raumtemperatur nach 16 Stunden beendet, so erhält man eine aktivierte Perlcellulose, die ca. 700μΜοΙ Polymercarbonatgruppen neben ca. 900μΜοΙ unsymmetrischen Kohlensäurediester-Gruppen (J-O-CO-ONB), jeweils pro Gramm trockene Cellulose, enthält. Dagegen enthält unter gleichen Bedingungen aktivierte Perlcellulose nach einer Reaktionszeit von 20 Minuten ausschließlich unsymmetrische Kohlensäurediestergruppen (ca. 1 200pMol/g trockene Cellulose).Perlcellulose with N-chlorocarbonyloxy-B-norbornene ^^ - dicarboximide (CI-CO-ONB) in the presence of DMAP (about 0.1 mol / 1 mol CI-CO-ONB) and triethylamine (about 1 mol / 1 mol CI-CO-ONB) in anhydrous acetone at room temperature after 16 hours to give an activated perl cellulose containing about 700μΜοΙ polymer carbonate groups in addition to about 900μΜοΙ unsymmetrical carbonic acid diester groups (JO-CO-ONB), each per gram of dry cellulose, contains. In contrast, perl cellulose activated under the same conditions contains, after a reaction time of 20 minutes, exclusively unsymmetrical carbonic acid diester groups (about 1200 ppm / g of dry cellulose).

Die bei Raumtemperatur langsam ablaufende Polymercarbonatbildung kann durch Erhöhung der Temperatur oder der Menge an supernucleophilem Amin beschleunigt werden. Dabei werden dann Polymere mit überwiegend Polymercarbonatgruppen erhalten. So kann z.B. durch Einsatz von 5MoI DMAP pro Mol Chlorameisensäureester die Polymercarbonatmenge an Perlcellulose nach 16 Stunden auf ca. ΙΟΟΟμΜοΙ/g trockene Cellulose und unter den gleichen Bedingungen bei 50⁰C nach einer Stunde auf ca. 1300μΜοΙ^ trockene Cellulose erhöht werden. Dabei nimmt der Anteil an unsymmetrischen. Kohlensäurediestergruppen ab. Das kann bei Einsatz geringerer Mengen an supernucleophilem Amin und bei niedrigeren Temperaturen auch durch eine Verlängerung der Reaktionszeit erreicht werden (ca. 24-50 Stunden).The slow polymer carbonate formation at room temperature can be accelerated by increasing the temperature or the amount of supernucleophilic amine. In this case, polymers with predominantly polymer carbonate groups are obtained. For example, by using 5MoI DMAP per mole of chloroformate, the amount of polymer carbonate in perl cellulose after 16 hours to about ΜμΜοΙ / g of dry cellulose and under the same conditions at 50 ⁰ C after one hour to about 1300μΜοΙ ^ dry cellulose can be increased. The proportion of unbalanced increases. Carbonic diester groups from. This can be achieved by using lower amounts of supernucleophilic amine and at lower temperatures also by prolonging the reaction time (about 24-50 hours).

Die Gegenwart von stark basischen Aminen wie z. B. Triethylamin, N-Methylmorpholin, Ν,Ν-Dimethylanilin, Pyridin, Picolin, N-Methylpiperidin u.a. ist für die Bildung des cyclischen und acyclischen Polymercarbonate gegebenenfalls dann notwendig, wenn beim Einsatz von Chlorameisensäureestern geringere als äquimolare Mengen an supernucleophilem Amin verwendet werden. Die dann vorzugsweise einzusetzende Menge an stark basischem Amin sollte äquimolar zur Chlorameisensäureester gewählt werden.The presence of strong basic amines such. For example, triethylamine, N-methylmorpholine, Ν, Ν-dimethylaniline, pyridine, picoline, N-methylpiperidine u.a. is necessary for the formation of the cyclic and acyclic polymer carbonates, if necessary, when less than equimolar amounts of supernucleophilic amine are used when using chloroformates. The amount of strongly basic amine which is then preferably to be used should be chosen to be equimolar to the chloroformates.

Es können jedoch auch größere Mengen stark basischer Amine eingesetzt werden. Besonders beim Einsatz weniger stark nucleophiler Amine aus der Gruppe der supernucleophilen Amine wird eine Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit der Bildung cyclischer und acyclischer Polymercarbonate in Gegenwart stark basischer tertiäre Amine erzielt. Pro Mol Chlorameisensäureester oder symmetrischem Kohlensäurediester werden =äO,05Mol supernucleophiles Amin und gegebenenfalls S1,0 Mol eines stark basischen Amins oder eines Gemisches von supernucleophilem und stark basischem Amin eingesetzt.However, it is also possible to use relatively large amounts of strongly basic amines. Especially when less strongly nucleophilic amines from the group of supernucleophilic amines are used, an increase in the reaction rate of the formation of cyclic and acyclic polymer carbonates in the presence of strongly basic tertiary amines is achieved. Per mole of chloroformate or symmetric carbonic acid diester = äO, 05Mol supernucleophilic amine and optionally S1.0 mol of a strongly basic amine or a mixture of supernucleophilic and strongly basic amine are used.

Die Herstellung von Polymercarbonaten (cyclische und acyclische Carbonatgruppen) hydroxylgruppenhaltiger Polymerer wird auch durch Umsetzung von aktivierten Polymeren, die unsymmetrische Kohlensäurediestergruppen vom Typ J-O-CO-OR, wobei R eine elektronenanziehende Gruppe darstellt, tragen, mit supernucleophilen Aminen in wasserfreien organischen . Lösungsmitteln erreicht. So wird z. B. beim Einsatz einer mit N-Chlorcarbonyloxy-5-norbornen-2,3-dicarboximid (CI-CO-ONB) aktivierten Perlceljulose für die Reaktion mit 5MoI DMAP/Mol J-0-CO-ONB-Gruppen in Aceton nach 16 Stunden ein Träger mit ca. 450μΜοΙ Polymercarbonatgruppen/g trockene Cellulose erhalten. Diese Reaktion der aktivierten unsymmetrischen Kohlensäurediester der Struktur J-O-CO-OR kann zur Überführung der aktiven Gruppen in cyclische oder acyclische Polymercarbonatstrukturen genutzt werden. Durch Reaktion der erfindungsgemäß herstellbaren Polymercarbonate mit einem Anteil an unsymmetrischen Kohlensäurediester-Gruppen mit supernucleophilen Aminen sind Polymercarbonate mit ausschließlich cyclischen und acyclischen Carbonatgruppen darstellbar.The preparation of polymer carbonates (cyclic and acyclic carbonate groups) of hydroxyl-containing polymers is also carried out by reacting activated polymers containing asymmetric carbonic diester groups of the J-O-CO-OR type, where R is an electron-attracting group, with supernucleophilic amines in anhydrous organic. Solvents achieved. So z. Using a percelyculose activated with N-chlorocarbonyloxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide (CI-CO-ONB) for the reaction with 5 mol of DMAP / mol of J-O-CO-ONB groups in acetone after 16 hours a carrier with about 450μΜοΙ polymer carbonate groups / g of dry cellulose. This reaction of the activated unsymmetrical carbonic acid diesters of the structure J-O-CO-OR can be used to convert the active groups into cyclic or acyclic polymer carbonate structures. By reaction of the inventively preparable polymer with a proportion of asymmetric carbonic acid diester groups with supernucleophilic amines polymer carbonates with exclusively cyclic and acyclic carbonate groups can be represented.

Die Umsetzung wird in wasserfreien Lösungsmitteln bei Temperaturen von O bis 100°C und Reaktionszeiten von 1 bis 24 Stunden vorgenommen. Die Menge an eingesetzten supernucleophilen Aminen beträgt vorzugsweise 1 bis 5MoI, bezogen auf den molaren Anteil an unsymmetrischem Kohlensäurediester am Polymeren (J-O-CO-OR). Zur Ermittlung des Gehaltes sowohl an cyclischen und acyclischen Carbonaten als auch an unsymmetrischem Kohlensäurediester wird die Kopplung von überschüssigem Allylamin und nachfolgend die Bestimmung der am Polymeren befindlichen Doppelbindungen nach Umsetzung mit Jodmonobromid in Eisessig durchgeführt (H.-P.Kaufmann, Analyse der Fette und Fettprodukte Bd. 1, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg 1958). Die ausschließliche Bestimmung von unsymmetrischen Kohlensäurediestergruppen am Polymeren erfolgt durch Hydrolyse der aktivierten Träger mit 0,1 M NH₄OH und spektralphotometrische Bestimmung der abgespaltenen OH-Verbindung (substituierte Phenole oder Hydroxylamine). Für die Bildung cyclischer und acyclischer Polymercarbonate werden die Chlorameisensäureester bzw. die entsprechenden symmetrischen Kohlensäurediester in Mengen von 0,5-5OmMoI (bevorzugt 2-10mmol) pro Gramm trockene Polymerverbindung eingesetzt. Die Ausbeute derCarbonatbildung am Polymeren beträgt bei Einsatzmengen von 2-1OmMoI Aktivierungsreagenz pro Gramm trockenes Polymer ca. 15-20% der Theorie; das entspricht maximalen Kopplungskapazitäten von ca. 500-1300μΜοΙ. Es erweist sich als günstig, Reaktionszeiten für die Aktivierung von 1-16 Stunden anzuwenden und vorzugsweise bei Temperaturen von 4-50⁰C zu arbeiten. Bei sehr langen Reaktionszeiten und Temperaturen > 50⁰C wie auch bei einem großen Überschuß des supernucleophilen Amins können in Abhängigkeit von der Natur des hydroxylgruppenhaltigen Polymeren unerwünschte Nebenreaktionen auftreten, die u.a. zu einer Verfärbung der Polymeren führen können. Die Anzahl der Polymercarbonatgruppen kann durch die Wahl der geeigneten Reaktionsbedingungen (Menge des Aktivierungsreagenzes, Menge an supernucleophilem Amin, Temperatur und Reaktionszeit) sehr gut gesteuert werden. Unter günstigen Bedingungen sind Kopplungskapazitäten durch cyclische und acyclische Polymercarbonatstrukturen, ζ.B. bei Perlcellulose oder Sepha öse CI-6B, von > 1500 μΜοΙ/g Träger erreichbar. Verglichen mit Kopplungskapazitäten kommerzieller Produkte liegen diese Maximalwerte weit über den für die Herstellung von affinitätschromatographischen Trägern erforderlichen Werten. Der Verlauf der Aktivierungsreaktion und die Struktur der Polymercarbonate sowie der unsymmetrischen Kohlensäurediester wird durch IR-spektroskopische Untersuchungen kontrolliert und beurteilt.The reaction is carried out in anhydrous solvents at temperatures of from 0 to 100 ° C. and reaction times of from 1 to 24 hours. The amount of supernucleophilic amines used is preferably 1 to 5 moles, based on the molar fraction of unsymmetrical carbonic acid diester on the polymer (JO-CO-OR). To determine the content of both cyclic and acyclic carbonates and unsymmetrical carbonic diester, the coupling of excess allylamine and subsequently the determination of the double bonds present on the polymer is carried out after reaction with iodine monobromide in glacial acetic acid (H.-P.Kaufmann, analysis of fats and fat products Vol. 1, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg 1958). The exclusive determination of unsymmetrical carbonic acid diester groups on the polymer is carried out by hydrolysis of the activated support with 0.1 M NH ₄ OH and spectrophotometric determination of the split-off OH compound (substituted phenols or hydroxylamines). For the formation of cyclic and acyclic polymer carbonates, the chloroformates or the corresponding symmetrical carbonic acid diesters are used in amounts of 0.5-5OmMoI (preferably 2-10mmol) per gram of dry polymer compound. The yield of carbonate formation on the polymer is about 15-20% of theory with amounts of 2-10mMo of activating reagent per gram of dry polymer; this corresponds to maximum coupling capacities of approx. 500-1300μΜοΙ. It has proven advantageous to use reaction times for the activation of 1-16 hours and preferably operate at temperatures of 4-50 ⁰ C. At very long reaction times and temperatures> 50 ⁰ C as well as a large excess of the supernucleophilic amine may occur depending on the nature of the hydroxyl-containing polymer undesirable side reactions, which may lead to discoloration of the polymers, among others. The number of polymer carbonate groups can be controlled very well by choosing the appropriate reaction conditions (amount of activating reagent, amount of supernucleophilic amine, temperature and reaction time). Under favorable conditions, coupling capacities are due to cyclic and acyclic polymer carbonate structures, ζ.B. in the case of cellulose or Sepha eyes CI-6B, of> 1500 μΜοΙ / g carrier achievable. Compared with coupling capacities of commercial products, these maximum values are far above the values required for the preparation of affinity chromatographic supports. The course of the activation reaction and the structure of the polymer carbonates and the asymmetric carbonic diester is controlled and assessed by IR spectroscopic investigations.

Für die erfindungsgemäß hergestellten Polymercarbonate der Cellulose sind die C=O-Valenzschwingungen bei 1750cm"¹ für acyclische und die bei 1820 bzw. 1850cm"¹ für cyclische Carbonatstrukturen charakteristisch.For the cellulose polymer cellulose prepared according to the invention, the C = O stretching vibrations at 1750 cm ^{-1 are characteristic} for acyclic and those at 1820 or 1850 cm ^-1 for cyclic carbonate structures.

Im Vergleich dazu zeigt aktivierte'Perlcellulose des Typs J-O-CO-ONB scharfe C=0-Banden bei 1720cm"¹ für die Carbonat-C=O-Gruppe und bei 1780 und 1800cm"¹ für die Amid-C=O-Gruppe.In comparison, activated JO-CO-ONB-type cellulose shows sharp C = 0 bands at 1720 cm ^-1 for the carbonate C = O group and at 1780 and 1800 cm ^-1 for the amide C = O group.

Es ist von Vorteil, die eventuell am Polymeren vorhandenen aktiven unsymmetrischen Kohlensäurediestergruppen durch eine hydrolytische Nachbehandlung der nach Aktivierung erhaltenen Polymeren zu beseitigen. Dazu werden die aktivierten Polymeren bei der schrittweisen Überführung in ein wäßriges Medium mit Lösungsmittel-Puffer-Gemischen behandelt. Durch eine sorgfältige Durchführung dieses Prozesses und Wahl eines geeigneten pH-Wertes des Puffers (pH4,0 bis 9,0) gelingt die Entfernung von aktiven unsymmetrischenKohlensäurediestergrupperi vollständig bei geringen Verlusten an cyclischen und acyclischen Polymercarbonatgruppen. Im Falle der Cellulose unterscheidet sich z. B. die Hydrolysegeschwindigkeit der Polymercarbonatgruppen von der der Cell-O-CO-ONB-Gruppe im schwach alkalischen pH-Bereich (z. B. pH 8,3) um den Faktor 10. So können z. B. durch Hydrolyse von aktivierter Perlcellulose, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde,It is advantageous to eliminate any active unsymmetrical carbonic acid diester groups present on the polymer by a hydrolytic aftertreatment of the polymers obtained after activation. For this purpose, the activated polymers are treated in the stepwise transfer into an aqueous medium with solvent-buffer mixtures. By carefully carrying out this process and choosing a suitable pH of the buffer (pH4.0 to 9.0), the removal of active unsymmetrical carbonic acid diester group succeeds completely with little loss of cyclic and acyclic polymer carbonate groups. In the case of cellulose differs z. For example, the rate of hydrolysis of the polymer carbonate groups from that of the Cell-O-CO-ONB group in the weakly alkaline pH range (eg, pH 8.3) may be increased by a factor of 10. By hydrolysis of activated pearl cellulose prepared by the process of the invention,

bei pH 5-6 die noch vorhandenen -O-CO-ONB-Gruppen vollständig abgespalten werden. Die auf diese Weise gewonnene aktivierte Perlcellulose enthält dann nur noch Polymercarbonatgruppen, wie durch UV-spektrometrische Bestimmung und IR-spektroskopische Untersuchung (Carbonat-C=O-Banden bei 1750,1820 und 1850cm"¹) gezeigt werden kann. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu bekannten Verfahren besteht in der relativ geringen Einsatzmenge an Aktivierungsreagenz bei Erzielung hoher Aktivierungsgrade. Außerdem wird durch eine relativ einfache Reaktionsführung die Einheitlichkeit der funktionellen Gruppen der aktivierten Polymere gewährleistet und reproduzierbar gestaltet. Vorteilhaft ist weiterhin, daß im Unterschied zu den bekannten aktive unsymmetrische Kohlensäurediester-Gruppen enthaltenden Polymeren bei der Kopplung von Liganden oder der hydrolytischen Spaltung der Polymercarbonatgruppen keine Substanzen entstehen (siehe Gleichung 1-3), die eventuell toxisch sind und deren Abtrennung mitunter erhebliche Schwierigkeiten bereitet.at pH 5-6 the remaining -O-CO-ONB groups are completely eliminated. The activated perl cellulose obtained in this way then contains only polymer carbonate groups, as can be demonstrated by UV spectrometric determination and IR spectroscopic analysis (carbonate C = O bands at 1750, 1820 and 1850 cm ^-1 ) In comparison to known processes, the relatively small amount of activating reagent used is sufficient to achieve high degrees of activation, and the uniformity of the functional groups of the activated polymers is ensured and reproducible by a relatively simple reaction procedure unsymmetrical polymers containing carbonic acid diesters in the coupling of ligands or the hydrolytic cleavage of the polymer carbonate groups no substances are formed (see Equation 1-3), which may be toxic and their separation sometimes considerable difficulties t.

f-0-CO-O-/ /-^N02 + H₂N-R > J-O-CO-NHR. f-0-CO-O- / / - ^N0 2 + H ₂ NR> JO-CO-NHR.

unsymmetrischer Kohlensäurediesterunsymmetrical carbonic acid diester

J-0-CO-O-f + H₂N-R > f-OH + ^/o-CO-NHR (2) J- O-CO- Of + H ₂ NR> f-OH + ^ / o-CO-NHR (2)

acyclisches Polymercarbonatacyclic polymer carbonate

HÖHHOH

0-CO-N HR ^(3> 0-CO-N HR ^(3>

cyclisches Polymercarbonatcyclic polymer carbonate

Die Eignung der cyclischen und kettenvernetzenden Polymercarbonate zur Kopplung von Aminen, Aminosäuren und Proteinen (Enzyme, Lektine, Immunglobulineu.a.) wird anhand von Beispielen gezeigt. Die Kopplung kann je nach Art des Liganden sowohl in organischen Lösungsmitteln (z. B. Kopplung von Aminen) als auch in wäßrigen Pufferlösungen im pH-Bereich von 7 bis 10 bei Temperaturen von 4 bis 50⁰C erfolgen. Die erfindungsgemäße Herstellung von Polymercarbonaten hydroxylgruppenhaltiger Polymerer soll anhand folgender Beispiele erläutert werden:The suitability of the cyclic and chain-crosslinking polymer carbonates to couple amines, amino acids and proteins (enzymes, lectins, immunoglobulins, etc.) will be demonstrated by way of example. Depending on the type of ligand, the coupling can be carried out either in organic solvents (for example coupling of amines) or in aqueous buffer solutions in the pH range from 7 to 10 at temperatures of 4 to 50 ^° C. The preparation according to the invention of polymer carbonates of hydroxyl-containing polymers shall be illustrated by the following examples:

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1

10ml wasserfreie Perlcellulose werden in 30 ml wasserfreiem Aceton suspendiert, worin 80mg DMAP und 1,14ml Triethylamin gelöst sind. Unter Schütteln werden bei Raumtemperatur 1,52g N-Chlorcarbonyloxy-S-norbornen^^-dicarboximid, gelöst in 10ml Aceton hinzugegeben. Die Reaktion wird unter vorsichtigem Schütteln vorgenommen.10 ml of anhydrous pearl cellulose are suspended in 30 ml of anhydrous acetone in which 80 mg of DMAP and 1.14 ml of triethylamine are dissolved. With shaking, 1.52 g of N-chlorocarbonyloxy-S-norbornene ^^ - dicarboximide dissolved in 10 ml of acetone are added at room temperature. The reaction is carried out with gentle shaking.

Nach einer Reaktionszeit von 20 Minuten wird eine Probe entnommen und auf der Fritte gründlich mit wasserfreiem Aceton gewaschen und analysiert. Bei einer Gesamtkopplungskapazität von 1227 μΜοΙ/g trockene Cellulose (ermittelt durch Kopplung von Allylamin beipHIOundtitrimetrische Bestimmung der. Doppelbindung mit JBr) beträgt der Gehalt an unsymmetrischem Kohlensäurediester (nach Hydrolyse mit 0,1 M NH₄OH durch spektralphotometrische Bestimmung von N-Hydroxy-5-norbomen-2,3-dicarboximid bei 270nm ermittelt) 1155 μΜοΙ/g trockene Cellulose.After a reaction time of 20 minutes, a sample is taken and washed thoroughly on the frit with anhydrous acetone and analyzed. With a total coupling capacity of 1227 μΜοΙ / g dry cellulose (determined by coupling allylamine beipHIOundtitrimetrische determination of. Double bond with JBr), the content of unsymmetrical carbonic diester (after hydrolysis with 0.1 M NH ₄ OH by spectrophotometric determination of N-hydroxy-5 -norbomene-2,3-dicarboximide determined at 270 nm) 1155 μΜοΙ / g dry cellulose.

Die Reaktion wird nach 16stündiger Inkubation beendet. Die Gesamtkopplungskapazität ist auf 1619pMol/g trockene Cellulose gestiegen, und der Gehalt an unsymmetrischem Kohlensäurediester ist auf 923μΜοΙ^ trockene Cellulose zurückgegangen.The reaction is stopped after 16 hours of incubation. The total coupling capacity has increased to 1619 pmol / g of dry cellulose, and the content of unsymmetrical carbonic acid diester has decreased to 923 μΜΜΙΙ of dry cellulose.

Daraus ergibt sich ein Gehalt an cyclischen und acyclischen Carbonaten von 696pMol/g trockene Cellulose. 5 ml der so hergestellten aktivierten Cellulose werden mit 370 mg DMAP in 5 ml wasserfreiem Aceton 16 Stunden bei Raumtemperatur unter leichtem Schütteln behandelt.This results in a content of cyclic and acyclic carbonates of 696 pmol / g dry cellulose. 5 ml of the activated cellulose thus prepared are treated with 370 mg of DMAP in 5 ml of anhydrous acetone for 16 hours at room temperature with gentle shaking.

Danach enthält der Träger noch80pmol unsymmetrischen Kohlensäurediester und 1180μιηοΙ cyclisches und acyclisches Carbonat/g trockene Cellulose.Thereafter, the carrier contains 80 pmol of unsymmetrical carbonic acid diester and 1180 μιηοΙ cyclic and acyclic carbonate / g dry cellulose.

Beispiel 2Example 2

10 ml wasserfreie Perlcellulose werden in 30 ml wasserfreiem Aceton suspendiert, in dem 3,82 g DMAP und 0,44 ml Triethylamin gelöst sind. Unter Schütteln werden bei Raumtemperatur 1,52g N-Chlorcarbonyloxy-ö-norbornen^^-dicarboximid, gelöst in 10,0 ml Aceton, hinzugegeben und bei Raumtemperatur 16 Stunden inkubiert.10 ml of anhydrous pearl cellulose are suspended in 30 ml of anhydrous acetone in which 3.82 g of DMAP and 0.44 ml of triethylamine are dissolved. With shaking, 1.52 g of N-chlorocarbonyloxy-o-norbornene ^^ - dicarboximide, dissolved in 10.0 ml of acetone, are added at room temperature and incubated at room temperature for 16 hours.

Durch Absaugen des Trägers und ausgiebiges Waschen mit wasserfreiem Aceton wird die Reaktion beendet.By aspiration of the carrier and extensive washing with anhydrous acetone, the reaction is stopped.

Der Anteil an unsymmetrischem Kohlensäurediester beträgt 820 μΜοΙ/g, die Gesamtkopplungskapazität 1 855μΜοΙ/^. Daraus läßt sich ein Anteil von cyclischem und acyclischem Carbonat von 1035 μΜοΙ/g Cellulose errechnen.The proportion of unsymmetrical carbonic diester is 820 μΜοΙ / g, the total coupling capacity 1 855μΜοΙ / ^. From this, a proportion of cyclic and acyclic carbonate of 1035 μΜοΙ / g of cellulose can be calculated.

Beispiel 3 .Example 3.

Die Aktivierung von Perlcellulose wird analog Beispiel 2 bei 50⁰C vorgenommen.The activation of perl cellulose is carried out analogously to Example 2 at 50 ⁰ C.

Der Anteil an unsymmetrischem Kohlensäurediester beträgt 788 μΜοΙ/g, die Gesamtkopplungskapazität 2085pMol/g. Daraus ergibt sich der Gehaltan cyclischem und acyclischem Carbonatzu 1 297pMol/g.The proportion of unsymmetrical carbonic diester is 788 μΜοΙ / g, the total coupling capacity 2085pmol / g. This gives the content of cyclic and acyclic carbonate to 1 297 pmol / g.

5 ml des so hergestellten Trägers werden stufenweise in Wasser und anschließend in 20 ml 3 N Natriumchlorid-Lösung bei pH 5,6 überführt und 4 Tage bei Raumtemperatur unter leichtem Schütteln nachhydrolysiert.5 ml of the carrier thus prepared are gradually transferred into water and then in 20 ml of 3 N sodium chloride solution at pH 5.6 and after-hydrolyzed for 4 days at room temperature with gentle shaking.

Danach wird ein Gehalt an unsymmetrischen Kohlensäurediester-Gruppen von ca. 50pmol/g trockene Cellulose und ein Gehalt an cyclischem und acyclischem Carbonat von 1150pmol/g bestimmt. Im IR-Spektrum treten charakteristische C=O-Banden bei 1750,1810 und 185OcItT¹ auf.Thereafter, a content of unsymmetrical carbonic acid diester groups of about 50 pmol / g dry cellulose and a content of cyclic and acyclic carbonate of 1150 pmol / g is determined. In the IR spectrum characteristic C = O bands appear at 1750, 1810 and 185 OcItT ¹ .

Beispiel 4Example 4

Die Aktivierung von Perlcellulose wird analog Beispiel 3 vorgenommen, jedoch werden 4,4ml Triethylamin/10ml Cellulose eingesetzt.The activation of perl cellulose is carried out analogously to Example 3, but 4.4 ml of triethylamine / 10 ml of cellulose are used.

Der Anteil an unsymmetrischem Kohlensäurediester beträgt 740pmol/g, die Gesamtkopplungskapazität 1951 μΜοΙ/g, woraus sich ein Gehaltan cyclischem und acyclischem Carbonat von 1211 μΜοΙ/g ergibt.The proportion of unsymmetrical carbonic diester is 740 pmol / g, the total coupling capacity 1951 μΜοΙ / g, resulting in a content of cyclic and acyclic carbonate of 1211 μΜοΙ / g.

5 ml der so aktivierten Cellulose werden stufenweise in Wasser überführt, auf einer Glasfritte abgesaugt und in einem Schliffkolben unter leichtem Schütteln 16 Stunden mit 20ml 0,1 M Natriumtetraborat-Puffer bei pH8,3 nachbehandelt. Danach enthält der Träger keine unsymmetrischen Kohlensäurediester-Gruppen mehr. Der Gehalt an acyclischem Carbonat beträgt 715pmol/g. Im IR-Spektrum zeigt das Produkt eine C=O-Bande bei 1750cm""¹.5 ml of the thus activated cellulose are gradually transferred to water, aspirated on a glass frit and after-treatment in a ground flask with gentle shaking for 16 hours with 20 ml of 0.1 M sodium tetraborate buffer at pH 8.3. Thereafter, the carrier no longer contains unsymmetrical carbonic acid diester groups. The content of acyclic carbonate is 715 pmol / g. In the IR spectrum, the product shows a C = O band at 1750 cm ^-1 .

2ml des nach Hydrolyse erhaltenen Celluloseträgers werden mit 420mg Glycin in 2 ml 0,1 M Natriumbicarbonat-PufferbeipHI 24 Stunden bei Raumtemperatur unter leichtem Schütteln umgesetzt. Nach gründlichem Waschen wird die gekoppelte Glycinmenge durch Titration der COOH-Gruppen am Träger bestimmt. Sie beträgt 8,2 mg, das entspricht 710 μΓηοΙ/g trockene Cellulose.2 ml of the cellulose carrier obtained after hydrolysis are reacted with 420 mg of glycine in 2 ml of 0.1 M sodium bicarbonate buffer HIP for 24 hours at room temperature with gentle shaking. After thorough washing, the coupled amount of glycine is determined by titration of the COOH groups on the carrier. It is 8.2 mg, which corresponds to 710 μΓηοΙ / g dry cellulose.

Beispiel 5Example 5

10ml eines durch Reaktion von Perlcellulose mit N-Chlorcarbonyloxy-ö-norbornen^^-dicarboximid hergestellten Trägers mit unsymmetrischen Kohlensäurediester-Gruppen (Kopplungskapazität = 900μΜοΙ^) werden in einer Lösung von 363mg DMAP in 10 ml wasserfreiem Aceton durchschütteln bei Räumtemperatur zur Reaktion gebracht. Nach einer Reaktionszeit von 16 Stunden wird der verbleibende Anteil an unsymmetrischem Kohlensäurediester zu 120μΜοΙ^ Cellulose ermittelt. Die gesamte Kopplungskapazität des Trägers beträgt 572 μΜοΙ/g Cellulose. Aus der Differenz beider Werte ergibt sich ein Gehalt des Produktes an cyclischem und acyclischem Carbonat von 452μΜοΙ/g. Dieses Ergebnis wird durch das IR-Spektrum des Produktes bestätigt, welches eine C=O-Bande bei 1750cm"¹ zeigt.10 ml of a support prepared by reaction of cellulose with N-chlorophenylcarbonyloxy-norbornene ^^ - dicarboximide with asymmetric carbonic acid diester groups (coupling capacity = 900μΜοΙ ^) are shaken in a solution of 363 mg DMAP in 10 ml of anhydrous acetone at room temperature reacted. After a reaction time of 16 hours, the remaining portion of unsymmetrical carbonic acid diester is determined to 120μΜοΙ ^ cellulose. The total coupling capacity of the carrier is 572 μΜοΙ / g cellulose. The difference between the two values gives a product content of cyclic and acyclic carbonate of 452μΜοΙ / g. This result is confirmed by the IR spectrum of the product showing a C = O band at 1750 cm ^-1 .

Beispiel 6Example 6

Gemäß Beispiel 5 wird die Umsetzung mit DMAP 16 Stunden bei 50°C durchgeführt.According to Example 5, the reaction is carried out with DMAP for 16 hours at 50 ° C.

Der Anteil unsymmetrischen Kohlensäurediesters sinkt auf 40 μΜοΙ/g Cellulose, während die Bestimmung der Gesamtkopplungskapazität einen Wert von 506μΜοΙ^ ergibt. Der Gehalt an cyclischem und acyclischem Carbonat errechnet sich zu 466μΜοΙ^ Cellulose. .The proportion of unsymmetrical carbonic acid diester sinks to 40 μΜοΙ / g of cellulose, while the determination of the total coupling capacity gives a value of 506μΜοΙ ^. The content of cyclic and acyclic carbonate is calculated to 466μΜοΙ ^ cellulose. ,

Beispiel?Example?

2 ml des in Beispiel 6 erhaltenen Cellulosecarbonats werden nach schrittweiser Überführung in Wasser 18 Stunden bei Raumtemperatur mit 0,1 M Boratpuffer, pH 8,3 behandelt. Im IR-Spektrum der Cellulose tritt nur eine C=O-Bande bei 1750cm~¹ auf. Es läßt sich am Träger kein N-Hydroxy-ö-norbornen^^-dicarboximid mehr nachweisen. Der Gehalt an acyclischem Carbonat wird zu 300 μΜόΙ/g Träger ermittelt. 1 ml des nachhydrolysierten Trägers wird mit einer Lösung von 10 mg Concanaval in A in einem Milliliter 0,1 M Natriumtetraborat-Puffer bei pH 8,3 versetzt und 18 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt. Nach gründlichem Waschen mit Wasser wird die am Träger gekoppelte Proteinmenge bestimmt. Sie beträgt 1,7 mg/ml sedimentierte Cellulose. Unter gleichen Bedingungen₍aber bei pH 9,3 werden 2,5 mg/ml Cellulose gebunden.2 ml of the cellulose carbonate obtained in Example 6 are treated after stepwise transfer in water for 18 hours at room temperature with 0.1 M borate buffer, pH 8.3. In the IR spectrum of cellulose occurs only a C = O band at 1750cm ~ ¹ . It can be on the carrier no N-hydroxy-norbornene ^ ^ - dicarboximide more evidence. The content of acyclic carbonate is determined to be 300 μΜόΙ / g carrier. 1 ml of the post-hydrolyzed carrier is mixed with a solution of 10 mg Concanaval in A in one milliliter of 0.1 M sodium tetraborate buffer at pH 8.3 and shaken for 18 hours at room temperature. After thorough washing with water, the amount of protein coupled to the carrier is determined. It is 1.7 mg / ml sedimented cellulose. Under the same conditions ₍ but at pH 9.3 2.5 mg / ml of cellulose are bound.

Beispiel 8Example 8

Die Aktivierung von Perlcellulose wird analog Beispiel 2 vorgenommen, jedoch werden 382 mg DMAP/10 ml Cellulose eingesetzt. Der Anteil an unsymmetrischem Kohlensäurediester beträgt 980 μΜοΙ/g, die Gesamtkopplungskapazität 1722 μΜοΙ/g. Daraus ergibt sich ein Gehalt an cyclischem und acyclischem Carbonat von 744 μΜοΙ/g.The activation of pearl cellulose is carried out analogously to Example 2, but 382 mg DMAP / 10 ml of cellulose are used. The proportion of unsymmetrical carbonic diester is 980 μΜοΙ / g, the total coupling capacity 1722 μΜοΙ / g. This results in a content of cyclic and acyclic carbonate of 744 μΜοΙ / g.

Beispiel 9Example 9

4ml wasserfreiesTrisacryl G F 2000 werden in 45ml wasserfreiem Dioxan, die 5,1 g DMAP enthalten, suspendiert. Unter Schütteln werden bei Raumtemperatur 2,04g N-Chlorcarbonyloxy-S-norbornen^^-dicarboximid, gelöst in 45ml wasserfreiem Dioxan, hinzugefügt. Das Reaktionsgemisch wird 16 Stunden bei Raumtemperatur vorsichtig geschüttelt. Danach wird der Träger auf einer Glasfritte abgesaugt und mit 50 ml Dioxan gewaschen. Nach Überführung in Wasser, das mit 0,1 N HCI auf pH 2,2 eingestellt wurde, wird derTräger mit 100 ml 0,2 N Kaliumchlorid-HCI-Puffer-Lösung pH 2,2 gründlich gewaschen und analysiert. Der Gehalt an cyclischem und acyclischem Carbonat beträgt 181 μΜοΙ/g Trisacryl, der an unsymmetrischem Kohlensäurediester4ml Trisacryl G F 2000 anhydrous are suspended in 45ml anhydrous dioxane containing 5.1g DMAP. With shaking, 2.04 g of N-chlorocarbonyloxy-S-norbornene ^^ - dicarboximide, dissolved in 45 ml of anhydrous dioxane, are added at room temperature. The reaction mixture is gently shaken for 16 hours at room temperature. The support is then filtered off with suction on a glass frit and washed with 50 ml of dioxane. After conversion into water adjusted to pH 2.2 with 0.1N HCl, the carrier is washed thoroughly with 100 ml of 0.2N potassium chloride-HCl buffer solution pH2.2 and analyzed. The content of cyclic and acyclic carbonate is 181 μΜοΙ / g trisacrylic, the asymmetric carbonic diester

Beispiel 10 Example 10

4ml wasserfreie SepharoseCL-4 B werden in 10 ml wasserfreiem Aceton, in dem 0,97 g DMAP gelöst sind, suspendiert und nach Zugabe einer Lösung von 0,38g N-Chlorcarbonyloxy-ö-norbornen^S-dicarboximid in 10ml wasserfreiem Aceton 16 Stunden bei Raumtemperatur leicht geschüttelt.4 ml of anhydrous Sepharose CL-4 B are suspended in 10 ml of anhydrous acetone in which 0.97 g of DMAP are dissolved, and after adding a solution of 0.38 g of N-chlorocarbonyloxy-o-norbornene-S-dicarboximide in 10 ml of anhydrous acetone for 16 hours Shaken gently at room temperature.

Durch Absaugen des Trägers und Waschen mit 50 ml wasserfreiem Aceton wird die Reaktion beendet.By aspiration of the carrier and washing with 50 ml of anhydrous acetone, the reaction is stopped.

Der Anteil an unsymmetrischem Kohlensäurediester beträgt 1621 μΜοΙ/g trockene Sepharose, die Gesamtkopplungskapazität 2659μΜοΙ^. Daraus ergibt sich ein Gehalt an cyclischem und acyclischem Carbonat von 1038μΜοΙ^.The proportion of unsymmetrical carbonic diester is 1621 μΜοΙ / g dry Sepharose, the total coupling capacity 2659μΜοΙ ^. This results in a content of cyclic and acyclic carbonate of 1038μΜοΙ ^.

2ml der aktivierten Sepharose werden stufenweise in Wasser überführt, abgesaugt und mit 20ml 0,1 M Citrat-Puffer pH 5,6 7 Tage bei Raumtemperatur unter gelegentlichem Schütteln nachbehandelt. Danach beträgt der Gehalt an unsymmetrischem Kohlensäurediester ΙΟμΜοΙ/g trockene Sepharose und der an cyclischem und acyclischem Carbonat980pMol/g.2 ml of the activated Sepharose are gradually transferred to water, filtered off with suction and treated with 20 ml of 0.1 M citrate buffer pH 5.6 for 7 days at room temperature with occasional shaking. According to this, the content of unsymmetrical carbonic acid diester is ΙΟμΜοΙ / g dry sepharose and that of cyclic and acyclic carbonate is 980pmol / g.

Beispiel 11Example 11

1g Polyvinylalkohol wird in 10ml wasserfreiem Aceton, das 0,97g DMAP und 0,55ml Triethylamin enthält, suspendiert. Unter Schütteln werden 1,93g N-Chlorcarbonyloxy-ö-norbornen^^-dicarboximid in 5ml wasserfreiem Aceton hinzugegeben und 16 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt.1 g of polyvinyl alcohol is suspended in 10 ml of anhydrous acetone containing 0.97 g of DMAP and 0.55 ml of triethylamine. With shaking, 1.93 g of N-chlorocarbonyloxy-δ-norbornene ^^ - dicarboximide in 5 ml of anhydrous acetone are added and shaken for 16 hours at room temperature.

Danach wird der Polyvinylalkohol abgesaugt und mit 30 ml Aceton gewaschen. Anschließend wird mit einer Lösung von Methanol/Wasser 1:1 pH 2,5 gewaschen bis die Extinktion bei 261 nm in der Waschlösung <0,01 ist.Thereafter, the polyvinyl alcohol is filtered off with suction and washed with 30 ml of acetone. It is then washed with a solution of methanol / water 1: 1 pH 2.5 until the absorbance at 261 nm in the wash solution is <0.01.

Der so aktivierte und nachbehandelte Polyvinylalkohol enthält 13,2μΜοΙ unsymmetrischen Kohlensäurediestor und 450 μΜοΙ cyclisches und acyclisches Carbonat/g Polyvinylalkohol.The thus activated and after-treated polyvinyl alcohol contains 13.2μΜοΙ unsymmetrical carbonic acid styrene and 450μΜΙ cyclic and acyclic carbonate / g polyvinyl alcohol.

Beispiel 12Example 12

5ml wasserfreie Perlcellulose werden in 5ml wasserfreiem Aceton, in dem 1,85g Diazabicyclo[2.2.2]octan und 0,24ml Triethylamin gelöst sind, suspendiert. Nach Zugabe von 0,84g N-Chlorcarbonyloxy-ö-norbornen^^-dicarboximid in 5 ml wasserfreiem Aceton wird das Reaktionsgemisch 16 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt. Der Träger wird abgesaugt und mit 50ml Aceton gewaschen.5 ml of anhydrous pearl cellulose are suspended in 5 ml of anhydrous acetone in which 1.85 g of diazabicyclo [2.2.2] octane and 0.24 ml of triethylamine are dissolved. After adding 0.84 g of N-chlorocarbonyloxy-δ-norbornene ^^ - dicarboximide in 5 ml of anhydrous acetone, the reaction mixture is shaken for 16 hours at room temperature. The carrier is filtered off with suction and washed with 50 ml of acetone.

Der Anteil an unsymmetrischem Kohlensäurediester beträgt 3,2 μΜοΙ und der an cyclischem und acyclischem 03^οη3ί96μΜοΙ/ g trockene Cellulose.The proportion of unsymmetrical carbonic diester is 3.2 μΜοΙ and the cyclic and acyclic 03 ^ οη3ί96μΜοΙ / g dry cellulose.

Beispiel 13Example 13

2 ml wasserfreie Perlcellulose werden analog Beispiel 12 mit 0,1g DMAP und 0,053 g p-Nitrophenylcarbonat umgesetzt. Der so aktivierte Träger enthält 165μΜοΙ unsymmetrischen Kohlensäurediester und 160μΜοΙ cyclisches und acyclisches Carbonat/g Cellulose. Die Nachbehandlung mit 0,1 M Citrat-Puffer pH 5,6 bei Raumtemperatur ergibt nach 5 Tagen einen Träger, dessen Gehalt an cyclischem und acyclischem Carbonat 153μΜοΙ und an unsymmetrischem Kohlensäurediester 6,3μΜοΙ/g Cellulose beträgt. Der Gehalt an unsymmetrischem Kohlensäurediester wurde nach Hydrolyse mit 0,1 M NH₄OH durch spektralphotometrische Bestimmung von p-Nitrophenol bei 400 nm ermittelt.2 ml of anhydrous perl cellulose are reacted analogously to Example 12 with 0.1 g of DMAP and 0.053 g of p-nitrophenyl carbonate. The thus activated carrier contains 165μΜοΙ unsymmetrical carbonic acid diester and 160μΜοΙ cyclic and acyclic carbonate / g cellulose. The post-treatment with 0.1 M citrate buffer pH 5.6 at room temperature gives after 5 days a carrier whose content of cyclic and acyclic carbonate 153μΜοΙ and unsymmetrical carbonic acid diester 6,3μΜοΙ / g cellulose. The content of unsymmetrical carbonic diester was determined after hydrolysis with 0.1 M NH ₄ OH by spectrophotometric determination of p-nitrophenol at 400 nm.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Carbonaten hydroxylgruppenhaltiger Polymere durch Umsetzung von Polymeren mit Chlorameisensäureestern oder symmetrischen Kohlensäurediestern, dadurch gekennzeichnet, daß man Chlorameisensäureester der allgemeinen Formel CI-CO-OR oder symmetrische Kohlensäurediester der allgemeinen Formel RO-CO-OR, wobei der Rest R eine elektronenanziehende Gruppe darstellt, in Gegenwart von zur Bildung von reaktiven Acyliumsalzen befähigten supernucleophilen Aminen und gegebenenfalls einem weiteren der Gruppe starker Basen zugehörenden tertiären Amin in wasserfreien organischen Lösungsmitteln bei Temperaturen von 0-100°C mit hydroxylgruppenhaltigen Polymeren innerhalb von 0,5 bis 50 Stunden umsetzt und gegebenenfalls die so erhaltenen aktivierten Polymere einer Nachbehandlung mit supernucleophilen Aminen in wasserfreien organischen Lösungsmitteln bei Temperaturen von 0-100⁰C unterwirft und gegebenenfalls eine Behandlung mit wäßrigen Lösungen anschließt.1. A process for the preparation of carbonates of hydroxyl-containing polymers by reacting polymers with chloroformates or symmetrical carbonic acid diesters, characterized in that chloroformates of the general formula CI-CO-OR or symmetric carbonic diester of the general formula RO-CO-OR, wherein the radical R is a represents electron-attracting group, in the presence of capable of forming reactive acylium supernucleophilic amines and optionally another belonging to the group of strong bases tertiary amine in anhydrous organic solvents at temperatures of 0-100 ° C with hydroxyl-containing polymers within 0.5 to 50 hours and optionally the resulting activated polymers subjected to a post-treatment with supernucleophilic amines in anhydrous organic solvents at temperatures of 0-100 ⁰ C and optionally followed by treatment with aqueous solutions. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als elektronenanziehende Gruppe R substituierte Phenylreste, wie p-Nitrophenyl- oder 2,4,5-Trichlorphenyl oder einen Succinimidyl-, Phthalimidyl- oder 5-Norbomen-2,3-dicarboximidyl-Rest einsetzt.2. The method according to claim 1, characterized in that as electron-attracting group R substituted phenyl radicals such as p-nitrophenyl or 2,4,5-trichlorophenyl or succinimidyl, phthalimidyl or 5-norbornene-2,3-dicarboximidyl- Rest begins. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als supernucleophile Amine 4-Dimethylaminopyridin (DMAP), 4-Pyrrolidinopyridin, 4-Morpholinopyridin, N-Methylimidazol, Diazabicyclo/öAO/undecen, Diazabicyclo/2.2.0/-octan und ähnliche Verbindungen einsetzt.3. The method according to claim 1, characterized in that as the supernucleophilic amines 4-dimethylaminopyridine (DMAP), 4-pyrrolidinopyridine, 4-morpholinopyridine, N-methylimidazole, diazabicyclo / öAO / undecene, diazabicyclo / 2.2.0 / octane and the like Connections used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als stark basische tertiäre Amine Triethylamin, N-Methylmorpholin, Ν,Ν-Dimethylaminoanilin oder heterocyclische Amine wie Pyridin, Picolin, N-Methylpiperidin und ähnliche Verbindungen einsetzt.4. The method according to claim 1, characterized in that one uses as strongly basic tertiary amines triethylamine, N-methylmorpholine, Ν, Ν-dimethylaminoaniline or heterocyclic amines such as pyridine, picoline, N-methylpiperidine and similar compounds. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man pro Mol Chlorameisensäureester oder symmetrischen Kohlensäurediester § 0,05 Mol supernucleophiles Amin und gegebenenfalls ^ 1,0 Mol eines stark basischen Amins oder eines Gemisches von supernucleophilem und stark basischem Amin einsetzt.5. The method according to claim 1, characterized in that per mole of chloroformate or symmetric carbonic acid diester used 0.05 mol supernucleophilic amine and optionally ^ 1.0 mol of a strongly basic amine or a mixture of supernucleophilic and strongly basic amine. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzungsprodukte einer Behandlung mit wäßrigen Lösungen im pH-Bereich 4 bis 9 unterwirft.6. The method according to claim 1, characterized in that subjecting the reaction products of a treatment with aqueous solutions in the pH range 4 to 9.