Cyclodextrine als molekulare Reaktionsgefäße - ArchiMeD ...

Einleitung - 9 -
Abb. 5: Schematische Darstellung der Fällung von β-Cyclodextrin mit Trichlorethylen in Wasser
Auf gleiche Weise kann, analog dem Schlüssel-Schloß Prinzip, mit Cyclohexanol das α-
Cyclodextrin und mit Cyclohexadecenon das γ-Cyclodextrin selektiv aus der Mischung
beim Herstellungprozess isoliert werden.
Das freie Cyclodextrin wird durch Destillation des relativ flüchtigen Gastmoleküls erhalten,
welches wieder dem Fällungsprozess zugeführt wird.
Diese Art der Komplexierung kommt durch Zusammenspiel von van der Waals-,
Wasserstoffbrückenbindungs- und hydrophoben Kräften zustande, die dazu beitragen, dass
stabile Wirt-Gast Verbindungen mit dem Gastmolekül im hydrophoben Hohlraum des
Cyclodextrins gebildet werden können. Der Komplex steht in einem Gleichgewicht, das von
der Konzentration des Cyclodextrins und des Gastmoleküls im Wasser abhängt. Folgende
energetisch bevorzugte Ereignisse machen den thermodynamischen Beitrag zu einem
dominierenden Faktor:
• Rückführung von Hydratwasser Molekülen aus dem Cyclodextrin in das umgebende
Lösungsmittel
• "Verschiebung" von Wasser aus dem hydrophoben Innenraum des Cyclodextrins
• Entfernen des hydrophoben Gastmoleküls aus der wässrigen Umgebung
• Einlagerung des hydrophoben Gastmoleküls in den apolaren Hohlraum des
Cyclodextrins
Die Zugänglichkeit zum Innenraum des Cyclodextrins kann als statistischer Faktor
angesehen werden, der durch die molekulare Geometrie und die Größe des Gastmoleküls