Lobert, Matthias:

Synthese von neuartigen Rezeptoren auf der Basis von moleularen Klammern und ihre Verwendung zur molekularen Erkennung und als Emzym-Modelle

Duisburg-Essen (2005), V, 458 S.
Dissertation / Fach: Chemie
Fakultät für Chemie
Dissertation
Abstract:
Im Mittelpunkt der Dissertation stehen die Synthese neuer molekularer Rezeptoren und deren supramolekulare Eigenschaften. Diese molekularen trimethylen-überbrückten Klammern werden mittels repetitiver stereoselektiver Diels-Alder-Reaktionen eines Diens (Benzo- bzw. Naphthobismethylen-norbornadien) mit einem Bisdienophil (meist Norbornadien) und anschließender Aromatisierung synthetisiert. Die trimethylen-überbrückten Klammern dienen als Rezeptoren für eine Vielzahl von elektronenarmen neutralen (z. B. TCNB, TNF) und kationischen (z. B. Kosower-Salz, Viologen-Derivate) aromatischen Substraten. Die Bildung der Komplexe beruht auf nicht-kovalenten Rezeptor-Substrat-Wechselwirkungen, wobei CH-π- und π-π-Wechselwirkungen von entscheidender Bedeutung sind. Die thermodynamischen Parameter der Komplex-Bildung, Ka and DG, wurden mittels 1H-NMR-Titrationsexperimenten und im Falle der sehr stabilen TCNB-Komplexe zudem mittels isothermer Titrationskalorimetrie (ITC), welche zusätzlich die thermodynamischen Komplex-Bildungsparameter DH und DS liefert, bestimmt. Des Weiteren wurde die kinetische Komplex-Stabilität verschiedener Wirt-Gast-Komplexe der trimethylen-überbrückten Klammern mit TCNB sowie einem Viologen-Derivat als Substrat untersucht. Hierzu wurden 1H-NMR-Spektren von (2:1)-Wirt-Gast-Mischungen bei tiefen Temperaturen gemessen, wobei getrennte Signale von komplexiertem und freiem Wirt zu erkennen waren. Eine Linienformanalyse bei den jeweiligen Temperaturen lieferte die kinetischen Parameter der Komplex-Dissoziation/Assoziation des untersuchten Komplexes. Im Fall des TCNB-Komplexes konnte zudem die Mobilität des Substrats in der Kavität der Klammer untersucht werden. Es war festzustellen, dass der Komplex aus zwei nicht-kovalent gebundenen Konformeren besteht. Als weiterer interessanter Aspekt konnte der Einfluss molekularer Klammern auf organische Reaktionen untersucht werden. Explizit wurde eine nucleophile aromatische Substitutionsreaktion UV/Vis-kinetisch untersucht, wobei eine Verzögerung der Reaktion bei Anwesenheit der Klammern beobachtet wurde. Die mikrokalorimetrischen Studien wurden aufs wässrige Milieu ausgeweitet. Hier wurde die Komplex-Bildung dimethylen-überbrückter Klammern mit den biologisch relevanten Substraten N-Methylnicotinamid und NAD+ in Wasser und PBS-Pufferlösung untersucht.

Dieser Eintrag ist freigegeben.