Stenert, Verena:

Synthese o-chinoider Fluoreszenmarker für Stickstoffmonoxid und deren Anwendung in chemischen Systemen mit biologischer Relevanz

Essen (2003), IX, 179 S.
Dissertation / Fach: Chemie
Fakultät für Chemie
Fakultät für Chemie » Organische Chemie
Dissertation
Abstract:
m Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde zunächst eine Optimierung der Synthese der bereits existierenden o-chinoiden Fluoreszenzmarker (FNOCT und FNOCT/AM ) vorgenommen. Hierbei konnten die Produktmengen der einzelnen Reaktionsschritte bei gleichbleibenden oder besseren Ausbeuten um ein vielfaches erhöht werden. Somit liegt nun ein vereinfachtes Syntheseverfahren zur Herstellung der FNOCT-Vorstufen vor, die in einem letzten Photolyseschritt zum Fluoreszenz-marker umgesetzt werden können. Die Bedingungen für die Photolyse konnten vor allem hinsichtlich der Reaktionszeit, die von über 60 h auf ca. 20 h gesenkt wurde, optimiert werden. Durch Variation der Position des Substituenten am Phenanthrengerüst der Marker-Verbindung konnte ein neues FNOCT-Derivat synthetisiert werden, welches ebenfalls in der Lage ist, Stickstoffmonoxid unter Anstieg der Fluoreszenz zu binden. Somit steht für den NO-Nachweis eine weitere Fänger-Verbindung zur Verfügung. Eine bathochrome Verschiebung des Maximums der Anregungswellenlänge des NO-Adduktes (Hydroxylamin) konnte für diese Verbindung nicht beobachtet werden. Das Fluoreszenzanregungsspektrum dieser Verbindung weist jedoch eine Schulter bei einer Wellenlänge von lexc = 355 nm auf, die eine nur wenig geringere Fluoreszenz-intensität zeigt als das Maximum. So kann bei dieser Wellenlänge angeregt werden, wodurch das gleiche Emissionsspektrum wie bei Anregung im Maximum erhalten wird, was dann einer bathochromen Verschiebung der Anregungswellenlänge gleich kommt. Die Eigenschaften der Fluoreszenzmarker, insbesondere die der von MEINEKE entwickelten Verbindungen, wurden weitergehend untersucht. Vor allem die Wirkung unterschiedlicher Lösungsmittel, die Toxizität und die Lagerstabilität sowie die Spezifität der Fänger gegen NO- und das Superoxidradikal O2·- wurden bestimmt. In diesem Zusammenhang wurde die Bildung von O2·- aus O2 durch Tetrahydrobi-opterin sowie die Reaktion des Superoxidradikals mit NO untersucht. NO kann bei gleichzeitiger Freisetzung von O2·- nicht nachgewiesen werden, was für die Bildung von Peroxynitrit spricht. NO- wird aus Angelis Salz gebildet, kann aber durch FNOCT in sauerstoffhaltiger und sauerstofffreier Lösung nachgewiesen werden. Dies legt eine Reaktion von FNOCT mit NO- nahe, ein endgültiger Beweis konnte allerdings mittels Fluoreszenzspektroskopie nicht erbracht werden. Die Untersuchung des Zerfalls von Diazeniumdiolaten (NONOate) gehört zu den wichtigen Anwendungen fluoreszenzspektroskopischer Nachweismethoden. Mit FNOCT konnte trotz komplizierter Reaktionskinetik des Systems sowohl die Menge an freigesetztem NO wie auch die Halbwertszeit der NONOate gut abgeschätzt werden. Auch der Verbleib von NO, z. B. durch Reaktion mit Sauerstoff, konnte ermittelt werden. In Messsystemen, die zugleich Ascorbinsäure und Sauerstoff enthielten, wurde ein geringerer NO-Spiegel und eine im Gegensatz zur Reaktion von NO mit Sauerstoff veränderte Reaktionskinetik gefunden. Dies zeigt, dass Ascorbinsäure im Zusam-menhang mit O2 mit Stickstoffmonoxid reagiert. Vorschläge für den zugrunde liegenden Mechanismus wurden formuliert, konnten jedoch mit den zur Verfügung stehenden Methoden nicht vollständig bewiesen werden.

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