Dokument: Wechselwirkungen anionischer Cyclopeptide mit Monosacchariden und organischen Kationen

Titel:	Wechselwirkungen anionischer Cyclopeptide mit Monosacchariden und organischen Kationen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2565
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20030714-000565-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Bitta, Joachim [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,25 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Wulff, Günther [Gutachter] Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Gutachter]
Stichwörter:	Supramolekulare Chemie, Cyclopeptide, Kohlenhydrate, Arginin, Erkennung, enantioselektiv, Rezeptoren, NMR-Titrationen, quaternäre Ammoniumionen
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibung:	Ziel meiner Arbeit war es, substituierte Cyclopeptide zu synthetisieren und ihre Rezeptoreigenschaften zu untersuchen. Dabei sollten sich die Substituenten an den aromatischen Cyclopeptiduntereinheiten befinden, wodurch sie um den Hohlraum des Cyclopeptids angeordnet wären und sich so an der Gastbindung beteiligen könnten. Sie sollten sich von Aminosäuren ableiten, um funktionelle Gruppen als Bindungsstellen ausnutzen zu können, die auch in der Natur zur molekularen Erkennung dienen. Eine möglichst große Flexibilität bei der Rezeptorsynthese sollte durch die Verwendung von Cyclopeptidgrundstrukturen erreicht werden, die auf einfache, modulare Art und Weise mit Aminosäureresten substituiert werden können. Das erste Cyclopeptidderivat, das ich in diesem Zusammenhang verwendete, trägt in 5-Position der aromatischen Cyclopeptiduntereinheiten freie Carboxylgruppen, an die Aminosäuren über ihre ?-Aminogruppen amidisch angeknüpft werden können. Ausgehend davon synthetisierte ich modular drei Derivate mit Aspara-ginsäure- bzw. Glutaminsäuresubstituenten, die jeweils drei Carboxylatgruppen entlang der makrocyclischen Ringe besitzen. Die drei Verbindungen unterscheiden sich im wesentlichen in der Stellung der Carboxylat-gruppen (z.B. in ihrem Abstand) zum Zentrum des Rings. Sie dienen als biomimetische Re-zeptoren für Kohlenhydrate und für Guanidiniumderivate wie die Aminosäure Arginin. Im Falle der Kohlenhydratkomplexierung konnte ich zeigen, daß alle drei Rezeptoren verschiedene Monosaccharide in dem relativ kompetitiven Lösungsmittel Chloroform/Methanol (96:4) binden. Die Monosaccharide können vom Rezeptor eingeschlossen und durch Wasserstoffbrücken gebunden werden. Dabei hat der Abstand der Carboxylatgruppen vom Hohlraum der Rezeptoren einen entscheidenden Einfluß auf ihre Selektivität. In der Reihenfolge ?-, ?- und ?-Carboxylat wird ein Maximum für die Stärke der Monosaccharidbindung durchlaufen. Der Rezeptor mit den Aspartatgruppen besitzt außerdem eine hohe Affinität zu Guanidiniumionen in polaren Lösungsmitteln. Das unsubstituierte Guanidiniumion wird mit einer Assoziationskonstante von 52.000 M-1 in DMSO komplexiert, während das weniger symmetrische Methylguanidiniumion schlechter gebunden wird. Der Komplex mit einem Argininderivat wird im Gegensatz hierzu (trotz ebenfalls monosubstituierter Guanidiniumgruppe) neben den Guanidinium-Carboxylat-Wasserstoffbrücken durch zusätzliche Wechselwirkungen stabilisiert. Dies führt dazu, daß 3 ein Argininderivat sogar in wäßriger Lösung bindet, während das Methylguanidiniumion hier nicht mehr gebunden werden kann. Um den leistungsfähigsten von mir dargestellten Rezeptor zu optimieren, synthetisierte ich ein regioisomeres Cyclopeptid. Seine aromatischen Carboxylgruppen befinden sich in 4-Position und sind ebenfalls mit Aspartatgruppen substituiert. Dieses Cyclopeptid ist durch weitere intramolekulare Wasserstoffbrücken noch besser zur Substratbindung präorganisiert. So konnten Affinität und Selektivität bei der Monosaccharidkomplexierung gesteigert werden. Bei der Argininerkennung in Methanol konnte ich bei diesem Rezeptor sogar Anzeichen einer Enantioselektivität feststellen. Im letzten Teil dieser Arbeit habe ich die enantioselektive Komplexierung quaternärer Ammoniumionen untersucht. In unserer Arbeitsgruppe ist kürzlich gezeigt worden, daß neutrale Cyclopeptide mit Substituenten in 4-Position an ihren aromatischen Untereinheiten ein chirales Ammoniumion in Chloroform enantioselektiv binden. Um diese Eigenschaft in ein kompetitives Lösungsmittel zu übertragen, synthetisierte ich zwei regioisomere Cyclopeptide, die Carboxylatgruppen in 4- bzw. 5-Position an den aromatischen Untereinheiten tragen. In Methanol konnte ich hohe Affinitäten zu dem gleichen chiralen quaternären Ammoniumion finden. Auch in diesem Fall besitzt der Rezeptor mit den Substituenten in 4-Position die größere Affinität und Selektivität zu dem untersuchten Substrat, da er besser präorganisiert ist. Von beiden Rezeptoren werden die beiden Enantiomere des Kations unterschiedlich stark gebunden, wobei der Diastereomerenüberschuß der enantioselektiven Erkennung 12% bzw. 10% beträgt. Die beiden Tricarboxylate sind damit die ersten künstlichen Rezeptoren, die ein chirales, quaternäres Ammoniumion in einem kompetitiven Lösungsmittel enantioselektiv komplexieren.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie
Dokument erstellt am:	14.07.2003
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	09.07.2003
Datum der Promotion:	09.07.2003