Dokument: Enantioselektive Erkennung von Kationen und Monosacchariden mit synthetischen Cyclopeptiden aus Prolin und 3-Aminobenzoesäurederivaten

Titel:Enantioselektive Erkennung von Kationen und Monosacchariden mit synthetischen Cyclopeptiden aus Prolin und 3-Aminobenzoesäurederivaten
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URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20050111-001003-2
Kollektion:Dissertationen
Sprache:Deutsch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:Text
Autor: Heinrichs, Guido Andreas [Autor]
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Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:Prof. Dr. Braun, Manfred [Gutachter]
Prof. Dr. Kubik, Stefan [Gutachter]
Stichwörter:Supramolekulare Chemie, Cyclopeptide, Kohlenhydrate, Erkennung, enantioselektiv, Rezeptoren, NMR-Titrationen, Fluoreszenztitrationen, quaternäre Ammoniumionen
Dewey Dezimal-Klassifikation:500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibung:In unserer Arbeitsgruppe entwickeln wir makrocyclische Peptide, die als synthetische Rezeptoren in der supramolekularen Chemie dienen. Ein Ziel meiner Arbeit war es, vier verschiedene Cyclopeptide, die in alternierender Sequenz aus der natürlichen Aminosäure L-Prolin und Derivaten der nicht-natürlichen 3-Aminobenzoesäure aufgebaut sind, im Hinblick auf ihre Wechselwirkung mit chiralen, quaternären Ammoniumionen zu untersuchen. Ich konnte zeigen, daß das (R)-Enantiomer des N,N,N-Trimethylphenylethylammoniumions (PETMA) von allen untersuchten Cyclopeptiden besser gebunden wird als das (S)-Enantiomer. Das Verhältnis der ermittelten Assoziationskonstanten konnte mit Hilfe einer kompetitiven Titration unter Verwendung des Racemats von PETMA+ experimentell bestätigt werden. Um den Einfluß des Anions auf die Kationenaffinität der Cyclopeptide zu untersuchen, verwendete ich neben dem Pikratsalz von PETMA auch Salze mit chiralen Tristetrachlorcatecholphosphat (TRISPHAT) Anionen. Ich konnte zeigen, daß PETMA in Gegenwart dieser Anionen mit einem Cyclopeptid, das an der aromatischen Untereinheit mit Methoxygruppen substituiert ist, stabilere Komplexe bildet als in Gegenwart von Pikratanionen. Hierfür ist die geringere Ladungsdichte des lipophilen TRISPHAT verantwortlich.
Außerdem zeigten meine Untersuchungen, daß die absolute Konfiguration von TRISPHAT einen großen Einfluß auf die Enantioselektivität der Kationenbindung hat. Verwendet man zum Beispiel racemisches TRISPHAT, unterscheidet sich der Diastereomerenüberschuß bei der Komplexierung von (R)- und (S)-PETMA kaum von dem in Gegenwart von Pikrat bestimmten. In Gegenwart von (L)-TRISPHAT beobachtet man dagegen eine geringere Enantioselektivität und in Gegenwart von (D)-TRISPHAT eine deutlich höhere. Durch systematische Analyse der Komplexgleichgewichte konnte ich diesen Effekt auf die Bildung von Komplexen zwischen dem Cyclopeptid und undissoziierten Salzen zurückführen. Da in diesem Fall alle Komplexe des Cyclopeptids diastereomer zueinander sind, ist ihre unterschiedliche Stabilität plausibel. Ein weiteres Ziel meiner Arbeit war die Synthese eines neuen cyclischen Peptids, das Kohlenhydrate in Wasser bindet. Von Boronsäuren weiß man, daß diese in wäßrigen Lösungsmitteln mit Diolen und Monosacchariden reversibel cyclische Ester bilden. Diese Fähigkeit wurde von Shinkai erfolgreich zur Synthese von Kohlenhydratrezeptoren genutzt. Ich versuchte nun, dieses Konzept auf die in unserer Arbeitsgruppe untersuchten Cyclopeptide zu übertragen und synthetisierte ein cyclisches Tetrapeptid und ein cyclisches Hexapeptid mit aromatischen Boronsäureseitengruppen.
Mit Hilfe der ESI-Massenspektrometrie zeigte ich, daß das cyclische Tetrapeptid sowohl mit D-, als auch mit L-Glucose in Methanol/Wasser 1:1 bei pH 11,7 bevorzugt 1:1-Komplexe bildet. Mit anderen Monosacchariden werden entweder vorwiegend 2:1-Komplexe gebildet oder die Wechselwirkung ist so schwach, daß es in größerem Umfang zur Bildung eines Abbauprodukts des Rezeptors kommt, in dem Boronsäuregruppen durch Hydroxygruppen substituiert sind. Die Assoziationskonstanten der Glucosekomplexe bestimmte ich mit Fluoreszenztitrationen. Dabei ergab sich, daß D-Glucose mit Ka=25.000 ungefähr doppelt so gut gebunden wird wie L-Glucose. Damit konnte ich erstmals einen Kohlenhydratrezeptor auf Basis von Cyclopeptiden realisieren, der Monosaccharide in wäßriger Lösung mit hoher Affinität, guter Enantioselektivität und überraschend hoher Substratselektivität bindet. Für das von mir entwickelte cyclische Hexapeptid zeigte ich wiederum mit Hilfe der ESI-Massenspektrometrie, daß Monosaccharide mit diesem Rezeptor bevorzugt 2:1-Komplexe bilden. Weitere Untersuchungen mit diesem Rezeptor wurden im Rahmen dieser Arbeit nicht mehr durchgeführt.
Fachbereich / Einrichtung:Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie
Dokument erstellt am:11.01.2005
Dateien geändert am:12.02.2007
Promotionsantrag am:21.12.2004
Datum der Promotion:21.12.2004
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