Dokument: Untersuchungen zur Wirkungsweise eines chiralen Selektors für die Enantiomerentrennung von Aminosäuren

Titel:	Untersuchungen zur Wirkungsweise eines chiralen Selektors für die Enantiomerentrennung von Aminosäuren
Weiterer Titel:	Studies on the operating principle of a chiral selector for the enantiomeric separation of amino acids
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=41670
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20170322-112309-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	van Megen, Jan [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 71,69 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 22.03.2017 / geändert 22.03.2017
Beitragende:	Prof. Dr. Frank, Walter [Betreuer/Doktorvater] PD Dr. Dittrich, Birger [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte der chirale Selektor (1R,2S,4R,2’RS)-4-Hydroxy-1-(2’-hydroxydecyl)prolin nach bekanntem Syntheseweg in Form eines Diastereomerengemisches erhalten und charakterisiert werden. Anschließend konnten die beiden Diastereomere in kristalliner Form separiert und einkristallröntgenstrukturanalytisch untersucht werden. Durch Umsetzen des Diastereomerengemisches des Selektors mit Kupfer(II)-acetat konnte ein Bis(selektor)kupfer(II)-Komplex erhalten und ebenfalls einkristallröntgenstrukturanalytisch untersucht werden. Die Trennleistung des chiralen Selektors bei der Ligandenaustauschchromatographie von α-Aminosäuren konnte anhand von dünnschichtchromatographischen Experimenten gezeigt werden, nach denen stets das D-Enantiomer einen stabileren Komplex mit dem Selektor bildet als das L-Enantiomer. Die Ähnlichkeit der ermittelten Selektivitäten aus Ergebnissen der Dünnschichtchromatographie und UV/Vis-spektroskopischen Untersuchungen von äquivalenten Lösungen legt die Vermutung nahe, dass die Komplexbildung in Lösung und an Oberflächen von enantioselektiven Dünnschichtplatten nach dem gleichen Mechanismus und über die gleichen Spezies ablaufen könnte. Feststoff-UV/Vis-Spektren des Belags einer Dünnschichtplatte bekräftigen diese Vermutung. Desweiteren konnten anhand von UV/Vis- und infrarotspektroskopischen Untersuchungen Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Selektor und Kupfer(II)-acetat gewonnen werden. Aus Lösungen von Kupfer(II)-acetat, Selektor und Aminosäure konnten schließlich jeweils die Mischkomplexe der D- und L-Enantiomere der Aminosäuren Phenylalanin und 2-Fluorphenylalanin in kristalliner Form erhalten und einkristallrötgenstrukturanalytisch untersucht werden. Computerchemische Untersuchungen zeigen, dass die in den Kristallstrukturen enthaltenen Mischkomplexkonformationen energetische Minima auf der jeweiligen Potentialfläche darstellen und stützen die Erkenntnis, dass die D-Enantiomere der Aminosäuren stabilere Mischkomplexe mit dem Selektor bilden als die L-Enantiomere. Des Weiteren konnten anhand von counterpoise-Rechnungen sekundäre Wechselwirkungen ermittelt werden, die die Stabilität des Komplexes beeinflussen und einen weiteren zur chiralen Erkennung beitragenden Kontakt ausmachen könnten. In the present thesis the chiral selector (1R,2S,4R,2’RS)-4-hydroxy-1-(2’-hydroxydecyl)proline was synthesized and characterized as a mixture of diastereomers. Subsequently diastereomers could be separated in crystalline form and examined by single crystal X-ray structure analysis. By the reaction of the diastereomer mixture of the selector with copper(II) acetate a bis-(selector)copper(II) complex could be obtained and examined by single crystal X-ray structure analysis as well. The separation performance of the chiral selector in ligand exchange chromatography of α-amino acids could be shown based on thin layer chromatographic experiments according to which always the D-enantiomer forms the more stable complex with the selector compared to the L-enantiomer. The similarity of the determined selectivities from results of thin layer chromatography and UV/Vis spectroscopy of equivalent solutions leads to the supposition that the complex formation in solution and on the surface of enantioselective thin layer plates could proceed by the same mechanism and about the same species. Solid state UV/Vis spectra of the coating of a thin layer plate confirm this supposition. Furthermore insights into the interactions between selector and copper(II) acetate could be gained by UV/Vis and infrared spectroscopic studies. From solutions of copper(II) acetate, selector and amino acid finally mixed complexes of the D- and L-enantiomers of the amino acids phenylalanine and 2-fluorophenylalanine could be obtained in crystalline form and examined by single crystal X-ray structure analysis. Computational chemical studies show that the mixed complex conformations contained in the crystal structures represent energetic minima on the respective potential energy surface and confirm the finding that the D-enantiomers of the amino acids form the more stable complexes with the selector than the L-enantiomers. In addition secondary interactions could be identified by counterpoise calculations that influence the stability of the complex and could constitute a further contributing contact to chiral recognition.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Anorganische Chemie und Strukturchemie
Dokument erstellt am:	22.03.2017
Dateien geändert am:	22.03.2017
Promotionsantrag am:	17.02.2016
Datum der Promotion:	14.06.2016