Entwicklung anionenbindender molekularer Kapseln auf Basis verbrückter Bis(cyclopeptide)

  • Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung neuartiger molekularer Kapseln auf Basis von verbrückten Bis(cyclopeptiden) und die Untersuchung ihrer Anionenaffinität in wässrigen Lösungsmittelgemischen. Als Reaktionen zur Verbrückung der Cyclopeptidringe wurden die Olefinmetathese und die 1,3-dipolare Cycloaddition von Alkinen und Aziden (Click-Reaktion) verwendet, die unter thermodynamischer bzw. kinetischer Kontrolle verlaufen. Neben den dreifach verbrückten Kapseln wurden ebenso die analogen Bis(cyclopeptide) mit nur einem Linker synthetisiert und untersucht. Die Charakterisierung der Bindungseigenschaften dieser Verbindungen hinsichtlich der Komplexierung verschiedener anorganischer Anionen erfolgte mittels Massenspektrometrie, NMR-Spektroskopie und isothermer Titrationskalorimetrie. Alle untersuchten Verbindungen bilden 1:1 Komplexe mit den Anionen, indem sie diese in ihrem Hohlraum über Wasserstoffbrücken binden. Allerdings hat die Anzahl der Linker einen bedeutenden Einfluss auf das Bindungsverhalten der Bis(cyclopeptide). Im Gegensatz zu den neuen, sowie bereits bekannten, einfach verbrückten Bis(cyclopeptiden), verläuft die Komplexierung von Sulfat durch die molekulare Kapsel mit drei Triazollinkern endotherm. Der ungünstige enthalpische Beitrag zur Bindung wird von einem sehr günstigen entropischen Beitrag überkompensiert, was zu einer im Vergleich höheren Sulfataffinität führt. Die Ursache dieses unerwarteten Bindungsverhaltens liegt vor allem an einer schlechten Vororganisation der Kapsel. Ein weiterer großer Unterschied zwischen den einfach und dreifach verbrückten Bis(cyclopeptiden) liegt in der unterschiedlichen Kinetik bei der Sulfatkomplexierung. Durch die Erhöhung der Anzahl der Linker reduziert sich die Geschwindigkeit von Komplexierung und Dekomplexierung deutlich. Diese Untersuchungen lieferten neue Erkenntnisse, wie sich strukturelle Veränderungen auf das Rezeptorverhalten derartiger Systeme auswirken.

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Metadaten
Author:Thomas Fiehn
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-26385
Advisor:Stefan Kubik
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Year of Completion:2011
Year of Publication:2011
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2011/05/05
Tag:Anionenrezeptor ; ITC; molekulare Kapsel
anionic receptors; click-reaction; molecular capsule; olefin metathesis; supramolecular chemistry
GND-Keyword:Click-Chemie ; Cyclopeptide ; Metathese <Chemie> ; Supramolekulare Chemie
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Chemie
DDC-Cassification:540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften

$Rev: 12793 $