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Cyclopeptide als Bindungsmotive für Anionen in molekularen Käfigen sowie Goldnanopartikel-basierten Sonden

  • Im Rahmen der Promotion wurden zwei Projekte bearbeitet, die sich mit der Darstellung und Untersuchung Cyclopeptid-basierter Derivate zur Erkennung von Anionen beschäftigten. Dabei wurde im ersten Projekt der Arbeit eine neue, modulare Synthesestrategie zur Darstellung von dreifach verbrückten Bis(cyclopeptiden) entwickelt, die auf der Verwendung eines Templats und der Ausbildung von Amidbindungen zwischen den Untereinheiten basiert. Mit Hilfe dieser Methode gelang es ein Käfig-artiges Bis(cyclopeptid) mit Diglycolsäure als Linker zwischen den beiden Cyclopeptidringen darzustellen und dieses hinsichtlich seiner Anionenaffinität zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass Sulfat von diesem Rezeptor mit der höchsten bisher gemessenen Bindungskonstante Amid-verbrückter Bis(cyclopeptide) in kompetitiven, wässrigen Lösungsmittelgemischen gebunden wird. Ein Vergleich mit dem ebenfalls synthetisierten einfach verbrückten Analogon und weiteren, bekannten Vertretern dieser Rezeptorklasse erlaubte darüber hinaus eine Korrelation zwischen der Anzahl und Struktur der Linker und der daraus resultierenden Anionenaffinität. Dabei wurde deutlich, dass eine Erhöhung der Linkeranzahl einen signifikanten Anstieg der Anionenaffinität bewirkte, wenngleich diese durch weitere Optimierung der Linkerstruktur potenziell noch weiter verbessert werden kann. Dies sollte im Fokus zukünftiger Arbeiten stehen, wobei auf Basis der erarbeiteten Synthesestrategie weitere Derivate dreifach verbrückter Bis(cyclopeptide) einfach zugänglich sein sollten. Im zweiten Projekt der Arbeit wurde eine optische Sonde entwickelt, die einen einfachen Nachweis von Anionen in Wasser ermöglicht. Dazu wurde mittels eines zweistufigen Verfahrens ein gemischt-funktionalisierter Goldnanopartikel dargestellt, auf dessen Oberfläche solubilisierende Triethylengycol-haltige Liganden und funktionelle Cyclopeptid-haltige Liganden immobilisiert wurden. Die so erhaltenen Goldnanopartikel waren homogen und in Wasser löslich, aggregierten aber, sobald der Lösung Natriumsulfat zugesetzt wurde. Sie erlaubten entsprechend den Sulfat-Nachweis mit bloßem Auge, da die Nanopartikel-Aggregation zu einer Entfärbung der ursprünglich roten Lösung und der Bildung eines Niederschlags führte. Keines von acht weiteren getesteten Anionen hatte einen analogen Effekt, sodass sich der Nachweis von Sulfat als überaus selektiv erwies. Somit wurde ein vielversprechendes Konzept für die Entwicklung optischer Sonden für Anionen entwickelt, das in zukünftigen Arbeiten auf den Nachweis anderer Anionen übertragen werden sollte.

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Metadaten
Author:Julia Bartl
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-61159
Advisor:Stefan Kubik
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2020/10/13
Year of Publication:2020
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2020/10/08
Date of the Publication (Server):2020/10/19
Number of page:323
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Chemie
DDC-Cassification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 540 Chemie
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND 4.0)