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Entwicklung von Anionenrezeptoren auf Basis von Cyclopeptiden und Bis(cyclopeptiden)

  • Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung neuartiger Anionenrezeptoren auf Basis von Cyclopeptiden und Bis(cyclopeptiden). Besonderer Augenmerk sollte hierbei auch auf der Verbesserung der synthetischen Zugänglichkeit dieser Rezeptoren liegen. Gemeinsamer Baustein der verwendeten Cyclopeptide sind Dipeptide aus Boc-L-Hydroxy-prolin und geschützten Aminopicolinsäureuntereinheiten. Konventionell wird deren Synthese durch Einsatz von Kupplungsreagenzien realisiert. Aufgrund der Elektronenarmut der Amino-picolinsäureeinheit muss hierbei PyCloP als Kupplungsreagenz eingesetzt werden, welches vergleichsweise teuer ist. Außerdem kann es bei dieser Reaktionsführung zur Epimerisierung der chiralen Aminosäure kommen, so dass bei dieser Reaktion Optimierungsbedarf besteht. Durch Anwendung der Goldberg-Amidierung konnte ich die Effizienz der Dipeptidsynthese durch Einsatz günstiger Reagenzien sowie kommerziell erhältlicher Edukte steigern. Außerdem besteht bei dieser Reaktion keine Gefahr der Racemisierung. In meiner Arbeit beschäftigte ich mich darüber hinaus mit der Synthese einer molekularen Kapsel auf Basis thiol-haltiger Cyclopeptide. Dieses dreifach verbrückte Bis(cyclopeptid) wird dabei mit Hilfe der dynamischen kombinatorischen Chemie unter Verwendung des Disulfidaustausches als reversibler Reaktion synthetisiert. Mir ist es gelungen, durch systematische Optimierung der Reaktionsbedingungen die Produktbildung positiv zu beeinflussen und die Aufarbeitung zu vereinfachen. Allerdings kam es bei der Isolierung des Bis(cyclopeptids) zu einer Oxidation der Disulfidbrücken, so dass das Produkt nicht analysenrein erhalten werden konnte. Während meiner Arbeiten ist es mir ebenfalls gelungen, einen Zugang zu funktionalisierten Cyclopeptiden zu entwickeln. Dabei zeigte sich, dass die Einführung von Substituenten in den Prolineinheiten nach Aufbau des Cyclopeptids erfolgen muss. Das so erhaltene Cyclopeptid mit drei β-Alanin-Seitenketten trägt Ammoniumgruppen in der Peripherie. Mit Hilfe von pH-abhängigen potentiometrischen Titrationen konnten drei Protonierungskonstanten ermittelt werden. Diese zeigen, dass bei pH 7 immer noch 95 % der Moleküle vollständig protoniert sind. Dieses Cyclopeptid zeigte bezüglich der Anionenbindung einzigartige Eigenschaften So bindet es in gepufferten wässrigen Medien Sulfatanionen mit hoher Affinität, was mittels Massenspektrometrie, NMR-Spektroskopie und isothermer Titrationskalorimetrie nach-gewiesen werden konnte. Die Sulfatbindung konnte darüber hinaus nicht nur in Essigsäure-/Acetat-Puffer sondern auch in reinem Phosphat-Puffer bei verschiedenen pH-Werten nachgewiesen werden. Damit wurde mit diesem Cyclopeptid ein effizienter Sulfatrezeptor entwickelt, der selektiv Sulfatanionen in Wasser zu binden vermag. Es zeigte sich, dass die Kombination der Anionenbindungsstelle des Cyclopeptids mit peripheren funktionellen Gruppen, die sich spezifisch an der Gastbindung beteiligen, eine geeignete Strategie darstellt, die Löslichkeits- und Bindungseigenschaften solcher Cyclopeptide gezielt zu verbessern.

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Metadaten
Author:Astrid Schaly
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-36139
Advisor:Stefan Kubik
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2013/09/26
Year of Publication:2013
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2013/08/30
Date of the Publication (Server):2013/09/27
Tag:Anionenrezeptor; Sulfaterkennung
GND-Keyword:Cyclopeptide; Gast-Wirt-Beziehung; Peptidsynthese; Supramolekulare Chemie
Number of page:196
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Chemie
DDC-Cassification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 540 Chemie
Licence (German):Standard gemäß KLUEDO-Leitlinien vom 10.09.2012