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Entwicklung niedermolekularer Scavenger für V-Stoffe

  • V-Stoffe, die zur Klasse der Neurotoxischen Organophosphonate (NOPs) zählen, gehören zu den giftigsten bekannten Verbindungen. Ihre ausgeprägte Toxizität gegenüber dem Menschen erlaubt ihren Einsatz als chemische Kampfstoffe. Obwohl diese Verbindungen bereits vor mehr als 60 Jahren zum ersten Mal hergestellt wurden, steht noch keine sichere und universelle Therapiemethode zur Verfügung. Ein vielversprechender neuer Ansatz besteht in der Entwicklung sogenannter Scavenger. Dabei handelt es sich um Verbindungen, die NOPs im Körper binden und unschädlich machen, bevor sie Schaden anrichten. Makrocyclische Wirtverbindungen, die mit einer nukleophilen Gruppe substituiert sind, besitzen diese Eigenschaften. In der vorliegenden Arbeit wurden neue Sulfonatocalix[4]arenderivate hergestellt, die mit einer Hydroxamsäuregruppe als nukleophiler Gruppe substituiert sind. Die erhaltenen Verbindungen wurden von unseren Kooperationspartnern am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Bundeswehr in München auf ihre Aktivität zur Entgiftung verschiedener V-Stoffe in wässriger Lösung untersucht. Als Ausgangsmaterialien zur Darstellung der potentiellen Scavenger wurden zunächst geeignete Sulfonatocalix[4]arenderivate synthetisiert. Anschließend wurden die Calixarenderivate mit entsprechenden Vorstufen verknüpft, in denen die Hydroxamsäuregruppe enthalten ist. Es wurde ein Scavenger hergestellt, der VX mit einer Halbwertszeit von etwa 4 Minuten entgiftet, was im Vergleich zur Spontanhydrolyse einer Beschleunigung um das 3500-fache entspricht. Auch andere V-Stoffe wurden mit ähnlichen Geschwindigkeiten entgiftet. Diese Verbindung stellt damit den effizientesten niedermolekularen Scavenger für V-Stoffe dar, der bislang entwickelt wurde. Neben den Messungen zur Bestimmung der Abbauraten für V-Stoffe wurden auch mechanistische Studien und Bindungsstudien durchgeführt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass der Calixarenring effizient in wässriger Lösung an VX bindet. Außerdem wurde beobachtet, dass bei der Entgiftung von VX selektiv das ungiftige Abbauprodukt EMPA entsteht.
Metadaten
Author:Christian Schneider
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-46636
Advisor:Stefan Kubik
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2017/06/07
Year of Publication:2017
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2017/04/28
Date of the Publication (Server):2017/07/04
Number of page:197
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Chemie
CCS-Classification (computer science):A. General Literature
DDC-Cassification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 540 Chemie
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell (CC BY-NC 4.0)