Synthese und Untersuchung artifizieller tripodaler Catechol-Siderophore

Stelmaszyk, KamilDer Autor studierte an Technischen Universität Berlin Chemie und fertigte von Januar 2010 bis April 2013 seine Dissertation im Bereich organische Synthese und Naturstoffchemie an.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Synthese verschiedener künstlicher Siderophore. Die neuen Chelatoren basieren zum größten Teil auf dem sogenannten MECAM-System, bei dem der hydrolyselabile Triseryllactonring des Enterobactins zugunsten eines aromatischen Mesitylengrundkörpers ersetzt wurde. Im Rahmen dieser Arbeit gelang die Entwicklung einer neuen Syntheseroute für heterotripodale MECAM-Liganden. Durch Aufhebung der C3-Symmetrie am Triamingrundkörper konnten die drei Bindungsstellen differenziert und mit unterschiedlichen Benzoesäuren gezielt zur Reaktion gebracht werden. Die heterotripodalen Liganden wurden unter Verwendung von Peptidkupplungsreagenzien, der katalysierten Staudinger-Vilarrasa-, der Stille-, der Lemieux-Johnson- sowie der Lindgren-Reaktion aufgebaut. Die Synthese von MECAM und Enterobactin gelang durch ein modifiziertes Syntheseprotokoll in höheren Ausbeuten, als in der Literatur angegeben. Dieses Syntheseprotokoll wurde ebenfalls zum Aufbau von symmetrischen 3'- und 5' substituierten Liganden verwendet, welche unterschiedliche Reste an den Catechol-Seitenarmen tragen. Da bisher nur wenige MECAM-Metallkomplexe bekannt sind, wurde die Komplexbildung mit einer Reihe von Metallen mittels UV-Vis-Spektroskopie und hochauflösender Massenspektrometrie untersucht, wobei bisher nicht beschriebene Komplexe gefunden wurden. Insgesamt wurde eine Substanzbibliothek mit 24 geschützten und 13 freien Liganden erstellt, die als Grundlage für zukünftige Affinitätsstudien dienen kann. Mit der Synthese von insgesamt neun heterotripodalen Liganden wurde gezeigt, dass die ausgearbeitete Synthesestrategie für den Aufbau einer kleinen, zielgerichteten Substanzbibliothek sehr gut geeignet ist.

Unter Zuhilfenahme kombinatorischer Chemie und modernen Ligandendesigns wurde eine Synthesebibliothek von 24 Chelatoren mit verschiedenen Modifikationen erstellt.