Untersuchung von Cyclodextrinkomplexen - OPUS - Universität ...

18 Theorie und Stand der Forschung
Gastmoleküle Instabilitäten aufgrund von unerwünschten Kristallisationsvorgängen, wie der
Nadelbildung von Nifedipin, unterbunden werden [76].
2.3.5.4 Selektive Komplexbildung (molecular recognition)
Ein Teilgebiet der Cyclodextrinforschung befasst sich mit der Synthese von
Cyclodextrinderivaten, die eine hohe, selektive Affinität zu bestimmten Gästen aufweisen.
Ein anschauliches Beispiel hierfür stammt aus der Nahrungsmittelindustrie. Zur Herstellung
von cholesterolarmer Butter wird dieser Bestandteil mit β-Cyclodextrin aus dem Milchfett
entfernt [4].
In der Medizin macht man sich dieses Prinzip beim Einsatz von Sugammadex zu Nutze.
Hierbei handelt es sich um ein Derivat des γ-Cyclodextrins, dessen Hydroxylgruppen der C6-
Atome durch [-S-CH2-CH2-COONa]-Gruppen ersetzt wurden. Dieses Wirtsmolekül besitzt
eine hohe Affinität zu Rocuronium, einem nicht-depolarisierenden Muskelrelaxans. Dessen
Narkosewirkung kann durch Injektion von Sugammadex innerhalb von Minuten beendet
werden, da die im Komplex gebundenen Wirkstoffmoleküle nicht mehr als Antagonisten von
Acetylcholin fungieren können [77,78].
2.3.5.5 Enantiomerentrennung (chiral recognition)
Viele Arzneistoffe enthalten optisch aktive Zentren. Es existieren also zwei Enantiomere, die
pharmakologische Unterschiede aufweisen können. Die Trennung dieser spiegelbildlichen
Paare mit chromatographischen Verfahren ist deshalb von großer Bedeutung [5].
Cyclodextrine bilden als ebenfalls chirale Moleküle mit Enantiomerenpaaren Komplexe von
diastereomerem Charakter. Die rein stereochemischen Unterschiede in der Struktur der
Gäste können geringe Differenzen in der Assoziationskonstante bedingen [5]. Diese
genügen allerdings, um eine Auftrennung mit Cyclodextrinen als mobile [79] oder stationäre
[80] Phase zu erreichen. Im Handel sind HPLC-Säulen erhältlich, die kovalent an
Kieselgelpartikel gebundene, natürliche Cyclodextrine enthalten [81,82].
Eine genaue Vorhersage, ob ein Cyclodextrin Selektivität bezüglich eines Enantiomers
aufweist und wie stark die Differenzierung ausfällt, ist jedoch kaum zu treffen. Es scheint
stark auf die strukturelle Lage des Chiralitätszentrums im Hinblick auf die Verteilung von
hydrophoben und hydrophilen Bereichen über das Molekül des Gastes anzukommen [83].
2.3.5.6 Steigerung der Selektivität und Katalyse chemischer Reaktionen
Mit Hilfe von Cyclodextrinen und ihren Derivaten ist es möglich, die Selektivität organischer
Reaktionen zu steigern oder sie zu katalysieren [84,85].
Durch den Einschluss in ein Cyclodextrin werden Teile des Gastmoleküls räumlich
abgeschirmt, was die Regioselektivität von Additionen, Substitutionen und anderen