Dissertation Martin Krause.pdf - KLUEDO - Universität Kaiserslautern

Hierbei beruht die Bindung hauptsächlich auf Wasserstoffbrücken zwischen den Anionen und den
Amidprotonen des Cyclopeptids. Dies macht Cyclopeptid 1 zu einem der wenigen derzeit bekannten
neutralen, künstlichen Rezeptoren, welcher Anionen effizient in wässrigen Lösungsmitteln bindet.
Diese herausragende Bindungseigenschaft ist hauptsächlich auf die spezielle Struktur des gebildeten
Komplexes zurückzuführen. Durch Job-Plots und ESI-MS Messungen wurde nachgewiesen, dass 1
bevorzugt 2:1 Komplexe aus zwei Cyclopeptidmolekülen und einem Anion bildet. Näheren
Aufschluss zur Struktur dieser Komplexe lieferten die Ergebnisse einer Kristallstrukturanalyse des
Komplexes von 1 mit Iodid (Abb. 1.11, links). Diese Struktur zeigt, dass die Cyclopeptidringe ähnlich
wie zwei Zahnräder perfekt ineinander greifen und einen Hohlraum umschließen, in dem das Anion
eingelagert ist. Die sechs Amidprotonen der zwei Cyclopeptide sind in das Innere des Hohlraums
gerichtet und binden an das dort befindliche Anion (gestrichelte Linien, Abb. 1.11, links). Die Flächen
der Prolinringe beider Untereinheiten kommen sich hierbei sehr nahe (fast auf van-der-Waals
Abstand), was im Kalottenmodell gut zu erkennen ist (Abb. 1.11, rechts).
Abbildung 1.11: Kristallstruktur des Komplexes von Cyclopeptid 1 mit Iodid: Kugel-Stab-Modell (links) und
Kalottenmodell (rechts).
In weiteren Arbeiten wurden die 2:1 Komplexe von 1 durch kovalente Verknüpfung zweier
Cyclopeptidringe in 1:1 Komplexe überführt. Mittels Molecular Modeling Studien wurde mit
Adipinsäure ein Linker identifiziert, der die beiden Cyclopeptiduntereinheiten nicht in ihrer
Kooperativität in der Anionenbindung hindert (Abb. 1.10, 2). 69 Die Bindungseigenschaften des
entsprechenden Rezeptors 2 konnten aufgrund der im Vergleich zu 1 verringerten Wasserlöslichkeit
nur in 50 % Methanol/Wasser (v/v) untersucht werden. Die erhaltenen Ergebnisse zeigten wie
erwartet, dass durch die kovalente Verbrückung der beiden Cyclopeptidringe die Effizienz der
Anionenbindung steigt. Mit einem log Ka von 4.55 ist die Stabilität des Sulfatkomplexes von 2
beachtlich hoch. 70
Mit Hilfe der dynamischen kombinatorischen Chemie wurden zwei weitere Rezeptoren 3 und
4 gefunden, deren Sulfataffinität in 30 % Wasser/Acetonitril die von Rezeptor 2 im gleichen
Lösungsmittel um ca. eine Größenordnung übertrifft. 71 Die Kristallstruktur des Komplexes von 4 mit
Sulfat zeigt, dass sich die Prolinringe der Untereinheiten ebenfalls sehr nahe kommen und das Anion
fast komplett abschirmen (Abb. 1.12, links).
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