Dissertation Martin Krause.pdf - KLUEDO - Universität Kaiserslautern

Mit den auf diese Weise getrennten Diastereomeren konnten erste Bindungsstudien durchgeführt
werden. In „meso“-9a sind die Camphanoylsubstituenten so angeordnet, dass sie sich bei
Kaliumkomplexierung aufeinander zu bewegen. Daher sind in wässrigen Lösungsmitteln hydrophobe
Wechselwirkungen zwischen den Substituenten zu erwarten, die positiv zur Komplexstabilität
beitragen können. In „rac“-9a zeigen die Substituenten im Komplex jedoch voneinander weg. Daher
sollten hier keine sekundären Wechselwirkungen möglich sein, was sich in Unterschieden im
Verhalten von „meso“-9a und „rac“-9a äußern sollte. Die Kaliumaffinität beider Diastereomere
wurde getrennt in Methanol/Wasser-Gemischen unterschiedlicher Zusammensetzung mit Hilfe der
ITC quantifiziert (Abb. 2.9).
∆G / kJ mol -1
-15
-20
-25
-30
-35
65 70 75 80 85 90 95
% Methanol/Wasser (v/v)
Abbildung 2.9: Abhängigkeiten der freien Reaktionsenthalpien ∆G bei der Bildung der Kaliumkomplexe von
„meso“-9a (blau) und „rac“-9a (rot) von der Lösungsmittelzusammensetzung (links) sowie die jeweiligen
dazugehörigen enthalpischen (Mitte) und entropischen Beiträge (rechts) (Gegenion: Br - , T = 298 K).
Wie zu erwarten, nimmt die Kaliumaffinität beider Verbindungen mit zunehmendem Wasseranteil ab.
Innerhalb der Fehlergrenzen sind die Kaliumaffinitäten von „meso“-9a und „rac“-9a in allen
Lösungsmittelzusammensetzungen jedoch identisch (Abb. 2.9, links). Eine Steigerung der
Bindungsaffinität für „meso“-9a gegenüber „rac“-9a aufgrund der unterschiedlichen Anordnung der
Substituenten konnte somit nicht beobachtet werden.
Die Untersuchungen zeigten weiterhin, dass die Kaliumkomplexierung bei beiden
Verbindungen ein enthalpiegetriebener und entropisch ungünstiger Prozess ist. Darüber hinaus ist
festzustellen, dass sich die lösungsmittelabhängigen Tendenzen der enthalpischen und entropischen
Beiträge beider Verbindungen signifikant unterscheiden. So nimmt die Bindungsenthalpie bei
„meso“-9a mit steigendem Wassergehalt ab, während sie bei „rac“-9a ungefähr gleich bleibt (Abb.
2.9, Mitte). Die Bindungsentropie wird bei Verbindung „meso“-9a mit zunehmendem Wasseranteil
günstiger, bei Verbindung „rac“-9a jedoch ungünstiger (Abb. 2.9, rechts). Diese Ergebnisse zeigen,
dass sich die strukturellen Unterschiede in „meso“-9a und „rac“-9a also eindeutig in
unterschiedlichen enthalpischen und entropischen Beiträgen zur Komplexstabilität äußern, auch wenn
sich die einzelnen Beiträge bei beiden Rezeptoren letztlich zu ununterscheidbaren Gesamtstabilitäten
aufsummieren. Damit ist ein Substituenteneffekt klar zu beobachten.
∆H / kJ mol -1
-35
-40
-45
-50
-55
-60
-65
65 70 75 80 85 90 95
% Methanol/Wasser (v/v)
Darüber hinaus stehen die beobachteten Abhängigkeiten der thermodynamischen Parameter
der Komplexbildung von der Lösungsmittelzusammensetzung im Einklang mit hydrophoben Effekten,
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T∆S / kJ mol -1
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
65 70 75 80 85 90 95
% Methanol/Wasser (v/v)