Dissertation Martin Krause.pdf - KLUEDO - Universität Kaiserslautern

von Fluoreszenzmarkern an Biomoleküle 104 oder zur Immobilisierung von Biomolekülen an
heterogenen Oberflächen Anwendung. 105,106,107
Das zweite Einsatzgebiet von Triazolen geht über die Verwendung als „nicht-interferierende“
Verknüpfungseinheit hinaus und macht Gebrauch von den speziellen, strukturellen Eigenschaften von
1,2,3- oder 1,2,4-Triazolen. So wurden Triazole u.a. als bioisostere Amidbindungen, 99,108
Disulfidbrücken 109,110 oder Aminosäureseitenketten 111 eingesetzt. Weiterhin wurden die
koordinierenden- bzw. Wasserstoffbrückendonor/akzeptor-Eigenschaften von Triazolen genutzt, um
diese als Bausteine in Metall-koordinierenden Liganden 112 oder Anionenrezeptoren 113,114 einzusetzen.
Besonders der Gebrauch von 1,2,3-Triazolen als Mimetika für Amidbindungen ist in den
letzten Jahren populär geworden. 108 Die Precusoren, welche für die 1,2,3-Triazolsynthese benötigt
werden, sind ein Alkin und ein Azid. Reaktionen von Alkinen und Aziden unter Bildung von 1,2,3-
Triazolen sind seit 1893 bekannt 115 und wurden durch Huisgen in den 1950er-1970er Jahren intensiv
untersucht. 116,117 Obwohl die Reaktion stark exotherm ist, führt eine hohe Aktivierungsenergie bei
nicht aktivierten Reaktanden zu niedrigen Reaktionsgeschwindigkeiten bei Raumtemperatur. 118 Des
Weiteren liefert die Reaktion bei hohen Temperaturen oft ein 1:1 Gemisch von zwei Regioisomeren,
einem 1,4- und einem 1,5-disubstituierten Triazol, was den gezielten Einsatz dieser Reaktionen lange
Zeit beeinträchtigte (Schema 3.1).
Erst die Entwicklung einer Kupfer(I)-katalysierten, regioselektiven Synthese von 1,4-
disubstituierten 1,2,3-Triazolen durch Meldal 119 und Sharpless 120 brachte seit 2002 einen massiven
Schub in der Verwendung dieser Reaktion (Schema 3.1). Mittlerweile wurde noch über Varianten der
regioselektiven Synthese von 1,4-disubstituierten 1,2,3-Triazolen berichtet, bei denen z.B.
Kupfernanopartikel 121 oder Zink als Katalysator 122 eingesetzt werden oder auf Metallkatalysatoren
verzichtet werden kann. 123
Für die Peptidmimetika ist von Bedeutung, dass ihre geometrischen und elektronischen
Eigenschaften, d.h. ihre Bindungsabstände und ihr Dipolmoment, 1,4-disubstituierte 1,2,3-Triazole zu
einem hervorragenden Analogon von trans-Amiden machen. 124 Cis-Amide werden hingehen sehr gut
durch 1,5-disubstituierte 1,2,3-Triazole imitiert. Der selektive Zugang zu dieser Verbindungsklasse
kann durch eine Ruthenium(II)-katalysierte Cycloaddition von Aziden an Alkinen realisiert werden
(Schema 3.1). 125,126 Anders als die Kupfer(I)-katalysierte Synthese von 1,4-disubstituierten 1,2,3-
Triazolen, können hierbei auch interne Alkine eingesetzt werden. 127 Für diese Reaktion wurden
ebenfalls bereits Weiterentwicklungen, wie metallfreie Reaktionen an der Festphase 128,129 oder
basenkatalysierte Reaktionen, 130 vorgestellt.
N N
R
N 1 R2 [Cu]
R 1 N 3
N N
R
N 1 R2 40
∆
R 2
N
N
N
R1 R2 1 : 1
Schema 3.1: Synthese von 1,2,3-Triazolen ausgehend von Alkinen und Aziden.
[Ru]
N
N
N
R1 R2