Dissertation Martin Krause.pdf - KLUEDO - Universität Kaiserslautern

Die Analogie von Triazolen zu Amiden wird durch folgende Aspekte verdeutlicht: 1,2,3-Triazole sind
thermodynamisch stabil, genau wie Amidbindungen planar, haben ausgeprägte Dipolmomente und
besitzen Wasserstoffbrückendonor sowie -akzeptor-Eigenschaften. Im Gegensatz zu Amiden sind
Triazole allerdings metabolisch und proteolytisch stabil. Die übereinstimmenden geometrischen und
elektronischen Eigenschaften von 1,4-disubstituierten 1,2,3-Triazolen und trans-Amiden einerseits
und 1,5-disubstituierten 1,2,3-Triazolen und cis-Amiden andererseits, sind in Abbildung 3.3 noch
einmal gegenübergestellt.
H 2N
H 2N
R 1
R 1
O
N
N
H
H
N
N
R 2
trans-Amid
3,9
COOH
R 2
5,0
COOH
1,4-disubst. 1,2,3-Triazol
Wasserstoffbrückendonor
Wasserstoffbrückenakzeptor
Dipolmoment
Abstand in Å
41
O
H2N N
R1 R 2
H
HOOC
2,4
cis-Amid
H
N
H2N N
N
HOOC
R2 R1
2,4
1,5-disubst. 1,2,3-Triazol
Abbildung 3.3: Vergleich eines trans-Amids mit einem 1,4-disubstituierten 1,2,3-Triazol (links) und eines cis-
Amids mit einem 1,5-disubstituierten 1,2,3-Triazol (rechts).
Abbildung 3.3 zeigt, dass die freien Elektronenpaare an den N-2 und N-3-Atomen von 1,4-
disubstituierten 1,2,3-Triazolen wie die des Carbonylsauerstoffatoms einer trans-Amidbindung als
Wasserstoffbrückenakzeptoren dienen können. Bei der Triazol C-H Bindung handelt es sich um einen
Wasserstoffbrückendonor, analog zur NH-Gruppe eines Amids. Das Dipolmoment im 1,4-
disubstituierten 1,2,3-Triazol hat relativ zu den Resten die gleiche Orientierung wie das der trans-
Amidbindung, ist aber mit 4,0 - 5,1 Debye 131 etwas größer als das einer sekundären Amidbindung (3,8
Debye). 132 Auch der Abstand zwischen den C(α)-Atomen ist bei einem 1,4-disubstituierten 1,2,3-
Triazol mit 5,0 Å etwas größer als in einer trans-Amidbindung (3,9 Å). Trotz dieser Unterschiede
spiegelt das 1,4-disubstituierte 1,2,3-Triazol die Eigenschaften einer linearen trans-Amidbindung sehr
gut wider, was durch mehrere Untersuchungen eindrucksvoll belegt werden konnte. 124
Bei dem 1,5-disubstituierten 1,2,3-Triazol und der cis-Amidbindung ist die geometrische
Übereinstimmung noch größer. So beträgt der Abstand zwischen den C(α)-Atomen hier für beide
Strukturelemente übereinstimmend 2,4 Å. Auch dieses Triazol enthält einen Wasserstoffbrückendonor
und –akzeptor, allerdings sind diese unterschiedlich angeordnet als in einer cis-Amidbindung. Somit
liegt auch das Dipolmoment im 1,5-disubstituierten 1,2,3-Triazol relativ zu den Resten anders als das
in einem cis-Amid. Die gewinkelte Form einer cis-Amidbindung wird allerdings sehr gut mit einem
1,5-disubstituierten 1,2,3-Triazol imitiert, was in mehreren Fällen experimentell belegt werden konnte.
So zeigten Raines und Mitarbeiter, dass die Sequenz Asn113-Pro114 in dem Enzym RNase A gegen
die Sequenz Asn-1,5-Triazol-Ala ausgetauscht werden kann, ohne dass das Enzym seine katalytische
Fähigkeit einbüßt, was ein Hinweis auf den Erhalt der Tertiärstruktur des Enzyms ist. 133 Ghadiri