DNA G-Quadruplex Complex Synthese, Modifizierung und biologische Eigenschaften hexakoordinierter Siliziumkomplexe DNS Synthesis, Modification and Biological Activity of Hexacoordinate Silicon(IV) Complexes 2016 2016-12-06 Hexacoordinate doctoralThesis opus:7045 English https://doi.org/10.17192/z2016.0859 Fachbereich Chemie https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2016/0859/cover.png Synthese Henker, Jens Henker Jens hyperkoordiniert Silicium Chemistry + allied sciences Chemie The metalloid silicon is one of the most versatile elements of the world. Besides its widespread occurrence in the lithosphere, silicon containing compounds, for example the polymeric silicones, are used in numerous applications of the modern world. Moreover, the digital revolution and the progress in the photovoltaic industry is relying on silicon and its semiconductor properties. In contrast to its lower homologue, the carbon, silicon is capable of expanding its coordination geometry forming penta-, hexa- and even heptacoordinate complexes. Several of these structures have been examined over the last decades. However, most of these higher coordinate silicon complexes have been found to be hydrolytically unstable limiting their wider use, for instance in biological applications. The present thesis is addressing these limitations by investigating hexacoordinate (arenediolato)bis(polypyridyl)silicon(IV) complexes. The first part of the thesis deals with the synthesis and synthetic modification of higher coordinate silicon(IV) complexes. A successful post-coordination functionalization of silicon(IV) complexes is demonstrated. Besides halogenation, oxidation, and nitration reactions, a convenient nitrationreduction- condensation strategy tolerating various functional groups is discussed. Moreover, a synthetic approach to tris-heteroleptic complexes coordinating the DNA-intercalating ligand dppz is shown. In a prove of principal study, the results of the binding affinity of some silicon(IV) complexes to calf thymus DNA are presented. In a second project, the syntheses and biological properties of dinuclear metal-silicon(IV) complexes are studied. In order to constitute a small library of dinuclear complexes, different synthetic strategies including the previously presented nitration-reduction-condensation strategy, are discussed. With the library in hand, the biological activities of these complexes are investigated through binding studies to calf thymus DNA and G-quadruplex DNA. Moreover, the outcome of a cytotoxicity study using the MTT test for some dinuclear complexes is presented. In a third project, a Bodipy fluorophor is attached to the silicon(IV) complexes using various synthetic routes including the nitration-reduction-condensation strategy as well as a post-coordination clickchemistry approach. The photochemical and biological properties, namely the binding to calf thymus DNA and the light-switch behavior, of the obtained complexes are examined. Finally, the results of in-vitro confocal laser scanning microscope tests studying the ability of the complexes to enter the cell nucleus are shown. monograph Chemische Synthese 264 application/pdf G-quadruplex hexakoordiniert Silicon Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg Universitätsbibliothek Marburg ths Prof. Dr. Meggers Eric Meggers, Eric (Prof. Dr.) Chemie 2016-11-29 Das Halbmetall Silizium ist eines der vielseitigsten Elemente der Welt. Neben seiner weiten Verbreitung in der Lithosphäre, werden Siliziumverbindungen, wie beispielsweise polymere Silikone, in zahlreichen Anwendungen der modernen Welt eingesetzt. Darüber hinaus basieren die digitale Revolution und der Fortschritt in der Photovoltaikindustrie auf Silizium und seinen Halbleitereigenschaften. Im Gegensatz zu seinem leichteren Homologen, dem Kohlenstoff, ist Silizium in der Lage, seine Koordinationsgeometrie zu erweitern, um penta-, hexa- und sogar heptakoordinierte Komplexe auszubilden. Mehrere dieser Strukturen wurden in den letzten Jahrzehnten untersucht. Jedoch erwiesen sich die meisten dieser höher koordinierten Siliziumkomplexe als hydrolytisch instabil, was ihre breitere Anwendung, zum Beispiel in biologischen Systemen, einschränkt. Die vorliegende Arbeit adressiert diese Einschränkungen durch die Untersuchung von hexakoordinierten (Arenediolato)bis(polypyridyl)silizium(IV)-Komplexen. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und Modifizierung von höher koordinierten Silizium(IV)-Komplexen. Erfolgreiche post-Koordinationsfunktionalisierungen von Silizium(IV)-Komplexen werden diskutiert. Neben Halogenierungs-, Oxidations- und Nitrierungsreaktionen wird eine Nitrierungs-Reduktions-Kondensations-Strategie, die verschiedene funktionelle Gruppen toleriert, vorgestellt. Darüber hinaus ist eine Synthese für tris-heteroleptische Silizium(IV)-Komplexe, die von dem DNA-interkalierenden Liganden dppz koordiniert werden, gezeigt. Die Ergebnisse der Bindungsaffinitäten einiger Silizium(IV)-Komplexe zu Calf Thymus DNA werden präsentiert. In einem zweiten Projekt werden die Synthesen und biologischen Eigenschaften von zweikernigen Metall-Silizium(IV)-Komplexen untersucht. Die Synthese einer kleinen Bibliothek zweikerniger Metall-Silizium-Komplexe wird diskutiert. Die Ergebnisse der Bindungsaffinitätsstudien der hergestellten Komplexe zu Calf Thymus und G-Quadruplex DNA sowie die Ergebnisse der Zytotoxizitätsassays an HeLa-Zellen werden präsentiert. In einem dritten Projekt wird ein Bodipy-Fluorophor über verschiedene synthetische Routen, einschließlich der Nitrierungs-Reduktions-Kondensations-Strategie sowie einer post-koordinativen Click-Reaktion, in die Silizium(IV)-Komplexe eingeführt. Die photochemischen und biologischen Eigenschaften, wie die Bindung an Calf Thymus DNA und das light switch Verhalten, der erhaltenen Komplexe werden untersucht. Abschließend werden die Ergebnisse der in-vitro Zelllokalisation in HeLa-Zellen mittels konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop-Untersuchungen gezeigt. Komplexe urn:nbn:de:hebis:04-z2016-08592 Philipps-Universität Marburg