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Beiträge zur Chemie Schiff’scher Basen mit Aminosäuren und deren Metallkomplexe
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Synthese und vollständige Charakterisierung von Schiff‘sche Base-Liganden mit ortho-Vanillin als Aldehydquelle und ausgewählten Aminosäuren als Aminquelle. Diese Liganden, entweder in Reinform oder in situ generiert, sollten anschließend mit verschiedenen Metalls...
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| 1. Verfasser: | |
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| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2017
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Ziel der vorliegenden Arbeit war die Synthese und vollständige Charakterisierung von Schiff‘sche Base-Liganden mit ortho-Vanillin als Aldehydquelle und ausgewählten Aminosäuren als Aminquelle. Diese Liganden, entweder in Reinform oder in situ generiert, sollten anschließend mit verschiedenen Metallsalzen zu Metallkomplexen umgesetzt werden. Dabei sollten messbare Einkristalle der Komplexe erhalten werden, um eine sichere Strukturaufklärung zu ermöglichen. Die erhaltenen Liganden und Komplexe sollten, wenn angebracht, hinsichtlich ihres biologischen Potenzials untersucht werden.
Es konnten Liganden mit L-Glutaminsäure, L-Tyrosin und L-Glutamin als Natriumsalze in hohen Ausbeuten erhalten und vollständig charakterisiert werden. Untersuchungen zur Stabilität mittels 1H-NMR-Spektroskopie zeigten, dass alle Liganden in wässriger Lösung teilweise in ihre Edukte zerfallen und sich ein Gleichgewicht einstellt. In Studien zum antimikrobiellen Potenzial der Liganden mit L-Glutaminsäure und L-Tyrosin konnte gezeigt werden, dass die Liganden antimikrobielle Aktivität gegenüber verschiedenen Mikroorganismen, insbesondere Hefepilzen der Gattung Candida besaßen. Allerdings war diese Aktivität auf ortho-Vanillin zurückzuführen, welches durch den Zerfall des Liganden in wässrigem Milieu freigesetzt wurde. Nennenswerte antiproliferative Eigenschaften gegenüber Zellen der Linien L929 und Hep G2 konnten in MTT-Tests nicht beobachtet werden.
Die Umsetzung des L-Glutaminsäure-haltigen Liganden mit Metallsalzen lieferte folgende Komplexe:
• Mit Nickel(II)-chlorid wurde ein pentadecanuklearer Ni(II)-Komplex in Form eines Rades erhalten, welcher ein seltenes Beispiel für ungeradzahlige radförmige Ni(II)-Komplexe darstellt. Dieser Komplex war stabil in Methanol bzw. einem Wasser/Methanol-Gemisch und nur schwach zytotoxisch gegenüber L929- und B16-Zellen. Die Untersuchung der magnetischen Eigenschaften zeigte ein dominantes antiferromagnetisches Verhalten, sowie intermolekulare Wechselwirkungen bei Temperaturen unterhalb von 24 K.
• Mit Kupfer(II)-sulfat und unter Zugabe von Salzsäure am Ende der Reaktion konnte ein tetratnuklearer Cu(II)-Komplexe mit stark verzerrter Heterokubanstruktur erhalten werden, welcher über den betrachteten Zeitraum von 48 h stabil blieb. Die Aminosäurereste waren nicht an der Koordination der Metallzentren beteiligt. Der Komplex zeigte milde bis moderate antibakterielle Aktivität, sowie gute antifungale Aktivität gegenüber Organsimen der Gattung Candida. Gegenüber L929- und Hep G2-Zellen konnte eine moderate Zytotoxizität beobachtet werden.
• Mit Eisen(III)-perchlorat wurden zwei mononukleare anionische Fe(III)-Komplexe, bei denen entweder Natrium oder Kalium das Gegenion darstellte, erhalten. Von dem Kalium-haltigen Komplex konnte keine eindeutige Kristallstruktur gewonnen werden. XRPD-Studien lassen aber eine Isostrukturalität vermuten. Das Eisenzentrum war verzerrt-oktaedrisch von zwei Ligandmolekülen umgeben. Mittels EPR wurde ein Spin von S = 5/2 nachgewiesen.
• Mit Palladium(II)-chlorid konnten zwei mononukleare Pd(II)-Komplexe erhalten werden, in denen das Palladiumzentrum quadratisch-planar von einem Ligandmolekül und einem Chloridion koordiniert wird und insgesamt einfach negativ geladen ist. Zur Kompensation der Ladung dienten entweder ein Natrium- oder ein Kaliumion. Abhängig vom Gegenion konnte eine unterschiedliche Packung in der Kristallstruktur beobachtet werden. Der hinsichtlich seines biologischen Potenzials untersuchte Kalium-haltige Komplex war stabil in DMSO über den untersuchten Zeitraum von 72 h und zeigte moderate bis gute antimikrobielle Aktivität. Gegenüber Zellen der Linie L929 war der Komplex inaktiv. Untersuchungen an weiteren humanen Krebszelllinien stehen noch aus.
Bei der Umsetzung des L-Glutamin-haltigen Liganden konnten nur mit Eisen(III)-perchlorat Komplexe erhalten werden. Dabei war der Zusatz von Natrium- bzw. Kaliumazid essentiell für das Wachstum von Kristallen. Die Komplexe waren von Struktur und Eigenschaften her analog zu den Komplexen mit dem L-Glutaminsäure-haltigen Ligand. Allerdings konnten hier die Kristallstrukturen der Komplexe mit beiden Gegenionen, Kalium und Natrium, erhalten werden Diese unterschieden sich durch die Packung im Festkörper.
Für den L-Tyrosin-haltigen Liganden konnten Komplexe mit Nickel und Palladium erhalten werden:
• Mit Nickel(II)-chlorid wurden zwei Metallkomplexe erhalten, welche isostrukturell sind und sich nur durch das koordinierte Lösungsmittel, Methanol oder DMF, unterschieden. Die Komplexe waren tetranuklear und zeigten als Strukturmotiv nicht den üblichen Ni-O-Heterokuban, sondern eine äußerst seltene schüsselartige Struktur. Dabei blieben die Tyrosin-Seitenketten ungebunden. Beide Solvate erwiesen sich sowohl in Lösung als auch im festen Zustand als stabil
• Mit Palladium(II)-chlorid konnten zwei mononukleare Pd(II)-Komplexe mit quadratisch-planarer Geometrie um das Palladiumzentrum erhalten werden. Die Koordinationssphäre wurde entweder durch ein Chloridion oder ein Wassermolekül vervollständigt. Im Falle des chlorhaltigen Komplexes kompensierte ein Natriumion die negative Ladung. Der Komplex mit dem koordinierten Wassermolekül war insgesamt neutral. Während der neutrale Komplex in DMSO über 72 h stabil blieb, zeigte der anionische Komplex Zerfallsprodukte im 1H-NMR-Spektrum. Beide Komplexe wiesen moderate bis gute antimikrobielle Aktivität auf. Gegenüber Zellen der Linie L929 waren beide Komplexe inaktiv. Untersuchungen an weiteren humanen Krebszelllinien stehen noch aus.
Die geplante Synthese einer Schiff’schen Base durch die Kondensationsreaktion von ortho-Vanillin und L-Cystein war, anders als in diversen Publikationen behauptet, nicht erfolgreich. Stattdessen wurde das entsprechende Thiazolidin als Racemat erhalten. Die Umsetzung mit verschiedenen Metallsalzen lieferte keine Metallkomplexe in kristalliner Form. Allerdings konnten durch Zugabe von Zinkchlorid messbare Kristalle des Thiazolidins erhalten werden. Obwohl das gesamte kristalline Präzipitat racemisch war, wurde in mehreren Messungen nur die Struktur des 2R,4R-Diastereomers bestimmt. Dieses lag im Kristall als Zwitterion vor.
Zusammenfassend konnten insgesamt drei Schiff’sche Basen als Natriumsalze synthetisiert und charakterisiert werden. Die Umsetzung der Liganden mit Metallsalzen führte zu einer Vielzahl von neuen Metallkomplexen, die eine hohe strukturelle Vielfalt und interessante Eigenschaften aufwiesen. |
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| Umfang: | 269 Seiten |
| DOI: | 10.17192/z2018.0048 |