Synthese und Untersuchung von Platin-Komplexen mit N-heterozyklischen Liganden als mögliche G-Quadruplex-DNA-Liganden

Abstract

In dieser Arbeit wurden Metallkomplexe, vor allem Platin-Komplexverbindungen, mit unterschiedlichen N-heterozyklischen Liganden dargestellt und charakterisiert. Dabei wurden die Liganden so gewählt, dass unterschiedliche molekulare Architekturen realisiert wurden. Die DNA-Bindungseigenschaften einiger dieser Verbindungen sowie weiterer vier Komplexverbindungen, die in der Arbeitsgruppe Lippert synthetisiert wurden, wurden untersucht. In Kapitel 3 wird erörtert, in wie weit sich einige ausgewählte Liganden dazu eignen, flache, dinukleare Platin-Komplexe zu bilden. Mit den Liganden Pyrimidin-4,6-dicarboxylat, pmdc, und Pyrazin-2,5-dicarboxylat, pzdc, gelingt die Synthese von solchen Platin-Komplexen. Von [{Pt(NH3)2}2(µ-pmdc)](NO3)2∙H2O und von [{Pt(en)}2(µ-pmdc)](NO3)2 kann die Kristallstruktur bestimmt werden und es zeigt sich, dass die kationischen Komplexe auch im Festkörper eine flache Struktur einnehmen. Mit dem Liganden 2,3-Bis(pyridin-2-yl)-pyrazin, bppz, wird bei Koordination von zwei Metallzentren keine flache Architektur erhalten, stattdessen zeigt die vorläufige Kristallstruktur von [{Pt(en)}2(µ-bppz)]4+ eine starke Verzerrung des Pyrazinringes von bppz. Dadurch sind die Pyridin-Substituenten des Liganden und auch die Platin-Koordinationsebenen gegeneinander verdreht. Der Grund für diese nicht-planare Struktur ist die sterische Abstoßung der H6'- und H6''-Atome des bppz (Kap. 3.4). In Kapitel 4 und 5 werden gewinkelte, molekulare Architekturen vorgestellt und Platin-Komplexe mit entsprechenden Strukturen charakterisiert. Dazu werden die Liganden 2,3-Bis(pyridin-2-yl)-pyrazin, bppz, und Tetrakis(pyridin-2-yl)-pyrazin, tppz, eingesetzt. Es können die Kristallstrukturen eines molekularen L, [Pt(bpy)(bppz)](PF6)2, eines molekularen S trans-[{Pt(bpy)}2(µ-tppz)](PF6)4∙3CHCl3∙4H2O und eines molekularen U, cis-[{Pt(bpy)}2(µ-tppz)](PF6)4∙2CH3CN∙1.5H2O gelöst werden. Das molekulare U kann flache Moleküle als Gäste aufnehmen. Als Gäste wurden [Pt(bpy)Cl2] und Guanosin untersucht. Die Wechselwirkung des molekularen U und S mit DNA wurden von K. Suntharalingam in der Arbeitsgruppe von R. Vilar untersucht. Es zeigt sich, dass das molekulare U stark an Quadruplex DNA bindet und die Quadruplex-Struktur beeinflusst. Der Mechanismus der Bindung an die Quadruplex-Struktur ist aus den durchgeführten Experimenten nicht ersichtlich. In Kapitel 6 werden vier Metallkomplexe, die in der Arbeitsgruppe von B. Lippert synthetisiert wurden, auf ihre DNA Bindungseigenschaften untersucht. Diese Metallkomplexe sind Vertreter unterschiedlicher molekularer Architekturen.Die polarisationsspektroskopischen Untersuchungen der Wechselwirkung der Verbindungen mit ctDNA zeigen, dass die lineare Struktur der DNA von allen vier Verbindungen gestört wird. Zellbiologische Studien, die von V. Sadovnikova in der Arbeitsgruppe von M. Hannon durchgeführt wurden, zeigen, dass nur der tetranukleare Palladium-Komplex eine cytotoxische Wirkung, vergleichbar mit der des Wirkstoffes cis-[Pt(NH3)2Cl2] hat.

Das Kapitel 7 beschäftigt sich mit der Synthese von Steroidhormon-funktionalisierten Metallkomplexen als molekulare Sonden. Diese sollen gezielt bestimmte Zelltypen erkennen und durch zelleigene Transportmechanismen in den Nukleus eindringen, um dort an DNA zu binden. Durch die Lumineszenz dieser Komplexe sollte es möglich sein, die Aufnahme, den Weg in der Zelle und schließlich die DNA-Bindung mikroskopisch zu verfolgen. Die Synthese des Ruthenium-Komplexes in Lösung [RuII(EEtpy)(biptpy)]2+ Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. wird beschrieben und der Komplex wird NMR-spektroskopisch, UV-Vis- und Fluoreszenz-spektroskopisch und massenspektrometrisch charakterisiert. Weiterhin wird ein Platin-Komplex mit dem lumineszenten Liganden biptpy beschrieben, der für die Synthese eines Estrogen-gekoppelten Platin-Komplexes benötigt wird. Die Komplexverbindung [Pt(biptpy)Cl][Pt(MeCN)Cl3] kann NMR-spektroskopisch und röntgenkristallographisch charakterisiert werden.