Details

Autor(en) / Beteiligte

• Ortmeyer, Jochen
• Henkel, Gerald[Akademischer Betreuer]
• Egold, Hans[Akademischer Betreuer]

Titel

Phenanthrolin-Guanidin-Hybride - Synthese und Verwendung als Liganden in der biomimetischen Kupfer-Komplexchemie

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2016

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 16.12.2016
• ger: In der bioanorganischen Chemie ist die Synthese von biomimetischen Komplexverbindungen ein faszinierender Forschungsbereich. Auf diesem Gebiet wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Vielzahl an neuen Übergangsmetall-Komplexen mit den entwickelten tetradentaten Phenanthrolin-Guanidin-Hybridliganden synthetisiert und charakterisiert. Ein besonderes Ziel war es, kupferbasierte Elektronentransfer-Modellsysteme nach dem Vorbild des ersten Elektronentransferschrittes von Cytochrom-c zum CuA-Zentrum der Cytochrom-c-Oxidase darzustellen. Der Aufbau von Elektronentransfersystemen erfolgt aus Elektronendonor und -akzeptor, die über einen Linker verknüpft sind. Zunächst stand daher das Design eines geeigneten Linker-Systems im Vordergrund. Dazu wurden die Phenanthrolin-Guanidin-Hybride synthetisiert, welche zwei voneinander differenzierte Stickstoff-Donorgruppen mit biomimetischem Potential aufweisen. Anschließend wurde eine große Anzahl an bisher unbekannten ein-, zwei- und vierkernigen Kupfer-, Nickel- und Zink-Komplexen synthetisiert, um die Koordinationseigenschaften der Linker zu untersuchen. Basierend auf diesen Kenntnissen konnten die Elektronentransfersysteme schrittweise aufgebaut werden. Im ersten Schritt wurde eine Ruthenium- bzw. Iridium-Donoreinheit auf der Phenanthrolin-Seite gebunden, die einen photoinduzierten Elektronentransport ermöglicht. Der zweite Schritt besteht in der Koordination von Kupfer(II)-Ionen auf der Guanidin-Seite. Mit dieser Strategie wurden mehrere Vorstufen ohne Akzeptor-Einheit sowie daraus resultierende heterobinukleare Komplexe synthetisiert. Dabei wurden drei Systeme erhalten, deren intramolekulare Elektronentransfereigenschaften mittels Fluoreszenz-Spektroskopie nachgewiesen werden konnten. Diese grundlegenden Resultate stellen Erkenntnisse zur Modellierung des ersten Schrittes der Elektronentransport-Kaskade innerhalb ...
• eng: The synthesis of biomimetic coordination compounds is a particularly fascinating area of research in bioinorganic chemistry. Related to this research field, a plethora of new transition metal complexes including the developed tetradentate phenanthroline guanidine hybrid ligands were synthesized and characterized within the present work. Particular aim was the construction of copper based electron transfer model systems that mimic the first electron transfer of cytochrome c to the CuA center of the cytochrome c oxidase. The electron transfer systems consist of an electron donor and an acceptor connected by an organic linker. In order to obtain an appropriate linker system, the phenanthroline guanidine hybrids composed of two differentiated nitrogen donor functions with biomimetic potential were synthesized. A variety of hitherto unknown mono-, bi- and tetranuclear copper, nickel and zinc complexes were synthesized for a thorough investigation of the coordination properties of the linkers. Based on this knowledge, the electron transfer systems were composed step by step. In the first step a ruthenium, respectively an iridium donor unit, which allows a photo induced electron transport, is connected to the phenanthroline side of the linker. The second step comprises the coordination of copper(II) ions at the guanidine side. By this strategy, several precursors without an acceptor unit, as well as the resulting heterobinuclear complexes, were synthesized and fully characterized. Three systems were obtained whose intramolecular electron transfer properties have been verified by fluorescence spectroscopy. These fundamental results are innovative findings for modelling the first step of the electron transport cascade within the cytochrome c oxidase.