Universiẗat, Diss., 2002--Bremen.

Freiberg (Sachsen), Techn. Univ., Habil.-Schr., 2003. / Computerdatei im Fernzugriff.

Freiberg (Sachsen), Techn. Univ., Habil.-Schr., 2003. / Computerdatei im Fernzugriff.

Freiberg (Sachsen), Techn. Universiẗat, Habil.-Schr., 2003.

Universiẗat, Diss., 2001--Stuttgart. / Gedr. Ausg. im Institut für Anorganische Chemie der Universität Stuttgart, Stuttgart.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Darstellung und Untersuchung von einfachen Triyrrinen. Dabei wurde ein besonderer Schwerpunkt auf die Entwicklung der Koordinationschemie dieses Liganden gelegt. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Durchführung von Röntgenstrukturanalysen metallorganischer und koordinationschemischer Verbindungen. Den Hintergrund für den ersten Teil bilden die jüngsten Versuche anderer Forschergruppen, mit den innerhalb der Porphyrinchemie kaum beachteten offenkettigen Tetrapyrrolen vom Bilen-Typ Phänomene der molekularen Erkennung, der supramolekularen Chemie und der Bioanorganik koordinationschemisch zu bearbeiten. Die Thematik ist zudem von Interesse, da anders als bei tetrapyrrolischen Liganden kaum etwas über das koordinationschemische Verhalten tripyrrolischer Spezies bekannt ist. Gerade das Tripyrrin erscheint hier als interessanter Modellligand, denn durch Wegnahme einer Pyrroleinheit wird eine neue, freie Koordinationsstelle geschaffen, deren Einfluß die Chemie der Tripyrrinate bestimmen sollte. In Kapitel 1 wird die Synthese der Tripyrrine aus pyrrolischen Vorstufen durch eine Kondensationsreaktion in Trifluoressigsäure beschrieben. Der Tripyrrin-Ligand erweist sich gegenüber Nukleophilen als höchst reaktiv, was wahrscheinlich der Grund dafür ist, daß dieser Ligand bislang nur in einer Arbeit beschrieben wurde. Eine Isolierung gelingt zwar nicht, wohl aber eine spektroskopische in situ-Charakterisierung mit Hilfe von NMR- und MS-Methoden. Die direkte Umsetzung der erhaltenen Rohprodukte mit überschüssigen Metall(II)acetaten (M = Fe, Mn, Co, Ni, Pd, Cu, Zn) führt in allen Fällen zu grün gefärbten Lösungen, aus denen sich für M = Co, Pd, Cu und Zn Tripyrrinkomplexe mit zweiwertigem, tetrakoordinierten Metallion und Trifluoracetat als viertem Donor isolieren lassen. Strukturell werden drei unterschiedliche Geometrien beobachtet. Das bevorzugt planar koordinierende Ion Pd(II) liefert Beispiele für den helikalen und den pseudoplanaren Strukturtyp, da aus sterischen Gründen die Ausbildung einer spannungsfreien planaren Molekültopologie unmöglich ist. Auch Cu(II) koordiniert als Trifluoracetat in der pseudoplanaren Variante, während Zn(II) in der nicht gespannten pseudotetraedrischen Form gebunden wird. Die in den Palladium-Komplexen vorhandenen Spannungen bewirken schnelle Ligandenaustauschreaktionen mit Halogeniden und Pseudohalogeniden. Bei den Strukturen der so zugänglichen TrpyPdX-Komplexe mit X = Cl, Br, I, N3, NCO, NCS, NO3, CN und StBu zeigt sich, daß mit zunehmender Größe des anionischen Donors die pseudoplanare Geometrie gegenüber der helikalen zunehmend begünstigt wird. Für Kupfer(II)-Komplexe wird beim Übergang vom Trifluoracetat zum Chlorid ein Wechsel von der gespannten pseudoplanaren zur wenig gespannten pseudotetraedrischen Koordination beobachtet. Die sterisch gespeicherte Spannungsenergie der Tripyrrine läßt tetrakoordinierte Pd(II)-Komplexe wie eine gespannte Feder erscheinen und unterstützt den Austritt des anionischen Liganden unter Bildung eines koordinativ und elektronisch ungesättigten 14 VE-Komplexes. Entscheidend für die Stabilisierung dieser Spezies ist die Verwendung des schwachkoordinierenden Tetrakis[3,5-bis(trifluormethyl)-phenyl]borats [B(Arf)4] als Anion. Der ungesättigte Komplex erweist sich als sehr reaktiv. So koordiniert er bereitwillig an eine Vielzahl von Donoren. Die Umsetzung des Trifluoracetato-Komplexes mit einem halben Äquivalent NaB(Arf)4 führt zu dinuklearen Komplexen, in denen zwei kationische Tripyrrinatopalladium-Fragmente durch ein Trifluoracetat verbunden sind. Mit Trialkylphosphanen bilden sich stabile Komplexe. Eine Besonderheit stellt dabei die Reaktion mit Trimethylphosphan dar. Bei Verwendung überschüssiger Mengen PMe3 beobachtet man die Bildung pentakoordinierter Komplexe. Im Gegensatz dazu führen die Umsetzungen mit Triethyl- und Tri-iso-propylphosphan ausschließlich zur Bildung von Monophosphankomplexen. Die ungewöhnliche Reaktivität des Tripyrrinatopalladium-Kations zeigt sich insbesondere bei der Umsetzung mit Diazoalkanen. So konnten erstmals Carbenpalladium-Komplexe mit nicht-heteroatomstabilisierten Carbenliganden synthetisiert werden. Kapitel 5 beschreibt einen präparativen Einstieg in die Chemie kationischer Kobalt- und Zinkkomplexe von Tripyrrinen. Die Reaktivität und Stabilität des Tripyrrinatokobalt-Kations, die an die Verhältnisse des TrpyPd-Kations erinnern, erlauben dabei die Isolierung von kationischen Phosphan- und Isonitril-Komplexen. Das entsprechende kationische Zink-Chelat konnte isoliert und NMR-spektroskopisch charakterisiert werden. / Part I of the presented work describes the preparation and investigation of simple tripyrrin ligands, with a special emphasis on the development of a functional coordination chemistry of this ligand. Part II deals with x-ray crystallographic work performed on organometallic and classical coordination compounds. The recent attempts from other research groups to use open-chain oligopyrroles related to the bile pigments as ligands for novel developments in the fields of molecular recognition, supramolecular and bioinorganic chemistry provided the motivation for the first part of this work. Since almost nothing was known about the coordination behaviour of open-chain oligopyrroles, especially of those with three pyrrolic subunits, a first principal investigation towards the properties of metallotripyrrins appeared as a suitable entry into this field. With respect to the porphyrins, the formal withdrawal of one of the pyrrolic units should create a new, free coordination site at a bound metal ion. This free site is expected to determine the chemistry of metallotripyrrins largely. The synthesis of tripyrrins from pyrrolic precursors by a condensation reaction in trifluoroacetic acid is described in chapter 1. The tripyrrin ligand system is found to be unusually reactive towards even weak nucleophiles. Isolation of the ligand was not successful. However, tripyrrins could unambigously be characterised by a spectroscopic in situ-characterisation using NMR- and MS-techniques. When treating the raw tripyrrin ligands with excessive metal acetates of Fe, Mn, Co, Ni, Pd, Cu or Zn, green solutions are formed in all cases, from which the tripyrrinato complexes of M = Co, Pd, Cu and Zn with divalent tetracoordinated metal ions and trifluoroacetate as the fourth donor can be isolated. From a structural point of view, three different molecular geometries were observed. The Pd(II) ion with its pronounced tendency to establish a square-planar coordination mode yields examples for the strained helical and the pseudoplanar structures. A non strained square planar complex geometry is prevented for sterical arguments due to the presence of the two methyl termini in all new tripyrrin complexes. The trifluoroacetate derivatives of Cu(II) also are found to form pseudoplanar coordination geometries, while Zn(II) always prefers a non-strained pseudotetrahedral variant. The strain stored in the Pd(II) complexes is responsible for the fast ligand exchange reactions of the trifluoroacetate derivatives against halide and pseudohalide anions. In the group of TrpyPdX compounds with X = Cl, Br, I, N3, NCO, NCS, NO3, CN and StBu the pseudoplanar geometry becomes more important then the helical binding mode with an increasing radius of the donor atom of the fourth ligand. The strain energy stored in the Pd(II) tripyrrins was found to support the dissociation of the fourth ligand, yielding the coordinatively and electronically unsaturated 14 VE complex. In order to stabilise this highly reactive species the use of a weakly coordinating anion is of vital importance, and the well-known tetrakis[3,5-bis(trifluormethyl)phenyl]borat [B(Arf)4] was found to be sufficiently stable to fulfil this task. As expected, the coordinatively and electronically unsaturated Pd(II) complex proofs to be very reactive and binds tenaciously to a variety of different donor ligands. As a special case, the reaction of the cation with one equivalent of the tripyrrinatopalladium trifluoroacetate complex yields a dinuclear species, in which two cationic TrpyPd fragments are connected via one trifluoroacetato ligand. Trialkylphosphanes, however, are able to stabilise cationic tetracoordinated species. While usually only four coordinate PdN3P compounds are obtained, the action of trimethylphosphane is different. Pentacoordinate Pd(II) complexes are formed in the presence of excess PMe3. These species, which could be structurally characterised in this thesis, were found to be in a slow equilibrium with the respective mono PMe3 adducts. The unusual reactivity of the tripyrrinatopalladium cation is particularly well visible in its reactions towards diazoalkanes. When treated with the sterically demanding diaryldiazomethane, the first carbene palladium(II) complexes of non heteroatom stabilised carbene ligands were prepared and found to exist as stable compounds at room temperature. Chapter 5 finally describes a preparative entry into the chemistry of cationic cobalt(II)- and zinc(II) tripyrrins. The reactivity and stability of the tripyrrinatocobalt(II) cation is reminescent of the respective species in the palladium(II) series and allows the preparation and isolation of cationic phosphane- and isonitrile complexes. For zinc(II) as the metal a related tricoordinate cation could be isolated and investigated by nmr spectroscopy.

In summary, structure-activity relationships in peptide and dendrimer carriers modified with different organometal complexes were studied on a human breast cancer cell line. Variation of the organometal cargo and carrier can significantly influence their biological properties and might open the way to new approaches in chemotherapy. Furthermore, the incorporation of complexes with different C≡O vibrational signatures in a model peptide was explored to examine information encoding in biomolecules in a barcoding strategy for potential imaging applications. In particular for the latter, additional stable metal-carbonyl markers need to be prepared in future work to expand the pool of vibrational labels available. / In der vorliegenden Arbeit konnten also Struktur-Wirkungs-Beziehungen für Organometall-Peptid- und Dendrimer-Konjugate mit unterschiedlichen funktionellen Gruppen an einer humanen Brustkrebs-Zelllinie untersucht werden. Die Variation der Organometall-Gruppen und des Trägermoleküls führen zu signifikanten Unterschieden in ihrer biologischen Aktivität. Zusätzlich wurden Modell-Peptide mit verschiedenen Metallcarbonyl-basierten IR-Markern versehen um diese in einer Barcoding-Strategie zu labeln. In Zukunft soll das Spektrum der verfügbaren, nicht-überlappenden Schwingungsmarker noch deutlich erweitert werden.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2007.

München, Techn. Univ., Diss., 2007. / Enth. Zeitschriftenaufsätze.

Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2009.