Strategien zum Aufbau niedermolekularer GTPase-Aktivatoren und zur direkten massenspektrometrischen Reaktionskontrolle am polymeren Träger (MS-SPOS)
Creators: name: Gerdes, Jantje Mareike
Publisher: name: Universität Dortmund
Year: 2003
Subjects: subject: Festphasensynthese
subject: Massenspektrometrie
subject: Signaltransduktion
subject: solid phase synthesis
subject: 540

description: In der vorliegenden Arbeit sollten Strategien entwickelt werden, um Verbindungen an fester Phase aufzubauen, die spezifisch die Funktion von onkogenen Ras-Proteinen manipulieren können. Eine Benzophenon-Grundstruktur wurde ausgehendend von 3- bzw. 4-Iodbenzoesäure an Wang-Polystyrol-Harz durch einen Iod-Magnesiumbromid-Austausch mit iso-Propylmagnesiumbromid aufgebaut. Als Acyldonoren wurden sowohl die aromatischen Säuren 3,4-Dinitrobenzoesäure, 3-Nitrobenzoesäure, 6-Chlornicotinsäure und 4-Chlor-3-nitrobenzoesäure wie auch die nicht-aromatische Bromessigsäure verwendet. Der Syntheseweg zu 4-(3'-Aminobenzoyl)-benzoesäure wurde sowohl an Polystyrol als auch an PEGA-Harz vollzogen. Dafür wurde Aminomethyl-PEGA-Harz mit 4-Hydroxy-methylphenoxyessigsäure funktionalisiert, einem säureempfindlichen Linker. Die nitrosubstituierte Säure wurde mit 2 M SnCl2*2H2O in NMP zu 4-(3'-Aminobenzoyl)-benzoesäure reduziert und die freie Aminogruppe mit Diethylphosphonoacetylchlorid in Gegenwart von DMAP acyliert. Die Phosphonsäure wurde mit Trimethylsilylbromid entschützt und kann nun mit einem Nukleotid (z. B. GMP) gekuppelt werden. Auf der Suche nach möglichen nukleophilen Gruppen, die das g-Phosphat angreifen können, wurde zunächst die 6-Aminonicotinoylgruppe untersucht. Ein 2-Aminobenzothiazinfragment kann als zyklischer Isothioharnstoff interpretiert werden und sollte daher eine höhere Nukleophilie als die Aminopyridyl-Substruktur aufweisen. Über vier Stufen konnte ein Zyklisierungsvorläufer synthetisiert werden, der bei der sauren Abspaltung durch eine intramolekulare 1,4-Addition das geschützte 2-Aminobenzothiazinderivat liefern sollte. Auch eine 2-Aminothiazol-Struktur kann als zyklischer Isothioharnstoff gedeutet werden. Sie wurde aus einem festphasengebundenen a-Bromketon und einem Thioharnstoffderivat aufgebaut. Im Gegensatz zur klassischen Hantzsch-Synthese jedoch bleibt die Carbonyleinheit des a-Bromketons und somit die Grundstruktur des aromatischen Ketons erhalten. Die besondere Affinität von 2-Aminothiazolylderivaten zu Kinasen war Anlass, vor allem die allylgeschützten Strukturen auf ihre inhibierenden Eigenschaften von Rezeptor-Tyrosinkinasen RTKs zu untersuchen. Aus verschiedenen Untersuchungen war schon bekannt, das N-substitutierte Aminothiazole bessere Bindungseigenschaften an Kinasen aufweisen als die entsprechenden, unsubstituierten Verbindungen. Von zwölf synthetisierten Verbindungen zeigten drei niedrige IC50-Werte für Rezeptor-Tyrosinkinasen, die vor allem in der Angiogenese und bei Brustkrebs eine große Rolle spielen. Neben der IR- und NMR-Spektroskopie ist die Massenspektrometrie ein häufig verwendetes Mittel zur Charakterisierung chemischer Verbindungen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode entwickelt, Reaktionen am polymeren Träger massenspektrometrisch zu überwachen. Das Prinzip der direkten massenspektrometrischen Charakterisierung von festphasengebundenen Verbindungen wurde durch die Verwendung photochemisch spaltbarer Linker in einem MALDI-TOF-Spektrometer realisiert. Handelsübliche MALDI-TOF-Spektrometer sind mit einem Laser der Emissionswellenlänge lem= 337 nm ausgestattet. Als Linker wurden daher kommerziell erhältliche photolabile Ankersysteme an PS-Harz ausgewählt, die durch Licht der Wellenlänge 350 nm bzw. 365 nm gespalten werden können. Im Gegensatz zu vorhergehenden Unter-suchungen anderer Arbeitsgruppen konnte in dieser Arbeit erstmals eine Ionisierung ohne Verwendung von Matrix erreicht werden. Damit sind auch Verbindungen mit Molekulargewichten &lt;300 ohne störende Matrixpeaks eindeutig massenspektrometrisch detektierbar. Alle Verbindungen, die nicht mit dieser Methode charakterisiert werden, absorbieren im Bereich von 337 nm und geraten so in einen Anregungszustand, von dem aus sie Photoreaktionen eingehen können, wie sie z. B. für Benzophenon und Nitroverbindungen bekannt sind. Die Anwendbarkeit dieser direkten, matrix-freien massenspektrometrischen Reaktionskontrolle MS-SPOS auf Synthesen an fester Phase wurde an mehreren Beispielen demonstriert. In einem ersten Beispiel wurden 1,4-Benzodiazepine, eine Verbindungsklasse privilegierter Strukturen, synthetisiert. Die Zyklisierungsvorläufer konnten im MALDI-TOF-Spektrometer detektiert werden. In einem weiteren Beispiel wurden Biarylstrukturen mit Hilfe der Pd-vermittelten Suzuki Kupplung. Biphenylstrukturen gehören zu den strukturellen, und Pd0-katalysierte Umsetzungen gehören zu den häufigsten Reaktionen in der organischen Festphasensynthese. Weiterhin wurde eine zweistufige Synthesesequenz aus einer Oxidation und einer Grignard-Reaktion an der Festphase untersucht.
description: Solid phase synthesis of potential small molecule GTPase activators was carried out on both Wang PS and PEGA resin. Benzophenone substructures were assemlbed using a sequential iodine-mgnesium bromide exchange reaction followed by transmetallation and acylation by an activated organic acid. Both 3-aminobenzoyl, 6-aminonicotinoyl, and aminothiazole groups were synthesized. The aminothizole derivatives proved to inhibit receptor tyrosine kinases in the low micromolecular range [IC50]. Direct on-bead monitoring of solid phase reactions is possible with MALDI-TOF MS under matrix-free conditions and without prior cleavage from the resin if photocleavable phenacyl ester or o-nitroveratryl linker groups are employed.