title: Synthesis and immobilisation of biologically active substances
Creators: name: Walenzyk, Thomas
Publisher: name: Universität Regensburg
Year: 2006
Subjects: subject: Chromone , Zinkkomplexe , bioaktive Verbindungen , Chemische Synthese , Cyclische Verbindungen , Immobilisierung , Chromophore , organische-anorganische Hybride , UV-Filter , immobilisation , chromophore , organic-inorganic hybrids , chromone , UV filter
subject: 540 Chemie

description: Many hydrolases found in nature have Zn(II) ions at their active site. Artificial hydrolases as alternatives for non-enzymatic hydrolysis were prepared by attaching Zn(II) cyclen complexes with an alcohol pendant to a polymeric support. These modified polymers showed a 10E4 fold enhanced intrinsic reactivity for the hydrolysis of phosphodiesters over the non-catalysed reaction in solution. Organic-inorganic UV active hybrid materials have been prepared by a sol-gel process from benzophenone derivatives and tetraethylorthosilicate. The silica particles are spherical in shape and have a narrow size distribution which remains unchanged up to organic chromophore concentrations of 0.2 mmol/g. At higher concentrations the spheres become less regular and fuse. A dependence of the materials absorption properties on the particle size (at the same organic chromophore concentration) and on the concentration of surface grafted chromophores was noted. The most effective UV filter materials were found in a combination of silica incorporated chromophores and surface grafted chromophores at low overall chromophore concentration. A comparison of the chromophores photostability at standardised UV irradiation revealed an increase in stability for silica incorporated and surface immobilised benzophenone compared to benzophenone in homogeneous solution. Chromone derivatives bearing a quaternary ammonium functionality which bind to human hair were synthesised. The radical scavenging activity, according to the DPPH assay, of the chromone derivatives is considerably lower compared with flavonoids. The compounds show interesting UV absorption properties that depend on the position of a methoxy substituent. A bathochromic shift of 29 nm was observed when the methoxy group on the ammonium salts were shifted from position 7 to position 6.
description: Viele natürliche Hydrolasen haben Zn(II) in ihrem aktiven Zentrum. Künstliche Hydrolasen, die als Alternativen für nicht-enzymatische Hydrolysen verwendet werden, bestehen oft aus festphasen-gebundenem Zn(II)-Cyclen. Studien mit diesem System zeigten eine 10E4-fache Beschleunigung der Hydrolyse-Geschwindigkeit von Phosphorsäurediestern im Vergleich zu nicht katalysierten Reaktionen in Lösung. Organisch-anorganisch UV-aktive Hybridmaterialen wurden mittels Sol-Gel Prozess hergestellt. Als Edukte für diese Synthesen wurden Benzophenone und Tetraethylorthosilikate verwendet. Die Kieselgel-Partikel sind rund. Bis zu einer Konzentration der organischen Chromophore von 0.2 mmol/g bleibt die durchschnittliche Größenverteilung der Kugeln nahezu konstant. Bei größeren Konzentrationen werden die Kugeln unregelmäßiger und unterschiedlich groß. Messungen zeigten eine Abhängigkeit der Absorptionseigenschaft dieses Hybridmaterials bezüglich der Partikelgröße. Chromophore, die sowohl in die Kieselgelpartikel inkorporiert waren als auch auf die Oberfläche immobilisiert wurden zeigten die besten UV-Filter Eigenschaften. Photostabilitätsmessungen unter standardisierter UV-Bestrahlung zeigten eine Zunahme der Stabilität von Benzophenonen, die in Kieselgelkugel eingeschlossen waren im Vergleich zu Benzophenonen in homogenen Lösungen. Des Weiteren wurden Chromonderivate synthetisiert, die ein quartäres Ammoniumion enthalten. Diese neue Funktionalität wird dazu verwendet, die Chromone auf menschliche Haare zu binden. Die Fähigkeit dieser Antioxidatien freie Radikale einzufangen wurde mittels eines DPPH Essays ermittelt. Im Vergleich zu Flavonoiden fällt diese Eigenschaft jedoch geringer aus. Die Verbindungen zeigen interessante UV-Eigenschaften je nach Position der Methoxysubstituenten. Eine bathochrome Verschiebung von 29 nm wurde durch Änderung des Substitutionsmusters (Methoxygruppe von Pos. 7 auf 6 verlegt) erreicht.