Synthese neuartiger Calix[4]arenkäfige für die stabile Bindung von Ba²⁺ und Ra²⁺

Therapieansätze in der Nuklearmedizin mit Radium-223 beschränken sich zurzeit auf die Behandlung von Knochenmetastasen. Ziel ist es, das Anwendungsfeld für Radium-223 zu erweitern. Dafür werden Liganden entwickelt, die Radium-223 stabil binden und gleichzeitig eine spezifische Erkennungssequenz für diverse Krebsentitäten besitzen. Calixkronen mit funktionalisierten Seitenketten sind dafür vielversprechend.

Calix[4]krone-6-derivate mit Trifluormethylsulfonyl- [1] und 4-Nitrophenylsulfonyl-Seitenketten wurden synthetisiert und mittels NMR und UV/Vis auf ihre Komplexierungseigenschaften für Ba²⁺ untersucht. Anschließend wurden mittels eines Extraktionsassays Komplexierungen durchgeführt und die resultierenden Komplexe auf ihre Stabilität in Gegenwart anderer Ionen wie Ca²⁺ untersucht. Die Extraktionsversuche wurden im Chloroform/Wasser-Zweiphasensystem durchgeführt. Dabei wurde eine wässrige Metallsalzlösung ([¹³³Ba]Ba²⁺ c.a. bzw. [²²⁴Ra]Ra²⁺ n.c.a.) definierter Konzentration vorgelegt und mit einer definierten Stoffmenge des jeweiligen Liganden in Chloroform für 1 h bei RT extrahiert.
Die beiden Calixarenderivate wurden in einer vierstufigen Synthese hergestellt. Anschließende Komplexierungsversuche mit Ba(ClO₄)₂ verliefen erfolgreich und die Komplexe wurden mittels NMR-Spektroskopie nachgewiesen. Für beide Liganden wurden Stabilitätskonstanten von 5,3-6,3 (Ba²⁺) bzw. 5,8 (Ra²⁺) berechnet. Die Radiumkomplexe beider Liganden waren gegenüber Ca²⁺-Ionen stabil (Release <5%), der Bariumkomplex des Nitrophenylsulfonylliganden war ebenfalls stabil (Release <5%), der des Trifluormethylsulfonylliganden zeigte 30% Release.
Die Wahl der sterisch anspruchsvollen und elektronenziehenden Sulfonylgruppen hatte positive Auswirkungen sowohl auf das Komplexierungsverhalten mit Ba²⁺ und Ra²⁺ als auch auf die Stabilität der resultierenden Komplexe in Gegenwart von zweiwertigen Fremdionen.