Cis-Trans-Isomerie in Bispidinkomplexen


Cis-Trans-Isomerie in Bispidinkomplexen

Kraus, W.; Emmerling, F.; Juran, S.; Matterna, M.; Walther, M.; Stephan, H.

Radioaktive Kupferisotope nehmen sowohl für den Einsatz in der nuklearmedizinischen Diagnostik als auch in der Therapie einen besonderen Stellenwert ein. 64Cu und 67Cu sind dabei aufgrund günstiger kernphysikalischer Eigenschaften (Halbwertzeit, Art der Strahlung) von besonderem Interesse. Derivate des Bispidins (3,7-Diazabicyclo[3.3.1]nonan) bilden mit Übergangsmetall-kationen wie Cu2+, Co2+ oder Fe2+, Komplexe hoher Stabilität [1,2].
Für Bispidine ergeben sich drei unterschiedliche Konformationsisomere. Die abgeflachte Doppel-Sessel-Form repräsentiert die thermodynamisch stabilste Konformation. Darin sind die beiden Aminstickstoff-Donoratome N3 und N7 für die Koordination mit Metallionen optimal vororganisiert. Die Stellung von Substitutenten in den Positionen C2 und C4 bezüglich der Ringebene kann zur Bildung von Isomeren einer cis-trans-Konfigurationsisomerie führen. Sterisch anspruchsvolle Reste erzwingen die Bildung von trans-Isomeren. Das gilt in gleicher Weise für die Bindung voluminöser Donoreinheiten – wie Benzimidazolyl-Substituenten – in N3-Position des Bispidin-Gerüsts. Das entsprechende Piperidon (Fig.1) sowie das Bispidon (Fig. 2) zeigen die erwartete trans-Isomerie [3]. Dieser Befund wurde mit Hilfe der Kristallstrukturen nachgewiesen. Der Precursor (C27H25N5O5), a=8.1752(6) Å, b=11.1511(8) Å, c=15.8128(14) Å, V=1260.89(17) Å3, Z=2, R1=0.043 kristallisiert in der Raumgruppe P-1. In der Kristallstruktur des Kupferkomplexes [Cu(C35H33N7O5)(NO2)2] • H2O, P21/n, a=13.242(5) Å, b=17.971(7) Å, c=15.650(6) Å, V=3722.1(2) Å3, Z=4, R1=0.0451 2) ist das Kupferatom verzerrt quadratisch pyramidal koordiniert (dCu−N = 1.947(5) - 2.308(7) Å) und durch den Bispidin-Liganden nahezu vollständig von der Umgebung abgeschirmt.
Erste radiopharmakologische Untersuchungen zeigen, dass die Entwicklung kopplungsfähiger Liganden und deren Anknüpfung an ausgewählte Biomoleküle einen weiteren Schritt in Richtung einer besseren Bioverfügbarkeit von radioaktiv markierten Kupferverbindungen darstellt.

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    17. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie, 09.-12.03.2009, Hannover, Deutschland

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-12033
Publ.-Id: 12033