Verbrückende Bis(pyrazolyl)methan-Liganden für neue, hocheffiziente Tyrosinase-Modelle

Meine Promotion thematisiert die Entwicklung neuer Liganden für Tyrosinase Modelle. Aufbauend auf der Thematik meiner Masterarbeit (siehe Kurzfassung der Masterarbeit) sollen hier weitere Ligandensysteme entwickelt werden. Die Cu-Komplexe dieser Liganden sollen dabei strukturell dem aktiven Zentrum des Enzyms Tyrosinase ähneln und daraus resultierend eine ähnliche katalytische Aktivität aufweisen. Tyrosinase katalysiert wichtige Oxidationsprozesse in dem Prozess der Melaninsynthese indem es molekularen Sauerstoff aktiviert und somit für Reaktionen nutzbar macht. Molekularer Sauerstoff ist aufgrund seiner elektronischen Struktur nicht direkt für Oxidationen organischer Moleküle verwendbar, sodass Oxidationsreaktionen für die nachhaltige Synthesechemie immer noch eine große Herausforderung darstellen. In industriellen Prozessen werden häußig schwermetallhaltige Katalysatoren oder Oxationsmittel in stöchiometrischen Mengen eingesetzt, was zu großen Mengen von Abfall führt. Ziel der Forschung an Tyrosinasemodelsystemen ist, die Mechanismen, die der Aktivität von Tyrosinase zugrunde liegen aufzuklären und die Wirkweise des Enzyms auf einfachere Systeme zu übertragen. So sollen kleine Kupferkomplexe entwickelt werden die eine ähnliche oder auch bessere oder modifizierte Aktivität als Tyrosinase aufweisen.

Im ersten Jahr der Promotion wurden verschiedene Liganden für Tyrosinasemodellkomplexe synthetisiert. Aufgrund der komplizierten und mehrstufigen Syntheserouten, nimmt Ligandendesign und Syntheseplanung viel Zeit in Anspruch. Bisher war es möglich zwei verschiedene verbrückte und vier unverbrückte Liganden herzustellen. Mit diesen Liganden konnte allerdings bisher kein Peroxo-Komplex gebildet werden. Ein Peroxo-Komplex entsteht wenn Sauerstoff zwischen den Kupferzentren des Komplexes als Peroxid gebunden und dadurch aktiviert wird.

Außerdem wurden Katalysetest mit einem, bereits im Arbeitskreis vorhandenen, Bis(pyrazolyl)methan-Liganden durchgeführt. Hier konnten neue Substrate erschlossen werden und der Ligand nach der Katalyse zurückgewonnen werden.