Lead
Pharmazeutische Wirkstoffe enthalten oft Phenylringe als integrale Bestandteile der Gesamtstruktur. Wir wollen diese Phenylringe mit Cyclopentadienyl (Cp) Komplexen des Technetiums und Rheniums ersetzen um organometallische Surrogate herzustellen. Homologe Komplexe von Tc und Re können dann für „Theranostics“ verwendet werden; identische Verbindungen für Therapie und Diagnostik.Weiter werden die Cp Liganden im Wasser aber mit weiteren 3d oder 4d Elementen untersucht. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, neue organometallischen (Cp) Aquo-Ionen direkt in Wasser herzustellen. Von solchen Verbindungen erwartet man nicht nur neuartige Wirkungsweisen in der Medizin, sondern auch interessante Eigenschaften in der grünen Katalyse. Die Partner in SA werden dabei Mechanismen und Reaktivitäten der neuen Komplexe untersuchen, während in ZH die radioaktiven Homologen hergestellt und biologisch untersucht werden.

Lay summary

 


In den meisten Pharmazeutika finden sich Phenylringe als integrale Bestandteile der Strukturen, welche von Rezeptoren erkannt werden. Sind diese Wirkstoffe Inhibitoren, werden sie für therapeutische Zwecke verwendet. Um die gleichen Moleküle für Diagnose zu benutzen, müssen sie radioaktiv markiert werden. Dadurch ändern sich in der Regel ihre Strukturen und damit ihr in vivo Verhalten. In diesem Projekt sollen Phenylringe durch sogenannte „Klavierstuhl“ Komplexe ersetzt werden. Der Cyclopentadienyl (Cp) Ring  gleicht dabei strukturell einem Phenyl im Vorbild. Wohl entstehen dadurch neue Verbindungen welche aber vergleichbare oder sogar bessere  pharmakologische Eigenschaften als das Original haben können. Ist das Metall im Komplex Technetium (Tc, ein Radionuklid das routinemässig in der Klinik verwendet wird), kann die Verbindung in der Nuklearmedizin für die nicht-invasive Diagnostik eingesetzt werden, ist das Metall natürliches Rhenium, ist Therapie möglich. Da die beiden Metalle sogenannte Homologe sind, sind ihre Verbindungen strukturell identisch.

Wir untersuchen, wie der Cp Ring mit pharmazeutischen Strukturen kombiniert werden kann. Zur Verallgemeinerung müssen wir die Mechanismen verstehen über welche die Komplexe als Surrogate von organischen Vorbildern entstehen. Als Vorbilder verwenden wir Moleküle, welche bei Malaria oder bei der Krebstherapie eine Rolle spielen. Unsere Partner in SA werden die Reaktionen aufklären während in ZH die Herstellung der radioaktiven Verbindungen des Tc erforscht wird. Wir ergänzen uns ausgezeichnet. Als Weiterentwicklung wird die Koordinationschemie der Cp Liganden auch mit anderen Elementen und im Wasser untersucht. Neue Derivate des Cyclopentadiens liegen bei physiologischem pH deprotoniert vor und es sollte sich der Zugang zu neuen, organometallischen Aqua-ionen eröffnen. Diese Komplexe werden in der medizinisch-anorganischen Chemie (Zürich) und in der „grünen“ Katalyse (Bloemfontein) untersucht werden.