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Synthesis, structure, spectroscopic properties and antiproliferative activity of [OsIVCl5(azole)]–

Büchel, Gabriel Emanuel (2009) Synthesis, structure, spectroscopic properties and antiproliferative activity of [OsIVCl5(azole)]–.
Diplomarbeit, Universität Wien. Fakultät für Chemie
BetreuerIn: Arion, Vladimir
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URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29915.73095.663665-6
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Abstract in Englisch

The aim of this work was the development of a synthetic route to the novel [OsIVCl5(Hazole)]− compounds, where Hazole = 1H-pyrazole (Hpz), 1H-indazole, 1H-imidazole, 1H-benzimidazole and 1H-triazole. The entry to this family of complexes was possible via the Anderson rearrangement reaction which had to be quenched at the mono-azole-substituted species to prevent deeper substitution. This was achieved by using the bulky, non-coordinating tetrabutylammonium cation to precipitate the charged complex. Since tetrabutylammonium salts are toxic for cells the sodium and azolium salts of [OsIVCl5(Hazole)]− where prepared. This enabled the screening of osmium compounds for their potential antitumor drug applicability. The activity of Os-compounds reported so far is broadly varying from non-cytotoxic to highly cytotoxic with IC50 values comparable to carboplatin. In addition, the antiproliferative activity of osmium compounds was compared to that of ruthenium analogues since these two metals are closely related and ruthenium compounds showed promising results in clinical trials. Differences between these two metals, namely, the preference of osmium for higher oxidation states, the stronger π-back donation and stronger spin-orbit coupling as well as markedly slower metal-ligand exchange kinetics were also considered herein. The complexes have been characterized by elemental analysis, 1H, 13C and 15N NMR, 2D 13C1H HSQC, 15N1H HSQC, 13C1H HMBC, 1H1H COSY and 1H1H NOESY NMR, ESI-MS, IR, UV–vis, cyclic voltammetry and thermogravimetry. X-ray diffraction permitted elucidation of the solide-state structure of the complexes. Cytotoxicity of the water-soluble salts has been tested in vitro in three different human cancer cell lines, namely CH1 (ovarian carcinoma), A549 (non-small cell lung cancer) and SW480 (colon adenocarinoma).

Schlagwörter in Englisch

Osmium (IV) / azoles / anticancer / metals in medicine / osmium-chlorido-azole complexes / Anderson rearrangement

Abstract in Deutsch

Das Ziel dieser Arbeit war es eine Syntheseroute zu neuen Verbindungen des Typs [OsIVCl5(Hazole)]− zu entwickeln, wobei Hazole = 1H-pyrazole (Hpz), 1H-indazole, 1H-imidazole, 1H-benzimidazole und 1H-triazole sind. Der Zugang zu dieser Komplexfamilie war über die Anderson-Umlagerungsreaktion möglich, welche bei der monosubstituierten Spezies gequencht werden musste um eine tiefere Substitution zu verhindern. Dies wurde durch die Verwendung eines raumfüllenden, nicht koordinierenden Kations erreicht, das ein Ausfallen des geladenen Komplexes bewirkte. Da Tetrabutylammoniumsalze jedoch zytotoxisch und schwer in Wasser löslich sind wurden die Natrium- und Azoliumsalze von [OsIVCl5(Hazole)]− hergestellt. Dies ermöglichte die systematische Untersuchung der Osmiumverbindungen auf ihre mögliche Anwendung als antitumorale Wirkstoffe. Die Aktivität der bis anhin literaturbekannten Os-Verbindungen variiert stark von nicht zytotoxisch bis zu hoch zytotoxischen Verbindungen mit IC50 Werten welche mit Carboplatin vergleichbar sind. Zusätzlich wurde die antiproliferative Wirkung der Osmiumverbindungen mit jener ihrer Rutheniumanaloga verglichen, da diese Metalle eng verwandt sind und die Resultate von Rutheniumverbindungen in klinischen Studien in der Vergangenheit vielversprechend waren. In dieser Arbeit wurden aber auch speziell die Unterschiede zwischen diesen beiden Metallen, nämlich, die Vorliebe von Osmium höhere Oxidationszahlen anzunehmen, die stärkere π-Rückbindung und die stärkere Spin-Orbital Kopplung als auch eine beträchtlich langsamere Ligandenaustauschkinetik des Metalles berücksichtigt. Die Komplexe wurden mittels Elemantaranalyse, 1H, 13C und 15N NMR, 2D 13C1H HSQC, 15N1H HSQC, 13C1H HMBC, 1H1H COSY und 1H1H NOESY NMR, ESI-MS, IR, UV–vis, Zyklovoltammetrie und Thermogravimetrie charakterisiert. Röntgendiffraktometrie ermöglichte die Aufklärung der Festphasenzustände der Komplexe. Die Zytotoxizität der ausreichend wasserlöslichen Salze wurde in vitro in drei unterschiedlichen humanen Krebszelllinien, CH1 (Ovarialkarzinom), A549 (nicht-kleinzelliges Bronchialkarzinom) und SW480 (Adenokarzinom des Kolon) getestet.

Schlagwörter in Deutsch

Osmium (IV) / Azole / Antikanzerogen / Metalle in der Medizin / Osmium-Chlorido-Azole Komplexe / Anderson Umlagerung

Dokumentenart: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
AutorIn: Büchel, Gabriel Emanuel
Titel: Synthesis, structure, spectroscopic properties and antiproliferative activity of [OsIVCl5(azole)]–
Umfangsangabe: 72 S. : graph. Darst.
Institution: Universität Wien
Fakultät: Fakultät für Chemie
Publikationsjahr: 2009
Sprache: eng ... Englisch
BetreuerIn: Arion, Vladimir
BeurteilerIn: Arion, Vladimir
Klassifikation: 35 Chemie > 35.43 Koordinationsverbindungen, Komplexchemie
AC-Nummer: AC08101786
Dokumenten-ID: 6448
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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