Synthesis and evaluation of TEMPO probes and conjugates

Abstract

Synthetische Ansätze, die Multi-Komponenten-Reaktionen (MCRs) für Spin-gelabelte, EPR-aktive Verbindungen einzusetzen, sind bislang nicht beschrieben. In Kapitel 1 werden Spin-gelabelten Verbindungen und deren Einsatzbereiche vorgestellt, daneben werden bisherige synthetische Ansätze kritisch diskutiert. In Kapitel 2 wird in einer methodischen Abhandlung der Einsatz von MCRs erstmalig beschrieben, die Produkte sind gelabelte Diketopiperazine. Der Schwerpunkt in Kapitel 3 ist die Synthese von TEMPO-gelabelten Triperpenen, daneben werden deren Einsatz in anti-Tumorassays analysiert. Im abschließenden Kapitel 4 werden Rhodamin-TEMPO-Addukte vorgestellt. Die MCRs zu diesen Produkten werden zusammenfasst und nachfolgendene Quenching-Experimente evaluiert. Hier wird gezeigt, dass sich diese Produkte für die Detektion von ROS eignen. Es kann konstatiert werden, dass alle hier synthetisierten Produkte sich eignen, durch EPR-Spekroskopie und Fluoreszenzmessungen biologische zu monitoren.

The site-specific introduction of a stable nitroxide spin label into biomolecules is known as site-directed spin labelling (SDSL). To date, no reports were done of utilizing multicomponent reactions (MCRs), in which the incorporation of the spin probe can be accomplished in a single step, providing an efficient route of spin-labelling. Chapter 1 presents a general introduction to nitroxide as spin labels with an overview of some of its most important applications. In Chapter 2, we present for the first time the utilization of an isonitrile-mediated multicomponent reaction (IMCR) approach toward obtaining a library of spin-labelled diketopiperazines. The focus of Chapter 3 was on the synthesis and anticancer evaluation of novel TEMPO-terpene adducts generated by Ugi-multi-component-reactions. Chapter 4 describes the development of a new rhodamine nitroxide probes for ROS detection. These results provide further evidence of the potential of IMCRs as powerful synthetic tools towards detecting ROS in cancer cells. In this presented thesis, monitoring of biological processes on both, fluorescence and EPR-spectroscopy can be accomplished.