A natív enzimekhez hasonló aktivitással, szelektivitással és/vagy mûködési mechanizmussal rendelkezõ kis molekulatömegû fémkomplexek vizsgálata mind elméleti (a metalloenzimek mûködésének jobb megismerése), mind gyakorlati (bioutánzó katalizátorok/ mesterséges enzimek) szempontból értékes eredményeket szolgáltathat. A Szegedi Tudományegyetem Bioszervetlen Kémiai kutató-csoportjában (TTIK, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék) a kis molekulatömegû biomimetikus katalizátorok fejlesztése 15-20 éves múltra tekinthet vissza. Az elsõ idõkben többnyire alkoxo-hidas kétmagvú komplexeket, késõbb multihisztidin peptidek fémkomplexeit vizsgáltuk, de a tripodális (multipodális) ligandumok munkánk során mindvégig jelen voltak.A tripodális vegyületek számos elõnyös tulajdonsággal rendelkeznek a lineáris ligandumokkal szemben. A kelátgyûrûk nagyobb száma és az ún. preorganizált szerkezet, ami alatt a ligandum korlátozott konformációs szabadságát szokás érteni, jelentõsen növeli a komplex stabilitását. Másrészt a tripodális ligandumokra jellemzõ faciális koordináció szabad teret enged a szubsztrát megkötõdésének, ami a legtöbb fémion-katalizált folyamat meghatározó lépése. A lábak megfelelõ derivatizálása ugyanakkor egy olyan moduláris rendszer kialakítását teszi lehetõvé, amelyben viszonylag könnyen változtatható a ligandum donorcsoportjainak száma/minõsége, így annak fémion affinitása, vagy a kialakuló komplex szerkezete. De további funkciók kiépítése is lehetõvé válik: (i) pl. további fémion megkötése, ami a többmagvú aktív centrumokra jellemzõen lehetõséget teremt a fémionok kooperációjára a katalitikus ciklusban, (ii) valamint beépíthetõek olyan molekularészek, melyek elõsegítik a szubsztrát megkötését, vagy annak aktiválását (pl. sav/bázis katalízis révén).A fentieknek megfelelõen munkánk során elõállítottuk és vizsgáltuk néhány egyszerû tripodális platform (cisz,cisz-1,3,5-triamino-ciklohexán, trisz(2-aminoetil) amin, nitrilo-triecetsav) különbözõképpen szubsztituált származékát. Célunk az volt, hogy feltérképezzük a szubsztituensek számának és minõségének hatását réz(II)-és cink(II)-komplexeik összetételére, szerkezetére és termodinamikai stabilitására. Vizsgáltuk továbbá, hogy ezek a sajátságok hogyan befolyásolják a fémkomplexek hidrolitikus és redoxi reakciókra gyakorolt katalitikus hatását.
Séma A jelen dolgozatban tárgyalt ligandumok sematikus szerkezete
A cisz,cisz-1,3,5-triamino-ciklohexán (tach) és egyszerû származékainak fémkomplexeiA tach (L 1 , 1. séma) egy jól ismert, faciális koordinációt eredményezõ tripodális ligandum. 1 Minthogy a fémionhoz kötõdõ hidroxidion, mint nukleofil reaktáns, a hidrolázok funkcionális modelljeinek fontos eleme, a CuL 1 (OH) komplex a hidrolitikus reakciók viszonylag aktív katalizátora. Azonban a 2CuL 1 (OH) = Cu 2 L 1 2 (OH) 2 dimerizációs egyensúlyban (K = 5750) 2 képzõdõ inaktív dimer miatt a rendszer összességében kis hatékonyságú. Azonban az erõsen kötõdõ szubsztrátok koordinációja megakadályozhatja az inaktív dimer komplex képzõdését. Ennek megfelelõen a CuL 1 komplex ha...