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Forschungsgebiet

Medizinisch-Anorganische und Bororganische Chemie

 

Bis heute dominieren rein organische Verbindungen die Medizinische Chemie. Arzneistoffe mit anorganischen oder elementorganischen Komponenten stellen eher eine Ausnahme dar. Doch genau diese „unnatürlichen“ Komponenten bringen Eigenschaften mit, die für die Wirkung und Anwendung von Medikamenten von großem Vorteil sein können. Das Forschungsziel der Arbeitsgruppe ist es daher, diese Eigenschaften auszuloten, um den chemischen Spielraum in der Wirkstoffentwicklung durch neue Komponenten zu erweitern. Unser Forschungsschwerpunkt liegt somit im Design, der Synthese und der Charakterisierung von Wirkstoffen mit anorganischen oder bororganischen Komponenten und der anschließenden Evaluierung ihrer physikochemischen und pharmakologischen Eigenschaften.



Medizinisch-Bororganische Chemie

Im Fokus unseres Interesses stehen aktuell insbesondere Borverbindungen. Bor ist ein Element mit ausgeprägtem Elektronenmangel. Dies hat zur Folge, dass ungewöhnliche Verbindungsstrukturen, wie beispielsweise Borcluster, ausgebildet werden. Borcluster sind einzigartige 3-dimensionale Bausteine. Für medizinische Anwendungen sind die sogenannten Carborane (auch Carbaborane genannt) besonders interessant. Dies sind synthetische Borane mit integrierten CH-Fragmenten. Sehr vielversprechend für die Anwendung als Pharmakophore sind die drei Dicarba-closo-dodecaboran(12)-Isomere (Abb. 1).

 

Carborane Deutsch

 

Abb. 1.: Dicarba-closo-dodecaboran(12)-Isomere.

Ziel unserer Forschung ist es hier, die Synthesechemie der Cluster zu erweitern und diese in biologisch aktive Strukturen zu integrieren, um anschließend die physikochemischen und pharmakologischen Eigenschaften zu evaluieren.

Beispiele initialer Untersuchungen sind die Carboranylanaloga der Cyclooxygenase (COX) Inhibitoren Aspirin und Indomethacin (Abb. 2). Das Enzym COX katalysiert die Umsetzung von Arachidonsäure zu Prostaglandin H2 und stellt einen der prominentesten Angriffspunkte in der Schmerztherapie dar. Die Cluster wurden als Phenylringmimetika in die Leitstruktur integriert.

 

Asborin_Indoborin

 

Abb. 2.: Carboranylanaloga von Aspirin und Indomethacin.

 

BORON SCREENING PLATFORM

Aktuell erweitern wir die Chemie der Borcluster und bauen gleichzeitig eine "nicht-natürliche" 3D-Substanzbibliothek auf. Diese wird in einem Netzwerk von etablierten und vor allem Nachwuchswissenschaftlern an verschiedenen Targets gescreent.

 

Ausgewählte Literatur:

Scholz M. S., Wingen L. M. Synthesis of Dicarba-closo-dodecaborane-1-carboxamides. Inorg. Chem., 2017, 56(10), 5510-5513.

Wingen L. M., Scholz M. S., B‑Cyanodicarba-closo-dodecaboranes: Facile Synthesis and Spectroscopic Features, Inorg. Chem., 2016, 55 (17), 8274-8276.


Scholz M., Blobaum A. L., Marnett L. J., Hey-Hawkins E., ortho-Carbaborane Derivatives of Indomethacin as Cyclooxygenase (COX)-2 Selective Inhibitors, Bioorg. Med. Chem., 2012, 20, 4830-4837.

Scholz M., Bensdorf K., Gust R., Hey-Hawkins E., Asborin – the Carbaborane Analogue of Aspirin, ChemMedChem, 2009, 4, 746-748.

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