Synthese von tripodalen Catecholderivaten mit einem Adaman- tylgrundgerüst zur Funktionalisierung von Oberflächen

Die vorliegende Erfindung beschreibt tripodale Catecholderivate mit einem Ada- mantylgrundgerüst zur Funktionalisierung von Oberflächen, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung. Das Design der Verbindungen erfolgt dabei biomimetisch und orientiert sich an Muscheladhäsionsproteinen, die natürlicher- weise hochaffine Bindungen an Oberflächen bewirken. Eine vierte verbliebene Position des Adamantangerüstes kann optional über sog. Click-Reaktionen beispielsweise mit Biomolekülen, Polyethylenglykol oder Wirkstoffen funktionalisiert werden.

Beschreibung und Einleitung des allgemeinen Gebietes der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Gebiete organische Chemie und Materialwissenschaften.

Stand der Technik

Der Stand der Technik kennt zahlreiche Methoden zur Funktionalisierung von Oberflächen. Solche Funktionalisierungen werden verwendet, um die Materialei- genschaften der Oberflächen gezielt zu verändern. Derartige Funktionalisierungen sollten möglichst beständig sein und eine hohe definierte Beladung der Oberfläche erlauben.

Im Bereich der Medizintechnik kommt funktionalisierten Oberflächen eine beson- dere Bedeutung zu. So sollten Implantate - beispielsweise im Dentalbereich und der Orthopädie (Gelenkersatz) möglichst biokompatibel sein, d.h. unter Anderem nicht zum Biofouling neigen, keine Entzündungsreaktionen hervorrufen und nicht von pathogenen Mikroorganismen besiedelt werden. Des Weiteren müssen sie starker mechanischer Beanspruchung dauerhaft standhalten. Medizinische Implantate enthalten häufig die Metalle Eisen und/oder Titan, Zahnimplantate zudem Apatit. Bislang wurden monomere Derivate des Catecholamins als Oberflächenbinder eingesetzt, an die dann verschiedene funktionelle Moleküle wie z.B. Antibiotika oder PEG gebunden wurden. Mit solchen Konjugaten konnte eine erhöhte Resistenz der Oberflächen gegen Biofouling nachgewiesen werden. Eine Alternative zu monomeren Catecholderivaten sind polymere Strukturen, die Muscheladhäsionsproteine imitieren. Diese kommen als biomimetische Klebstoffe zum Einsatz.

Mit Hilfe monomerer Catecholderivate lassen sich Metalloberflächen sehr einfach, aber leider auch nur wenig dauerhaft funktionalisieren. Dies ist insbesondere bei starker Materialbeanspruchung wie z.B. im Dentalbereich von Nachteil. Polymere Strukturen ermöglichen zwar eine sehr feste Verbindung, erlauben aber keine zielgerichtete und definierte Funktionalisierung der Oberfläche, wie sie z.B. für Implantate wünschenswert ist.

Adamantan ist ein starres Molekül, das aus drei kondensierten, sechsgliedrigen carbocyclischen Ringen besteht. Die Kohlenstoffatome 1 , 3, 5 und 7 des Adaman- tans sind Brückenkopfatome. Adamantanderivate sind bekannt und werden in Medizin und Materialwissenschaften verwendet. Wenn diese Adamantanderivate an drei Brückenkopfpositionen identische Substituenten tragen, weisen sie eine tripo- dale Anordnung auf.

Die US 2006/0063834 A1 beschreibt verschiedene Adamantanderivate mit tripo- daler Anordnung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung für phar- mazeutische Zusammensetzungen. Es werden jedoch keine Adamantanderivate offenbart, die zur Funktionalisierung von Oberflächen geeignet sind.

In A Oganesyan, IA Cruz, RB Amador, NA Sorto, J Lozano, CE Godinez, J Angui- ano, H Pace, G Sabih, CG Gutierrez:„High Yield Selective Acylation of Polyami- nes: Proton as Protecting Group", Org Lett 2007, 9, 4967-4970 wird die selektive Acylierung von Polyaminen beschrieben, die mehrere identische oder ähnliche Aminfunktionen aufweisen. Die Autoren des Aufsatzes weisen darauf hin, dass die Allgegenwart von Polyamidbindungen in biologischen Molekülen die selektive Acy- lierung zu einem interessanten Ansatz für die Herstellung biomimetischer Moleküle macht. Allerdings werden keine Verbindungen offenbart, die substituierte 3,4- Dihydroxybenzylgruppen als Liganden des Adamantans aufweisen, welche zur Funktionalisierung von Oberflächen dienen. Verfahren zur Herstellung starrer tripodaler Verbindungen auf Basis von Adaman- tan sind in W Maison, JV Frangioni, N Pannier:„Synthesis of Rigid Multivalent Scaffolds Based on Adamantane", Org Lett 2004, 6, 4567-4569 und in N Pannier, W Maison: „Rigid C3-Symmetric Scaffolds Based on Adamantane", Eur J Org Chem 2008, 1278-1284 sowie in K Nasr, N Pannier, JV Frangioni, W Maison:„Ri- gid Multivalent Scaffolds Based on Adamantane", J Org Chem 2008, 73, 1058- 1060 beschrieben. Die Herstellung trivalenter Adamantangerüste mit Liganden umfassend Catecholeinheiten ist dort nicht offenbart.

Funktionalisierungen von Oberflächen mit den bislang bekannten monomeren De- rivaten des Catecholamins weisen den Nachteil auf, dass diese Funktionalisierung nicht hinreichend dauerhaft sind.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile des Standes der Technik, indem sie trivalente Adamantangerüste mit Liganden umfassend Catecholeinheiten bereitstellt. Das Design dieser Verbindungen erfolgt hierbei biomimetisch und orientiert sich an Muscheladhäsionsproteinen und Siderophoren, die natürlicherweise hochaffine Bindungen an Oberflächen bewirken. Die erfindungsgemäßen Verbindungen bestehen aus tripodalen Grundgerüsten auf Basis des Adamantans, an die drei Catecholeinheiten in Brückenkopfpositionen gebunden sind. Die verblei- bende vierte Brückenkopfposition kann leicht über sog. Click-Reaktionen weiter funktionalisiert werden, beispielsweise mit Biomolekülen, Farbstoffen, Radiomarkern, Polyethylenglykol oder Wirkstoffen. Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist es, Verbindungen bereitzustellen, die eine beständige Funktionalisierung und eine hohe definierte Beladung von Oberflächen erlauben, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen.

Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe der Bereitstellung von Verbindungen, die eine beständige Funktionalisierung und eine hohe definierte Beladung von Oberflächen erlauben, wird erfindungsgemäß gelöst durch Verbindungen gemäß Formel (I):

worin

- n für eine ganze Zahl zwischen 0 und 10 steht,

- Y ausgewählt ist aus -CH ₂ -, -CH=CH-, -C=C-, -O-, -S-, -S-S-, -NH-, -O-NH-, -NH-O-, -HC=N-O-, -O-N=CH-, -NR ¹ -, -Aryl-, -Heteroaryl-, -(C=O)-, -O-(C=O)-, -(C=O)-O-, -NH-(C=O)-, -(C=O)-NH-, -NR ¹ -(C=O)-, -(C=O)-NR ¹ -, -NH-(C=O)-NH-, -NH-(C=S)-NH-, wobei R ¹ für eine lineare

Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine verzweigte oder cyclische Alkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen steht, Z ausgewählt ist aus

mit

m = eine ganze Zahl zwischen 0 und 10,

R ² = -H, -OH oder -COOH,

R ³ = -H, -OH

A = kein Atom oder -(C=O)- und

- X für eine Gruppe -(CH ₂ ) _P -R ⁵ steht, worin p = 0-10 ist

und R ⁵ ausgewählt ist aus -H, -NH ₂ , -NO ₂ , -OH, -SH, -O-NH ₂ , -NH-NH ₂ , -N=C=S-, -N=C=O-, -CH=CH ₂ , -C=CH, -COOH, -(C=O)H, -(C=O)R ⁶ wobei die Hydroxy-, Thio-, Amino- oder C=O-Gruppen optional durch eine Schutzgruppe geschützt sein können, -N ₃ , -OR ⁶ , -COOR ⁶ , -NHR ⁶ , - NR ⁶ R ⁷ , -CO-NHR ⁶ , -CONR ⁶ R ⁷ , -NH-CO-R ⁶ , 4-(2,5-Dioxopyrrol-1 -yl), wobei R ⁶ und R ⁷ unabhängig voneinander für eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen, eine lineare Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 10 C- Atomen, eine verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder eine cyclische Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 3 bis 10 C- Atomen stehen, oder

X für eine verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 3 bis 10 C- Atomen oder eine cyclische Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder für eine Aryl- oder Heteroarylgruppe steht, wobei für den Fall, dass X eine verzweigte Alkyl-, Alkenyl- und Alki- nylgruppe, eine cyclische Alkyl- oder Alkenylgruppe, eine Aryl- oder He- teroarylgruppe ist, optional ein C-Atom dieser Gruppe X eine Gruppe R ⁵ gemäß obiger Definition tragen kann.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen, das Verfahren zu ihrer Herstellung sowie die Verwendung dieser Verbindungen sind nachfolgend erläutert.

Die Erfindung ist nicht auf eine der nachfolgend beschriebenen Ausführungsfor- men beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen gemäß Formel (I) erlauben eine beständige Funktionalisierung und eine hohe definierte Beladung von Oberflächen. Oberflächen, die funktionalisiert und beladen werden können, umfassen Metalle, Me- talloxide, Apatit, Glas und Gemische davon. Der Begriff „Apatit" umfasst dabei sowohl Verbindungen der allgemeinen Formel Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ (F,CI,OH), bei denen die Konzentration von Fluorid-, Chlorid- und Hydroxylionen frei austauschbar ist, als auch die Einzelminerale Fluorapatit, Chlorapatit und Hydroxylapatit.

Unter„hoher definierter Beladung" wird verstanden, dass die Beladung der Ober- fläche eine lückenlose Beschichtung des Materials in Form einer Monolage ermöglicht. Unter„Monolage" wird dabei eine Schicht von erfindungsgemäßen Molekülen auf der Oberfläche verstanden, bei der die Schichthöhe nur ein Molekül beträgt. Eine „Funktionalisierung" ist die Hinzufügung funktioneller Gruppen auf die Oberfläche eines Materials durch chemische Synthesemethoden. Eine Be- Schichtung von Oberflächen mit den erfindungsgemäßen Verbindungen stellt daher eine Funktionalisierung dieser Oberflächen dar. An die Gruppe X kann optional ein Effektormolekül gebunden werden, was eine weitere Funktionalisierung darstellt. Ein Effektor ist ein Molekül oder ein Molekülbestandteil, welcher einen physikalischen, chemischen, biochemischen oder biologischen Prozess auslöst oder eine solche Wirkung kontrolliert, aktiviert oder inaktiviert. Beispielse für Effektoren sind Farbstoffe, radioaktive Moleküle, Biomoleküle wie Aminosäuren, Zucker, Peptide, Proteine, DNA, RNA, Polymere wie Ethylenglycol und Derivate davon sowie Wirkstoffe. Als Wirkstoffe werden Substanzen bezeichnet, die in gerin- ger Dosis in einem Organismus eine spezifische Wirkung, eine Reaktion, hervorrufen.

Aufgrund der multivalenten Bindung der Verbindungen gemäß Formel (I) ist diese Funktionalisierung beständig gegenüber molekularen Austauschprozessen auf der Oberfläche (wie z.B. der Hydrolyse der Verknüpfung in wässrigen Medien) und auch gegenüber mechanischer Beanspruchung.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Alkylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt aus Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, 1 -Butyl, 2-Butyl, tert.-Butyl, 1 -Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl sowie allen Isomeren von Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl und Decyl. Alkenyl- und Alki- nyl-gruppen umfassen mindestens zwei Kohlenstoffatome. Sie werden ausgewählt aus Ethenyl- und Ethinylgruppen sowie allen Isomeren von Propenyl-, Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl-, Decenyl-, Ethinyl-, Propinyl-, Butinyl-, Pentinyl-, Hexinyl-, Heptinyl-, Octinyl-, Noninyl- und Decinylgruppen. Ver- zweigte Alkyl-, Alkenyl- und Alkinylgruppen enthalten mindestens drei Kohlenstoffatome und werden erfindungsgemäß aus den oben genannten Homologen mit dieser Mindestanzahl an Kohlenstoffatomen ausgewählt.

Dem Fachmann ist bekannt, dass cyclische Alkyl- und Alkenylgruppen mindestens drei Kohlenstoffatome enthalten müssen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter„ringförmigen" Gruppen solche Gruppen verstanden, bei denen alle Kohlenstoffatome an der Ringbildung beteiligt sind.„Cyclische" Gruppen können darüber hinaus noch acyclische Kohlenstoffatome enthalten. Ringförmige Alkyl- und Alkenylgruppen im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Propenyl-, Butenyl-, Pentenyl-, Hexenyl-, Heptenyl-, Octenyl-, Nonenyl- und Decenyl-Ringe. Handelt es sich bei den Gruppen X, R ⁶ und/oder R ⁷ um cyclische Alkyl- oder Alkenylgruppen, so werden diese ausgewählt aus den genannten ringförmigen Alkyl- und Alkenylgruppen, die keine weiteren Substituenten tragen, und aus den genannten ringförmigen Alkyl- und Alkenylgruppen, welche ihrerseits an eine oder mehrere acyclische Alkyl-, Al- kenyl- oder Alkinylgruppen gebunden sind. Im letztgenannten Fall kann die Bindung der cyclischen Alkyl- oder Alkenylgruppe an das C1 -Atom des Adamantan- gerüstes (falls die cyclische Gruppe X darstellt) bzw. an das entsprechende Atom der Gruppe R ⁵ (falls die cyclische Gruppe R ⁶ oder R ⁷ darstellt) über ein cyclisches oder ein acyclisches Kohlenstoffatom der cyclischen Alkyl- oder Alkylengruppe erfolgen. Cyclische Alkylgruppen enthalten gemäß obiger Definition des Begriffes „Alkylgruppe" ebenfalls insgesamt maximal 10 Kohlenstoffatome.

Die Gruppe X ist erfindungsgemäß eine Gruppe -(CH ₂ ) _P -R ⁵ . Handelt es sich bei R ⁵ um -NH ₂ , -OH, -SH, -O-NH ₂ , -NH-NH-COOH, -(C=O)H, -(C=O)R ⁶ , so können diese Gruppen optional durch eine Schutzgruppe geschützt sein. Schutzgruppen für Hydroxy-, Thiol-, Amino-, Carbonyl- und Carboxylgruppen sind dem Fachmann bekannt. Er kann diese Schutzgruppen verwenden, d.h. sie einführen und bei Bedarf wieder abspalten, ohne den Schutzbereich der Patentansprüche zu verlassen.

Beispielsweise, aber nicht erschöpfend, seien folgende Schutzgruppen genannt:

- für die OH-Gruppe: Methoxymethylether (MOM), ß- Methoxyethoxymethylether (MEM), Silylether, 2-Tetrahydropyranyl (THP), Acetyl (Ac), Benzoyl (Bz), Benzyl (Bn, Bnl), Dimethoxytrityl (DMT), Methoxytrityl (MMT), p-Methoxybenzylether (PMB), Methylthio- methylether, Pivaloyl (Piv), Methylether, Ethoxyethylether (EE)

- für die SH-Gruppe: tert.-Butyl, 2-Tetrahydropyranyl, Acetyl, 2- Nitropyranyl, Phenacyl, (Cumarin-4-yl)methyl

- für die NH ₂ -Gruppe: 1 -(1 -Adamantyl)-1 -methoxycarbonyl (ADPOC), Al- lyl-oxycarbonyl (ALLOC), Benzyloxycarbonyl (Z oder Cbz abgekürzt), 9- Fluorenylmethoxycarbonyl (FMOC), p-Methoxybenzylcarbonyl (Moz, MeOZ), tert.-Butyloxycarbonyl (BOC), Acetyl (Ac), Benzoyl (Bz), Benzyl (Bn, Bnl), p-Methoxybenzyl (PMB), 3,4-Dimethoxybenzyl (DMPM), p- Methoxyphenyl (PMP), Tosyl (Ts), Sulfonamide

- für die Carbonylgruppe (in Aldehyden und Ketonen): die Umsetzung mit Diolen zu Acetalen bzw. Ketalen - für die COOH-Gruppe: Methylester, Benzylester, tert.-Butylester, Sily- lester, Orthoester, Oxazoline

Unter Arylgruppen werden erfindungsgemäß Phenyl-, Naphthyl- und Anthrace- nylgruppen verstanden.

Heteroarylgruppe werden ausgewählt aus Furanyl, Pyrrolyl, Thiophenyl, Imidazo- lyl, Pyrazolyl, Triazolyl, Thiazolyl, Oxazolyl, Isooxazolyl, einem Oxadiazolyl, Pyridi- nyl, Pyrazinyl, Pyrimidinyl, Pyridazinyl, einem Triazinyl, einem Tetrazinyl, 1 ,4- Dioxinyl, einem Thiazinyl, einem Oxazinyl, einem Azepinyl, einem Diazepinyl, Benzofuranyl, Isobenzofuranyl, Indolyl, Isoindolyl, Benzothiophenyl, Ben- zo[c]thiophenyl, Benzimidazolyl, Purinyl, Indazolyl, Benzoxazolyl, Benzisoxazolyl, Benzothiazolyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Chinoxalinyl, Acridinyl, Chinazolinyl und Cinnolinyl.

Steht Y für„-Aryl-" oder„-Heteroaryl-", so sind zwei Kohlenstoffatome dieser Aryl- bzw. Heteroarylgruppe mit den Alkylengruppen -(CH ₂ ) _n bzw. -(CH ₂ )m gemäß Formel (I) und Definition von Z verbunden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist Y ausgewählt aus keinem Atom, -CH ₂ -, -NH-(C=O)-, -(C=O)-NH-, -NR ¹ -, wobei R ¹ wie oben definiert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist n eine ganze Zahl zwischen 0 und 3.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist m eine ganze Zahl zwischen 0 und 3.

Besonders vorteilhaft stehen n und m unabhängig voneinander für ganze Zahlen zwischen 0 und 3. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Z eine Gruppe

worin m, A und R wie oben definiert sind. Vorteilhaft ist m dabei eine ganze Zahl zwischen 0 und 3 ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Gruppierung YZ ausgewählt aus

Diese besonders vorteilhaften Gruppierungen YZ leiten sich von folgenden Cate- cholderivaten ab:

1 ,2,3,4-tetra y ro soc no n-6,7- o

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Verbindungen Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Dihydroxydopamin, Dihydroxyphenylalanin, 1 -(3,4- Dihydroxybenzyl)-1 ,2,3,4-tetrahydroisochinolin-6,7-diol und Dihydroxytetraisochi- nolin und 3,4-Dihydroxybenzoesäure als„Catecholderivate" bezeichnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform stellt X eine Gruppe (-CH ₂ ) _P -R ⁵ dar, wobei p eine ganze Zahl zwischen 0 und 3 darstellt und R ⁵ wie in Anspruch 1 definiert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steht X für -(CH ₂ ) _P -R ⁵ , worin R ⁵ ausgewählt ist aus -H, -OH, -NH ₂ , -NO ₂ , -NH-NH ₂ , -NHR ⁶ , -NR ⁶ R ⁷ , -O-NH ₂ , -ΝΗ-(0=Ο)-ΟΞΟΗ, -C=CH, -N=C=S, -N=C=O, -COOH, -(C=O)H, -(C=O)R ⁶ und wobei p eine ganze Zahl zwischen 0 und 3 darstellt und R ⁶ und R ⁷ wie oben definiert sind.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen gemäß Formel (I) werden hergestellt, indem eine Verbindung X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y']3 mit einem Reagenz Y"Z zur korrespondierenden Verbindung X-Ad[(CH ₂ )n-YZ] ₃ umgesetzt und das Reaktionsprodukt anschließend gereinigt wird, worin Ad für das Adamantylgerüst und Y' für einen Pre- Cursor (Vorläufer) der Gruppe Y gemäß Formel (I) stehen und wobei X, Z und n wie in Formel (I) definiert sind.

Unter Precursor (Vorläufer) wird hierbei eine funktionelle Gruppe verstanden, die durch Reaktion mit einer weiteren als Precursor fungierenden funktionellen Grup- pe oder einem weiteren als Precursor funktionierenden Reagenz in eine funktionelle Gruppe gemäß Formel (I) umgewandelt wird.

Verbindungen der Formel X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y']3 sind bekannt. Der Fachmann kann sie entweder kommerziell erwerben oder mit Hilfe seines Fachwissen nach bekannten Synthesevorschriften selbst herstellen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist X ein Wasserstoffatom.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist X eine Gruppe -(CH ₂ ) _P -R ⁵ , worin p eine ganze Zahl zwischen 0 und 3 darstellt und R ⁵ ausgewählt ist aus -OH, -NH ₂ , -NO ₂ , -NH-NH ₂ , -NHR ⁶ , -NR ⁶ R ⁷ , -O-NH ₂ , -Ν Η-(0=Ο)-ΟΞΟΗ, -C=CH, - N=C=S, -N=C=O, -COOH, -(C=O)H, -(C=O)R ⁶ , wobei R ⁶ und R ⁷ wie in Formel (I) definiert sind. Diese Gruppen können, wie bereits ausgeführt, optional durch eine Schutzgruppe (Pg) geschützt sein. Werden diese Gruppen geschützt, so ge- schieht dies vor der Umsetzung mit dem Reagenz Y"Z, so dass in diesem Fall Pg- X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y']3 mit einem Reagenz Y"Z zur korrespondierenden Verbindung Pg- X-Ad[(CH ₂ ) _n -YZ] ₃ umgesetzt wird. Geeignete Schutzgruppen sind oben beschrieben. Dem Fachmann ist bekannt, wie man diese Schutzgruppen einführt und auch wieder entfernt. Er kann dieses Wissen anwenden, ohne den Schutzbereich der Patentansprüche zu verlassen. Die Reinigung des Reaktionsproduktes erfolgt beispielsweise durch Entfernen des Lösungsmittels, Aufnehmen des Rückstandes in einer Mischung aus einem polar aprotischen Lösungsmittel wie Ethylacetat und einer verdünnten Mineralsäure, z.B. verdünnter Salzsäure, Waschen mit einer gesättigten KHSO ₄ -Lösung und Trockung.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist Y"Z ein Catecholamin, ausgewählt aus Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Dihydroxydopamin, Dihydroxyphenylalanin, 1 - (3,4-Dihydroxybenzyl)-1 ,2,3,4-tetrahydroisochinolin-6,7-diol und Dihydroxytetrai- sochinolin. In diesem Fall wird X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y']3 oder Pg-X-Ad[(CH ₂ ) _n -YZ] ₃ mit dem Catecholamin in Gegenwart eines Aktivierungsreagenzes und eines Kupplungsadditivs umgesetzt. Dabei ist Y' ein Carbonsäurerest oder ein Derivat derselben. Geeignete Aktivierungsreagenzien sind beispielsweise EDC, DCC, DCI, PyC- lop, HBTU, HATU, HOSu, TBTU, T3P, BopCI und 3-CI-1 -Pyridiniumiodid. Als Kupplungsadditive beispielsweise die dem Fachmann bekannten Substanzen HOBT, HOAt, HONB und NHS verwendbar. Dem Fachmann ist bekannt, dass diese Reaktionen zweckmäßig unter Zugabe einer Base wie beispielsweise DIPEA durchgeführt werden. Dem Fachmann sind weiterhin verschiedene Lösungsmittel zur Verwendung in den genannten Verfahren bekannt. Er kann diese Kombinationen von Aktivierungsreagenzien, Kupplungsadditiven, Basen und Lö- sungsmitteln mit seinem üblichen Wissen und der Standardliteratur selbst herstellen.

Handelt es sich bei dem Catecholamin Y"Z um Adrenalin oder Noradrenalin, so wird deren aliphatische Hydroxygruppe optional vor der Kupplung mit einer Schutzgruppe geschützt. Ebenso kann die Carboxylgruppe des Dihydroxyphenyla- lanins vor der Kupplung geschützt werden, falls es Y"Z darstellt. Wurde eine Schutzgruppe Pg eingeführt und/oder geschütztes Adrenalin, Noradrenalin oder Dihydroxyphenylalanin verwendet, so werden diese Schutzgruppen zuletzt entfernt und das entschützte Produkt anschließend gereinigt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Y"Z 3,4-Dihydroxybenzoesäure oder ein ähnliches Derivat wie beispielsweise 3,4-Dihydroxyzimtsäure oder Gallussäure. X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y'] ₃ oder Pg-X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y'] ₃ werden mit 3,4- Dihydroxybenzoesäure, 3,4-Dihydroxyzimtsäure oder Gallussäure in Gegenwart eines Aktivierungsreagenzes und eines Kupplungsadditivs umgesetzt. Y' ist hier- bei vorteilhaft eine Alkohol- oder Aminfunktion. Geeignete Aktivierungsreagenzien sind beispielsweise EDC, DCC, DCI, PyClop, HBTU, HATU, HOSu, TBTU, T3P, BopCI und 3-CI-1 -Pyridiniumiodid. Als Kupplungsadditive sind beispielsweise die dem Fachmann bekannten Substanzen HOBT, HOAt und HONB verwendbar. Dem Fachmann ist bekannt, dass diese Reaktionen zweckmäßig unter Zugabe einer Base wie beispielsweise DIPEA durchgeführt werden. Dem Fachmann sind weiterhin verschiedene Lösungsmittel zur Verwendung in den genannten Verfahren bekannt. Er kann diese Kombinationen von Aktivierungsreagenzien, Kupplungsadditiven, Basen und Lösungsmitteln mit seinem üblichen Wissen und der Standardliteratur selbst herstellen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Y"Z ein Catecholamin, ausgewählt aus Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Dihydroxydopamin, Dihydroxyphenylalanin, 1 -(3,4-Dihydroxybenzyl)-1 ,2,3,4-tetrahydroisochinolin-6,7-diol und Di- hydroxytetraisochinolin. X-Ad[(CH ₂ )n-Y'] ₃ oder Pg-X-Ad[(CH ₂ )n-Y'] ₃ werden mit dem Catecholamin in Gegenwart eines Reduktionsmittels umgesetzt. Y' ist dabei ein Aldehyd oder ein Keton. Geeignete Reduktionsmittel sind beispielsweise NaBH ₄ , NaBH ₃ CN, NaBH(OAc) ₃ sowie H ₂ und Metallkatalysatoren. Dem Fachmann sind verschiedene Lösungsmittel zur Verwendung in den genannten Verfahren bekannt. Er kann diese Kombinationen von Reduktionsmitteln und Lösungs- mittein mit seinem üblichen Wissen und der Standardliteratur selbst herstellen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Y"Z ein Catecholamin, ausgewählt aus Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Dihydroxydopamin, Dihydroxyphenylalanin, 1 -(3,4-Dihydroxybenzyl)-1 ,2,3,4-tetrahydroisochinolin-6,7-diol und Di- hydroxytetraisochinolin. X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y']3 oder Pg-X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y']3 mit einer ge ^¬ eigneten Austrittsgruppe Y' werden mit dem Catecholamin umgesetzt. Geeignete Austrittsgruppen sind beispielsweise -OTs, OMs, -OTf sowie Halogenide. Dem Fachmann sind verschiedene Lösungsmittel zur Verwendung in den genannten Verfahren bekannt. Er kann diese Kombinationen von Austrittsgruppen und Lösungsmitteln mit seinem üblichen Wissen und der Standardliteratur selbst herstellen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Y"Z ein Catecholamin, ausgewählt aus Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Dihydroxydopamin, Dihydroxypheny- lalanin, 1 -(3,4-Dihydroxybenzyl)-1 ,2,3,4-tetrahydroisochinolin-6,7-diol und Di- hydroxytetraisochinolin. X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y']3 oder Pg-X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y']3 werden mit dem Catecholamin umgesetzt. Y' ist dabei ein Isothiocyanat oder ein Isocyanat. Dem Fachmann sind verschiedene Lösungsmittel zur Verwendung in den genannten Verfahren bekannt. Er kann diese Kombinationen von Reduktionsmitteln und Lösungsmitteln mit seinem üblichen Wissen und der Standardliteratur selbst herstellen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Y"Z 3,4- Dihydroxybenzaldehyd. X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y'] ₃ oder Pg-X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y'] ₃ werden mit 3,4- Dihydroxybenzaldehyd umgesetzt. Y' ist dabei ein O-Alkylhydroxylamin oder das korrespondierende Hydrohalogenid. Dem Fachmann sind verschiedene Lösungsmittel zur Verwendung in den genannten Verfahren bekannt. Er kann diese Kom- binationen von Reduktionsmitteln und Lösungsmitteln mit seinem üblichen Wissen und der Standardliteratur selbst herstellen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Y"Z 3,4-Dihydroxybenzoesäure oder ein ähnliches Derivat wie beispielsweise 3,4-Dihydroxyzimtsäure oder Gal- lussäure. X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y'] ₃ oder Pg-X-Ad[(CH ₂ ) _n -Y'] ₃ werden mit 3,4- Dihydroxybenzoesäure oder einem ähnlichen Derivat wie beispielsweise 3,4- Dihydroxyzimtsäure oder Gallussäure in Gegenwart eines Aktivierungsreagenzes wie beispielsweise DCC oder EDC oder mit katalytischen Mengen einer Säure wie beispielsweise HCl, H ₂ SO ₄ oder p-Toluolsulfonsäure umgesetzt. Y' ist hierbei vor- teilhaft eine Alkoholfunktion. Dem Fachmann sind verschiedene Lösungsmittel zur Verwendung in den genannten Verfahren bekannt. Er kann diese Kombinationen von Aktivierungsreagenzien, Kupplungsadditiven, Basen und Lösungsmitteln mit seinem üblichen Wissen und der Standardliteratur selbst herstellen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen gemäß Formel (I) können in einem Verfahren zur Funktionalisierung von Oberflächen verwendet werden. Die Funktionalisie- rung geschieht dabei mittels dip and rinse, indem die zu funktionalisierenden Oberflächen in eine Lösung der erfindungsgemäßen Verbindungen getaucht werden.

Vorteilhaft werden die erfindungsgemäßen Verbindungen in einer wässrigen Pufferlösung gelöst, die eine Salzkonzentration aufweist, welche signifikant höher als physiologische Salzkonzentration (0,9 Gew.-% NaCI) ist. Ein geeigneter Puffer ist beispielsweise MOPS (3(N— Morpholin)-propansulfonsäure), geeignete Salze sind beispielsweise NaCI und K ₂ SO ₄ und Gemische davon. Die Salzkonzentration beträgt vorteilhaft zwischen 10 und 20 Gew.-% und die Pufferkonzentration 0,05 bis 0,2 mmol.

Optional kann die Gruppe X der erfindungsgemäßen Verbindungen an einen Effektor gekuppelt sein. Die Kupplung von X an den Effektor kann dabei sowohl in Lösung, d.h. vor der Oberflächenfunktionalisierung, als auch auf der Oberfläche, d.h. nach der Oberflächenfunktionalisierung, erfolgen. Effektoren sind beispiels- weise Ethergruppierungen, Estergruppierungen, Heteroaromaten, Farbstoffe, Metallkomplexe, Polymere (beispielsweise Polyethylenglykole), pharmazeutische Wirkstoffe (beispielsweise Antibiotika, Bisphosphonate), Biomoleküle (z.B. eine Aminosäure), Peptide, Kohlenhydrate und Terpene. Ist der Effektor ein Polymer und handelt es sich dabei um ein Polyethylenglykol, so handelt es sich vorteilhaft um eine Gruppierung -(O-CH ₂ -CH ₂ ) _q -R ⁵ oder -(CH ₂ -CH ₂ -O) _q -R ⁵ , worin q eine Zahl zwischen 1 und 10 und R ⁵ wie unter Formel 1 beschrieben definiert ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Kupplung von X dabei mittels Click-Chemie. Unter„Click-Reaktionen" versteht der Fachmann energetisch be- günstigte Reaktionen, die spezifisch verlaufen und ein einziges Produkt ergeben. Es handelt sich damit um sehr einfach durchzuführende und effiziente Reaktionen. Click-Reaktionen finden Anwendung in Molekularbiologie, Wirkstoffentwicklung, Biotechnologie, makromolekularer Chemie und Materialwissenschaften.

Das Konzept der Click-Reaktion wurde von K. Barry Sharpless begründet und beschreibt Reaktionen, die

- modular aufgebaut sind,

- ein breites Anwendungsspektrum aufweisen,

- mit hohen Ausbeuten durchführbar sind,

- stereospezifisch ablaufen,

- einfache Reaktionsbedingungen erlauben (möglichst unempfindlich gegen Wasser und Sauerstoff),

- in umweltfreundlichen und/oder leicht entfernbaren Lösungsmitteln wie Wasser oder lösungsmittelfrei ablaufen,

- eine einfache Aufreinigung (Extraktion, Phasentrennung, Destillation oder Kristallisation) oder gar keine Aufreinigung benötigen.

„Click-Reaktionen sind in der Regel stark thermodynamisch begünstigt, häufig mehr als 84 kJ/mol, was in einem schnellen Umsatz mit hoher Selektivität für ein einzelnes Produkt resultiert. Dabei handelt es sich meist um Kohlenstoff- Heteroatom-Bindungsbildungen.

Chemische Reaktionen, die diese Kriterien erfüllen, sind:

- die Carbonylchemie des„Non-Aldol-Typs" wie z.B. die Bildung von Harnstoff, Thioharnstoff, Oximen, Iminen, aromatischen Heterocyclen und Hydrazonen sowie die Bildung von Carbamiden und Amiden,

- Cycloadditionen an ungesättigten C-C-Bindungen, besonders 1 ,3-dipolare Cycloadditionen wie die Huisgen-Cycloaddition, außerdem Diels-Alder- Reaktionen,

- nucleophile Substitutionen, besonders die Ringöffnung von gespannten, elektrophilen Heterozyklen wie Aziridinen und Epoxiden, - Additionsreaktionen an C-C-Mehrfachbindungen, meist oxidativ wie z.B. Epo- xidierung, Aziridierung oder Dihydroxylierung, aber auch Michaeladditionen von Nu-H, wobei Nu ein Nucleophil ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Kupplung des Effektors an die Gruppe X über konventionelle Substitutions- oder Additionsreaktionen, die nicht die oben genannten Bedingungen einer Click-Reaktion gehören. Zu diesen konventionellen Reaktionen zählen beispielsweise die Etherbildung, die Veresterung einer Carbonsäure oder die Amidbildung.

Besonders vorteilhaft handelt es sich bei den Oberflächen, die funktionalisiert werden sollen, um metallische Oberflächen umfassend Eisen und/oder Titan oder um Oberflächen umfassend Apatit. Dem Fachmann ist bekannt, dass Knochen von Wirbeltieren zu etwa 50 % aus Apatit bestehen, Dentin zu etwa 70 % und Zahnschmelz zu mehr als 95 %. Moderner Zahnersatz, beispielsweise Füllungen und Zahnimplantate, umfasst häufig Apatit und/oder Vorrichtungen, die Eisen und/oder Titan umfassen. Es ist ferner bekannt, dass die Oberflächen von Endoprothesen, z.B. für Hüft- und Kniegelenke, Eisen und/oder Titan umfassen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen gemäß Formel (I) sowie die daraus erhältli- chen, an einen Effektor gekuppelten Verbindungen eignen sich daher zur Oberflä- chenfunktionalisierung von Zahnersatz und Gelenksendoprothesen.

Ausführungsbeispiele

Syntheseplan für die Ausführungsbeispiele 1 bis 3 Syntheseplan 2 für die Ausführungsbeispiele 4 bis 7

Ausführungsbeispiel 1 :

Herstellung von 1-(N-Cbz)-1 ,3,5-Tris-(2-carboxyethyl)-adamantan

C27H35NO8, M = 501 .57 g/mol

0.3g (4.09 mmol) NaHCO ₃ wurden in 30 mL dest. Wasser gelöst und zu einer Lösung aus 0.5 g (1 .2 mmol) 1 ,3,5-Adamantantricarbonsäure in 30 mL Dioxan gege- ben. Um einen pH-Wert von etwa 9 zu erhalten, wurde gegebenenfalls 2M NaOH dazugegeben. 0.24 mL (1 .74 mmol) CBZ-CI wurde zu der Reaktionslösung bei 0°C langsam zugetropft und für 12 bis 16 h gerührt (Ninhydrintest). Die wässrige, basische Phase wurde 3 mal mit CH ₂ CI ₂ und 3 mal mit Ethylacetat gewaschen, danach mit 2 M HCl auf pH-Wert 1 angesäuert, erneut 6 mal mit Ethylacetat aus- geschüttelt und die organische Ethylacetat-Phase am Rotationsverdampfer eingeengt. Es konnten 0.524 g (1 .05 mmol) eines farblosen Feststoffs 2 erhalten werden, was einer Ausbeute von 84 % entspricht.

Smp.: 221 °C; ¹ H-NMR ( 400 MHz, DMSO): δ [ppm] = 12.0 (br s, 3H, 7-H), 7.28- 7.38 (m, 5H, aryl.-H), 7.0 (s, 1 H, 8-H), 4.95 (s, 2H, 10-H), 2.13 (t, 6H, ³ J = 7.9 Hz, 6-H), 1 .46 (s, 6H, 2-H), 1 .37 (t, 6H, ³ J = 8.2 Hz, 5-H), 1 .04 (d, 3H, ² J = 13.2 Hz, 4a- H), 1 .00 (d, 3H, ² J = 13.2 Hz, 4b-H); ¹³ C-A ß (400 MHz, DMSO): δ [ppm] = 175.0 (C7), 154.2 (C9), 137.3 (C1 1 ), 128.4 (C13), 127.7 (C14), 127.7 (C12), 64.6 (C10), 52.0 (C1 ), 44.5 (C4), 44.5 (C2), 37.5 (C5), 34.3 (C3), 27.9 (C6) Ausführungsbeispiel 2:

Herstellung der Verbindung 7 gemäß Syntheseschema

C ₅ i H ₆₂ N ₄ Oii , M = 907.06 g/mol

50 mg (0.099 mmol) der geschützten Adamantancarbonsäure 6 wurden in 30 ml abs. DMF gelöst und anschließend bei 0 °C 0.22 mL (01 .277 mmol) DIPEA zuge- geben und für 10 Minuten gerührt. Danach wurden nacheinander 63 mg (0.327 mmol) EDC ^* HCI (-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-Carbodiimid-Hydrochlorid) und 44 mg (0.327 mmol) HOBT (Hydroxybenzotriazol) zugegeben und zur Voraktivierung 20 min gerührt. Nach dieser Zeit wurden 62 mg (0.327 mmol) des Amins (Dopaminhydrochlorid) hinzugegeben und bei RT 3 Tage gerührt.

Anschließend wurde das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen, in 30 mL Ethyl- acetat und 5 mL 1 M HCl aufgenommen und mit derselben Menge einer wässrigen gesättigten KHSO ₄ -Lösung 3 mal gewaschen. Nach Trocknen über Na ₂ SO ₄ wurde das Lösungsmittel abdestilliert. Mittels Gefriertrocknung konnte ein beigefarbener Feststoff erhalten werden, der in je 100 mL Diethylether 6 mal bei 30 °C im Was- serbad gerührt und abpipettiert wurde. Dadurch konnte ein beigefarbener Feststoff von 43 mg (0.047 mmol) erhalten werden, was einer Ausbeute von 48 % entspricht.

¹ H-NMR (400 MHz, MeOH): δ [ppm] = 7.17 (m, 5H, 12-14-H), 6.54 (d, 3H, ² J = 8 Hz, 20-H), 6.5 (m, 3H, 23-H), 6.38 (d, 3H, ² J = 8.0 Hz, 19-H), 4.84 (s, 2H, 10-H), 3.18 (m, 6H, 17-H), 2.49 (t, ³ J = 7.2 Hz 6H, 16-H), 1 .97 (t, ³ J = 7.6 Hz 6H, 6-H), 1 .39 (s, 6H, 2-H), 1 .28 (t, ³ J = 7.6 Hz 6H, 5-H), 0.97 (d, ² J = 12.0 Hz, 3H, 4a-H), 0.88 (d, ² J = 12.0 Hz, 3H, 4b-H); ¹³ C-NMR (100 MHz, MeOH-d4): δ [ppm] = 176.8 (C7), 156.7 (C9), 146.2 (C21 ), 144.7 (C22), 138.4 (C1 1 ), 131 .9 (C18), 128.7, 128.8, 129.4 (C12-C14), 121 .0 (C19), 1 16.9 (C23), 1 16.3 (C20), 66.8 (C10), 53.7 (C1 ), 46.3 (C4), 45.8 (C2), 42.2 (C16), 40.0 (C5), 36.0 (C3), 35.8 (C17), 31 .1 (C6); MS-ESI m/z (%): (MNa ⁺ ) = 929.6, (MH ⁺ ) 907.5.

Ausführungsbeispiel 3:

Herstellung der Verbindung 8 gemäß Syntheseschema

C ₄₃ H ₅₆ N ₄ O ₉ , M = 772.92 g/mol 43 mg (0.047 mmol) des zu entschützenden bzw. zu hydrierenden Reaktionsproduktes aus Beispiel 2 wurden unter ^-Atmosphäre in destilliertem Methanol gelöst und mit einer katalytischen Menge Pd/C (Spatelspitze) versetzt. Die Suspension wurde entgast und bis zur vollständigen Reaktion unter H ₂ -Atmosphäre bei für 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Reaktionslösung über einen Faltenfilter filtriert, mehrmals mit destilliertem Methanol gespült und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Es konnten 30 mg (0.039 mmol) eines hellgelben Öls erhalten werden, was einer Ausbeute von 82 % entspricht.

1H-NMR (400 MHz, MeOH): δ [ppm] = 6.64 (d, 3H, ² J = 8.0 Hz, 15-H), 6.60 (m, 3H, 18-H), 6.48 (d, 3H, ² J = 8.0 Hz, 14-H), 2.59 (t, ³ J = 7.0 Hz 6H, 12-H), 2.08 (t, ³ J = 7.8 Hz, 6H, 1 1 -H), 1 .97 (t, ³ J = 7.6 Hz 6H, 6-H), 1 .42 (m, 12H, 2-H und 5-H), 1 .08 (m, 6H, 4-H); ¹³ C-NMR (100 MHz, MeOH-d4): δ [ppm] = 176.42 (C7), 146.21 (C16), 144.79 (C17), 138.48 (C1 1 ), 132.02 (C13), 121 .12 (C14), 1 17.05 (C18), 1 16.42 (C15), 54.88 (C1 ), 45.33 (C4), 44.95 (C2), 42.24 (C1 1 ), 49.57 (C5), 36.39 (C3), 35.80 (C12), 31 .05 (C6); MS-ESI m/z (%): (M ⁺ ) = 772.4, (M-H ⁺ ) = 771 .5, (2 ^* M ⁺ ) = 1545.3.

Ausführungsbeispiel 4:

Herstellung der

C ₄₃ H ₅₅ N ₃ O ₉ , M = 757.91 g/mol

500 mg (1 .42 mmol) der Tricarbonsäure 4 wurden in 60 mL dest. DMF gelöst und mit 2.54 mL dest. Et ₃ N versetzt. Nach 5 min wurden bei 0°C 900 mg (4.69 mmol) EDC ^* HCL und 9.38 mL (4.69 mmol) HOAT dazugeben und 30 min voraktivieren lassen. Danach wurden 890 mg (4.69 mmol) Dopamin ^* HCL dazugegeben und 3 Tage bei Raumtemperatur rühren lassen. Das Lösungsmittel wurde bis zur Trockenheit abgezogen, das Rohprodukt in Ethylacetat aufgenommen, 3-mal mit gesättigter KHSO ₄ Lösung gewaschen, erneut eingeengt und in Diethylether rühren lassen. Es konnten 687 mg Produkt (0.906 mmol) als leicht beiger Feststoff erhalten werden, was einer Ausbeute von 64% entspricht.

¹ H-NMR (400 MHz, MeOH): δ [ppm] = 6.65 (d, 3H, ² J = 8.0 Hz, 13-H), 6.51 (m, 3H, 16-H), 6.28 (d, 3H, ² J = 8.0 Hz, 12-H), 3.30 (m, 6 H, 10-H), 2.55 (t, 6 H, ³ J = 8.0, 9-H), 2.10 (t, 6H, ³ J = 8.0 Hz, 6-H), 1 .88 (s, 1 H, 1 -H), 1 .35 (m, 12H, 2,5-H), 1 .10 (m 6 H, 4-H), ¹³ C-NMR (100 MHz, MeOH): δ [ppm] = 177.1 (C7), 146.2 (C14), 144.7 (C15), 131 .9 (C9), 129.5 (C1 1 ), 121 .0 (C16), 1 16.9 (C16), 1 16.3 (C13), 54.88 (C1 ), 47.3 (C4), 42.2 (C2), 41 .9 (C19), 38.00 (C5), 35.8 (C3), 34.5 (C12), 31 .1 (C6);

MS-ESI m/z (%) = 757.3 [M] ⁺ (38), 758.3 [MH] ⁺ (45), 780.3 [MNa] ⁺ (32)

Ausführungsbeispiel 5:

Herstellung der Verbi 2

C ₄₆ H ₅₅ N ₃ O9, M = 793.94 g/mol

100 mg (0.28 mmol) der Tricarbonsäure 4 wurden in 30 mL dest. DMF gelöst und mit 0.51 mL dest. Et ₃ N versetzt. Nach 5 min wurden bei 0°C 180 mg (0.93 mmol) EDC ^* HCL und 126 mg (0.93 mmol) HOBT dazugeben und 5 min voraktivieren lassen. Danach wurden 231 mg (937 mmol) 1 ,2,3,4-Tetrahydro-6,7- isochinolindiol ^* Hydrobromid dazugegeben und 5 Tage bei Raumtemperatur rühren lassen. Das Lösungsmittel wurde bis zur Trockenheit abgezogen, das Rohprodukt in Ethylacetat aufgenommen, 3-mal mit gesättigter KHSO ₄ Lösung gewaschen, über Na ₂ SO ₄ getrocknet, erneut eingeengt und in Diethylether rühren lassen. Nach Filtrieren und Abziehen des Lösungsmittels verbleiben 133 mg der Zielverbindung 10 (60%).

MS-ESI m/z (%) = 794.4 [MH ⁺ ] (75%) Ausführungsbeispiel 6:

Herstellung der Verbi 2

C ₄ oH ₄₉ N ₃ O9, M = 715.83 g/mol

200 mg (0.48 mmol) des Triamins 11 wurde in 30 mL dest. DMF gelöst und mit 0.85 mL dest. Et ₃ N versetzt. Nach 5 min wurden bei 0°C 303 mg (1 .58 mmol) EDC ^* HCL und 214 mg (1 .58 mmol) HOBT dazugeben und 1 5 min voraktivieren lassen. Danach wurden 251 mg (1 .58 mmol) 3,4-Dihydroxybenzoesäure dazugegeben und 5 Tage bei Raumtemperatur rühren lassen. Das Lösungsmittel wurde bis zur Trockenheit abgezogen, das Rohprodukt in Ethylacetat aufgenommen, 3- mal mit gesättigter KHSO ₄ Lösung gewaschen, über Na ₂ SO ₄ getrocknet, erneut eingeengt und in Diethylether rühren lassen. Nach Filtrieren und Abziehen des Lösungsmittels verbleiben 237 mg der Zielverbindung 10 (69%).

MS-ESI m/z (%) = 716.4 [MH ⁺ ](100%)

Ausführungsbeispiel 7:

Herstellung der Verbindung 13 gemäß Syntheseschema 2

C ₆₄ H ₆ 7N ₅ Oi ₄ S, M = 1 161 .44 g/mol

21 mg (0.03 mmol) der Verbindung 8 wurden in 15 mL dest. DMSO gelöst und mit 0.15 mL dest. Et ₃ N und 10 mg (0.03 mmol) des Fluorosceinisothiocyanat versetzt und bei Raumtemperatur 3.5 Stunden rühren lassen. Das Lösungsmittel wurde bis zur Trockenheit abgezogen und das Rohprodukt ohne weitere Reinigung zur Oberflächenfunktionalisierung eingesetzt.

Ausführungsbeispiel 8

Oberflächenmodifizierung

Für die Oberflächenmodifizierung werden TiO ₂ -Oberflächen auf Si-Wafern verwendet. Dazu wird eine Lösung aus TiCI ₄ , Wasser und Ethanol hergestellt und die Si-Wafer hineingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/sec herausgezo- gen. Im Ofen werden die Oberflächen zu Ihrer endgültigen Form„gebrannt". Hierzu werden die Si-Wafer 6 h auf 80 °C erhitzt, anschließend für 6 h auf 300 °C und dann mit einer Heizrate von 10 °C/min auf 550 °C. Die erfindungsgemäßen Verbindungen (je 5mg) werden in 5 mL MeOH und 15 mL HPLC reinen Wassers gelöst.

Für die Dipcoating-Methode wird eine 100 mL Puffer-Stammlösung (0,1 mol/l Mops) aus 3.5 g NaCI, 10.45 g K ₂ SO ₄ und 2.31 g Mops (= 3-Morpholinopropan-1 - sulfonsäure) hergestellt. Hierbei wird ebenfalls HPLC-reines Wasser verwendet.

5 mL der Lösung jeder erfindungsgemäßen Verbindung und 10 mL Puffer- Stammlösung werden gemischt und die TiO ₂ Oberflächen darin für 13 h mittels Dip-Coating beschichtet.

Nach dieser Reaktionszeit werden die Oberflächen mit dest. MeOH und dest. Wasser gereinigt, mittels Druckluft getrocknet und mittels Kontaktwinkelmessung und SIMS-Tof vermessen.

Ausführungsbeispiel 9:

Kontaktwinkelmessung

Vermessen wurden folgende Substanzen:

Vor jeder Messung wurden die zu vermessenden TiO ₂ -Oberflächen mittels dest. MeOH und Druckluft von Staub und Wassertropfen gereinigt.

Zur Messung wurde ein Kontaktwinkelmessgerät (Krüss Dropshape Analyser, DAS 10-MK 2 ) verwendet, wobei in der Messkammer eine konstante Temperatur von 23 ° herrschte. Eine Nadel, welche einen Wassertropfen (HPLC grade water) von 4μΙ herstellte, wurde langsam auf die Oberfläche gefahren um den Tropfen auf der Oberfläche absetzten zu lassen.

Ab diesem Zeitpunkt nahm eine Kamera eine 1000 Bildersequenz auf, die am Ende manuell mit Hilfe eines speziellen Computerprogrammes (Krüss, DSA = Drop Shape Analyze), welches die Young-Laplace Methode (Sessel Drop Fitting) verwendet, ausgewertet.

Jede TiO ₂ Oberfläche wurde 3-4-mal vermessen und aus den Ergebnissen der Mittelwert bestimmt.

Als Kontrollen wurde jeweils das ein reines, gereinigtes TiO ₂ -Blech ohne Be- schichtung (zweite Spalte in Tabelle 1 ) sowie mit Mops-Puffer beschichtetes TiO ₂ - Blech (Spalte 3 in Tabelle 1 ) vermessen. In Spalte 4 sind die Ergebnisse der Kontaktwinkelmessungen von TiO ₂ -Blechen gezeigt, die zuvor mit in Mops-Puffer gelösten Substanzen 3 bis 7 („Moleküle") beschichtet worden waren. Tab. 1 : Ergebnisse der Kontaktwinkelmessung

TiO ₂ TiO ₂ + Mops TiO ₂ + Mops + Moleküle

Substanz Nr. Kontaktwinkel (°) Kontaktwinkel (°) Kontaktwinkel (°)

3 28,0 5,0 38,5

4 29,1 5,0 1 1 ,7

5 24,7 8,2 22,9

7 30,9 7,6 10,7