Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2001

Modellverbindungen zur Untersuchung des Mechanismus der Sauerstoffübertragung von metallhaltigen Oxotransferasen auf molekularer Ebene

Prof. Dr. Thomas Straßner
Technische Universität München
Lehrstuhl für Chemie - Anorganische Chemie

Prof. Dr. Mahdi Abu-Omar
University of California, Los Angeles (UCLA)
Department of Chemistry and Biochemistry

Der Mechanismus der Sauerstoffübertragung von Oxotransferasen soll durch molekulare Metall-Oxo Verbindungen untersucht werden, z.B die Oxidation von Thiolen zu Disulfiden, die effektiv sowohl durch Rhenium(V)- als auch Molybdän-Oxo-Verbindungen katalysiert wird. Erste Schritte waren erfolgreich, kürzlich konnte eine Röntgenstruktur einer katalytisch aktiven Modellverbindung publiziert werden. Im Rahmen des Projektes sollen die grundlegenden Prozesse untersucht werden, die in biologischen Systemen eine wichtige Rolle spielen, wo unter Metallkatalyse die Übertragung mehrerer Elektronen erfolgt. Kinetische Messungen geben Aufschluss über die Geschwindigkeitskonstanten des Sauerstofftransfers, während durch quantenchemische Rechnungen die Aktivierungsenthalpien und -energien für verschiedene Reaktionspfade untersucht werden, um zusammen mit den kinetischen Daten die mechanistischen Alternativen zu bewerten.

Abschlussbericht
Im Rahmen des geförderten Projektes wurde der Mechanismus der Sauerstoffübertragung von Oxotransferasen untersucht, die durch molekulare Metall-Oxo Verbindungen modelliert wurden. Als Beispiele wurden die Sauerstoffübertragung zwischen Sulfiden und die Oxidation von Thiolen zu Disulfiden untersucht, die effektiv sowohl durch Rhenium(V)- als auch Molybdän-Oxo-Verbindungen katalysiert wird.

Wir haben in der Zusammenarbeit mit Prof. Mahdi Abu-Omar die grundlegenden Prozesse untersucht werden, die in biologischen Systemen eine wichtige Rolle spielen, wo unter Metallkatalyse die Übertragung mehrerer Elektronen erfolgt. Der Arbeitskreis in USA hat dabei die kinetischen Messungen durchgeführt, die Aufschluss über die Geschwindigkeitskonstanten des Sauerstofftransfers geben, während in Deutschland durch quantenchemische Rechnungen die Aktivierungsenthalpien und -energien für verschiedene Reaktionspfade untersucht wurden. Es gelang, zusammen mit den kinetischen Daten die mechanistischen Alternativen zu bewerten. Die Ergebnisse wurden in folgendem, sehr umfangreichem Paper publiziert:

Multielectron Atom Transfer Reactions of Perchlorate and Other Substrates Catalyzed by Rhenium Oxazoline and Thiazoline Complexes: Reaction Kinetics, Mechanisms, and Density Functional Theory Calculations; McPherson, L. D.; Drees, M.; Khan, S. I.; Strassner, T.; Abu-Omar, M. M.; Inorg. Chem. 2004; 43(13); 4036-4050. DOI: 10.1021/ic0498945