Titelaufnahme

Siliziumhaltige Glykolipide stellen eine neue Substanzklasse dar, die als Drug-Delivery-System eingesetzt werden könnte. Da es sehr problematisch ist, solche Glykolipide zu deacetylieren, wenn ihre acetylgeschützte Zuckerkopfgruppe über eine Si-O-Bindung an den unpolaren Rest gebunden ist, wurde ein neuer Weg entwickelt, um siliziumhaltige Glykolipide mit einem Ethylspacer zwischen Siliziumatom und Kopfgruppe darzustellen. Dimethylalkylchlorsilane reagieren mit α-Bromestern und Zink unter Reformatsky Bedingungen zu α-Silylestern, die bis zum primären Alkohol reduziert werden können. Diese Verbindungen reagieren mit Glykosylbromiden unter Königs-Knorr Bedingungen zu den gewünschten Glykolipiden, die sich dann mittels gewöhnlicher Verfahren deacetyliern lassen. Die auf diese Weise dargestellten Verbindungen verfügen über freie Hydroxylfunktionen, die eine große Rolle bei biologischen Erkennungsprozessen spielen. Um verschiedene potenzielle Zielsstrukturen für solche Prozesse zu entwickeln, wurden sowohl Substanzen mit Glukose- als auch mit Galaktose-Kopfgruppen dargestellt. Um das Verhältnis zwischen hydrophilem und lipophilem Teil zu verändern, wurden Substanzen synthetisiert, bei denen die Länge der Kette geändert wurde (C8, C10, C12 und C18), während die polare Kopfgruppe konstant blieb. Um die physikochemischen Eigenschaften dieser Glykolipide zu charakterisieren, wurde eine Kombination aus Differential Scanning Kalorimetrie (DSC), FT-Raman-Spektroskopie und Röntgendiffraktometrie genutzt. Die Temperaturabhängigkeit konformationssensitiver Raman-Banden wurde untersucht, um den Ordnungszustand der Alkylketten zu charakterisieren. Mit Hilfe der Röntgendiffraktometrie wurden sowohl die kristallinen als auch die flüssigkristallinen Eigenschaften der Substanzen untersucht. Mit dieser Methode wurden ebenfalls Informationen über die Dimensionen der molekularen Doppelschichten sowie über die Reversibilität der Phasenübergänge erhalten. Weiterhin wurden die flüssigkristallinen Eigenschaften der Substanzen durch Polarisationsmikroskopie untersucht. Letztendlich konnte an Hand von elektronenmikroskopischen Aufnahmen die Fähigkeit der Substanzen zur Vesikelbildung bewiesen werden.

Silicon-containing glycolipids are a novel class of substances which may be used as drug delivery system. Since it is quite difficult to deacetylate such glycolipids which possess an acetyl protected sugar bond over a Si-O-bond to the unpolar residue, a new way to synthesize silicon-containing glycolipids with an ethyl-spacer between silicon and their head group has been developed. Dimethylalkylchlorosilanes react with α-bromoesters and zinc under Reformatsky conditions to yield α-silylesters, which can be reduced to the primary alcohol. These substances react under Königs-Knorr conditions with glycosyl bromides to the desired glycolipids, which can be deacetylated by common methods. In this way synthesized glycolipids offer free hydroxyl functions, which play an important role in biological recognition processes. In order to design different potential targets for such processes, substances with either glucose or galactose head groups have been synthesized. To regulate the ratio of hydrophilic to lipophilic part substances have been prepared, which exhibit variations of their chain length (C8, C10, C12 and C18) while the polar head group stays constant. To characterize the physicochemical properties of these glycolipids a combination of differential scanning calorimetry (DSC), FT-Raman spectroscopy and X-ray diffraction was used. Temperature dependence of conformational sensitive Raman bands has been studied to characterize the state of order of the alkyl chains. Both the crystalline and liquid crystalline properties of the substances were investigated by means of X-ray diffraction. By this method information about both the dimensions of the molecular bilayer and the reversibility of the phase transitions were obtained as well. Furthermore the liquid crystalline properties of the substances were investigated by polarisation microscopy. Finally the ability of the substances to form vesicular structures was proved by means of electron microscopy.