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Introduction of ferrocene in highly cytotoxic tridentate 3-substituted naphthoquinone ruthenium arene complexes
Jonathan Phillip Rainer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Christian Kowol
Mitbetreuer*in
Wolfgang Kandioller
DOI
10.25365/thesis.78861
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21819.34805.321387-2
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Krebs stellt nach wie vor eine der häufigsten Todesursachen weltweit dar. Eine der meistangewandten Behandlungsmethoden gegen Krebs ist Chemotherapie, wobei häufig platinhaltige Medikamente verabreicht werden. Der Einsatz dieser Chemotherapeutika ist jedoch durch schwere Nebenwirkungen und Medikamentenresistenzen limitiert, was die Entwicklung neuer Chemotherapeutika nötig macht, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Eine bemerkenswerte Gruppe an innovativen metallhaltigen Krebsmedikamenten sind Rutheniumkomplexe, mit Verbindungen wie BOLD-100 und TLD1433 die sich zurzeit in klinischen Studien der Phase II zur Behandlung diverser Krebsarten befinden. Aufgrund des Erfolgs dieser Verbindungen wurden weitere rutheniumhaltige Substanzen entwickelt, unter anderem Ruthenium(II) Aren Komplexe, die in präklinischen Studien vielversprechende Resultate erzielten. Eine neuartige Untergruppe sind Ruthenium(II) Aren Komplexe die einen tridentaten Liganden, der auf Naphthochinon- und Pyrazolderivaten basiert, beinhalten. Diese weisen ein sehr interessantes Zytotoxizitätsprofil auf, mit einer außergewöhnlich hohen Zytotoxizität gegen normalerweise resistente Krebszelllinien. Der Wirkmechanismus wurde jedoch noch nicht vollständig geklärt. Aus diesem Grund war das Ziel dieser Arbeit, diese Komplexe zu modifizieren, indem die reaktive-Sauerstoffspezies-produzierende Gruppe Ferrocen eingebaut wurde, um deren potenziellen Einfluss auf die Zytotoxizität zu untersuchen. Ferrocen ist eine eisenhaltige metallorganische Verbindung, die neben hoher thermischer und chemischer Stabilität sowie geringen Kosten, für ihre Redoxaktivität bekannt ist und so reaktive Sauerstoffspezies produzieren kann. Zusätzlich wurden verschiedene Positionen innerhalb des Komplexes für den Einbau von Ferrocen anvisiert, um eine potenzielle positionsabhängige Variation der Zytotoxizität festzustellen. Die Synthese der Ferrocen-haltigen Liganden war erfolgreich, und Ferrocen wurde an zwei der drei in Frage kommenden Positionen integriert. Die Bildung der Komplexe sowie der jeweiligen neuen Liganden wurde mittels NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie bestätigt. Die Reinheit der neu hergestellten Verbindungen wurde mit Elementaranalysen nachgewiesen. Diese modifizierten Komplexe bilden die Grundlage für zukünftige biologische Tests zur Bestimmung ihrer Zytotoxizität in Krebszelllinien.
Abstract
(Englisch)
Cancer remains one of the leading causes of death worldwide. Among the most widely employed treatment strategies is chemotherapy, often involving platinum-based anticancer agents. However, the clinical application of these agents is limited by severe side effects and the development of drug resistances, making it necessary to develop new chemotherapeutics to overcome these drawbacks. A particularly promising class of emerging metal-based anticancer agents are ruthenium complexes, with compounds such as BOLD-100 and TLD1433 currently undergoing phase II clinical trials for various cancer types. Building upon the success of these compounds, additional ruthenium-based substances were developed, including ruthenium arene complexes, which have shown promising results in preclinical studies. A novel subgroup of these compounds are ruthenium(II) arene complexes containing a tridentate ligand based on pyrazole and naphthoquinone scaffolds. These complexes exhibit a remarkable cytotoxic profile, with an exceptionally high activity against usually resistant cancer cell lines, although the exact mechanism of action is still unclear. The aim of this thesis was therefore to modify these complexes through incorporation of the ROS-generating group ferrocene, to investigate its potential impact on the cytotoxicity. Ferrocene is an iron containing organometallic compound known for a high thermal and chemical stability, low cost, and its redox activity, which enables it to generate ROS. Additionally, different positions within the complex were targeted for ferrocene incorporation, to investigate a potential site dependency of the cytotoxicity. The synthesis of the ferrocene containing ligands was successful, and ferrocene was introduced to the complexes at two of the three targeted positions. The formation of the complexes and their corresponding ligands was confirmed by NMR-spectroscopy and mass spectrometry, while the high purity of the newly synthesised compounds was verified by elemental analysis. These modified complexes represent a foundation for future biological testing to evaluate their cytotoxic potential in cancer cell lines.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Ruthenium-basierte Krebsmedikamente Metal Aren Komplexe Metall-basierte Krebsmedikamente Ferrocen in Krebstherapie
Schlagwörter
(Englisch)
Ruthenium-based anticancer agents Metal arene complexes Metal-based anticancer agents Ferrocene in anti cancer applications
Autor*innen
Jonathan Phillip Rainer
Haupttitel (Englisch)
Introduction of ferrocene in highly cytotoxic tridentate 3-substituted naphthoquinone ruthenium arene complexes
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
VI, 70 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Kowol
Klassifikation
35 Chemie > 35.43 Koordinationsverbindungen. Komplexchemie
AC Nummer
AC17596377
Utheses ID
76666
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |