@phdthesis{Schauer2011,
  author    = {Schauer, Stefanie},
  title     = {Untersuchungen zu Cyclodextrinkomplexen von typischen nichtsteroidalen Antiphlogistika},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69701},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Wechselwirkungen zwischen nat{\"u}rlichen Cyclodextrinen und den Substanzen Ibuprofen, Ketoprofen, Naproxen, Flurbiprofen, Felbinac und Fenbufen aus der Gruppe der nichtsteroidalen Antiphlogistika charakterisiert. Ausgehend davon sollte beurteilt werden, ob anhand der Grundstruktur oder der funktionellen Gruppen eines Gastes vorhergesagt werden kann, in welchem Ausmaß solche Wechselwirkungen auftreten und welche Struktur die sich bildenden Komplexe aufweisen. Alle Substanzen weisen die st{\"a}rksten Wechselwirkungen in w{\"a}ssriger L{\"o}sung mit β-Cyclodextrin auf. Lediglich Flurbiprofen bildet auch mit γ-Cyclodextrin in gr{\"o}ßerem Umfang Komplexe. F{\"u}r die Mehrzahl der Gastmolek{\"u}le werden Isothermen vom Bs-Typ, f{\"u}r Fenbufen und Naproxen hingegen A-Typ-Isothermen erhalten. Durch die gute L{\"o}slichkeit der Komplexe kann eine deutliche L{\"o}slichkeitssteigerung f{\"u}r diese beiden Gastmolek{\"u}le in Wasser erreicht werden. Der Vorgang der Komplexbildung ist f{\"u}r alle Gastsubstanzen ein spontan ablaufender Prozess. Die Assoziationskonstanten K1:1 bei 25°C bewegen sich zwischen 1000 M-1 und 5000 M-1, f{\"u}r Flurbiprofen betr{\"a}gt sie etwa 14000 M-1 und f{\"u}r Ibuprofen sogar {\"u}ber 40000 M-1. Eine Betrachtung des Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten legt nahe, dass die Lipophilie der Gastmolek{\"u}le eine entscheidende Gr{\"o}ße f{\"u}r das Ausmaß der Komplexbildung darstellen k{\"o}nnte. Eine Untersuchung bei variierenden pH-Werten zeigte, dass steigende pH-Werte und ein damit erh{\"o}hter Dissoziationsgrad der Gastmolek{\"u}le durchgehend zu abnehmenden Assoziationskonstanten f{\"u}hrten. L{\"o}slichkeitsstudien bei verschiedenen Temperaturen zeigten entgegen des erwarteten Absinkens der Assoziationskonstanten mit steigender Temperatur keine eindeutige Tendenz. F{\"u}r Naproxen und Ketoprofen konnten lineare Van't Hoff Plots erstellt werden. Kalorimetrische Versuche lieferten f{\"u}r Ibuprofen erg{\"a}nzende Werte f{\"u}r die Assoziationskonstante und die Gibbs'sche Freie Enthalpie, die mit den Ergebnissen der L{\"o}slichkeitsstudien vergleichbar waren. Danach ist die Komplexbildung f{\"u}r diese Stoffe enthalpie- und entropiegetrieben. Job's Plots deuten auf eine St{\"o}chiometrie von 1:1 f{\"u}r Ibuprofen, Flurbiprofen und Felbinac hin. Obwohl es in der Literatur Hinweise darauf gibt, dass f{\"u}r die anderen Molek{\"u}le dieselbe St{\"o}chiometrie vorliegt, sind nach den Ergebnissen auch Komplexe h{\"o}herer Ordnung m{\"o}glich. Mit Hilfe von Docking-Studien konnten plausible Komplexstrukturen erhalten werden. Sie deuten auf das Auftreten eines Induced-Fit's des Cyclodextrins und die Ausbildung von intermolekularen Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen hin. Verschiedene Techniken wurden angewendet, um feste Komplexzubereitungen herzustellen, um weitere Informationen {\"u}ber die gebildeten Komplexe im festen Zustand zu erhalten. Mittels thermoanalytischer Verfahren wurde versucht, den im Cyclodextrin eingeschlossenen Gastmolek{\"u}lanteil zu bestimmen. In lyophilisierten L{\"o}sungen lag der noch als ungebunden detektierbare Wirkstoffanteil meistens am niedrigsten. FT-IR-Spektren der Komplexzubereitungen und ihrer physikalischen Mischungen zeigten, dass auch im festen Zustand meist Einschlusskomplexe gebildet werden, bei denen der aromatische Teil des Gastes und die Carbonylgruppe in der Cyclodextrinkavit{\"a}t lokalisiert sind. Lediglich Felbinac weist ein davon abweichendes Verhalten auf. Diese Erkenntnisse werden meist durch die Ergebnisse der zweidimensionalen 1H-NMR-Studien best{\"a}tigt, die Einblick in die Komplexstruktur im w{\"a}ssrigen Medium gew{\"a}hrten. Hier nehmen die Modellsubstanzen verschiedene Orientierungen in der Cyclodextrinkavit{\"a}t ein. M{\"o}glicherweise liefern diese einen Erkl{\"a}rungsansatz f{\"u}r das besondere Verhalten der Gastmolek{\"u}le Naproxen und Fenbufen in den L{\"o}slichkeitsstudien. Die Carboxylgruppe nimmt eine Position ein, in der eine St{\"o}rung der intramolekularen Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen des Cyclodextrins m{\"o}glich wird, was f{\"u}r die erh{\"o}hte L{\"o}slichkeit des Wirtes verantwortlich sein k{\"o}nnte. Insgesamt hat sich gezeigt, dass die Grundstruktur und die funktionellen Gruppen des Gastmolek{\"u}ls erheblichen Einfluss auf die Struktur und die Eigenschaften ihrer Cyclodextrinkomplexe und auf die St{\"a}rke der Wechselwirkung zwischen Wirt und Gast haben. Die Lipophilie der Gastmolek{\"u}le scheint zudem eine tragende Rolle zu spielen. Da die Auspr{\"a}gung der Komplexbildung somit eine Summe aus vielen Einzelfaktoren ist, k{\"o}nnen Vorhersagen f{\"u}r ein vorliegendes System nur unter erheblichen Einschr{\"a}nkungen getroffen werden und es gilt, immer den Einzelfall zu betrachten.},
  subject      = {Cyclodextrine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schlee2011,
  author    = {Schlee, Christoph},
  title     = {Untersuchungen zu Cyclodextrinkomplexen von Sulfonamidarzneistoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64772},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Als Hilfsstoffe in der Arzneimittelentwicklung k{\"o}nnen Cyclodextrine und ihre Derivate aufgrund der F{\"a}higkeit zur Bildung von Wirt-Gast-Komplexen mit organischen Molek{\"u}len zu unterschiedlichsten Zwecken verwendet werden. Ein Verst{\"a}ndnis aller Einflussfaktoren auf die Komplexbildung w{\"a}re von großem Wert, weil man so gegebenenfalls vorab entscheiden k{\"o}nnte, ob ein Einsatz von Cyclodextrinen {\"u}berhaupt in Betracht k{\"a}me, und wenn ja, welches Cyclodextrin den beabsichtigten Effekt br{\"a}chte. In der vorliegenden Arbeit wurden mit Hilfe verschiedener Methoden Informationen zu den Einschlusskomplexen gesammelt, die nat{\"u}rliche Cyclodextrine mit einer Reihe typischer Arzneistoffmolek{\"u}le bilden. Als Modellsubstanzen wurden die Sulfonamide Sulfadiazin, Sulfadimidin, Sulfafurazol, Sulfaguanidin, Sulfamerazin, Sulfameter, Sulfamethoxazol, Sulfanilamid und Sulfathiazol gew{\"a}hlt. Aufgrund ihrer Molek{\"u}lgr{\"o}ße bilden die gew{\"a}hlten G{\"a}ste in w{\"a}ssriger L{\"o}sung bevorzugt mit dem siebengliedrigen β-Cyclodextrin Komplexe, die Wechselwirkungen sind im Vergleich mit anderen Gastmolek{\"u}len jedoch relativ schwach. Im Rahmen von L{\"o}slichkeitsstudien wurden verschiedene Einfl{\"u}sse (pH, Temperatur) auf die Komplexbildung in L{\"o}sung untersucht. Mit Hilfe von Van't Hoff Plots wurden die thermodynamischen Gr{\"o}ßen der Komplexbildung bestimmt, wo das Ph{\"a}nomen der Enthalpie-Entropie-Kompensation beobachtet werden konnte. Die St{\"o}chiometrie der Komplexe wurde unter anderem in Job's Plots mit Hilfe der 1H-NMR-Spektroskopie bestimmt. Die Komplexbildung geht im Fall der Sulfonamide meist nicht nur mit einer L{\"o}slichkeitssteigerung des Gastes, sondern auch des nur eingeschr{\"a}nkt wasserl{\"o}slichen β-Cyclodextrins einher. Dieser Effekt wurde bei verschiedenen pH-Werten quantifiziert und tritt bei allen Gastmolek{\"u}len, mit Ausnahme von Sulfathiazol, in vergleichbarem Umfang auf. Unter Ausnutzung dieses Ph{\"a}nomens kann je nach Gast eine Konzentration des Wirtes in L{\"o}sung erreicht werden, die ein Vielfaches seiner intrinsischen L{\"o}slichkeit betr{\"a}gt. Sowohl in L{\"o}sung als auch im Feststoff wurde die Struktur der Einschlusskomplexe mit spektroskopischen Verfahren untersucht. ROESY-Spektren zeigten, dass die chemisch sehr {\"a}hnlichen Gastmolek{\"u}le teilweise erheblich von einander abweichende Positionen und Orientierungen in der Kavit{\"a}t des Cyclodextrins einnehmen. FTIR-Spektren fester Komplexzubereitungen unterst{\"u}tzen die detaillierteren NMR-Ergebnisse f{\"u}r die meisten G{\"a}ste. Erg{\"a}nzend wurden mit Hilfe von molekularmechanischen Methoden theoretisch plausible Komplexstrukturen erstellt. Dabei wurde die Flexibilit{\"a}t der Cyclodextrinmolek{\"u}le und das m{\"o}gliche Auftreten eines induced-fit durch die Generierung verschiedenartiger Konformere des β-Cyclodextrins in einer Molekulardynamikstudie ber{\"u}cksichtigt. In Dockingstudien (Autodock 3.0) wurde nach dem Bindungsmodus gesucht. Unter den Versuchsbedingungen dominieren Orientierungen, bei denen die aromatische Aminogruppe und die schwefelgebundenen Sauerstoffatome mit den Hydroxylgruppen des Wirtes Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen aufbauen k{\"o}nnen. Die resultierende St{\"o}rung der intra- und intermolekularen Wechselwirkungen des Cyclodextrins stellt eine m{\"o}gliche Erkl{\"a}rung der synergistischen L{\"o}slichkeitseffekte zwischen Wirt und Gast dar. Die gewonnenen Daten stellen eine Grundlage zur Charakterisierung der Komplexbildung von Sulfonamiden mit nat{\"u}rlichen Cyclodextrinen dar. Alle Modellsubstanzen wurden mit denselben Methoden untersucht, was eine vergleichende Betrachtung erm{\"o}glicht. Insgesamt wurde durch die Betrachtung einer so großen Gruppe an Modellsubstanzen {\"a}hnlicher chemischer Eigenschaften und Molek{\"u}lstruktur ein Eindruck gewonnen, wie stark die Vorg{\"a}nge bei der Komplexbildung mit Cyclodextrinen schon innerhalb einer relativ homogenen Gruppe variieren k{\"o}nnen. Aus den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit ist zu folgern, dass Vorhersagen zur Komplexbildung mit Cyclodextrinen anhand von Untersuchungen mit vergleichbaren Modellsubstanzen nicht endg{\"u}ltig zu treffen sind, sondern immer von einem vom Gastmolek{\"u}l abh{\"a}ngigen Einzelfall auszugehen ist.},
  subject      = {Cyclodextrine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Borst2011,
  author    = {Borst, Claudia},
  title     = {Kapillarelektrophoretische Reinheitsanalytik verschiedener Arzneistoffe des Europ{\"a}ischen Arzneibuchs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56243},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die Kapillarelektophorese (CE), deren Trennprinzip auf der Wanderung geladener Teilchen im elektrischen Feld basiert, ist eine Methode, die in verschiedenen Techniken angewandt werden kann. Sowohl die w{\"a}ssrige Kapillarzonenelektrophorese (CZE) als auch die wasserfreie CE (NACE), aber auch die elektrokinetische Chromatographie mittels Mikroemulsion (MEEKC) wurden in dieser Arbeit f{\"u}r die Reinheitsanalytik der im Europ{\"a}ischen Arzneibuch beschriebenen Wirkstoffe Ethambutol, Quetiapin, Ephedrin sowie Levodopa und deren jeweils strukturverwandter Substanzen benutzt. Der Wirkstoff Ethambutol wird in der (S,S)-Form verwendet, die im Ph. Eur. 7 als Dihydrochlorid aufgef{\"u}hrt ist. Um eine Trennmethode f{\"u}r (S,S)-Ethambutol, sein Enantiomer und die achirale meso-Verbindung entwickeln zu k{\"o}nnen, wurden die beiden stereoisomeren Verunreinigungen aus 2-Amino-1-butanol und Diethyloxalat synthetisiert. Zur Trennung dieser drei Ethambutol-Isomere wurde CZE als Methode gew{\"a}hlt. In saurem Phosphatpuffer musste eine hohe Probenkonzentration von 1 mg/ml verwendet werden, um die Substanzen mit UV detektieren zu k{\"o}nnen (λ: 200 nm). In alkalischem Tetraboratpuffer war das Chromophor dank der freien Elektronenpaare der Stickstoff-Molek{\"u}le besser ausgepr{\"a}gt und die Intensit{\"a}t der Peaks deutlich intensiver. Als chirale Selektoren wurden die nativen α-, β- und γ-Cyclodextine (CDs) und verschiedene derivatisierte β-CDs eingesetzt. Die Methode wurde vielfach in Bezug auf Molarit{\"a}t und pH-Wert der Puffer, Konzentration der verschiedenen chiralen Selektoren, Spannung und Temperatur modifiziert. Jedoch konnte keine Trennung der Stereoisomere erreicht werden. Eine CD-modifizierte MEEKC-Methode wurde herangezogen, um die Racemate der Aminos{\"a}uren Dopa, Methyldopa, Tyrosin und Phenylalanin voneinander zu trennen. Dazu wurde eine Mikroemulsion (ME) aus Ethylacetat, SDS, 1-Butanol, Phosphatpuffer, sulf. β-CD und, wenn n{\"o}tig, aus dem organischen Modifier 2-Propanol eingesetzt. F{\"u}r jede DL-Aminos{\"a}ure wurde die Zusammensetzung der ME als auch die Ger{\"a}teeinstellungen (Spannung, Temperatur) optimiert. Die Trennung von DL-Dopa konnte ohne Zugabe eines organischen Modifiers durchgef{\"u}hrt werden. Auf Grundlage dieser individuellen Methoden wurden zwei CD-modifizierte MEEKC-Methoden entwickelt, mit denen alle vier untersuchten Racemate getrennt werden konnten. Die abschließende Validierung in Bezug auf Wiederholpr{\"a}zision (Aufl{\"o}sung, Migrationszeiten, Verh{\"a}ltnis der korrigierten Peakfl{\"a}chen und Anzahl der theoretischen B{\"o}den) und Detektionsgrenzen zeigte, dass die Methoden pr{\"a}zise Ergebnisse liefern. Die Technik der MEEKC wurde auch zur Trennung von Ephedrin-Derivaten genutzt. Wedig et al. konnten die Racemate von Ephedrin, Pseudoephedrin, N-Methylephedrin und Norephedrin mit einer HDAS-β-CD-modifizierten CZE-Methode in einem Lauf basislinientrennen, indem ein 50 mM Phosphatpuffer, pH 3,0 als HGE eingesetzt wurde. Aus diesem HGE und den organischen Bestandteilen, die zur Trennung der Aminos{\"a}uren f{\"u}hrten, wurde eine ME hergestellt. Entgegen der Methode von Wedig et al. konnte mittels HDAS-β-CD keine zufriedenstellende Trennleistung erreicht werden. Durch Austausch des chiralen Selektors gegen sulf. β-CD und Modifizierung des Phosphatpuffers in Ionenst{\"a}rke und pH-Wert konnte f{\"u}r alle vier Epedrin-Derivate eine Basislinientrennung erzielt werden. Diese MEEKC-Methode wurde auf weitere Ephedrin-Derivate angewandt, wodurch das racemische 2-(Dibutylamino)-1-phenyl-1-propanol partiell, die Racemate von Adrenalin, 2-Amino-1-phenylethanol und Diethylnorephedrin vollst{\"a}ndig voneinander getrennt werden konnten. W{\"a}hrend mit der HDAS-β-CD-modifizierten CZE-Methode alle vier Ephedrin-Derivaten in einem Lauf getrennt werden konnten, hat die MEEKC-Methode den Vorteil mit dem kosteng{\"u}nstigeren sulf. β-CD auszukommen. Schlussendlich wurde eine Reinheitsanalytik von Quetiapin und seinen verwandten Substanzen Quetiapindesethanol, Quetiapin-N-Oxid und Quetiapinlactam entwickelt. Da Quetiapinlactam fast ausschließlich in organischen L{\"o}sungsmitteln l{\"o}slich ist, sollte eine wasserfreie CE-Methode (NACE) eingesetzt werden. Zwar konnte eine Methode entwickelt werden, deren HGE aus Methanol, Acetonitril, Ammoniumacetat und Essigs{\"a}ure bestand, und mit der Quetiapin und seine drei verwandten Substanzen sehr gut getrennt werden konnten. Allerdings konnte sie aufgrund von Stromabbr{\"u}chen nicht validiert werden. Alternativ wurde eine w{\"a}ssrige, gut reproduzierbare CZE-Methode gefunden, deren Elektrolytl{\"o}sung aus einem 80 mM Phosphatpuffer, pH 4.0 bestand. Aufgrund der Wasserunl{\"o}slichkeit von Quetiapinlactam konnten so nur Quetiapin und die Verunreinigungen Quetiapindesethanol und Quetiapin-N-Oxid erfasst werden. Abschließend wurde die CZE-Methode validiert, wodurch die hohe Pr{\"a}zision der ermittelten Werte gezeigt werden konnte.},
  subject      = {Kapillarelektrophorese},
  language  = {de}
}