Orthogonal Click-to-Release in Bioorthogonal Iontronics

Bioorthogonale Click-to-Release-Reaktionen ermöglichen die kontrollierte Aktivierung funktioneller Verbindungen unter biologisch relevanten Bedingungen und stellen vielversprechende Methoden für Anwendungen wie den gezielten Wirkstofftransport dar. Parallel dazu erlauben iontronische Systeme - insbesondere organische elektronische Ionenpumpen (OEIPs) - den präzisen elektrophoretischen Transport kleiner, geladener Moleküle. Deren breite Anwendbarkeit ist jedoch prinzipbedingt durch strenge Größen- und Ladungsanforderungen beschränkt. Iontronische Click-to-Release-Strategien umgehen diese Limitierung durch den Transport kleiner, geladener Trigger, welche inaktive, immobilisierte Verbindungen am Zielort gezielt aktivieren können.Die vorliegende Arbeit erweitert das etablierte trans-Cycloocten-Tetrazin (TCO-Tz)-System um die Möglichkeit der zueinander orthogonalen Aktivierung. Hierfür wurden neue Freisetzungsplattformen basierend auf Mesoionen-Cyclooctin- und Fluorid-getriggerter Desilylierungschemie konzipiert und synthetisiert. Zu diesem Zweck wurden Turn-on-Fluorophore synthetisiert und mit den entsprechenden Plattformen funktionalisiert, um die Freisetzung durch iontronik-kompatible Trigger zu untersuchen. Nach der Validierung der einzelnen Plattformen wurde die gegenseitige Orthogonalität der wasserkompatiblen Systeme (TCO-Tz und Mesoionen-Cyclooctin) erfolgreich und ohne nachweisbare Kreuzreaktivität in Lösung demonstriert. Dies bildet die Grundlage für die Integration dieser Strategien in iontronische Systeme für eine mehrfache, elektronisch gesteuerte Freisetzung verschiedener Verbindungen.