Σχεδιασμός και σύνθεση οργανικών ενώσεων με εφαρμογές στη φαρμακοχημεία και σε τεχνολογία ηλεκτρονικών διατάξεων
Authors: Καπέλλα Άννα 
Published: September 2021

Η παρούσα διατριβή χωρίζεται σε δύο κύριες θεματικές ενότητες.Στο πρώτο μέρος της παρούσας διατριβής περιγράφεται ο σχεδιασμός και η σύνθεση αναστολέων της μεταλλαγμένης κινάσης PI3Kα. Με χρήση υπολογιστικών μοντέλων έγινε εικονική αξιολόγηση ενός πολύ μεγάλου αριθμού μικρών μορίων για αναστολή της PI3Kα, και επιλέχθηκαν δύο ενώσεις-οδηγοί για βελτιστοποίηση, η PIK-010 και η PIK-104 καθώς και μια τρίτη ένωση, η PIK-108, ώστε να αξιολογηθεί ως αλλοστερικός αναστολέας. Οι δύο ενώσεις-οδηγοί συντέθηκαν και δοκιμάστηκαν στα κύτταρα και ακολούθησε μια κυκλική διαδικασία βελτιστοποίησής τους. Κάποιες από τις αλλαγές που πραγματοποιήθηκαν στις ενώσεις-οδηγούς, και που είχαν σαν στόχο την βελτιωμένη πρόσδεση στην μεταλλαγμένη πρωτεΐνη, περιλάμβαναν προσθήκη ή αφαίρεση μορίων αζώτου και θείου, καρβονυλίων, υδροξυλίων, αλλαγή αμινοπαραγώγων, όπου αυτό γίνεται, και προσθήκη μορίων φθορίου ή χλωρίου σε αρωματικούς δακτυλίους. Η σύνθεση των ενώσεων αυτών περιλαμβάνει κυρίως αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης σε αλκαλικές συνθήκες, εστεροποίηση, και σύζευξη ακυλο-, αλκυλο- και σουλφονυλο- χλωριδίων με διάφορες αμίνες. Σχεδιάστηκε, επίσης, και συντέθηκε, με μεθόδους συνδυαστικής χημείας, μια μικρή βιβλιοθήκη αναλόγων της ένωσης PIK-104. Από όλα τα ανάλογα που συντέθηκαν κι αξιολογήθηκαν βιολογικά έως τώρα, οι ενώσεις 010 και 021 αναστέλλουν καλύτερα την δράση της πρωτεΐνης, με την 010 να παρουσιάζει επίσης μεγάλη εκλεκτικότητα στην μεταλλαγμένη μορφή της, σε σχέση με την φυσικού τύπου. Οι δύο ενώσεις συντέθηκαν σε μεγάλη κλίμακα και πραγματοποιήθηκαν επίσης δοκιμές σε ποντίκια.Στο δεύτερο μέρος της παρούσας διατριβής περιγράφεται ο σχεδιασμός και η σύνθεση μικρών, οργανικών, φωτοευαίσθητων ενώσεων, που προορίζονται για εφαρμογές σε ηλεκτρονικές διατάξεις. Μελετήθηκε η ανάπτυξη καινούριων, μη πολυμερικών υλικών, τα οποία περιλαμβάνουν ανάλογα του ανθρακενίου κι έχουν τη δυνατότητα κατεργασίας σε διάλυμα. Τα καινούρια υλικά που σχεδιάστηκαν στοχεύουν στην βελτίωση των μειονεκτημάτων του ανθρακενίου, όπως είναι για παράδειγμα η υψηλή τάση κρυστάλλωσης, και αναμένεται να συνδυάζουν τις καλές οπτοηλεκτρικές ιδιότητες του ανθρακενίου, με χαμηλότερο κόστος επεξεργασίας λόγω της βελτιωμένης διαλυτότητας. Επίσης, περιέχουν φωτοευαίσθητες ομάδες, οι οποίες αναμένεται να προσφέρουν δυνατότητα ελέγχου των ιδιοτήτων και της μορφολογίας των υμενίων μέσω της φωτοχημείας. Η τάση των ανθρακενικών παραγώγων να κρυσταλλώνουν μπορεί να αντιμετωπιστεί με εισαγωγή στο μόριο μη-επίπεδων ομάδων, ώστε να γίνει το υλικό άμορφο και άρα πιο ευδιάλυτο στους συνήθως χρησιμοποιούμενους οργανικούς διαλύτες. Ανάλογα με την εφαρμογή (πχ OLED, OFET, OPV), τα υλικά αυτά αναμένεται να μπορούν να αντιδράσουν φωτοχημικά, καιxivσυγκεκριμένα να σπάσουν σε μικρότερα, κρυσταλλικά τμήματα, μετά από την επίστρωση από διάλυμα, ώστε να αλλάξουν κατά βούληση οι ιδιότητες του υμενίου (κρυσταλλικό ή άμορφο) καθώς και η οργάνωση του υλικού πάνω σε αυτό (σχηματισμός δομών). Από τα παράγωγα φωτοευαίσθητων κεταλών και φωτοευαίσθητων εστέρων που συντέθηκαν, προέκυψαν δύο ενώσεις από την κατηγορία των κεταλών, που παρουσίασαν τις επιθυμητές ιδιότητες. Αξιολογήθηκαν ως προς την ικανότητά τους να σχηματίζουν ομοιόμορφα υμένια και ως προς την θερμική τους σταθερότητα, μελετήθηκε η φωτοχημική τους διάσπαση και έγιναν κάποια προκαταρκτικά πειράματα για την εισαγωγή τους σε ηλεκτρονική διάταξη. Με την μελέτη αυτή άνοιξε ένα νέο κεφάλαιο στη σύνθεση ευδιάλυτων και εύκολα κατεργάσιμων φωτοευαίσθητων κεταλών που περιλαμβάνουν ανάλογα του ανθρακενίου, και προορίζονται για εφαρμογή σε οπτοηλεκτρονικές διατάξεις.