Ετεροληπτικά σύμπλοκα του Αργύρου(Ι) με το 2-mercapto-4(3H)-quinazoline: Σύνθεση, Κρυσταλλικές δομές, Φωτοφυσικές ιδιότητες και Αντιβακτηριακή δράση
Creators: name: Τζαφέρη, Ελένη Ιωάννα Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Σύμπλοκες ενώσεις Αργύρου(Ι)
Αντιβακτηριακή δράση
Κρυσταλλικές δομές
Complexes of Ag(I)
2-mercapto-4(3H)-quinazoline
Crystallography

description: Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία αποσκοπεί στη σύνθεση νέων ετεροληπτικών συμπλόκων του Ag(I) που φέρουν ως ligand το ετεροκυκλικό θειοαμίδιο 2-mercapto-4(3H)-quinazolinone (mqztH) σε συνδυασμό με μία φωσφίνη (PR3) ή διφωσφίνη (P^P). Μια σειρά επτά νέων συμπλόκων, το καθένα με διαφορετικά δομικά χαρακτηριστικά, συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκαν επιτυχώς, ενώ επίσης μελετήθηκε η in vitro αντιβακτηριακή δραστικότητά τους έναντι μιας σειράς βακτηριακών στελεχών, με στόχο τη διερεύνηση της συσχέτισης των ιδιαίτερων δομικών χαρακτηριστικών τους με την αντιβακτηριακή αποτελεσματικότητά τους. Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται μία εισαγωγή στο μείζον πρόβλημα της βακτηριακής ανθεκτικότητας και θίγεται το ζήτημα της ανάγκης για την ανάπτυξη νέων αντιμικροβιακών παραγόντων που θα υπερισχύσουν των κοινών αντιβιοτικών. Στο πλαίσιο αυτό εξετάζονται οι θεραπευτικές ιδιότητες των ενώσεων συναρμογής των μεταβατικών μετάλλων και πιο συγκεκριμένα των ενώσεων του Ag(I), ενώ εξετάζεται αναλυτικότερα η βιοδραστικότητα των ιόντων του Ag(I) και ο μηχανισμός δράσης τους στα βακτηριακά κύτταρα. Ακολούθως, παρατίθενται αντιπροσωπευτικές κατηγορίες ενώσεων συναρμογής του Αg(Ι) από την βιβλιογραφία για τις οποίες έχει αναφερθεί αξιόλογη in vitro αντιβακτηριακή δραστικότητα, σε συνδυασμό με βιοοσυμβατότητα ως προς τα υγιή ανθρώπινα κύτταρα σε κάποιες περιπτώσεις, καθώς και η προοπτική της χρήσης τους ως νέα μεταλλοφάρμακα. Στο τέλος του κεφαλαίου παρουσιάζονται διεξοδικά οι στόχοι της μεταπτυχιακής εργασίας. Το δεύτερο κεφάλαιο περιλαμβάνει την περιγραφή των πειραματικών διαδικασιών που ακολουθήθηκαν για τη σύνθεση, το χαρακτηρισμό και τη μελέτη των ενώσεων που παρουσιάζονται σε αυτή την εργασία. Συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση τριών ετεροληπτικών μονοπυρηνικών συμπλόκων του Ag(Ι) με το θειοαμίδιο στην ουδέτερη μορφή του (mqztH) και τεσσάρων ετεροληπτικών διπυρηνικών συμπλόκων του Ag(Ι) με το θειοαμίδιο στην αποπρωτονιωμένη μορφή του (mqzt‒). Στο τρίτο κεφάλαιο, πραγματοποιείται μια εκτενής συζήτηση για τη σύνθεση των παραπάνω ενώσεων συναρμογής οι οποίες προέκυψαν από τις αντιδράσεις διαφόρων αλάτων του Ag(I) με δύο ισοδύναμα μιας φωσφίνης (PR3) ή με ισοδύναμη ποσότητα μιας διφωσφίνης (P^P) σε συνδυασμό με ένα ετεροκυκλικό θειοαμίδιο στην ουδέτερη (mqztH) ή την αποπρωτονιωμένη (mqzt–) μορφή του. Ακολουθεί η αναλυτική περιγραφή των κρυσταλλικών δομών των συμπλόκων, όπως προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο της κρυσταλλογραφίας περίθλασης ακτίνων Χ. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μελετών χαρακτηρισμού των ενώσεων αυτών με τη χρήση φασματοσκοπικών τεχνικών και συγκεκριμένα με την φασματοσκοπία FTIR (σε στερεά κατάσταση) και την φασματοσκοπία 1Η NMR σε διάλυμα, βάσει της οποίας προτείνεται η σταθερότητα της δομής των συμπλόκων σε διάλυμα και για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Τέλος, αναλύονται τα δεδομένα της φασματοσκοπίας απορρόφησης UV-Vis και φασματοσκοπίας φθορισμού των ενώσεων σε διάλυμα και σε θερμοκρασία δωματίου με σκοπό τον προσδιορισμό των φωτοφυσικών ιδιοτήτων τους. Από τα φάσματα εκπομπής των ενώσεων προκύπτει ο φωταυγής χαρακτήρας τους, όπως επίσης η συνεισφορά του μετάλλου και του ετεροκυκλικού θειοαμιδίου στις αντίστοιχες εκπέμπουσες διεγερμένες καταστάσεις τους. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των in vitro αντιβακτηριακών μελετών των συμπλόκων αυτών έναντι δύο αντιπροσωπευτικών Gram (+) και Gram (‒) βακτηριακών στελεχών που αποδεικνύουν την ανασταλτική βακτηριοδραστική ικανότητά τους. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρατίθενται συνοπτικά τα συμπεράσματα της εργασίας, ενώ επιπλέον, βάσει των αποτελεσμάτων που παρουσιάζονται στην εργασία αυτή, προτείνονται και κάποιες προοπτικές για πιθανή μελλοντική διερεύνηση.
description: This master thesis aims at the synthesis of new heteroleptic complexes of Ag(I) bearing as ligand the heterocyclic thioamide 2-mercapto-4(3H)-quinazolinone (mqztH) in combination with a phosphine (PR3) or diphosphine (P^P). A series of seven new compounds, each ne displaying different structural characteristics, were successfully synthesized, and characterized. These were also studied for their in vitro antibacterial activity against a series of bacterial strains, with the aim to investigate the correlation of their particular structural characteristics with their antibacterial efficacy. Τhe first chapter begins with an introduction on the imminent problem of bacterial resistance and the urgent need for the development of new antimicrobial agents. In this context, the therapeutic properties of transition metal complexes and, more specifically, those of Ag(I) are discussed. The bioactivity of Ag(I) ions and their mechanism of action in bacterial cells are examined in more detail. Selected examples of Ag(I) complexes exhibiting significant antimicrobial properties are also presented. At the end of the chapter, the research objectives of the proposed research work of the thesis are presented. The second chapter provides the detailed experimental procedures followed for the synthesis and characterization of the compounds presented in this work. In particular, three heteroleptic mononuclear complexes of Ag(I) with the heterocyclic thioamide in its neutral form (mqztH) as well as four heteroleptic binuclear complexes of Ag(I) with the heterocyclic thioamide in its deprotonated form (mqzt‒) were synthesized. In the third chapter, an extensive discussion on the synthesis of the seven complexes, which resulted from reactions of Ag(I) salts with two equivalents of a phosphine (PR3) or the equivalent amount of a diphosphine (P^P) in combination either with mqztH or mqzt– form, is carried out. Descriptions of the molecular structures of the complexes, as determined by X-ray diffraction crystallography, are also given. All complexes were characterized by different spectroscopic techniques, including FTIR spectroscopy (in solid state) and 1H NMR spectroscopy in solution, on the basis of which the stability of the structures of the complexes in solution for long periods of time is proposed. Finally, UV-Vis absorption and fluorescence spectroscopy werε used to study the optical propertis of the complexes. Τhe emission spectra of the compounds reveal their luminescent character, arising from emitting excited states having large phosphine and heterocyclic thioamide contributions. Finally, the results of the in vitro antibacterial studies of these complexes against two representative Gram (+) and Gram (‒) bacterial strains are presented, proving their bactericidal/bacteriostatic activity. In the fourth chapter, the main conclusions of the research work are summarized. Based on the presented results, some perspectives for possible future investigation are proposed.