Maleik anhidritin ardışık kopolimerlerinin bor içeren türevlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of boron containing derivatives of maleic anhydride alternating copolymers
Yazar: GÜLCİHAN KURUCU
Danışman: PROF. DR. ZAKİR M. O. RZAYEV
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Makromoleküller = Macromolecules ; Maleik asit = Maleic acide ; Polietilen = Polyethylene ; Polietilen oksit = Polyethylene oxide ; Polimer sentezi = Polymer synthesis ; Polimerler = Polymers ; Polimerleşme = Polymerization

Özet:
Bilindiği gibi bazı bor içeren aromatik bileşimler (p-karboksifenil borik asit ve türevleri ile fonksiyonlu karboranlar) bor nötron yakalama tedavisinde özellikle beyin tümörlerinde etkili antitümör ajanı olarak kullanılır. Bunun yanında maleik anhidritin ardışık kopolimerleri biyomedikal uygulamalarda ilaç yada enzim taşıyıcıları olarak; kimyasal tedavide antitümör ajanlar olarak kullanılır. Bu tez yeni bor ihtiva eden kopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonunu sunmaktadır. Bor içeren kopolimerlerin sentezi maleik anhidritin (MA) ? -olefinler ve vinil eterler ile bazı seçici ardışık kopolimerlerinin [poli(etilen-alt-MA), poli(isobütilen-alt-MA), poli(vinil metil eter-alt-MA) ve poli(2-vinil-1,3-dioksolan-alt-MA)] difenilborinik asidin etanolamin esteriyle (APBA) amidoliz reaksiyonuna tabi tutularak gerçekleştirilmiştir. Bu kopolimerlerin suda çözülen dallanmış türevleri ise kopolimerlerin anhidrit birimlerinin ?-hidroksi-?-methoksi-poli(etilenoksit) (PEO) ile esterleştirilmesi yöntemiyle sentezlenmiştir.Sentezlenen bor içeren kopolimerlerin ve onların PEO türevlerinin yapıları, kompozisyonları ve özellikleri (polielektrolit ve termal davranışları, kristalleşme derecesi, yüzey morfolojisi ve antitümör aktivitesi) spektroskopi analizleri (FTIR, 1H ve 13C NMR), viskometri, ısısal analizi (DSC-TGA), X-ışını difraktogramı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Floresan mikroskobu (transfection effect) metotlarıyla karakterize edilmiştir. Amorf yapılı maleik anhidrit kopolimerlerinden farklı olarak onların bor içeren türevlerinin yarı-kristalik yapıya, yüksek ısısal özelliklere, polielektrolit davranışlara ve daha iyi dağılımlı yüzey morfolojisine sahip oldukları gözlenmiştir.Sentezlenmiş borlu kopolimerler ve kolayca suda çözünen PEO türevleri; polielektrolit özelliği, sıcaklık duyarlılığı, HeLa ve fibroblast hücrelerine karşı antitümör etkinliği ve nisbeten daha düşük toksisite özelliği gösterir. Böylece bu kopolimerler biyomühendislik polimer sistemlerinin etkili bir grubu olarak değerlendirilebilir.

Abstract:
It is known that some B-containing aromatic compounds, such as p-carboxyphenyl boronic acid and its derivatives and functionalized carboranes possessing low toxicities have important applications in boron neutron capture therapy (BNCT) as effective tumor-targeting agents, especially for brain tumors. On the other hand, maleic anhydride (MA) alternating copolymers are known for their biomedical applications as drug or enzyme carriers, in diagnostics and chemotherapy as effective antitumor agents.This thesis presents the synthesis and characterization of new B-containing copolymers by amidolysis of some selective alternating copolymers of MA with ? -olefins and vinyl eters such as poly(ethylene-alt-MA), poly(isobutylene-alt-MA), poly(vinyl methyl ester-alt-MA) and poly(2-vinyl-1,3-dioxolane-alt-MA), with ethanol- amine ester of diphenylborinic acid (APBA). By reaction of prepared boron-containing copolymers with ?-hydoxy-?-methoxy-poly(ethylene oxide) (PEO) through anhydride/ carboxyl (copolymer) and hydroxyl (PEO) esterification, the water-soluble long branched organoboron copolymers were synthesized. The structure, compositions and properties (polyelectrolyte and thermal behavior, crystallinity, surface morphology and antitumor activity) of synthesized boron-containing copolymers and their PEO derivatives were characterized by spectroscopy (FTIR, 1H and 13C NMR), viscometry, thermal (DSC-TGA), X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and fluorescence microscopy (transfection effect) analyses. It was demonstrated that the boron-containing copolymers exhibit semi-crystalline structure, higher thermal behavior, polyelectrolyte properties and fine distributed surface morphology as compared with their organic analogs, e.i., amorphous alternatig copolymer of MA. Synthesized copolymers and their some PEO derivatives show polyelectrolyte behavior, temperature sensitivity and antitumour activity, high transfection effect towards HeLa cell and lower toxcity, and therefore, these copolymers can be related to class of the effective bioengineering polymer systems.