Sülfonamit temelli suda çözünebilen bazı kaliks[N]aren bileşiklerinin sentezi ve antikarsinojenik etkilerinin incelenmesi
Synthesis of some water soluble sulfonamide based calix[N]arene compounds and investigation of their anticarcinogenic effects
Yazar: BAHAR YILMAZ
Danışman: PROF. DR. MEVLÜT BAYRAKCI
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Sunulan bu çalışmada; N,N-dimetil etilendiamin (B7, B8 ve B9) ve etilendiamin (B13, B14 ve B15) grupları içeren farklı halka boşluk çapına sahip bazı kaliks[n]arenlerin (n: 4, 6 veya 8) sentezi ve bu bileşiklerin MCF-7, HEK 293 ve MIA PaCa-2 gibi seçilmiş hücre hatları üzerine antikarsinojenik etkileri incelenmiştir. Bu bileşiklerin sentezinde ise sülfonamit türevli bileşiklerin elde edilmesi için kilit role sahip klorosülfolanmış kaliks[n]aren türevleri (4, 5 ve 6) yine bu tez kapsamında başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve yapıları Elemental analiz, FT-IR (ATR), ve NMR gibi teknikler kullanılarak aydınlatılmıştır. Daha sonra klorosülfolanmış kaliksaren türevleri uygun şartlar altında N,N-dimetil etilendiamin bileşiği ile etkileştirilerek tek basamakta sülfonamit türevli ve N,N-dimetil etilendiamin temelli (B7, B8 ve B9) türevleri başarılı bir şekilde elde edilmiş ve yapıları spektroskopik teknikler kullanılarak aydınlatılmıştır. Etilendiamin temelli sülfonamit türevlerinin (B13, B14 ve B15) sentezi ise iki basamakta gerçekleştirilmiştir. Bunun için ilk basamakta klorosülfolanmış kaliks[n]aren türevleri uygun şartlar altında N-Boc-etilendiamin bileşiği ile etkileştirilerek N-Boc-etilendiamin temelli türevler (10, 11 ve 12) başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve yapıları aydınlatılmıştır. Son basamakta ise N-Boc-etilendiamin temelli bileşikler trifloroasetik asit ile hidroliz edilmiş ve etilendiamin türevli (B13, B14 ve B15) bileşikleri başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve yapıları spektroskopik teknikler kullanılarak aydınlatılmıştır. Sentezi gerçekleştirilen bileşiklerin sitotoksisitesi resazurin temelli bir metabolik aktivite ölçüm yöntemi olan alamar mavisi testi kullanılarak belirlenmiştir. Bileşik 9 MCF-7'da 89,5±11,3, MIA PaCa-2'de 75,4±4,6 μM IC50 değerleriyle denenen kanser hatlarında en yüksek toksisiteye sahip bileşik olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte Bileşik 9'un epitel sağlıklı bir hücre hattı olan HEK 293'de mikromolar aralıkta sitotoksik etki göstermeyerek IC50 'sinin belirlenememesi bu bileşiğin gelecek vadeden bir terapötik kanser ajanı olduğunu göstermektedir. Sitotoksisite deneylerinden elde edilen sonuçlar doğrultusunda seçilen en etkin kaliks[n]aren türevleri (9 ve 13)inin gerçek zamanlı proliferasyon inhibisyonu xCELLigence kullanarak da gösterilmiş bununla birlikte tümörler üzerindeki öncül etkisi çok hücreli sfreoid tümör modeli kullanılarak gösterilmiştir. Bileşiklerin kanser hücrelerinin proliferasyonunu durdurdukları ve sferoid oluşumu inhibe ettikleri tespit edilmiştir. Bu araştırmada aynı zamanda, N,N-dimetil etilendiamin ve etilendiamin temelli bileşiklerin gram negatif (Escherichia coli) ve gram pozitif (Bacillus subtilis) bakteri suşları üzerindeki antibakteriyel etkileri disk difüzyon yöntemi ile incelenmiştir. Yapılan disk difüzyon yöntemi sonucu Escherichia coli suşları üzerine antibakteriyel etkinin Bacillus subtilis'a göre daha fazla olduğu oluşan zon çapları ölçülerek tespit edilmiştir.

Abstract:
In the present study, synthesis of some calix[n]arenes (n: 4, 6 and 8) having different ring diameter containing N,N-dimethyl ethylenediamine (B7, B8 ve B9) and ethylenediamine (B13, B14 ve B15) groups and anticarcinogenetic effects of these compounds towards selected cell lines such as MCF-7, HEK 293 and MIA PaCa-2 have been investigated. In the synthesis of these compounds, chlorosulfonated calix[n]arene derivatives (4, 5 and 6), which have a key role in the synthesis of sulfonamide-derived compounds, have also been successfully synthesized within the scope of this thesis and their structures have been clarified by elemental analysis, FT-IR (ATR), and NMR techniques. The chlorosulfonated calixarene derivatives were then reacted with N,N-dimethyl ethylenediamine compound under suitable conditions to obtain N,N-dimethyl ethylenediamine-based sulfamide derivatives (B7, B8 and B9) in a single step and their structures were characterized using spectroscopic techniques. Synthesis of ethylenediamine-based sulfonamide derivatives (B13, B14 and B15) was carried out in two steps. For this purpose, N-Boc-ethylenediamine based derivatives (10, 11 and 12) were successfully synthesized by interaction of chlorosulfonated calix[n]arene derivatives with N-Boc-ethylenediamine compound under suitable conditions and their structures have been clarified. In the last step, N-Boc-ethylenediamine-based compounds were hydrolyzed with trifluoroacetic acid and ethylenediamine-derived compounds (B13, B14 and B15) have been successfully synthesized and their structures were characterized by spectroscopic techniques. The cytotoxicity of the synthesized compounds was determined by using the alumina blue test being a method of measuring resazurin-based metabolic activity. It was determined that compound 9 had the highest toxicity in cancer lines tested with IC50 values of 89.5 ± 11.3 for MCF-7 and 75.4 ± 4.6 4M for MIA PaCa-2. However, the absence of IC50 of compound 9 in the micromolar range of HEK 293, which is an epithelial healthy cell line, indicating that this compound is a promising therapeutic cancer agent. Real-time proliferation inhibition of the most effective calix[n]arene derivatives (9 and 13) selecting according to the results obtained from cytotoxicity experiments has been showed by xCELLigence, nevertheless the precursor effect on tumors has been demonstrated by the multicellular spheroid tumor model. It has been found that compounds inhibit the proliferation of cancer cells and inhibit spheroid formation. In this study, antibacterial effects of N, N-dimethyl ethylenediamine and ethylenediamine based compounds on gram negative (Escherichia coli) and gram positive (Bacillus subtilis) bacteria strains were investigated by disc diffusion method. As a result of the disk diffusion method, it was determined by measuring the zone diameters that the antibacterial effect on Escherichia coli strains was higher than Bacillus subtilis.