Bazı polipiridin türü ligandların ve metal komplekslerinin sentezi ve biyoteknolojik uygulamaları
The synthesis of some polypridine type ligands and their metal complesxes and biotechnological applications
Yazar: ALI HUSSEIN MUSTAFA AL OBAIDI
Danışman: PROF. DR. HALİL İSMET UÇAN ; DOÇ. DR. ESRA MALTAŞ ÇAĞIL
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sentezlenen 1,10-Fenantrolin-5,6-diyon bazlı (IMAC) materyallerinin biyoteknolojide kullanımları araştırıldı. Metal katyonları bileşik vermelerinden dolayı kimyasal sensörler olarak kullanılmıştır. Bunun yanında atık sularda toksik veya radyoaktif metal katyonları, membran transportu, radyoaktif izotopların dondurma ve faz transfer katalizörü olarak kullanılmıştır. 1,10-Fenantrolin ve türev ligantları geçiş metaliyle kararlı koordinasyon bileşikleri oluşturur ve bu özelliğinden dolayı literatürdeki birçok çalışmanın konusu olmuştur. 1,10- Fenantrolinin Heterosiklik bir yapıya sahip olduğundan dolayı, geçiş metallerinin oluşturduğu kararlı kompleksler alan transistörler, ışık yayan diyotlar (LEDs), lazerler ve optik piller gibi birçok elektronik cihaz tasarımda yaygın olarak kullanılmaktadır.1,10-fenantrolin yüksek yük transfer hareketliliği oldığınan dolayı, UV spektral alanda kuvvetli bir absorpsiyon sahipter, Parlak ışık emisyonları, Ayrıca, iyi optik özelliklerinden dolayı lüminesans bazlı optik sensörlerin geliştirilmesinde kullanılır. Analitik kimya ve elektronik teknolojisindeki geniş bir uygulama yelpazesi vardır, Kimyasal kataliz, elektrokimyasal polimerizasyon ve biyokimya gibi birçok alanda çok yönlü rolleri nedeniyle 1,10-fenantrolin ve türevlerine ilgi artmaktadır. Çalışmamda fenantrolin-imidazol grubu bulunduran polipiridin bileşikleri ve metal kompleksleri çeşitli basamaklarla sentezlendi ve karakterize edildi. Daha sonra UV-VIS Spektroskopisi ve luminesans spektroskopisi ile bileşiklerin absorbans ve emisyon ölçümleri yapıldı. Biyoteknolojik uygulama açısından tezde ligandların bazı metal kompleksleri kullanılarak bir nanopartikül yüzeyinde protein immobilizayonu yapıldı. Böylece bu ligandların protein saflaştırma metodlarından biri olan IMAC yöntemi destek maddesi olarak kullanıldı.

Son yıllarda kimya alanında Fenantrolin-diyon ve türevileri kimyasal reaksiyonlarda kullanılmıştır. Bu tezin amacı 1,10-Fenantrolin-5,6-diyon bileşiğinin reaksiyonu sonucunda oluşacak bipiridil grubu içeren imidazol bileşiklerinin sentezlenmesi, bu bileşiklerin değişik metallerle komplekslerinin yapılması ve karakterizasyonlarının yapılmasıdır. Ayrıca sentezlenen ligandlar, protein saflaştırmada yaygın olarak kullanılan immobilize metal afinite kromatografisi (IMAC) kullanılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Biyoteknoloji, IMAC, Kompleks, Ligant, Polipiridin.

Abstract:
The use of synthesized 1,10-phenanthroline-5,6-dione based (IMAC) materials in biotechnology was investigated. Metal cations have been used as chemical sensors because of their compound yield. In addition, toxic or radioactive metal cations, membrane transport, freezing and phase transfer catalysts of radioactive isotopes were used in waste water. 1,10-Phenanthroline and derivative ligands form stable coordination compounds with the transition metal and have been the subject of many studies in the literature because of this property. 1,10- Since phenanthroline has a heterocyclic structure, many electronic devices such as transistors, light emitting diodes (LEDs), lasers and optical batteries are widely used in the design. 1,10-Phenanthrolin has high load transfer mobility, has strong absorption in the UV spectral field, bright light emissions, is also used in the development of luminescence-based optical sensors due to its good optical properties. There is a wide range of applications in analytical chemistry and electronic technology. The interest in 1,10-Phenanthroline and its derivatives is increasing due to its multifaceted roles in many areas such as chemical catalysis, electrochemical polymerization and biochemistry. In my study, polypyridine compounds and metal complexes containing phenanthroline-imidazole group were synthesized and characterized in various steps. Then, absorbance and emission measurements of the compounds were performed by UV-VIS Spectroscopy and Luminescence Spectroscopy. In terms of biotechnological application, protein immobilization was performed on a nanoparticle surface using some metal complexes of ligands in the thesis. Thus, IMAC method, which is one of the protein purification methods of these ligands, was used as support material.

In recent years, phenanthroline-dione and its derivatives have been used in chemical reactions. The aim of this thesis is to synthesize the imidazole compounds containing bipyridyl group which will be formed as a result of the reaction of 1,10-phenanthroline-5,6-dione compound, to make complexes and characterization of these compounds with different metals. In addition, synthesized ligands were used immobilized metal affinity chromatography (IMAC), which is widely used in protein purification.

Key Words: Biotechnology, IMAC, Complex, Ligand, Polypyridine.