Yeni benzimidazolil sübstitüe siklotrifosfazenlerin antioksidan ve sitotoksik aktivitelerinin incelenmesi
Investigation of antioxidant and cytotoxic activities of new benzimidazolyl substituted cyclotriphosphazenes
Yazar: HAVVA İLBEY TÜRKEN
Danışman: PROF. DR. GÖNÜL YENİLMEZ ÇİFTÇİ
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Benzimidazoller = Benzimidazoles ; Fosfazen = Phosphazene ; Hekzaklorosiklotrifosfazatrien = Hexachlorocyclotriphosphazatriene ; Sitotoksisite = Cytotoxicity

Özet:
İnorganik kimyada önemli bir yer teşkil eden fosfazenler, -[N=PR2]-, halkalı, doğrusal veya makromolekül yapıda bulunabilmektedir. Hekzaklorosiklotrifosfazen (trimer) bileşiği, azot ve fosfor atomlarının birbirlerini takip ettiği ve her fosfor atomunda iki klor atomunun bulunduğu düzlemsel halka yapısına sahip fosfazen sınıfı üyesidir. Bu halka, fosfor - azot omurgasının sağlamlığı ve de pek çok organik ya da inorganik gruplarla nükleofilik yer değiştirme tepkimelerini sağlayan aktif fosfor - klor bağları ile bilinmektedir. Reaktiflerin özelliklerine ve reaksiyon şartlarına bağlı olarak, yeni fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip siklotrifosfazen bileşikleri elde edilebilir.
Benzimidazol, bir imidazol halkası ile kaynaşmış bir benzen halkasından oluşan, C7N2H6 formülüne sahip, heterosiklik organik bileşiklerin sınıfına ait bir bileşiktir. Önemli biyolojik maddelerin içeriğinde bulunmasının yanı sıra antifungal, antibakteriyel, antikanserojenik, antitümör, antiviral özelliklere sahip olmaları açısından da birçok ilaç benzimidazol halkasını içerir.
Tez çalışması kapsamında, monospiro- (2, 2-dietil-1,3-propandioksi) (1), monospiro -(2, 2-dibütil -1, 3-propandioksi) (3), monospiro -(N,N' -dimetil-1,3-prapandiamino) (7) ve dispiro-(N,N' -dimetil-1,3-propandioksi) (9) sübstitüe siklotrifosfazen bileşikleri sentezlendi. Sentezlenen bu bileşiklerin (1, 3, 7, 9) benzimidazol ile uygun şartlarda reaksiyonu sonucu sırasıyla 2, 4, 8 ve 10 numaralı bileşikler elde edildi. Ayrıca, monospiro-(2,2-dibütil-1,3-propandioksi) (3) bileşiğinin 2-metilmerkapto benzimidazol ile reaksiyonu sonucu ise 5 ve 6 numaralı bileşikleri elde edildi.Uygun  ayırma ve saflaştırma işlemleri yapıldıktan sonra, elde edilen bileşiklerin yapıları, kütle spektrometresi (MALDI - TOF), 31P NMR ve 1H NMR spektroskopisi ve tek kristal X-ışını kırınım (2, 4, 8 ve 10) yöntemi ile aydınlatıldı. 
Son olarak, elde edilen tüm bileşiklerin antioksidan aktiviteleri Serbest Radikal Süpürücü (DPPH) ve Toplam Fenolik Madde Miktarı analizleriyle araştırıldı. En etkili %DPPH aktivitesinin 400 µg/mL konsantrasyonda 10 numaralı bileşiğe ait olduğu (%95.04), en etkili fenolik aktivitenin 1µg/ml konsantrasyonda 5 numaralı bileşiğe ait olduğu (204.85µg/mL) belirlendi. 1, 2, 3 ve 4 numaralı bileşiklerin MCF-7 hücre hattında sitotoksisite etkileri WST-8 yöntemiyle araştırıldı. 1 numaralı bileşiğin en düşük IC50değerine (15.23μM (LogIC50:1,183)), 3 numaralı bileşiğin en etkili % canlılık aktivitesine ((50.79) için 6 μM) sahip olduğu görüldü.

Abstract:
In inorganic chemistry, phosphazenes, -[N=PR2]-, hold significant importance and can be found in ring, linear, or macromolecular structures. Hexachlorocyclotriphosphazene (trimer) is a member of the phosphazene class, characterized by a planar ring structure where nitrogen and phosphorus atoms alternate, and each phosphorus atom is bonded to two chlorine atoms. This ring is known for the robustness of its phosphorus-nitrogen backbone and active phosphorus-chlorine bonds, which facilitate nucleophilic substitution reactions with various organic or inorganic groups. Consequently, cyclotriphosphazene compounds with different and new physical and chemical properties can be synthesized depending on the reactants' characteristics and reaction conditions. 
Benzimidazole is a compound belonging to the class of heterocyclic organic compounds, consisting of a benzene ring fused with an imidazole ring and has the formula C7N2H6. It is found in the composition of significant biological substances and also forms part of many pharmaceuticals due to its antifungal, antibacterial, anticarcinogenic, antitumor, and antiviral properties, which involve the benzimidazole ring.
In the thesis study, monospiro-(2,2-diethyl-1,3-propanedioxy) (1), monospiro-(2,2-dibutyl-1,3-propanedioxy) (3), monospiro-(N,N'-dimethyl-1,3-propanediamino) (7), and dispiro-(N,N'-dimethyl-1,3-propanedioxy) (9) substituted cyclotriphosphazene compounds were synthesized. As a result of reacting these synthesized compounds (1, 3, 7, 9) with benzimidazole under appropriate conditions, compounds 2, 4, 8, and 10 were obtained respectively. Additionally, the reaction of monospiro-(2,2-dibutyl-1,3-propanedioxy) (3) compound with 2-methylmercapto benzimidazole resulted in compounds 5 and 6. After appropriate separation and purification processes, the structures of the obtained compounds were elucidated using mass spectrometry (MALDI-TOF), 31P NMR, and 1H NMR spectroscopy, and single-crystal X-ray diffraction methods (2, 4, 8, and 10).
Finally, the antioxidant activities of all obtained compounds were investigated through Free Radical Scavenging (DPPH) and Total Phenolic Content analyses. It was determined that the most effective % DPPH activity belonged to compound 10 at a concentration of 400 µg/mL (95.04%), and the most effective phenolic activity belonged to compound 5 at a concentration of 1µg/mL (204.85µg/mL). The cytotoxic effects of compounds 1, 2, 3, and 4 on the MCF-7 cell line were studied using the WST-8 method. It was observed that compound 1 had the lowest IC50 value (15.23μM (LogIC50:1.183)), and compound 3 had the most effective % viability activity (50.79) at 6 μM.