Periferal konumlarda hacimli substitüent içeren ftalosiyaninlerin sentezi ve spektral özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of spectral properties of phthalocyanines containing bulky substituents in peripheral positions
Yazar: FULYA AKSOY
Danışman: DOÇ. DR. FATMA AYTAN KILIÇARSLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Ftalosiyaninler, olağanüstü optik ve elektriksel davranışlar gösteren kimyasal ve termal olarak dayanıklı bileşiklerdir. Ftalosiyaninler, konjuge π-elektron sistemlerine, yüksek simetriye, düzlemselliğe ve elektron delokalizasyonuna sahip olduklarından elektrofotografi, optik veri toplama, biyo ve gaz sensörleri, sıvı kristal, katalizör ve güneş pilleri gibi pek çok uygulama alanına sahiptir. Komplekslerin sübstitüent ve merkez metal iyonları değiştirilerek kullanım alanları kolaylıkla ayarlanabilir. Ftalosiyaninler aynı zamanda fotodinamik terapi çalışmalarında da kullanılabilecek, muhteşem fotofiziksel ve fotokimyasal özelliklere sahip, dikkate değer makrosiklik bileşiklerdir.
Fotodinamik terapi, kanser tedavisinde kullanılan cerrahi yöntemlere alternatif bir yöntemdir. Bu yöntemin başarısı, sentezlenen ışığa duyarlı madde "fotosensitizer" özellikleriyle orantılıdır. Yüksek singlet oksijen üretme kapasitesi, yaygın organik çözücülerde yüksek çözünürlük, düşük agregasyon eğilimi ve ışığa dayanıklılık, ışığa duyarlı maddelerin sahip olması gereken özelliklerdir. Hacimli sübstitüentlere sahip ftalosiyaninler, çözeltilerde agregasyonu önlemeleri ve çözünürlüğü artırmaları nedeniyle fotodinamik terapide duyarlılaştırıcı olarak kullanılabilecek aday moleküllerdir.
Bu çalışmada, periferal konumlarda bis 4-[(6-bromonoftalen-2)-oksi] substitüe edilmiş metalsiz ve metalli ftalosiyaninlerin sentezi gerçekleştirilmiş ve bileşiklerinin ışığa duyarlı madde "fotosensitizer" (FS) olarak kanserin fotodinamik terapisinde kullanılma potansiyellerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Karakterizasyon aşamasında, UV-Vis spektroskopisi, kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi, proton nükleer manyetik rezonans (1H-NMR) spektroskopisi ve MALDI-TOF kütle spektroskopisi gibi çeşitli analitik teknikler kullanılmıştır. Ayrıca, ftalosiyanin komplekslerinin spektral ve agregasyon özellikleri de incelenmiştir.
DMSO'da singlet oksijen kuantum verim değerleri incelendiğinde, en yüksek verimin 0,93 değeri ile indiyum ftalosiyanine ait olduğu bulunmuştur. Böylece, indiyum ftalosiyaninin ışığa duyarlı madde olarak fotodinamik terapi için uygun bir aday olabileceği kanıtlanmıştır.

Abstract:
Phthalocyanines are chemical compounds that exhibit extraordinary optical and electrical behaviors and are thermally resistant. Due to their conjugated π-electron systems, high symmetry, planarity, and electron delocalization, phthalocyanines have found applications in various fields such as electrophotography, optical data storage, bio and gas sensors, liquid crystals, catalysts, and solar cells. The application areas of complexes can be easily adjusted by changing substituents and central metal ions. Additionally, phthalocyanines are remarkable macrocyclic compounds with superb photophysical and photochemical properties that could also be utilized in photodynamic therapy studies.
Photodynamic therapy is an alternative method to surgical techniques used in cancer treatment. The success of this method is proportional to the properties of the synthesized light-sensitive substance, known as a photosensitizer. High singlet oxygen generation capacity, high solubility in common organic solvents, low aggregation tendency, and light resistance are essential characteristics of photosensitive substances. Phthalocyanines with bulky substituents could serve as candidate molecules for sensitization in photodynamic therapy due to their ability to prevent aggregation in solutions and enhance solubility. In this study, the synthesis of metal-free and metallophthalocyanines substituted with bis 4-[(6-bromonaphthalen-2)-oxy] at peripheral positions was performed, aiming to determine their potential use as photosensitizers in the photodynamic therapy of cancer. Various analytical techniques such as UV-Vis spectroscopy, Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy, proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) spectroscopy, and MALDI-TOF mass spectrometry were utilized in the characterization stage. Additionally, the spectral and aggregation properties of phthalocyanine complexes were investigated.
When the singlet oxygen quantum yield values were examined in DMSO, it was found that indium phthalocyanine had the highest yield with a value of 0,93. Thus, it has been demonstrated that indium phthalocyanine could be a suitable candidate as a photosensitizer for photodynamic therapy.