Ferrosenil siklotetrafosfazenlerin N/N, N/O ve N2O2 donörlü bidentat ve tetradentat ligandlar ile reaksiyonlarının incelenmesi, stereojenik, elektrokimyasal ve biyolojik özelliklerinin araştırılması
The reactions of ferrocenyl cyclotetraphosphazenes with the N/N, N/O and N2O2 donor type bidentate and tetradentate ligands, and the investigation of their stereogenic, electrochemical and biological properties
Yazar: GÜRCÜ MUTLU
Danışman: DOÇ. DR. GAMZE ELMAS ; PROF. DR. ZEYNEL KILIÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Mikrobiyolojik aktivite = Microbiological activity ; Siklofosfazenler = Cyclophosphazenes

Özet:
Bu çalışmada, ferrosenkarboksaldehit ile 3-amino-1-propanolün metanol ortamındaki kondenzasyon tepkimeleri sonucunda oluşan Schiff bazının NaBH4 ile indirgenmesinden 3-(N-ferrosenilmetilamino)-1-propanol, FcCH2N(CH2)3OH (1), elde edilmiştir. Elde edilen N/O donörlü mono-ferrosenildiaminin NaH ile etkileştirilmesinden oluşan sodyum 3-amino-1-propanoksit ile oktaklorosiklotetrafosfazatetraenin (tetramer, N4P4Cl8), Et3N varlığında THF ortamında, 1:1 orandaki tepkimesinden kısmen sübstitüe mono-spiro (12) ve 2,4-ansa (13) siklotetrafosfazen türevleri sentezlenmiştir. Bu kısmen sübstitüe mono-spiro (12) ve 2,4-ansa (13) bileşiklerinin ayrı ayrı N2O2 donörlü dört dişli aminopodanlar (2-4) ve N/N ve N/O donörlü iki dişli karbazol (5-8) ve piperonal sübstitüe ligandlar (9-11) ile klasik ve mikrodalga yöntemleri ile tepkimeleri sonucunda kısmen ve/veya tamamen sübstitüe siklotetrafosfazen bileşikleri (14-29) elde edilmiştir. Sentezlenen bileşiklerin (12-29) yapıları element analizi, kütle spektrometresi (ESI-MS), FTIR, 1H-, 13C- ve 31P- NMR tekniklerinden faydalanılarak belirlenmiştir. Spiro (12 ve 18 hariç) ve tüm ansa siklotetrafosfazen bileşikleri birden fazla stereojenik P atomuna sahiptir. Uygun kristalleri elde edilebilen 16 ve 27 bileşiklerinin katı hal yapıları X-ışını kırınımmetre yöntemi ile aydınlatılmıştır. Bu bileşikler dört farklı kiral P merkezine sahip olup bir enantiyomerin stereogenik P-merkezlerinin mutlak konfigürasyonu 16 için SS'S''R''' ve 27 için RS'R'R'' olarak belirlenmiştir. Bazı siklotetrafosfazen bileşiklerinin (15, 16, 18, 20 ve 21) optik ve elektrokimyasal özellikleri UV-vis absorpsiyon ve döngüsel voltametri (CV) teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Sonuç olarak, bu bileşikler yeni nesil ve sinerjik boya duyarlı güneş pili (DSSC) malzemeleri olarak kullanılabilecek ferrosen bazlı yüke dönüşebilen fosfazen yapıları olarak önerilebilir. Ayrıca, bazı kısmen ve tamamen sübstitüe türevlerin (15, 16, 18 ve 20-23) çeşitli patojen bakteri ve mayalar üzerinde antimikrobiyal aktiviteleri, pBR322 plazmit DNA ile etkileşimleri ve MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerine ve COS-1 memeli fibroblast hücrelerine karşı sitotoksik aktiviteleri araştırılmıştır.

Eylül 2023, 327 sayfa

Anahtar Kelimeler: Fosfazenler, ferrosenil siklotetrafosfazenler, stereojenizm, biyoaktivite, elektrokimyasal özellikler

Abstract:
In this study, 3-(N-ferrocenylmethylamino)-1-propanol, FcCH2N(CH2)3OH (1) was obtained by reducing with NaBH4 the Schiff base formed by ferrocenecarboxaldehyde and condensation reactions of 3-amino-1-propanol in methanol. Partially substituted mono-spiro (12) and 2,4-ansa (13), as a result of reactions of the sodium salt of bidentate ligand the NO donor atom with octachlorocyclotetraphosfazatetraene (tetramer, N4P4Cl8), in the presence of Et3N in THF medium in a ratio of 1:1 were synthesized. Partially and/or fully substituted cyclotetraphosphazene compounds (14-29) were prepared from the reactions of tetradentate aminopodans with N2O2 donor typed (2-4) and bidentate carbazolyl (5-8), and piperonal (9-11) substituted ligands with N/N and N/O donors with mono-spiro (12) and 2,4-ansa (13) using classical and microwave methods. The structures of the synthesized compounds (12-29) were determined using elemental analysis, mass spectrometry (ESI-MS), FTIR, 1H-, 13C- and 31P-NMR techniques. Spiro (except 12 and 18) and all ansa cyclotetraphosphazene compounds have more than one stereogenic P atom. Solid-state structures of compounds 16 and 27, suitable crystals of which can be obtained, were elucidated by X-ray diffraction method. These compounds have four different chiral P centers and the absolute configuration of stereogenic P-centers of an enantiomer is designated SS'S''R''' for 16 and RS'R'R'' for 27. Optical and electrochemical properties of some cyclotetraphosphazenes (15, 16, 18, 20 and 21) were investigated using UV-vis absorption and cyclic voltammetry (CV) techniques. As a result, these compounds can be suggested as ferrocene-based charge transformable phosphazene structures that can be used as new generation and synergistic dye-sensitized solar cell (DSSC) materials. In addition, antimicrobial activities of some partially and fully substituted derivatives (15, 16, 18 and 20-23) on various pathogenic bacteria and yeasts, their interactions with pBR322 plasmid DNA and MDA-MB-231 against breast cancer cells and COS-1 mammalian fibroblast cells. cytotoxic activities were investigated.

Sep 2023, 327 pages

Keywords: Phosphazenes, ferrocenyl cyclotetraphosphazenes, stereogenism, bioactivity, electrochemical properties