Synthesis and characterization of cucurbituril based photoactive multifunctional assemblies
Kükürbitüril tabanlı çok işlevli fotoaktif yapıların sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 537764
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
Kükürbitüril tabanlı işlevsel malzemelerin hazırlanması ve biyomedikalden optoelektroniğe uzanan farklı uygulamalarda kullanımı son yıllarda yoğun şekilde çalışılmaktadır. Kükürbitürillerin konjuge -bağı içeren fotoaktif maddelerle kovalent olmayan etkileşimler aracılığıyla oluşturdukları supramoleküler yapılar, ağlar ve nanomalzemeler de araştırılmakta ve teranostik, görüntüleme, moleküler algılama ve kataliz alanlarındaki olası uygulamaları gösterilmektedir. Fakat, kükürbitüril tabanlı bu mimarilerde, kükürbitüril doğrudan kovalent bağlarla kromofora bağlanmadığından, bir moleküler reseptör olarak işlev gösterememektedir. Bu çalışmanın temel motivasyonu ise kükürbitürilin kovalent bağlarla porfirine, konjuge oligomere ve polimere bağlandığı çok işlevli platformların ve nanoyapıların sentezidir. Fotoaktif mannozlanmış porfirin ve monoproparjiloksikükürbit[7]üril tabanlı yeni bir çok işlevli porfirin-kükürbitüril konjugesi sentezlendi. Azido-fonksiyonlu tetrafenilporfirin (TPP) yapı taşı olarak kullanıldı. Öncelikle, TPP, bakır katalizörlü azit-alkin siklokatılma (CuAAC) tepkimesi ile mannozlandı. Sonrasında, monoproparjiloksikükürbit[7]üril, ikinci bir CuAAC tepkimesi ile mannozlu TPP'ye kovalent bağla bağlandı. Elde edilen supramoleküler platformun singlet oksijen üretme verimliliği ölçüldü ve işlevselleştirilmemiş TPP'ninkinden önemli derecede yüksek olduğu kanıtlandı. Supramoleküler platformun yapısında bulunan kükürbit[7]ürilin konak molekül olarak elverişliliğinin kanıtlanması amacıyla uygun bir konuk molekül, bisimidazolyum, kullanarak 1H NMR deneyleri yapıldı. Bisimidazolyumun kükürbit[7]üril ile kuşatan kompleks oluşturduğu gözlemlendi ki bu sentezlenen supramoleküler platformun, fotodinamik tedavinin yanında ilaç taşıyıcı olarak da kullanılma potansiyelini gösteren umut verici bir sonuçtur. Uygun şekilde fonksiyonel gruplarla donatılmış monomerler arasında Pd katalizli çapraz eşleşme reaksiyonları ile farklı yapıdaki konjuge oligomer ve polimerler sentezlendi ve karakterize edildi. Bu konjuge malzemelerin kovalent bağlanmış kükürbitüril ile oluşturdukları platformlar ve nanoyapılar çalışıldı. Bir konjuge oligomer, OFVBt-N3, ve bir disülfit bağı içeren çapraz bağlayıcı kullanarak THF içinde ultrason yardımlı bakırsız çıt-çıt tepkimesi ile redoks duyarlı konjuge oligomer nanoparçacıkları (CONs) sentezlendi. Ortalama 50 nm boyutlu ve küresel yapıdaki bu nanoparçacıklar suda dağıldıktan sonra da boyut (≈60 nm) ve kararlılıklarını korudular. Nanoparçacıkların sulu ortamda, glutatiyon (GSH) varlığındaki davranışları çalışıldı ve kanser hücrelerinde aşırı üretilen bir biyomolekül ve etkili bir S-S bağı kırıcısı olan GSH tarafından nanoparçacıkların bozulduğu görüldü. Dolayısıyla, bu nanoparçacıklar bir kanser ilacıyla yüklendiğinde, ilacın kanser hücrelerine hedeflenmiş iletimi, artmış geçirgenlik ve alıkonma (EPR) etkisi ve S-S bağının GSH tarafından kırılmasının işbirliği ile başarılabilir.
Özet (Çeviri)
Preparation of cucurbituril based functional materials and their use in various applications ranging from biomedicine to optoelectronics have been studied intensely over the last decade. Supramolecular assemblies, networks and nanostructures constructed through noncovalent interactions of cucurbiturils with -conjugated, photoactive compounds have also been investigated and potential applications in the areas of theranostics, imaging, sensing and catalysis have been shown. In these cucurbituril based architectures, however, cucurbituril is disabled to act as a molecular receptor since they do not involve the covalent conjugation of cucurbituril directly to chromophore. The main motivation of this study is to synthesize multifunctional assemblies and nanostructures in which cucurbituril is covalently attached to various conjugated compounds including porphyrin, conjugated oligomers and polymers. A new multifunctional porphyrin-cucurbituril conjugate based on a photoactive mannosylated porphyrin and monoporpargyloxycucurbit[7]uril was synthesized. Azido-functionalized tetraphenylporphyrin (TPP) was used as a building block. TPP was first mannosylated by copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC), then a monoporpargyloxycucurbit[7]uril was covalently attached to the mannosylated TPP with a second CuAAC reaction. Singlet oxygen generation efficiency of the supramolecular assembly was measured and found to be significantly higher than that of unfunctionalized TPP. 1H NMR experiments were performed using a suitable guest, bisimidazolium, to prove the availability of CB7 in the assembly as a host. Bisimidazolium guest was observed to form inclusion complex with CB7, which is a promising result for the potential use of this supramolecular assembly as a drug carrier in conjunction with photodynamic therapy. Conjugated oligomers and polymers were synthesized from suitably-functionalized monomers via Pd-catalyzed cross-coupling reactions and their characterizations were performed. Their assemblies and nanostructures with covalently attached functionalized cucurbiturils were investigated. Redox sensitive crosslinked conjugated oligomer nanoparticles (CONs) were synthesized from a conjugated oligomer, OFVBt-N3 and a disulfide bond-containing crosslinker via ultrasound-assisted copper-free click reaction in THF. These spherical and approximately 50 nm-sized CONs preserved their stability and size (≈60 nm) after dispersing them in water. The behavior of the CONs in the presence of glutathione (GSH) was studied in aqueous medium. It was observed that the CONs are rapidly disrupted by GSH, which is an effective S-S bond cleaving biomolecule that is overexpressed in cancer cells. These results imply that when nanoparticles are loaded with an anticancer drug, targeted delivery of the drug to cancer cells can be achieved by cooperative action of enhanced permeability and retention (EPR) effect and S-S bond cleavage by GSH.
Benzer Tezler
- Calix[4]pyrrole-based supramolecular assemblies
Kaliks[4]pirol temelli supramoleküler yapılar
MANA MIRABOLGHASEMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. ABDULLAH AYDOĞAN
- Opioid analjezikler için optik ve elektrokimyasal sensör geliştirilmesi
Optical and electrochemical sensor development for opioid analgesics
MERVE YENCE
Doktora
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET GÖKHAN ÇAĞLAYAN
- Kükürbituril ile konuk-konak etkileşimi yapan Zn(II) ftalosiyaninlerin sentezi
Synthesis of Zn(II) phthalocyanine derivatives interacting host guest with cucurbiturils
ÖZGE DİLARA ATEŞ
- Synthesis and characterization of alkaline earth and rare earth bonophosthate compounds
Toprak alkali ve nadir toprak alkali metal borfosfat bileşiklerinin sentezlenmesi ve karakterizasyonu
ABDÜLHADİ BAYKAL
Doktora
İngilizce
1999
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL KIZILYAYLI
- Synthesis and characterization of a cyclodextrin based artificial enzyme
Siklodekstrin tabanlı bir yapay enzimin sentezi ve karakterizasyonu
NAZİTA YOUSEFİEH
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN UMUT AKKAYA