Quinone based fluorescent compounds: synthesis, characterization, and investigation of photophysical/electrochemical properties
Kinon temelli floresans bileşiklerin sentezi karakterizasyonu fotofizksel/elektrokimyasal özelliklerinin araştırılması
- Tez No: 899592
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET TUTAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Organik Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 236
Özet
Bu çalışmada, kinonlar ve türevleri, özellikle 1,4-naftokinon ve türevleri üzerine yoğunlaşılmaktadır. Kinonlar, doğada yaygın olarak bulunan aromatik bileşiklerdir ve mantarlar, algler, bakteriler ve çeşitli bitkilerden elde edilebilirler. Bu kinon yapısı, kanser tedavisinde kullanılan anthracyclin, doxorubicin, daunorubicin, mitomycine, mitoxantron, ve saintopin ilaçlarının yapısında bulunur. DNA topoizomeraz inhibisyonu yoluyla sitotoksik özellik gösterirler. 1,4-naftokinon, ilaç, tarım kimyasalları ve diğer değerli bileşiklerin üretiminde ham madde olarak kullanılır. 1,4-naftokinon eldesi, naftalinin çeşitli yöntemlerle oksidasyonu ile gerçekleştirilir. Örneğin, naftalinin krom trioksit ile asetik asit içinde oksidasyonu veya 4-Amino-1-naftolun potasyum dikromat ile oksidasyonu bu ürünü verir. Ayrıca, elektro-kimyasal oksidasyon gibi çeşitli yöntemler de kullanılmaktadır. 2-hidroksi-1,4-naftokinon (Lawsone), Lawsonia inermis bitkisinde bulunan doğal bir bileşiktir ve geleneksel olarak cilt ve saç boyası olarak kullanılır. Sentezi için, Thiele-Winter reaksiyonu gibi çeşitli kimyasal reaksiyonlar kullanılır. Halojenlenmiş 1,4-naftokinon türevlerinin sentezi de bu çalışmada incelenmiştir. Örneğin, 2,3-diklor-1,4-naftokinon, 1,4-naftokinonun potasyum perklorat ve hidroklorik asit ile klorlanmasıyla elde edilir. Benzer şekilde, 2-bromo-1,4-naftokinon, NBS varlığında CuBr2 kullanılarak sentezlenir. Lawsone ve 1,4-naftakinon bir çok farklı reaksiyon ile çeşitli heterosiklik halka ve kinon grubu içeren tıbbi ve endüstriyel öneme sahip yeni bileşikler elde edilir. 1,4-naftakinon türevleri, elektron bakımından zengin nükleofiller ile nükleofilik yerdeğiştirme reaksiyonları verir. Bu reaksiyonlar, biyolojik olarak aktif yeni moleküllerin sentezinde kullanılmaktadır. Bu çalışmada ayrıca, Mannich reaksiyonu ile 2-hidroksi-1,4-naftokinon türevleri elde edilmiştir. Mannich bazları, biyolojik olarak önemli ilaç adaylarının sentezinde kullanılır ve çeşitli amin bileşikleri ve aldehitlerle reaksiyona sokularak elde edilir. Bu tez çalışmasında 2-hidroki-1,4-naftokinon, hegzil amin ve sekiz farklı benzaldehit türevi ile Mannich reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Ayrıca 1,4-naftakinon brom ile asetik asit içerisinde bromlanarak yüksek verimle 2,3-dibrom-1,4-naftakinon elde edilmiştir. Bu dibrom-1,4-naftakinon çeşitli azot ve oksijen içeren nükleofillerle nükleofilik yer değiştirme reaksiyonuna tabi tutulmuştur. Elde edilen bileşiklerin IUPAC isimleri şöyledir; 2,3-dibromo-1,4-naftakinon, 2-amino-3-bromonaftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(metilamino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(etilamino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(butilamino)naftalen-1,4-dione, 2-bromo-3-(tert-bütilamino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(hegzilamino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(siklohegzilamino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(oktilamino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(pirolidin-1-il)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(piperidin-1-il)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-morfolinonaftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(4-metilpiperazin-1-il)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(3,4-dihidroisokinolin-2(1H)-il)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-(fenilamino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-((4-methoksifenil)amino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-((2,3-dihidro-1H-inden-5-il)amino)naftalen-1,4-dion, 2-nitro-9H-fluoren, 2-amino-9H-fluoren, 2-((9H-fluoren-2-il)amino)-3-bromonaftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-((4-metoksifenil)amino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-((3-kloro-4-metoksifenil)amino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-((3,4,5-trimetoksifenil)amino)naftalene-1,4-dion, 2-bromo-3-((4-(dimetilamino)fenil)amino)naftalene-1,4-dion, 2-(4-metoksibenziliden)hidrazin-1-karbotiyoamid, 5-(4-metoksifenil)-1,3,4-tiyadiazol-2-amine, 2-bromo-3-((5-(4-metoksifenil)-1,3,4-tiyadiazol-2-il)amino)naftalen-1,4-dion, 2-bromo-3-((9-etil-9H-karbazol-3-il)amino)naftalen-1,4-dion, 1,2,3,4-tetrahidroakridin-9-amin, 2-bromo-3-((1,2,3,4-tetrahidroakridin-9-il)amino)naftalen-1,4-dion, 4-((3-bromo-1,4-diokso-1,4-dihidronaftalen-2-il)oksi)benzaldehit, 4-((3-bromo-1,4-diokso-1,4-dihironaftalen-2-il)okso)-3-metoksibenzaldehit, 2-((3-bromo-1,4-diokso-1,4-dihidronaftalen-2-il)okso)benzaldehit, 4-(5,5-difluoro-1,3,7,9-tetramethyl-5H-4λ4,5λ4-dipirolo[1,2-c:2',1'-f][1,3,2]diazaborinin-10-il)fenol, 2-bromo-3-(4-(5,5-difluoro-1,3,7,9-tetrametil-5H- 4λ4,5λ4-dipirolo[1,2-c:2',1'-f][1,3,2]diazaborinin-10-il)fenoksi)naftalen-1,4-dion, 2-((hegzilamino)(4-metoksifenil)metil)-3-hidroksinaftalen-1,4-dion, 2-((hegzilamino)(p-tolil)metil)-3-hidroksinaftalen-1,4-dion, 2-((hegzilamino)(fenil)metil)-3-hidroksinaftalen-1,4-dion, 2-((4-(tert-butil)fenil)(hegzilamino)metil)-3-hidroksinaftalen-1,4-dion, 2-((hegzilamino)(4-nitrofenil)metil)-3-hidroksinaftalen-1,4-dion, 2-((4-klorofenil)(hegzilamino)metil)-3-hidroksinaftalen-1,4-dion, 2-((4-bromofenil)(hegzilamino)metil)-3-hidroksinaftalen-1,4-dion, 2-((3,5-dimetoksifenil)(hegzilamino)metil)-3-hidroksinaftalen-1,4-dion. Bu bileşikler 1,4-naftakinon ile birlikte, karbazol, tiyadiazol, takrin ve BODIPY gibi farmasötik olarak önemli olan yapılar içerir. Tüm bileşiklerin yapıları 1H, 13C ve 19F NMR spektroskopik teknikleri ile tayin edilmiştir. Ürünlerinin yapıları bu yöntemlere ek olarak HPLC-MS ve FT-IR ile karakterize edilmiş. Tüm 1,4-naftakinon türevlerinin fotofiziksel özellikleri UV-vis ve floresans spektroskopisi ile elektrokimyasal özellikleri ise dönüşümlü voltametre yöntemi ile araştırılmıştır. Bu spektrumlar incelendiğinde, nükleofilik yerdeğiştirme ürünlerinden azot grubu içerenler UV bölgedeki piklere ek olarak 336-523 nm arasında, BODIPY grubu içeren ise 499 nm'de maksimum absorbsiyon piki sergilediği görülmüştür. Ancak BODIPY haricindeki oksijen grubu içeren 1,4-naftokinonlar UV bölgede 271-284 nm aralığında absorpsiyon yaptığı gözlemlenmiştir. Bu 1,4-naftakinon bileşiklerinin 530-603 nm aralığında oldukça zayıf emisyon yapıtığı kaydedilmiştir. Ancak aromatik anilin gruplarından elde edilen bileşikler için herhangi bir emisyon piki gözlemlenmemiştir. 1,4-naftakinon içeren Mannich bazlarının absropsiyon spektrumları incelendiğinde bu bileşikler UV bölgedeki piklere ek olarak görünür bölgede 474-504 nm aralığında absorbsiyon yaptığı gözlemlenmiştir. Bu bileşiklerin 596-603 nm arasında emisyon yaptığı gözlemlenmiştir. Bu spektrumlardan görünür bölgedeki piklerin n-π* geçişlerinden, UV bölgedeki piklerin ise π-π* geçişlerinde kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Bu tezdeki 1,4-naftakinon bileşiklerin elektrokimyasal özellikleri, DMSO içinde dönüşümlü voltametri yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Voltammogramlarda genellikle katodik bölgede iki geri dönüşümlü pik gözlemlenmiştir. Bu pikler, naftokinonun indirgenerek seminaftokinon radikaline ve ardından dianyon katekole dönüşümünü göstermektedir. Anodik bölgede gözlemlenen pikler ise Mannich bazlarındaki kinon halkasının veya bağlı yan grupların oksidasyon sürecinden kaynaklanmaktadır.
Özet (Çeviri)
This study focuses on quinones and their derivatives, particularly 1,4-naphthoquinone and its derivatives. Quinones are aromatic compounds widely found in nature and can be obtained from fungi, algae, bacteria, and various plants. These compounds are present in some cancer treatment drugs and exhibit cytotoxic properties through DNA topoisomerase inhibition. 1,4-naphthoquinone is used as a raw material in the production of pharmaceuticals, agrochemicals, and other valuable compounds. The synthesis of 1,4-naphthoquinone is achieved through various oxidation methods of naphthalene. For example, the oxidation of naphthalene with chromic trioxide in acetic acid or the oxidation of 4-Amino-1-naphthol with potassium dichromate yields this product. Additionally, electrochemical oxidation methods are also used. 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone (Lawsone) is a natural compound found in the Lawsonia inermis plant and is traditionally used as a dye for skin and hair. Its synthesis involves various chemical reactions, such as the Thiele-Winter reaction. The synthesis of halogenated 1,4-naphthoquinone derivatives is also examined in this study. For example, 2,3-dichloro-1,4-naphthoquinone is obtained by chlorination of 1,4-naphthoquinone with potassium perchlorate and hydrochloric acid. Similarly, 2-bromo-1,4-naphthoquinone is synthesized using NBS in the presence of CuBr2. 1,4-naphthoquinone derivatives undergo nucleophilic substitution reactions with electron-rich nucleophiles. These reactions are used to synthesize new biologically active molecules. This study also obtained 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone derivatives through the Mannich reaction. Mannich bases are used in the synthesis of biologically important drug candidates and are obtained by reacting with various amine compounds and aldehydes. In this thesis study, Mannich reactions were performed with 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone, hexylamine, and eight different benzaldehyde derivatives. Additionally, 1,4-naphthoquinone was brominated in acetic acid to yield 2,3-dibromo-1,4-naphthoquinone with high efficiency. This dibromo-1,4-naphthoquinone was subjected to nucleophilic substitution reactions with various nitrogen and oxygen-containing nucleophiles. These compounds, together with 1,4-naphthoquinone, contain pharmaceutically important structures such as carbazole, thiadiazole, tacrine, and BODIPY. The structures of all compounds were determined by 1H, 13C, and 19F NMR methods. The structures of the final products were characterized by HPLC-MS and FT-IR in addition to these methods, and their melting points were determined. The photophysical properties of all 1,4-naphthoquinone derivatives were determined by UV-vis and fluorescence spectroscopy. Their electrochemical properties were investigated using cyclic voltammetry.
Benzer Tezler
- Yeni aminonaftakinon bileşiklerinin mannich reakisyon ile sentezi, karaterizasyonu ve fotofiziksel/ elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and investigation of the photophysical electroctemical properties of new aminonaphtaqui̇none compounds by mannich reaction
GÜLHAN KÖKLÜ
- Bor içeren donör-akseptör (D-A) organik materyallerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Syntheses of boron containing donor-acceptor (D-A) organic materials and investigation of their properties
ONUR ŞAHİN
- Antrakinon türevli çinko ftalosiyanin tabanlı florometrik voltametrik ve çift kanallı eser miktar su sensörünün geliştirilmesi
Anthraquinone substituted zinc phthalocyanine and its trace amount of water detection sensor abilities based on double channel fluorometric and voltammetric methods
MUSTAFA SEMİH YILDIRIM
- Synthesis of clickable hydrogels and linear polymers by Type II photoinitiation
II. tip fotobaşlatıcıları kullanarak çit çit kimyasına uygun hidrojel ve lineer polimerlerin sentezi
ELJESA MURTEZİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Naftokinon tabanlı iyon sensörlerin geliştirilmesi
Development of ion sensors based on naphthoquinone
ZELİHA MERMER
