ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKURVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ Serpil KARAKUŞ KARIŞIK LİGANDLI GEÇİŞ METAL KMLEKSLERİ SENTEZİ VE KARAKTERİZASYNU KİMYA ANABİLİM DALI ADANA, 2008

2 ÇUKURVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KARIŞIK LİGANDLI GEÇİŞ METAL KMLEKSLERİNİN SENTEZİVE KARAKTERİZASYNU Serpil KARAKUŞ YÜKSEK LİSANS TEZİ KİMYA ANABİLİM DALI Bu tez 10/01/2008 Tarihinde Aşağıdaki Juri Üyeleri Tarafından ybirliği/ yçokluğu İle Kabul Edilmiştir. İmza... İmza... İmza... rof.dr.sman SERİNDAĞ rof.dr. Bekir ÖZÇELİK Doç.Dr. Bilgehan GÜZEL DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Kimya Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: rof.dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Araştırma rojeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. roje No: FEF2007YL8 Not:Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ KARIŞIK LİGANDLI GEÇİŞ METAL KMLEKSLERİNİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYNU ÇUKURVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KİMYA ANABİLİM DALI Danışman : rof. Dr. sman SERİNDAĞ Yıl : 2008, Sayfa : 59 Jüri : rof. Dr. sman SERİNDAĞ rof. Dr. Bekir ÖZÇELİK Doç. Dr. Bilgehan GÜZEL N,N-bis(difenilfosfinometil)aminoter-bütil, [(h 2 CH 2 ) 2 NC(CH 3 ) 3 )], ligandı Mannich Reaksiyonuyla t(ii) ve d(ii) metal kompleksleri inert azot atmosferinde Schlenk metoduna göre sentezlenmiştir. Sentezlenen bis-aminometil komplekslerinin amino asitlerle (metiyonin, sistein) reaksiyonu ile de farklı ligand içeren geçiş metali kompleksleri sentezlenmiştir. Sentezlenen komplekslerin karakterizasyonu için ( FT- IR, 1 H-NMR ve 31 -NMR ) teknikleri kullanılmıştır Anahtar Sözcükler: Difenil fosfin, Aminometil Fosfin, Karışık Ligand, Amio asit, Metal Kompleksleri I

4 ABSTRACT MSc THESIS SYNTHESIS F TRANSITIN METAL CMLEXES WITH MIXED LIGANDS AND CHARACTERIZATIN DEARTMENT F CHEMISTRY INSTITUE F NATURAL AND ALIED SCIENCES UNIVERSITY F ÇUKURVA Adviser : rof. Dr. sman SERİNDAĞ Year : 2008, ages : 59 Jury : rof. Dr. sman SERİNDAĞ rof. Dr. Bekir ÖZÇELİK Assoc. rof.dr. Bilgehan GÜZEL N,N-bis(difenilfosfinometil)aminoter-bütil, dppa t bu ligand was prepared according to Mannich Reaction and its d (II), t (II) complexes were synthesized by Schlenk Technique under nitrogen atmosphere. The synthesis of transition metal complexes with mixed ligands were prepared by the interaction of palladium and platinum complexes with amino acids. The products were characterized by using FT-IR, 1 H, and 31 -NMR Spectrometers. Keywords: Diphenylphosphines, Aminomethyl hosphines, Mixed ligand, Amino acid and Metal complexes. II

5 TEŞEKKÜR Çalışmalarım boyunca yardımlarını esirgemeyen ve beni yönlendiren danışmanım Sayın rof. Dr. sman SERİNDAĞ a sonsuz teşekkürü bir borç bilirim. Deneysel çalışmalarım boyunca desteğini gördüğüm Arş. Gör. Mustafa Keleş e, Arş. Gör. Göktürk AVŞAR a, rhan ALTAN a, Tuğba KELEŞ e, Ayşe ŞİMŞEK e ve diğer laboratuar arkadaşlarıma teşekkür ederim. Ayrıca kimya bölümü öğretim üyeleri ve bölümümüz çalışanlarından Uzman Serkan KARACA ve Teknisyen Kemal Can a maddi ve manevi desteklerinden dolayı teşekkür ederim. Yüksek lisans çalışmalarım süresince beni motive eden, her türlü yardımlarını benden esirgemeyen aileme sonsuz şükranlarımı sunarım. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ I ABSTRACT. II TEŞEKKÜR. III İÇİNDEKİLER DİZİNİ. IV ÇİZELGELER DİZİNİ.. VI ŞEKİLLER DİZİNİ VII EKLER DİZİNİ... IX SİMGE VE KISALTMALAR X 1.GİRİŞ Aminometilfosfinlerin Sentezlenmesi Fosfin Ligandları ve Karışık Ligand İçeren Komplekslerin Biyolojik Yönleri Amino Asitler Hakkında Genel Bilgi Amino Asitlerin Sınıflandırılması Amino Asitlerin Kimyasal Tepkimeleri Amino Asitlerin Amino Grupları ile Verdikleri Tepkimeler Amino Asitlerin Karboksil Grupları ile Verdikleri Tepkimeler Amino Asitlerin Amino ve Karboksil Grupları ile Verdikleri Tepkimeler Amino Asitlerin R Grupları ile Verdikleri Tepkimeler Amino Asitlerin Tüm Gruplarının Katılımı ile Verdikleri Tepkimeler ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE METD Materyal. 28 IV

7 Sentezler ve Karakterizasyonlarında Kullanılan Materyaller Kullanılan Araç ve Gereçler Metod Ligand ve Komplekslerin Sentezi [h 2 (CH 2 H) 2 ]Cl Sentezi (1) ( h 2 CH 2 ) 2 NBu, (dppa t bu) Sentezi (2) [ dcl 2 (h 2 CH 2 ) 2 NBu ] Kompleksinin Sentezi (3) [ t Cl 2 (h 2 CH 2 ) 2 NBu ] Kompleksinin Sentezi(4) Karışık Ligandlı Metal Komplekslerinin Sentezi [ t (dppatbu) cys ] 2+ Kompleksinin Sentezi (5) [ d(dppatbu) cys] 2+ Kompleksinin Sentezi (6) [ d(dppa t bu ) met ] 2+ Kompleksinin Sentezi(7) [ t (dppa t bu ) met ] 2+ Kompleksinin Sentezi (8) BULGULAR VE TARTIŞMA FT-Infrared Spektrumlarının Değerlendirilmesi H ve 31 -NMR Spektrumlarının Değerlendirilmesi [ t (dppa t bu ) cys ] [ d (dppa t bu ) cys ] [ d (dppa t bu ) met ] [ t (dppa t bu ) met ] SNUÇLAR VE ÖNERİLER. 46 Kaynaklar. 47 Ekler.. Özgeçmiş V

8 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA N Çizelge 1.1. Aminoasitlerin Semboller ile Gösterimi... 9 Çizelge 1.2. Amino Asitlerin Sınıflandırılması Çizelge 4.1. Sentezlenen Komplekslerin FT-IR Spektrumları (cm -1 ) Çizelge 4.2. Sentezlenen Metal Komplekslerinin 1 H-NMR Spektrum Değerleri Çizelge 4.3. Sentezlenen Metal Komplekslerinin 31 -NMR Spektrum Değerleri VI

9 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA N Şekil 1.1. Bazı Fosfin Ligandlarının Yapıları... 1 Şekil 1.2. Aminometilfosfin Sentezlenme Tepkimeleri... 2 Şekil 1.3. Tris(anilinometil)fosfin ve 1, 3, 5- diazafosforinan nın yapısı... 3 Şekil 1.4. Aminoasitlerin peptitleşme reaksiyonu... 4 Şekil 1.5. Antitümöral Özellik Gösteren Ajanlar... 5 Şekil 1.6. t(ii) nin beş koordinasyonlu Amino fosfin Kompleksleri... 6 Şekil 1.7. Antimikrobiyal Özellik Gösteren Kompleksler... 7 Şekil 1.8. Amino asit Yapısı... 7 Şekil 1.9. Disülfid Bağ luşumu Şekil 2.1. S-metilsistein S,N şelat oluşum Diastereomer Yapıları Şekil 2.2. H-NMR Spektrumu a) t(nd3)2(mecys-s,n, b) t(nd3)2(mecys D- S,N) Şekil 2.3. Karboplatinin Amino Asit Türevli Yapısı Şekil 2.4. Antitümör Özellik Gösteren Kompleksler.. 21 Şekil 2.5. Sistein Türevli Metal Kompleksler Şekil 2.6. Farklı Amino Asit İçeren Metal Kompleksleri Şekil 2.7. Fosfin Ligandı İçeren Yedi Altın Kompleksi. 23 Şekil 2.8. Amino Asitli Rutenyum Kompleksi Şekil 2.9. Fenantrolinin Farklı Amino A.A İçeren Metal Kompleksi. 24 Şekil2.10. Biyolojik Ligandlı Yapılar.. 24 Şekil2.11. t(ii) nin Beş-Koordinasyonlu Aminofosfin Kompleksleri Şekil2.12. Farklı Ligand İçeren Metal Kompleksleri Şekil2.13. Deoxyallin (S-allil L- sistein) Yapısı Şekil 3.1. Fosfonyum Tuzu Eldesi Şekil 3.2. Ligand Sentezi (dppa t bu) Şekil 3.3. d (II) Metal Kompleksi Sentezi Şekil 3.4. t (II)Metal Kompleksi Sentezi Şekil 4.1. [ t (dppa t bu ) cys ] 2+ Kompleksinin Açık yapısı VII

10 Şekil 4.2. [ d (dppa t bu )cys ] 2+ Kompleksinin Açık Yapısı Şekil 4.3. [d(dppa t bu ) met ] 2+ Kompleksinin Açık Yapısı Şekil 4.4. t (dppa t bu ) met ] 2+ Kompleksinin Açık Yapısı VIII

11 EKLER DİZİNİ SAYFA N Ek [t(dppa t bu) cys ] 2+ Kompleksinin 1 H-NM Spektrumu Ek [ d (dppa t bu) cys ] 2+ Kompleksinin 1 H NMR Spektrumu. 52 Ek [ t (dppa t bu) met ] 2+ Kompleksinin 1 H NMR Spektrumu 52 Ek [d(dppa t bu) met] 2+ Kompleksinin 1 H-NMR Spektrumu 52 Ek [t (dppa t bu) cys] 2+ Kompleksinin 31 -NMR Spektrumu. 53 Ek [d(dppa t bu) cys] 2+ Kompleksinin 31 -NMR Spektrumu. 53 Ek [d (dppa t bu) met] 2+ Kompleksinin 31 -NMR Spektrumu 54 Ek [t (dppa t bu) met] 2+ Kompleksinin 31 -NMR Spektrumu Ek [d (dppa t bu) met ] 2+ Kompleksinin FT-IR Spektrumu Ek [d (dppa t bu)cys] 2+ Kompleksinin FT-IR Spektrumu. 56 Ek [t (dpp t bu) met] 2+ Kompleksinin FT-IR Spektrumu Ek [t (dppa t bu) cys] 2+ Kompleksinin FT-IR Spektrumu IX

12 Simgeler ve Kısaltmalar dppa t bu : N, N-bis(difenilfosfinometil) aminoter-butil Ar : Aril [tcl 2 CD] Diklor (1, 5-sikloktadien) platin(ii) [dcl 2 CD] Diklor (1, 5-sikloktadien) paladyum(ii) Cyc Sistein Met Metiyonin DMS : Dimetilsülfoksit DMS-d 6 : Dötero-dimetilsülfoksit CDCl 3 : Kloroform FT-IR : Fourier Dönüşümlü Infrared Spektroskopisi 1 H-NMR : roton nükleer magnetik rezonans spektroskopisi 31 -NMR : Fosfor-31 nükleer magnetik rezonans spğektroskopisi g : Gram L : Litre ml : Mililitre C : Santigrat derece δ : Kimyasal kayma ppm :Milyonda bir birim M A A.A d s z o ş : Mol ağırlığı : Amino Asit : Dublet (ikili) : Singlet (tekli) : Zayıf : rta : Şiddetli X

13 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ 1. GİRİŞ Fosfinlerin genel formülleri R 3 olup R = alkil, aril ve hidrojendir. H 3, (fosfin), Me 3 (trimetilfosfin), h 3 (trifenilfosfin)), fosfitlerin genel formülleri ise (R) 3 olup her iki yapıda olduğu gibi fosfor üzerindeki bir çift ortaklanmamış elektron (dönor elektronlar) ile metale koordine olmaktadır. Şekil 1.1 de görüldüğü gibi farklı yapıda çok sayıda fosfor içeren çok dişli ligandlarda örnek verilebilir (A. M. Laointe 1999). Bir geçiş metaline bir fosfin ligandının bağlanabilme yeteneği genellikle onun sterik ve elektronik özelliklerine bağlıdır. Sterik ve elektronik özellikleri değiştirilerek bir fosfin ligandının geçiş metalleri ile oluşturacağı komplekslerinin, katalitik reaksiyonlardaki aktivitesi ve seçiciliği arttırılabilir. Bu kompleksler tek dişli ligandlara göre daha kararlı kompleksler olup belirli bir ürünün katalizlenmesi açısından stereogenik ve stereospesifik katalizörlerdir. H N (CH 2 )n H 2 C R 2 R 2 Aminofosfin R 2 R 2 Alkilfosfin RHN R 2 Aminometilfosfin (R) 2 (R) 2 N N (R) 2 (R) 2 1,1,2,2-tetrakis((dialkilfosfino)metil)hidrazin R=-CH 3, -h, Şekil 1.1. Bazı Fosfin Ligandlarının Yapıları Ayrıca tıp alanında tedavilerde insan vücuduna kolay alınabilmesi ise yine önemli bir avantajdır. 1

14 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ 1.1. Aminometilfosfinlerin Sentezlenmesi Coates & Hoye (1960) ve Maier (1965) tarafından uygulanan Mannich reaksiyonu ile aminometilfosfinlerin metal komplekslerinin sentezinde yeni bir kapı açmıştır. - C-N bağı içeren bu aminometilfosfinler, formaldehitin sekonder fosfin ile (RR H) ile reaksiyonundan elde edilmektedir (Şekil 1.2.). Alkil veya aril eklentili fosfinlerin, R 3, (R = alkil, aril) sentezlenmesi için H 3 veya h 2 H deki H ile yerdeğiştirme veya Cl 3 ve h 2 Cl gibi klorlu fosfinlerin stokiyometrik miktarda LiR ile tepkimesi sonucu elde edilebilir. Böylelikle -mono, - di ve -trifosfinler sentezlenebilir. -CH 2 - bağı ya da aminometilfosfin -C-N bağı içeren fosfinler hakkında günümüzde oldukça fazla sentez yapılmıştır. Aminometilfosfin, yaygın olarak diklormetan, tetrahidrofuran veya toluen çözücüleri kullanılarak h 2 H, amin ve formaldehitin aşırısı ile tepkimeye sokularak elde edilir (Şekil 1.2). RR H + RR NH + HCH RR CH 2 NRR + H 2 h 2 H + HCH + H 2 NR h 2 h 2 N R 1.KH, MeH/H 2 R n (CH 2 CMe) 3-n,R n (CH 2 NR 2 ) 3-n 2.R 2 NH Şekil 1.2. Aminometilfosfinin sentezlenme tepkimeleri. Elde edilen aminometilfosfin anilin, etanol veya asetonlu ortamda hidroksil ile yer değiştirerek tetrakis(anilinometil)fosfonyum klorür (THC) oluşturmaktadır (1.3). Asetonlu ortamda trietilamin ile 1, 3, 5- diazafosforinan ve elde edilen ligand amonyak ile tris(anilinometil)fosfin oluşmaktadır. 2

15 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ (CH 2 H) 3 + hnh 2 (CH 2 NHh) 3 (1.2) NH 3 THC + hnh 2 (CH 2 NHh) 4 CI (1.3) NEt 3 h N -CH 2 Nh N Şekil 1.3. Tris(anilinometil)fosfin ve 1, 3, 5- diazafosforinan nın yapısı h (1.4) İleri amino asit türevlerinin sentezi (metanol veya asetonitril) optiksel olarak aktif hidroksimetil fosfinleri kullanılarak denenmiştir. Aminoasit sübstitüe edilmiş ligandların siklohekzil türevleri kendi fosfin oksitleriyle birlikte hazırlanmıştır. Aminometil fosfinlerin hidrojenasyon, hidroformülasyon gibi reaksiyonlara katalitik etkisi bulunduktan sonra çalışmalar oldukça hız kazanmıştır. Metal komplekslerin özellikle geçiş metal komplekslerinin sentezi artırılmıştır. t(ii) ve Rh(I) komplekslerinin bazıları hidroformülasyon ve hidrojenasyon katalizörleri olarak incelenmiştir Fosfin Ligandları ve Karışık Ligand İçeren Metal Komplekslerinin Biyolojik Yönleri Metal komplekslerinin biyolojik yönünün incelenmeye başlanmasıyla bazı komplekslerin bilinmeyen biyolojik tepkimelerde kullanılacağı tespit edilmiştir. Örneğin, fosfinlerin aminoasitlerin peptitleşmesi gibi reaksiyonları katalizlediği gözlenmiştir (Şekil 1.4 ) 3

16 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ h 2 + CCI 4 + Z-NHCHRC 2 H + H 2 NCHR'C 2 R".HX + 2Et 3 N ()h 2 + CHCI 3 + Z-NHCHRC-NHCHR'CR" + Et 3 N.HCI = olystyrene X=CI, Tosyl + Et 3 N.HX Şekil 1.4. Aminoasitlerin peptitleşme reaksiyonu. Biyokimyasal çalışmalar hız kazandıktan sonra fosfinlerin özellikle nikel kompleksi insan vücudunda üreazın hidrolizini gerçekleştirdiği ve bu üreazı amonyak ve karbonik asite parçaladığı saptanmıştır. Suda çözünebilen fosfinlerle ilgili çalışmalar uzun bir süre durakladıktan sonra 1980 yıllarında çevresel ve ekonomik olarak ihtiyaç duyulduğundan dolayı çalışmalar hız kazanmıştır. rganik çözücüden avantajlı olması sebebiyle suda çözünebilen fosfinlerin homojen sistemlerde hidrojenasyon ve hidroformülasyon gibi reaksiyonlarda katalizör etkisi daha çok araştırma konusu olmuştur. Leeni Hirsivaaro yaptıkları çalışmada aromatik tersiyer fosfinler özellikle ortometoxy içerenler 6B grubu metal karbonilleri ile fosfor atomu üzerinden tek dişli ligand oluşturduğunu deneysel olarak gözlemlemişlerdir. Özellikle tungsten karbonil ile atomu arasında oluşan kompleks bilinmektedir. (o-anisyl) difenilfosfin bis (oanisyl) fenilfosfin, tris(o-anisyl)fosfin ve (p-anisyl)bis (o-anisyl)fosfin ligandını kullanarak Cr, Mo, W komplekslerini sentezlenmiş ve X-Işınları, 1 H, 13 C ve 31 NMR ile IR ve elementel analiz yöntemleri kullanarak yapıları aydınlatılmıştır NMR değerleri (Ligandlar) h 2 (o-meh) h (o-meh) 2 (o-meh) 3 (o-meh){p-meh) δ δ δ δ 4

17 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ Elde edilen bu ligandların 31 -NMR ile yapılan karakterizasyon ve bağlı olan grupların artması ile artan elektronegativite, sterik etki, ve п bağlarının etkisini görmek açısından önemlidir. Fosfin ligandlarının ve komplekslerinin antitümör ve antibakteriyel etki gösterdiğinin deneysel olarak saptanması bu tür bileşiklerin sentezine ve farmakolojik özelliklerinin incelenmesine varolan ilgiyi daha da artırmıştır. Bu çerçevede yapılan araştırmalarda altın(i) fosfin türevlerinin canlı ortamında murine tümör modellerine karşı önemli aktivite gösterdiği tespit edilmiştir ( Mc Keage 2000). İlk olarak trietilfosfinaltın(i)tetraasetatotiyoglikoz (Auranofin) ve trifenilfosfin altın(i) klorür kompleksleri üzerinde yoğunlaşılmıştır. Auranofin kompleksi, 388 lösemili fare hücresinin DNA polimeraz enzimini inhibe ederek farenin yaşama süresini uzatmıştır (Mirabelli 1985-Simon 1981). Ancak daha sonra tetrahedral altın(i) kompleksleri olan bis[1,2-bis(difenilfosfino)etan]altın(i) klorür ([Au(dppe) 2 ]Cl) ve Bis[1,2-bis(di-n-piridilfosfino)etan]altın(I) klorür ([Au(dpype) 2 ]Cl) komplekslerinin murine tümor modellerine karşı daha geniş bir spektrumda daha yüksek aktiflik gösterdiği tespit edilmiştir (Berner-rice ). Bis[1,2-(difenilfosfino)etan]altın(I) klorür ([Au(dppe) 2 ]Cl), in vitro, mitokondri DNA sına bağlanarak, DNA-protein çapraz bağlanmasını engellemekte ve böylece 388 lösemi hücreleri üzerine antimitokondriyal etkide bulunmaktadır (Dong 1997) (Şekil 1.5). h 2 h 2 Au h 2 h 2 + Cl R 2 R 2 Au R 2 R 2 + Cl R 2 R 2 Au R 2 R2 R 2 R 2 Au R 2 R Cl - [Au(dppe) 2 ]Cl R= m- veya p-piridil R=o-iridil Şekil 1.5. Antitümöral Özellik Gösteren Ajanlar 5

18 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ otansiyel olarak antitümör etki göstermesi beklenen metal komplekslerinin, fosfolipid yapısındaki hücre zarından geçebilmesi için belirli bir yağ severliğe (lipofiliklik) sahip olması gerekmekte ve bu amacı gerçekleştirebilmek için genellikle katyonik kompleksler kullanılmaktadır (McKeage 2000). Auronofinde olduğu gibi yağ sever (lipofilik) özellikteki (glikoz gibi) moleküller yardımıyla da yağ severlik (lipofiliklik) sağlanabilmektedir. Aminofosfin t(ii) komplekslerinin DNA bazları olan guanin ve timine halkaaçılma (ring-opening) reaksiyonlarıyla bağlanabildiği ve kanserli hücrelere karşı sitotoksik etki gösterebildiği bilinmektedir (Reedijk 1999). Sitotoksik platin komplekslerinin hedefi olarak çoğunlukla DNA görülür. Ancak DNA ya giden yolda platin kompleksleri özellikle kükürt içeren metiyonin ve sistein gibi diğer birçok biyomolekülle etkileşime girip zehirleyici yan etkilere sebep olabilir. Bu zehirleyici yan etkileri azaltmak için kükürt donor ligandlar koruyucu ajanlar olarak kullanılabilir (Reedijk 1999 ve Garcia-Seijo 2002). Nitekim t(ii) nin beşkoordinasyonlu aminofosfin komplekslerinde ligandlardan birinin asetil-l-sistein ve N-asetil-L-metiyonin gibi kükürtlü aminoasitler veya sistein tripeptidi glutatyon olarak seçildiği kompleksler sentezlenmiş ve göreceli olarak düşük de olsa sitotoksik etki gösterdikleri tespit edilmiştir (Şekil 1.6) (Garcia-Seijo 2002) Şekil 1.6. t(ii) nin Beş-koordinasyonlu Aminofosfin Kompleksleri Ayrıca [(h 2 CH 2 ) 2 NCH 3 ] (dppam) ligandının Au(I), Cu(I), Ag(I) ve Co(II) kompleksleri sentezlenmiş antimikrobiyal etkileri incelenmiş ve 1200 µg/disk 6

19 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ derişimde bütün komplekslerin antimikrobiyal aktivite gösterdiği tespit edilmiştir (Şekil 1.7) (Uruş 2005) Şekil 1.7. Antimikrobiyal Özellik Gösteren Kompleksler Me N h 2 h 2 M h 2 h 2 N Me X Me N h 2 h 2 Co Cl Cl M: Ag, X: N 3 (1) M: Au, X: Cl (2) M: Cu, X: Cl (3) [CoCl 2 dppam] (4) Biyolojik ligand olarak dikarboksilik asitler, aminoasitler ve peptidler kullanılarak cis-platinin dezavantajlarını azaltacak yönde paladyum kompleksleri [d(me 2 en)cl 2 ] ve [d(me 2 en) (CBCA)] sentezlenmiştir. Kompleks oluşum esnasında karboksilikasitlerin ve aminoasitlerin 1-1 oranda, DNA üyeli birimlerin ise hem 1-1 hem de 1-2 oranda oluşma eğimli gösterdiği belirlenmiştir (Mahmoud 2001). Bu konuda yapılan diğer çalışmalarda yine cis-platine benzer etkiyi gösteren platin ve paladyum komplekslerinin aminoasit tuzları ile fenatrolinin ligand olarak etkileşim gösterdiği metal kompleksleri [t(hen)(cys)] N 3.XH 2 ], [d(hen)(cys)] N 3.XH 2 belirtilmiştir (Victor 2000) Amino Asitler Hakkında Genel Bilgi C - H 3 N + C H R α-amino asit (AA) Şekil 1.8. α-amino asit (AA) in Yapısı Amino asitler, yapılarında hem amino grubu ( NH 2 ) hem de karboksil grubu ( CH) içeren bileşiklerdir. Doğada 300 kadar farklı amino asit bulunmaktadır. 7

20 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ Amino asitlerin standart amino asitler diye bilinen 20 tanesi, karakteristik sayı ve diziliş sırasında bir düz zincirde birbirlerine kovalent olarak bağlanarak proteinleri oluştururlar. Standart amino asitler, DNA tarafından kodlanan ve proteinleri oluşturan birimlerdir. Bir standart amino asit polipeptit zinciri yapısına girdikten sonra bir modifikasyona uğrarsa Standart olmayan amino asitler diye bilinen bazı amino asitler oluşabilir. Örneğin prolin, kollajen içerisinde hidroksiproline okside olur. Birçok enzim aktivitesi, serin, treonin ve tirozin birimlerinin fosforilasyonu ile düzenlenir. Glikoproteinlerde serin, treonin, asparajin amino asitlerine, galaktoz, glukoz, mannoz, diğer şekerler veya oligosakkaritler bağlanmıştır. Tiroglobülin yapısındaki tirozin, tiroit hormonlarına (T 3 ve T 4 ) dönüştürülür. roteinlerin yapısında bulunmayan fakat hücrede çok değişik biyolojik fonksiyonlara sahip amino asitler de vardır Amino Asitlerin Sınıflandırılması Amino asitler kendi aralarında iki gruba ayrılırlar. 1) rotein yapısına giren amino asitler: Standart (primer, normal) 2) Standart olmayan amino asitler : Modifiye amino asitler rotein yapısına girmeyen amino asitler Standart amino asitler, aynı karbon atomuna bağlanmış bir amino grubu ve bir karboksil grubu içerirler. Fizyolojik ph da, amino grubu proton taşır ve pozitif yüklüdür; karboksil grubundan ise proton ayrılmıştır ve negatif yüklüdür: Standart amino asitlerde amino ve karboksil gruplarının bağlı olduğu karbon atomu α-karbon atomu diye anılır. R grubu bir zincirde ek karbonlar içeriyorsa bu karbonlar β, γ, δ, ε gibi harflerle belirtilirler. Standart amino asitler, üç harfli kısaltmalar ve tek harfli sembollerle gösterilirler: 8

21 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ Çizelge1.1. Amino Asitlerin Semboller ile Gösterimi Amino asit Kısaltma Amino asit Kısaltma Glisin Gly G Trenoin Thr T Alanin Ala A Sistein Cys C Valin Val V Metiyonin Met M Lösin Leu L Asparjin Asn N İzolösin Ile I Glutamin Gln Q rolin ro Aspartat Asp D Fenilalanin he F Glutamat Glu E Tirozin Tyr Y Lizin Lys K Triptofan Trp W Arjinin Arg R Serin Ser S Histidin His H Amino asitlerin sembolleri, proteinlerdeki amino asitlerin kompozisyonunu ve sırasını göstermek için stenografi olarak kullanılır. Standart Amino Asitlerin Sınıflandırılmaları Standart amino asitler birbirlerinden yan zincirlerindeki yani R gruplarındaki yapı, büyüklük, elektrik yükü, amino asidin sudaki çözünürlüğüne etkisi bakımından farklıdırlar. Bazı amino asitler, fizyolojik ph da, amino grubundaki pozitif yüke ve karboksil grubundaki negatif yüke ek olarak yan zincirde de bir yük taşımaktadırlar. Bazı yan gruplar polar iken bazı yan gruplar nonpolardır. Amino asitlerin fonksiyonları ve protein yapısındaki rolleri, yan zincirlerinin kimyasal özellikleri ile bağlantılıdır. Standart amino asitler, R yan gruplarının yapısal özelliklerine göre yedi sınıfa ayrılırlar: Standart amino asitler, kimyasal özelliklerinin kolay anlaşılması için, R yan gruplarının özellikle polarite veya biyolojik ph da su ile etkileşmeye eğilim özelliklerine göre de beş sınıfa ayrılır. 9

22 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ Çizelge 1.2. Amino Asitlerin Sınıflandırılması Nanpolar, alifatikler R gruplu amino asitler Negatif yüklü R gruplu amino asitler H 2 N CHC H H H 2 N CHC CH 3 H H 2 N CHC H CH CH 3 Glisin Alanin CH 3 rolin H 2 N CH C H H 2 N CH C H H 2 N CH C CH 2 CH CH 3 CH 3 HH 2 N CH C CH CH 3 CH 2 CH 3 H HN C H CH 2 C H Aspartat CH 2 CH 2 C H Glutamat Lösin Izolösin rolin Nanpolar, aromatik R gruplu amino asitler ozitif yüklü R gruplu amino asitler H 2 N CH C CH 2 H H 2 N CH C CH 2 HH 2 N CH C CH 2 H H 2 N CH C CH H H H 2 N CHC CH 2 CH 2 H H 2 N CH C CH 2 H Fenilalanin H Tirozin HN Triptofan CH 3 Lizin CH 2 NH C NH NH 2 Arjinin N NH Histidin olar, fakat yüksüz R gruplu amino asitler H C H CH 2 H 2 N CH C HH 2 N CH C CHN C H CH 2 CH H CH 2 H CH 3 SH Serin Trenoin Sistein H H 2 N CH C CH 2 CH 2 S CH 3 H H 2 N CH C CH 2 C H H H 2 N CH C CH 2 CH 2 C NH 2 H Metiyonin Asparjin Glutamin Glisin (Gly, G), R grubu H olan amino asittir; amino asitlerin en basit yapılısı ve en az interaktif olanıdır. Glisin, proteinlere, bulunduğu yerde, diğer amino asitlerden daha fazla fleksibilite verir. Alanin (Ala, A), R grubu metil olan amino asittir. 10

23 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ Valin (Val, V), Lösin (Leu, L), İzolösin (Ile, I), dallı yan zincirli amino asitlerdir. Bunların büyük yan zincirleri, diğerlerinden farklı şekilleriyle protein yapıları içinde hidrofobik etkileşimi kolaylaştırmada önemlidir. rolin (ro, ), yapısındaki amino grubu imino grubu (-NH) halinde ve bir halkalı yapı içinde olan amino asittir. rolin, halkalı yapısı nedeniyle proteinin yapısal fleksibilitesini azaltır. Fenilalanin (he, F), metil grubuna fenil grubu bağlanmış alanin yapısında amino asittir. Tirozin (Tyr, Y), fenil grubuna hidroksil grubu bağlanmış fenilalanin yapısında amino asittir. Tirozin amino asidi hidrofobik (suyu sevmeyen) olmakla birlikte içerdiği hidroksil grubuyla hidrojen bağı oluşturabilir ve bazı enzimlerin aktivitesinde tirozinin hidroksil grubu önemli bir fonksiyonel grup olarak etkili olur. Triptofan (Trp, W), indol halkası içeren amino asittir. Fenilalanin, tirozin ve triptofan, aromatik yan zincirleriyle nisbi olarak nonpolardırlar; tirozin hidroksil grubu ve triptofan indol halkasının azotu nedeniyle fenilalaninden anlamlı olarak daha polardırlar. Fenilalanin, tirozin ve triptofandaki aromatik gruplar, farklı protein zincirleri arasında güçlü hidrofobik etkileşim gösterirler. Tirozin ve triptofan, daha az derecede de fenilalanin, ultraviyole ışığı absorbe ederler. Serin (Ser, S), metil grubuna hidroksil grubu bağlanmış alanin yapısında amino asittir. Treonin (Thr, T), serin gibi hidroksil grubu içeren amino asittir. Sistein (Cys, C), sülfhidril (tiyol) grubu içeren amino asittir. Sistein, sistin diye adlandırılan bir kovalent bağlanmış dimerik amino asit şekline okside olabilir; sistinde iki sistein molekülü bir disülfit köprüsü vasıtasıyla birbirine bağlanmıştır. 11

24 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ Disülfid Bağ luşumu Sistein Sistein disülfidbağı SİSTİN Şekil 1.9..Disülfid Bağ luşumu Sistindeki gibi disülfit köprüleri, birçok proteinde meydana gelir ve proteinin yapısını stabilize ederler. Metiyonin (Met, M), kükürt ve aynı zamanda metil grubu içeren amino asittir. Asparajin (Asn, N), Aspartatın amididir. Glutamin (Gln, Q), Glutamatın amididir. Serin, treonin, sistein, metiyonin, asparajin ve glutaminin R grupları, su ile hidrojen bağları oluşturan fonksiyonel gruplar içerdiğinden suda nonpolar amino asitlerden daha fazla çözünürler. Serin ve treonindeki hidroksil grupları, asparajin ve glutamindeki amid grupları, bu amino asitlerin birbirleriyle, su ile veya proteine bağlı diğer polar bileşiklerle hidrojen bağı oluşturmalarını sağlar; hidrofilik (suyu seven) olan bu amino asitler, sulu çözeltilerde, globüler proteinlerin su ile etkileşim gösterebildikleri yüzeylerinde bulunurlar. Sistein ve metiyonin de polardırlar, her biri kükürt atomu içerir; ancak yer aldıkları amino asit grubu içinde diğer amino asitlere göre daha hidrofobik (suyu sevmeyen) dirler. Aspartat (Asp, D), β-pozisyonunda ikinci bir karboksil grubu içeren amino asittir. Glutamat (Glu, E), γ- pozisyonunda ikinci bir karboksil grubu içeren amino asittir. Aspartat ve glutamat, asidik amino asitler olarak da bilinirler; ikinci karboksil gruplarıyla ph 7 de net negatif yüklü R gruplarına sahip amino asitlerdir. Aspartat ve glutamat, asparajin ve glutaminin ana bileşikleridirler. Lizin (Lys, K), alifatik zincirde ε-pozisyonunda ikinci bir amino grubu içeren amino asittir. Arjinin (Arg, R), pozitif olarak yüklü guanidino grubu içeren amino asittir. Histidin (His, H), imidazol grubu içeren amino asittir. 12

25 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ Lizin, arjinin ve histidinin yan zincirleri, içerdikleri azot atomlarında protonlanarak pozitif yükle yüklenebilir; bu amino asitler, bazik amino asitler olarak da bilinirler. Histidindeki imidazol grubunun yükü, ph değerlerindeki küçük değişiklikler veya lokal çevre ile değişebilir. Standart lmayan Amino Asitler Nonstandart amino asitler, bir standart amino asit bir protein yapısına girdikten sonra bir değişim reaksiyonu sonucu türemiş amino asitlerdir. 4-Hidroksiprolin: rolin türevidir. 4-Hidroksiprolin, bitki hücre duvarı proteinlerinde ve bağ dokusunun fibröz proteini olan kollajende bulunur. 5-Hidroksilizin: Lizin türevidir. 5-Hidroksilizin, kollajenin yapısında bulunur. + NH 3 H 2 N H 2 C H C H 2 C H 2 C CH H C - 5-hidroksilizin 6-N-metillizin: Lizin türevidir. 6-N-metillizin, kasların kontraktil proteini olan miyozinde bulunur. + NH 3 H 3 C HN H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C CH 6-N-Metilizin C - γ-karboksi glutamat: Glutamat türevidir - C H 2 C - CH C H 3 N+ CH karboksiglutamat C - 13

26 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ γ-karboksi glutamat, ıhtılaşma faktörü protein olan protrombinde (Faktör II) ve Ca 2+ bağlayan diğer belli proteinlerde bulunur. Desmozin: Dört lizin kalıntısı içerir Amino Asitlerin Kimyasal Tepkimeleri Amino Asitlerin Amino Grupları İle Verdikleri Tepkimeler 1) Asitamid (peptit) oluşumu: Bir amino asidin NH 2 grubu ile bir başka amino asidin CH grubu arasından su çıkışıyla iki amino asit arasında peptit bağı oluşur ve böylece peptitler meydana gelir. + 2) Metillenme: Amino asitler zwitterion durumunda iken, NH 3 grubundaki 3 hidrojenin yerine CH 3 grupları geçerek betainler oluşur. H 3 N + -CH 2 -C - (H 3 C) 3 N + -CH 2 -C - Glisin) (Glisin betain) 3) Sanger tepkimesi: Amino asitlerin amino grupları, 1-fluoro-2,4-dinitrobenzen ile açık sarı bir bileşik olan 2,4-dinitrofenilamino asit oluşturur. F N N 1-Floro-2,4-dinitrobenzen H R H H-N-C-C - - C C N -HF R N 2 H H 2 N amino asit 2,4-dinitrofenilamino asit 4) Van Slyke reaksiyonu: Amino asitler, nitröz asitle reaksiyona girerek azot gazı açığa çıkmasına neden olurlar. R-CH-CH + N-H R-CH-CH NH H + N H 2 14

27 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ 5) Sörensen titrasyonu: Amino asitler, nötral veya hafif alkalik çözeltilerde formaldehit ile reaksiyona girerek mono- veya dimetilol türevleri meydana getirirler. R-CH-C - + CH 2 NH 2 Amino asit Formaldehit R-CH-C - + CH 2 H-N-CH2 H Monometilol a.a R-CH-C - H-N-CH 2 H Dimetilol a.a Bundan sonra karboksil grubu standart alkali ile titre edilebilir; böylece bir amino asit çözeltisinde bulunan karboksil grubu miktarı tayin edilir; karboksil grubu tayininden yararlanılarak da bir çözeltide bulunan amino asit miktarı saptanabilir. 6) Schiff bazı oluşturma: Amino asitlerin aldehitlerle reaksiyonu sonucunda Schiff bazı ( N=CH ) oluşabilir. 7) Aromatik asitlere bağlanma: C-Cl + H 2 N-CH 2 -CH C-NH-CH 2 -CH + HCl Benzoil klorür Glisin Benzoilglisin Böylece zararlı maddelerin organizmadan atılması sağlanır. Hippurik asit, ot yiyen hayvanlarda üreden sonra idrarla atılan en önemli azotlu maddedir; benzol türevleri organizmada benzoik asite dönüşebildiklerinden ve bitkiler benzol türevleri yönünden zengin olduklarından bitkisel besinlerle beslenmede, hippurik asit atılımı yüksek düzeyde olur. 8) Amino asitlerin amino gruplarına karbondioksit bağlanarak karbamino asitler meydana gelir. R-CH-CH + C 2 NH 2 Amino asit R-CH-CH H-N-CH Karbamino asit Hemoglobinin karbondioksit ile karbamino asit oluşturması, karbondioksitin dokulardan akciğere taşınmasında önemlidir. 15

28 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ Amino Asitlerin Karboksil Grupları İle Verdikleri Tepkimeler 1) Tuz oluşturma: Amino asidin karboksil grubundaki hidroksil hidrojeninin yerine Na + gibi iyonların geçmesi sonucudur. 2) Amid oluşturma: Amino asidin karboksil grubundaki hidroksilin yerine amino grubunun geçmesi sonucudur. 3) Asitamid (peptit) oluşturma: Bir amino asidin CH grubu ile bir başka amino asidin NH 2 grubu arasından su çıkışıyla iki amino asit arasında peptit bağı oluşur ve böylece peptitler meydana gelir. 4) Ester oluşturma: Amino asitlerin alkol ile susuz hidroklorik asit eşliğinde reaksiyona girmelerinin sonucudur. 5) Dekarboksilasyon: Amino asidin karboksil grubundan karbondioksit çıkmasıyla biyojen aminler oluşur. Amino asitlerin dekarboksilasyonunda histidinden histamin, lizinden kadaverin, ornitinden putressin, tirozinden tiramin, triptofandan triptamin oluşumu önemlidir Amino Asitlerin Amino Ve Karboksil Gruplarının Birlikte Verdikleri Tepkimeler 1) Ninhidrin tepkimesi: Ninhidrin çözeltisi ile kaynatılan bir α-amino asit, mavimenekşe renkli bir kompleks verir. 2) Amino asitler, Cu 2+, Ni 2+, Co 2+ gibi ağır metal katyonlarıyla kompleks tuzlar oluştururlar: 3) Amino asitler katı halde 200 o C ye kadar ısıtıldıklarında diketopiperazin türevleri ve polimerler meydana gelir Amino Asitlerin R Grupları İle Verdikleri Tepkimeler (Renk Tepkimeleri) 1) Ksantoprotein tepkimesi: Yapısında aromatik halka bulunan fenilalanin ve triptofan gibi amino asitler için karakteristiktir. Böyle bir amino asit veya protein çözeltisi üzerine konsantre nitrik asit ilave edildiğinde önce beyaz bir tortu, ısıtılırsa 16

29 1. GİRİŞ Serpil KARAKUŞ sarı bir renk meydana gelir; alkali ilave edilmesi halinde sarı renk koyu portakal sarısı veya turuncu diyebileceğimiz renge dönüşür. 2) Millon tepkimesi: Yapısında fenil grubu bulunan fenilalanin ve tirozin gibi amino asitler, eser miktarda nitröz asit içeren nitrik asitte çözülmüş cıva nitrat ile, ısıtmakla kırmızı renk verirler. 3) auly tepkimesi: Yapısında fenil ya da imidazol grubu bulunan fenilalanin, tirozin, histidin gibi amino asitler, alkali ortamlarda sulfanilik asit ve sodyum nitrit karışımı ile tepkimeye girerlerse kırmızı renk verirler. 4) Sakaguchi tepkimesi: Yapısında guanidin grubu bulunan arjinin gibi amino asitler, alkali ortamda α-naftol ve sodyum hipoklorit karışımı ile tepkimeye girerse kırmızı renk verirler. 5) Hopkins Cole tepkimesi: Yapısında triptofan içeren proteinler, glioksalik asitle karıştırıldıktan sonra konsantre sülfürik asitle tabakalandırılırsa, iki maddenin temas yüzeyinde menekşe renkli bir halka meydana gelir. 6) Nitroprussiyat tepkimesi: Yapısında serbest sülfhidril grubu bulunan sistein gibi amino asitler, seyreltik amonyum hidroksitte çözülmüş sodyum nitroprussiyat ile kırmızı renk verirler. 7) Ehrlich tepkimesi: Yapısında indol grubu bulunan triptofan gibi amino asitler, sülfürik asitte çözülmüş p-dimetilaminobenzaldehit ile reaksiyona sokulursa kırmızımsı pembe bir renk oluşur. 8) Kurşun sülfür oluşumu tepkimesi: Yapısında tiyol ( SH) veya disülfit ( S S ) grubu bulunan amino asitler NaH ile kaynatıldığında H 2 S veya Na 2 S oluşur; ortama kurşun asetat çözeltisi ilave edildiğinde siyah renkli bs çöker Amino asitlerin tüm gruplarının katılımı ile verdikleri tepkime Amino asitlerin amino grupları, karboksil grupları ve varsa SH grupları, Cu 2+, Co 2+, Mn 2+, Fe 2+ gibi birçok ağır metal iyonlarıyla kompleks kelatlar (şelatlar) oluştururlar: Desmozin, fibröz protein olan elastinde bulunur. Selenosistein: Serinin oksijenden daha çok selenyum içeren türevidir. 17

30 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2+ Trevor G. Appleton ve ark. (1988), cis-t(nh 3 ) 2 (H 2 ) 2 ile S-metil-Lsistein(mecysH) ve L-metionin (meth)reaksiyonu incelenmiş ve t(nh 3 ) 2 (mecys- S,N) +, t(nh 3 ) 2 (met-s,n) + şelat ürünleri oluşmuştur. luşan ürünlerin 1 H, 13 C, 15 N, ve 195 t-nmr ile karakter analizleri yapılmıştır. Şekil 2.1 S-metilsistein S, N şelat oluşumunun diastereomer yapıları 18

31 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ Şekil H-NMR Spektrumu a) t(nd 3 ) 2 (mecys-s,n) + b) t(nd 3 ) 2 (mecysd-s,n) 2+ J. Fawcett ve ark. (1995), Tris(dibenzilidenaseton)dipalladyum ve bis(dibenzilidenaseton)platin ile N,N-bis(disiklohekzilfosfinometil)metilamin, (Cy 2 CH 2 ) 2 NMe (Cy: siklohekzil) ve N,N-bis(difenilfosfinometil)metilamin, (h 2 CH 2 ) 2 NMe ligandlarının reaksiyonu sonucu [M(dba){(R 2 CH 2 ) 2 NMe}] (M: d veya t, dba: dibenzilidenaseton) kompleksleri elde edildi ve 1 H, 13 C ve 31, NMR, FT-IR ve kütle spektrumları alındı, kristal yapıları da X-Ray difraksiyonuyla 19

32 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ belirlenerek kompleksler karakterize edildi ve yapının kare düzlem olduğu tespit edildi Kevin J. Barnham, ve arkadaşları (1996) Bu çalışmada antikanser ilacı olarak kullanılan karboplatine kükürt içeren değisik amino asit ve türevleri takılmış ve yapıları 1 H ve 15 N NMR ile karakterize edilmiş. Yapıların halka oluşturma sabitleri incelenmiştir. Yapılan araştırmada metiyoninin diğer kükürtlü türevlere göre daha kolay halka oluşturduğu tespit edilmiştir. Şekil 2.3. Karboplatinin Amino Asit Türevli Yapısı Ji-Cheng Shi, ve arkdaşları ( 1997), Şeker-fosfin ligandlı altın(i) kompleksleri [Au(n-MBA)L] [n-mba= metil 4,6--benziliden-n-deoksi-n-(difenilfosfino)-α- D-altropiranozit, HL= 1H-pirimidin-2-tion (2-pymSH), 3,5-dimetil-1H-pirimidin-2- tion (2-pymmSH). 1, n= 2, L=2-pymS; 2, n= 3, L= 2-pymS; 3, n= 2, L= 2-pymmS; 4, n= 3, L= 2-pymmS] sentezlendi ve 1 H, 13 C ve 31 -NMR ve moleküler titreşim spektrumuyla karakterize edildi. Au kompleksinin X-Ray difraksiyonuyla geometrisi belirlenmiştir. Au- bağ uzunluğu 2,256 A o, Au-S ise 2,306 A o ve -Au-S bağ açısı 20

33 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ 178,5 o dir. niki altın(i)-kiral fosfin komplekside 388 löseminin büyümesini inhibe etmiştir. En yüksek aktiviteyi 9 numaralı kompleks 10-7 mol.dm -3 derişimde bile göstermiştir H 2-MBA h2 1 Me 4 6 H h 2 Me 3-MBA H Me Hh 2 Au S [Au(3-MBA)Cl] N N Şekil 2.4. Antitümör Özellik Gösteren Kompleksler Tobias Rau, Ralf Alsfasser, Achim Zahi, ve Rudi van Eldik (1998), L-sistein türevli ligantlar içeren ; [t(en)(h 2 ) 2 ] 2+ ve [d(en)(h 2 ) 2 platin ve palladyum kompleksleri ile, α N-asetil-S-metilen-2-(2 -piridin)-l-sistein ; (py-ch 2 -accys) ve α- N-asetil-S-etilen-2-(2 -piridin)-l-sistein; (py-c 2 H 4 -accys) sentezlenmiştir.ürünlerin karakterizasyonu için NMR ve UV-vis teknikleri kullanılmıştır. NMR spektroskopisi ile S ve N üzerinden beş ve altı üyeli şelat halkalarının oluştuğu açığa çıkarılmıştır. Ayrıca aminoasite ait fonksiyonel grubun koodinasyonda yer almadığı da belirtilmiştir. 21

34 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ Şekil 2.5. Sistein Türevli Metal Kompleksler A.M.Nijasure, ve arkadaşları (1999), Genel formülü [(LMS) 2 d(a.a))]cl olan (LMS= levamizol, A.A= L-alanin, L-fenilglisin, L-fenilalanin, L-valin, L-metiyonin, ve L-prolin) kompleksleri; amino asitlerin sodyum tuzları ile [(LMS) 2 Cl 2 ] kompleksinin etkileşimi sonucunda sentezlenmiştir. Sentezlenen kompleksler UV- Vis, IR ve 13 C-NMR teknikleri ile karakterize edilmiştir. Levamizol yapısının, paladyum metaline N-7 azot üzerinden amino asite ise karboksilat oksijeni ve amin azotu arasından koordine olduğu ve L-metiyonin, L-prolin kükürt ve azot atomları üzerinden metale bağlandığı ayrıca antibakteriyel özellik gösterdiği belirtilmiştir. N S N LMS d H 2 N C= CH CH 3 d H 2 N C= CH d H 2 N C= CH CH 2 d H 2 N C= CH 3 CH CH CH 3 C= d HN-CH H 2 C CH 2 CH2 d H 2 N S CH 2 CH 2 CH CH Şekil 2.6. Farklı Amino Asit İçeren Metal Kompleksleri 22

35 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ F. Novelli, M. Recine, F. Sparatore, C. Juliano, (1999). Yedi farklı altın kompleksi hazırlanmıştır ve Gram-pozitif ve Gram-negatif bakteriler (Escheria coli, seudomanas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis), mantarlar (Candida albicans ve Aspergillus niger) ve protozoa (Trichomonas vaginalis) karşı (protozoa: tek hücreli canlılar filumu; amipler ve algler örnek verilebilir) in vitro olarak biyolojik aktivitesi araştırılmıştır. seudomanas aeruginosa haricinde bütün altın(i) kompleksleri test organizmalarına karşı aktif olduğu bulunmuştur. Birçok durumda minimum inhibitör konsantrasyonları (MIC) 1 µg/ml nin altındaydı. Antimikrobiyal aktivite sadece basitçe altın içeriğine bağlı değildir, aynı zamanda metale bağlı hem fosfin hem de aminotiyol ligandlarına bağlıdır. Ayrıca 1,2-bis(difenilfosfino)etan-bis(altın(I)lupinilsülfidhidroklorür (4) ve trietilfosfino altın(i)(2-dietilamino)etilsülfidhidorklorür (6) kompleksleri rahim kanserine karşı iyi bir antitümör aktivite göstermiştir. H N CH 2 S Au R 3 H N R CH 2 S Au R (CH 2 ) n R R Au S CH 2 H N R= C 2 H 5 (1), C 5 H 5 (2) R= CH 3, n=2 (3), R= C 6 H 7, n=2 (4), n=4 (5) C 2 H 5 N CH 2 CH 2 S Au C 2 H 5 C 2 H 5 H 3 C N N CH 2 CH 2 S Au C 2 H 5 C 2 H 5 C 2 H 5 (6) C 2 H 5 (7) C 2 H 5 Şekil 2.7. Fosfin Ligandı İçeren Yedi Altın Kompleksi Kanchana Majumder, Samaresh Bhattacharya (1999) Beş tane farklı (HL) yapısındaki α-aminoasit ile rutenyum kompleksinin; [Ru(h 3 ) 2 Cl 2 ], reaksiyonu sonucunda [Ru(h 3 ) 2 (L) 2 ] tipinde ürünler elde edilmiştir. luşan ürünler diamanyetik olup (düşük sipinli d 6, S=) görünür bölgede ligand alan geçişleri gözlenmiştir. Sentezlenen komplekslerin karakterizasyonu için 1 H-NMR ve 31-23

36 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ NMR teknikleri kullanılmıştır. Ayrıca oluşan ürünün elektron transfer özelliği de incelenmiştir. Şekil 2.8. Amino Asitli Rutenyum Kompleksi Victor X. Jin, John D. Ranford (2000) [t (phen) (A.A)]N 3.XH 2 ve [d (phen) (A.A)]N 3.XH 2 yapısındaki aminoasit kompleksleri ; metanol içerisinde, aminoasit tuzlarının platin ve paladyum kompleksleri ( [t (phen)cl 2 ] ) reaksiyonu ile elde edilmiştir. 1 H-NMR ve IR teknikleri ile karakterizasyonları yapılmıştır. luşan yeni ürünlerin sitotoksik etkinliği incelendiğinde bazılarının cisplatine benzer etkinlik gösterdiği belirtilmiştir. Şekil 2.9. Fenantrolinin Farklı Amino A.A İçeren Metal Kompleksi Mahmoud M.A Mohamed, Mohamed M. Shoukry (2001) Cis-dikloro (N,Ndimetiletilendiaminpaladyum(II); [d(me 2 en)cl 2 ], kompleksi sentezlenmiş ve 24

37 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ karkaterize edilmiştir. [d(me 2 en) (H 2 ) 2 ] 2+ ile çeşitli biyolojik ligandlı yapıların sürekli kararlılıkları ve stokiyometrileri araştırılmıştır. Ligand olarak dikarboksilik asitler, aminoasitler ve peptidler kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda dikarboksilik asit ve aminoasitlerin 1-1 oranda, DNA üyeli birimlerin ise hem 1-1 hem de1-2 oranda oluşum etkisi gösterdiği belirtilmiştir. Ayrıca; komplekslerin çözelti içerisindeki dağılım konsantrasyonları da incelenmiş olup, [d(me 2 en)cl 2 ] [d(me 2 en)(cbdca)]yapılarının FT-IR, 1 H-NMR, Mass ve termal analiz yöntemleriyle karakterizasyonları yapılmıştır. Şekil Biyolojik Ligandlı Yapılar M. Ines Garcia-Seijo, Abraha Habtemariam, iedad del Socorro Murdoch, Robert. Gould M. Esther Garcia-Fernandez (2002), latin(ii) kompleksinin; (1),[t(N 3 )Cl] {N 3 =N(CH 2 CH 2 h 2 ) 3 }; N-asetil-L-sistein (N-Ac-L-cysH) ve glutathione ( γ-l-glu-cys-gly-, GSH) gibi biyomoleküller içeren tiyoller ile renkli beş koordinasyonlu kompleksler (2); [t(n 3 ) (N-Ac-L-cys-S)] ve (3) [t(n 3 ) (GS- S)] ürünlerini oluşturmak için reaksiyona girmiştir. II. ürünün X-ray tekniğiyle (bipyramidal ) olduğu ve axial t-s bağı içerdiği gözlenmiştir. 25

38 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ Şekil t(ii) nin Beş-Koordinasyonlu Aminofosfin Kompleksleri Mohamed A. El-Gahami, ve arkadaşları (2004) Bu çalışmada dikarboksilik amino asit (aspartik, glutamik veya H 2 ADA) ve birincil ligand olan 8-hidroksikinon içeren farklı ligandlı metal kompleksleri ((Co(II), Ni(II), Cu(II) ) sentezlenmiş ve elemental analiz iletkenlik ölçümleri termal analiz, siklik voltametri, elektronik ve infrared spectroskopi ile karakterize edilmiştir. Komplekslerin antifungal özelliklerine bakılmış 200 ppm de yüksek antifungal özellik gösterdiği gözlenmiştir. Şekil Farklı Ligand İçeren Metal Kompleksleri 26

39 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Serpil KARAKUŞ Antonia C. Massabni, edro. Corbi, etr Melnikov, Marisa A. Zacharias ve Hercilio R. Rechenberg (2005) ; Co(II), Ni(II), Cu(II) ve Fe(II) tuzlarının, Deoxyallin; (S-alil-L-sistein) aminoasit potasyum tuzu ile reaksiyonundan [Co(C 6 H 10 N 2 S) 2 ], [Ni(C 6 H 10 N 2 S) 2 ], [Cu(C 6 H 10 N 2 S) 2 ], [Fe(C 6 H 10 N 2 S) 2 ] katı kompleksleri elde edilmiştir. Ürünler oktahedral yapıda olup IR spektroskopisi (C) ve (NH 2 ) grupları arasında metal iyonunun liganda koordine olduğunu göstermektedir. Deoxyallin (S-allil L- sistein) Şekil Deoxyallin (S-allil L- sistein) Yapısı Lisa Dalla Via, rnella Gia, Sebastiano Marciani Magno, Alessandro Dolmella, Daniele Marton, Vito Di Noto (2006); Ligand, olarak L-ornitin (1) yada D-ornitin (2) içeren platin (II) komplekslerinin sentezi çalışılmıştır. Kompleksler L- ornitin ve potasyum tetrakloroplatinin direk reaksiyonu ile sentezlenmiştir. Bu iki ürün de FT-IR, FT-Raman ve NMR teknikleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca oluşan ürünlerin kanserli insan hücreleri üzerinde yapılan araştırmalar sonucunda farklı sitotoksik özellik gösterdiği, özellikle ornitinin D-izomer yapısının L-izomer yapısındaki üründen daha etkili olduğu ve komplekslerin DNA ile etkileşiminin de cis platine benzer olduğu da belirtilmiştir. 27

40 3. MATERYAL VE METD Serpil KARAKUŞ 3. MATERYAL VE METD 3.1. Materyal Sentezler ve Karakterizasyonlarında Kullanılan Materyaller Azot Gazı (N 2 ) : BS firmasından temin edilmiştir (% 99,99). Çözücüler: Diklormetan (CH 2 Cl 2 ), etanol (C 2 H 5 H), metanol (CH 3 H) ligand ve metal komplekslerinin sentezinde kullanıldı. Dietileter ((C 2 H 5 ) 2 ): Sentezlenen kompleksleri çöktürmek için kullanılmıştır. Analitik saflıkta, Merck firmasından temin edildi. Metanol (CH 3 H): Fosfonyum tuzunu sentezlerken, tekrar kristallendirme aşamasında kullanılmıştır. Analitik saflıkta, Merck firmasından temin edildi. Difenilfosfin (h 2 H): Fosfonyum tuzunu sentezlerken çıkış maddesidir. Analitik saflıkta, Fluka firmasından temin edildi. Formaldehit (HCH): Fosfonyum tuzunun sentezinde kullanıldı. Analitik saflıkta, Merck firmasından temin edildi. Hidroklorik asit (HCl): Fosfonyum tuzunu sentezinde kullanıldı. Analitik saflıkta, Riedel-de Haën firmasından temin edildi. Sodyum Sülfat (Na 2 S 4 ): Kurutucu olarak kullanıldı. Analitik saflıkta, Merck firmasından temin edildi. Trietilamin (N(C 2 H 5 ) 3 ): Ligandların sentezinde kullanılmıştır. Analitik saflıkta, Merck firmasından temin edildi. ter-bütilamin (H 2 NC(CH 3 ) 3 ): dppa t bu ligandının sentezinde kullanılmıştır. Analitik saflıkta, Merck firmasından temin edildi. [dcdcl 2 ], [tcdcl 2 ]: t(ii) ve d(ii) komplekslerin sentezinde kullanılmıştır. Analitik saflıkta, Aldrich firmasından temin edildi. Sistein, Metiyonin: Karışık ligandlı komplekslerin sentezinde kullanılmıştır. 28

41 3. MATERYAL VE METD Serpil KARAKUŞ Kullanılan Araç ve Gereçler Cam malzemeler: Beher, geri soğutucu, balon, yandan boyunlu balon, Schlenk tüpü, ayırma hunisi. Manyetik Karıştırıcılı Isıtıcı: Chiltern Hotplate Manyetik Stirrer HS 31 FT-IR: Mattson 1000 cihazı erkin Elmer Spektrum RXIFT-IR, First Marka Satellite cihazları. ( 1 H- 31 )-NMR: Bruker-Avance DX 400 (TÜBİTAK Enstrumental Analiz Laboratuarı). 3.2.METD Bu çalışmada N,Nbis(difenilfosfinometil)aminoter-bütil, [(h 2 CH 2 ) 2 NC(CH 3 ) 3 )], ligandı ve bu ligandın t(ii) ve d(ii) geçiş metali kompleksleri Schlenk metoduna göre azot atmosferinde sentezlendi. Amino asitlerin (metiyonin, sistein) sentezlenmiş olan komplekslerin klor uçları ile reaksiyona girerek farklı ligandlar içeren metal kompleksler elde edildi. Sentezlenen komplekslerin yapıları ( FT-IR, 1 H-NMR ve 31 -NMR ) spektrometrik cihazları kullanılarak kullanılarak aydınlatıldı Ligand ve Komplekslerin Sentezi N,N-bis(difenilfosfinometil)aminoter-butil, [(h 2 CH 2 ) 2 NC(CH 3 ) 3 ], (dppa t bu) ligandı ve metal kompleksleri sentezi azot atmosferinde Schlenk tekniği ile yapılmıştır (Keleş, Baskıda). N,Nbis(difenilfosfinometil)aminoter-butil: [(h 2 CH 2 ) 2 NC(CH 3 ) 3 ] ligandının t(ii) ve d(ii) metal kompleksleri sentezlenmiştir. İlk aşama, fosfonyum tuzu sentezi, ikinci aşama (dppa t bu) ligandının sentezi, üçüncü aşama ise metal komplekslerinin sentezi son olarak da aminoasit (sisteyin ve metiyonin ) ile karışık ligandlı metal komplekslerinin sentezidir. 29

42 3. MATERYAL VE METD Serpil KARAKUŞ [h 2 (CH 2 H) 2 ]Cl Sentezi (1) Schlenk tüpü içerisinde azot atmosferinde karışan difenilfosfin (10 g, 54 mmol) üzerine formaldehit (9 cm 3, %40) ve hidroklorik asit (5 cm 3, %36) eklendi (Şekil 3.1). Bulanık renkte ekzotermik bir karışım elde edildi. luşan karışım oda şartlarında soğurken beyaz katı kristaller oluştu ve süzülüp kaynar metanolde tekrar kristallendirildi. Metanole geçen az miktardaki fosfonyum tuzu ise dietileter ile çöktürüldü (15 g, % 99) (Serindag, 1995 ). h 2 H + 2HCH + HCl [h 2 (CH 2 H) 2 ]Cl Şekil 3.1. Fosfonyum Tuzu Eldesi ( h 2 CH 2 ) 2 NBu, (dppa t bu) Sentezi (2) Yandan boyunlu balon içerisinde fosfonyum tuzu, [h 2 (CH 2 H) 2 ]CI, (1 g, 3, 537 mmol), 30 ml etilalkol-su (1:2) karışımında çözündü, bazik ortam oluşturmak için 1mL trietilamin (% 99) eklendi. Beyaz bulanık çözeltiye azot atmosferinde 1,8 ml ter-bütilamin eklendi (Şekil.3.2). Karışım geri soğutucu altında 1 saat kaynatıldıktan sonra oda koşullarına soğutuldu ve 15 ml diklormetan ile ekstrakte edildi, Na 2 S 4 ile kurutuldu. Çözücü döner buharlaştırıcıda uzaklaştırıldı ve yağımsı fosfin ligandı elde edildi ( M A : 449 g/mol ), verim 1,21 g (% 80). 1 H-NMR (CDCl 3, ppm ) : 7,8 ( Ar-CH, fosfora bağlı fenil halkasına ait pik ) : 3,7-3,5 (-CH 2 -N); 1,4 C-(CH 3 ) NMR (CDCl 3, ppm) : -27,3 (dppa t bu ligandında fosfora ait pik) [h 2 (CH 2 H) 2 Cl] NEt 3 /RNH 2 H 2 /EtH (h 2 CH 2 ) 2 NR + Et 3 NHCl + HCH R = -C(CH 3 ) 3, Şekil 3.2. Ligand (dppa t bu) Sentezi 30

43 3. MATERYAL VE METD Serpil KARAKUŞ [ d Cl 2 (h 2 CH 2 ) 2 NBu ] Kompleksinin Sentezi (3) Yandan boyunlu balon içerisindeki 10 ml CH 2 Cl 2 (% 99.5) içerisinden belirli bir süre azot gazı geçirildi. Çözelti içerisine (0,435 g, 0,93 mmol) dppa t bu ve (0,265 g, 0,93 mmol) [dcl 2 CD] 10 ml CH 2 Cl 2 içerisindeki çözeltisi ilave edildi (Şekil 3.3). Karışım 2 saat azot atmosferinde manyetik karıştırıcı ile karıştırıldı. Çözücü hacmi döner buharlaştırıcıda 5 ml ye azaltılarak üzerine dietileter ilave edilip metal kompleksinin katı halinde çökmesi sağlandı. luşan katı süzülüp, dietileter ile birkaç kez yıkanarak vakumda kurutuldu. Turuncu-sarı renkte katı elde edildi. Verim (%85) ve erime noktası 203 o C. Kompleks; su, etil alkol, dietil eter ve petrol eterinde çözünmezken; kloroform, diklorometan ve dimetilsülfoksitte çözünmektedir. h 2 d Cl Cl + R- N h 2 (H 3 C)C N h 2 h 2 d Cl Cl d CD Cl 2 (h 2 CH 2 )NC(CH 3 ) 3 Şekil 3.3. d (II) Metal Kompleksi Sentezi 1 H-NMR (CDCI 3, 25 o C) : δ [m, 2H, h-h], 3.62 [s, 2H, -CH 2 -N], 1.23 [ N-C-(CH 3 ) 3 ] ppm. 31 -NMR (CDCI 3, 25 o C): δ 7.4 [d-h 2 ] ppm [ t Cl 2 (h 2 CH 2 ) 2 NBu ] Kompleksinin Sentezi (4) Yandan boyunlu balon içerisindeki 10 ml CH 2 Cl 2 den belirli bir süre azot gazı geçirildi. Çözelti içerisine (0,383g 0,186 mmol) dppa t bu ve (0,305g 0,816 mmol) [t(cd)cl 2 ] 10 ml CH 2 Cl 2 içerisindeki çözeltisi ilave edildi (Şekil 3.4). Karışım 2 saat boyunca azot atmosferinde manyetik karıştırıcı ile karıştırıldı. Çözücü hacmi döner buharlaştırıcıda 5 ml ye azaltılarak üzerine dietileter ilave edilip metal 31

44 3. MATERYAL VE METD Serpil KARAKUŞ kompleksinin katı halinde çökmesi sağlandı. luşan katı süzülüp, dietileter ile birkaç kez yıkanarak vakumda kurutuldu. Turuncu-sarı renkte katı elde edildi (M A : 735,08 g/mol), Verim (% 78 ). Kompleks; su, etil alkol, dietil eter ve petrol eterinde çözünmezken; kloroform, diklorometan ve dimetilsülfoksitte çözünmektedir. h 2 t Cl Cl + R- N h 2 (H 3 C)C N h 2 h 2 t Cl Cl t CD Cl 2 (h 2 CH 2 )NC(CH 3 ) 3 Şekil 3.4. t (II)Metal Kompleksi Sentezi FT-IR (KBr) : 3080 (m, Ar-H ); 2910 (m, R-H ); 1537 (m, C=C) ; 1481 (m, C-H); 1027 (m, C-N (ter-amin) ); (m, monosibstitue) 1 H-NMR (CDCI 3, 25 o C): δ [m, 20H, 4h], 3.62 [d, 4H, -CH 2 -N], 1.23 [s, 9H, N-C-(CH 3 ) 3 ] ppm. 31 -NMR (CDCI 3, 25 o C): δ 7.4 [ t-h 2 ] ppm Karışık Ligandlı Metal Komplekslerinin Sentezi [t (dppa t bu) cys] 2+ Kompleksinin Sentezi (5) Yandan boyunlu balon içerisine [tcl 2 (dppatbu)] metal kompleksi (0,269 g, 0,3 mmol) ve 30 ml diklormetan çözücüsü eklendi, üzerine (0,1 g, 0,8 mmol ) sistein ve 0,55 g Ag 2 /CH 2 Cl 2 aşırısı ilave edildi. Karışım 8 saat boyunca geri soğutucu altında kaynatıldıktan sonra oda sıcaklığına kadar soğutuldu. Beyaz bandlı süzgeç kağıdı ile süzüldükten sonra süzüntünün hacmi döner buharlaştırıcı ile 5 ml ye düşürüldü. Süzüntü dietil eter ile çöktürüldü ve çökelek beyaz bantlı Whatman kağıdı ile 32