Yeni N,N,N kıskaç tipi 1,3-bis(2-piridilimino)isoindolin (BPI) ve metal komplekslerinin sentezi

Abstract

Kıskaç tipi kompleksler, kimya ve biyokimya alanlarında önemli bir yere sahip bileşiklerdir. Metal iyonlarının ligandlarla bağlanarak oluşturduğu bu kompleksler, çok sayıda biyolojik ve kimyasal etkileşime girebilen yapılar oluştururlar. Bu özellikleri sayesinde, organik sentez, kataliz, yapay fotosentez, yeni malzeme tasarımı gibi pek çok farklı alanda kullanımları vardır. Kıskaç tipi komplekslerin biyolojik uygulamalarda da büyük bir potansiyele sahip olduğu giderek daha fazla araştırılmakta ve bu alanda yeni bulgular ortaya çıkmaktadır. Bis(2-piridilimino)izoindoller, N,N,N tipi üç dişli kıskaç ligandlar için örnek gösterilebilecek önemli bileşiklerden biridir. Bu bileşiklerin özellikle biyolojik sistemlerle etkileşim potansiyeli, farmasötik ve biyoteknolojik uygulamalarda kullanılabilmelerini mümkün kılmaktadır. Yapılan literatür araştırmalarına göre bis(2-piridilimino)izoindoller ve bunların metal komplekslerinin sentez, karakterizasyon ve katalitik uygulamalarına dayalı çok sayıda çalışma bulunmasına karşılık bu bileşiklerin biyolojik uygulamalarda kullanılmaya aday bileşikler olması ile ilgili sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bis(2-piridilimino)izoindoller, metal-ligand koordinasyonunun sağladığı çeşitlilik sayesinde çok sayıda biyolojik etkileşime girebilen yapılar oluşturur. Bu özellikleri, bu bileşiklerin biyolojik sistemlerde de kullanılabilir olmasına olanak sağlar. Metal-ligand etkileşimlerinin biyolojik moleküllerle olan ilişkisi, tedavi edici potansiyellerini destekleyebilir niteliktedir. Özellikle yapay enzimler olarak kullanıldıklarında, bu tür bileşikler biyolojik reaksiyonları hızlandırarak çeşitli biyokimyasal süreçlerin etkinliğini de artırabilir. Yapay enzimlerin biyolojik sistemlerle etkileşimi, genetik hastalıklar ve kanser gibi ciddi sağlık problemlerinin tedavisinde de oldukça önemli bir potansiyel taşımaktadır. Bu çalışmada, biyolojik uygulamalarda kullanılabilecek kıskaç tipi komplekslerin tasarımı ve biyolojik etkinliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, gliserol ve solketal grupları taşıyan yeni N,N,N kıskaç tipi metalli ve metalsiz kompleksler başarıyla sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Sentezlenen metalli ve metalsiz komplekslere gliserol gruplarının eklenmesi, bileşiklerin suda çözünürlük özelliklerini artırmıştır. Suda çözünürlük, bu bileşiklerin biyolojik ortamlarda etkin bir şekilde hareket edebilmesini sağlar. Suda çözünebilen bileşikler, vücut sıvılarıyla daha kolay etkileşime girer ve biyolojik hedeflere daha hızlı ulaşır. Bu da bu çalışmada sentezlenen bileşiklerin DNA ile etkileşimlerinin incelenmesine olanak sağlamıştır. Ayrıca, sentezlenen bileşiklerin yapılarında bulunan gliserol ve solketal gruplarının biyolojik sistemlerde daha az toksik etkiler yaratmaları, bu bileşiklerin farmasötik alanlardaki kullanım potansiyelini artırmaktadır. Sentezlenen bu yeni bileşiklerin DNA ile etkileşimleri incelenmiştir. DNA ile etkileşim, biyolojik hedeflerin doğruluğuyla ilgili kritik bir öneme sahiptir. Kanser tedavisi ve genetik hastalıkların tedavisinde, bileşiklerin DNA'yla bağlanarak hücresel düzeyde etkili olması beklenir. Bu bağlamda, metal-ligand komplekslerinin DNA ile bağlanması, biyolojik aktiviteyi artırabilir ve tedaviye yönelik yeni stratejiler geliştirilmesine olanak tanıyabilir. DNA ile yapılan etkileşimlerin kuvveti ve etkisi, bileşiğin biyolojik potansiyelini doğrudan etkileyen önemli bir faktördür. Bu nedenle, sentezlenen bileşiklerin DNA ile etkileşimi üzerine yapılan simülasyonlar, biyolojik etkinliklerin daha doğru bir şekilde değerlendirilebilmesine olanak tanımaktadır. Bu tez çalışmasında, sentezlenen bis(2-piridilimino)izoindoller ve türevlerinin fotofiziksel analizleri de üstün spektrofotometirk yöntemler ile yapılmıştır. Fotofiziksel yöntemler, bileşiklerin ışık altında nasıl davrandığını inceleyerek, biyolojik sistemlerdeki etkileşimlerinin anlaşılmasına yardımcı olur. Fotofiziksel analizler, bileşiklerin DNA ile nasıl bağlandığını ve bu bağlanma işleminin ne kadar güçlü olduğunun belirlenmesine olanak sağlar. DNA etkileşimlerinin analizi, bu bileşiklerin biyolojik etkinliklerini anlaşılmasına yardımcı olabilecek önemli bir adımdır. Bu analizlerin sonucunda, sentezlenen bileşiklerin biyolojik sistemlerdeki etkinliklerini daha iyi değerlendirmek mümkün olmaktadır. Ayrıca bu tür analizler bileşiklerin farmasötik uygulamalarda nasıl kullanılabileceğine dair önemli bilgiler sunmaktadır. Sentezlenen metal komplekslerinin biyolojik etkinlikleri üzerine yapılan araştırmalar, bu bileşiklerin farmasötik alanda kullanılabilmesi için oldukça büyük bir potansiyel taşımaktadır. Özellikle platin (Pt), bakır (Cu) ve kobalt (Co) gibi metallerle oluşturulan komplekslerin biyolojik sistemlerle etkileşimleri üzerine literatürde yapılmış olan yapılan çalışmalar, bu bileşiklerin potansiyel terapötik kullanımını daha da güçlendirmektedir. Metal iyonları, biyolojik sistemlerdeki çeşitli moleküllerle etkileşime girerek hücresel düzeyde etkinlik gösterir ve bu sayede tedavi edici etki sağlanması mümkün olabilir. Bu metal komplekslerinin biyolojik sistemlerle olan etkileşimlerinin daha ayrıntılı incelenmesi, biyolojik uyumluluğun detaylandırılması ve ilaç geliştirme süreci için oldukça büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışma, bis(2-piridilimino)izoindoller ve türevlerinin biyolojik uygulamalarda kullanılabilirliğini araştıran önemli bir adımdır. Metal-ligand koordinasyonunun sağladığı çeşitlilik, bu bileşiklerin biyolojik etkileşimlerdeki rollerinin anlaşılmasına yardımcı olmaktadır. Yapay enzimler olarak kullanılabilecek bu bileşikler, biyolojik reaksiyonları hızlandırarak yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine olanak tanıyabilecek niteliktedir. Gliserol ve solketal grupları taşıyan bileşiklerin biyolojik sistemlerdeki etkinliklerinin incelenmesi, bu bileşiklerin biyoteknolojik ve farmasötik alandaki potansiyel kullanımlarını ortaya koymaktadır. Gelecekte, bu tür bileşiklerin biyolojik sistemlerle etkileşimlerinin daha fazla araştırılması, yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynayacaktır. Bu tez, biyolojik uygulamalara yönelik yeni ve etkili moleküllerin tasarlanmasında ve mevcut ilaçların daha verimli hale getirilmesinde önemli bir referans kaynağı olabilir. Bu çalışmada solketal ve gliserol grupları taşıyan yeni N,N,N kıskaç tipi metalsiz ve metalli kompleksler (M: Pt, Cu, Co) başarıyla sentezlenmiş ve FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR, UV-Vis, kütle spektroskopisi kullanılarak karakterizasyonları tamamlanmıştır. Ayrıca sentezlenen BPI ligandının fotofiziksel yöntem kullanılarak Ct-DNA ile etkileşimleri incelenmiştir. Gliserol gruplarının bileşiklere kazandırdığı suda çözünürlük özellikleri sayesinde, bu bileşiklerin biyolojik sistemler ile etkileşimi daha kolay incelenebilmiştir. DNA ile etkileşiminin anlaşılması için, gliserol grupları taşıyan suda çözünür komplekslerin DNA ile kenetlenme simülasyonları gerçekleştirilmiş ve DNA'ya bağlanma afiniteleri analiz edilmiştir. Bu simülasyonlar, söz konusu komplekslerin DNA üzerindeki bağlanma kapasitesini ve mekanizmasını ortaya koymaya yönelik önemli bilgiler sunmuştur.