Geri Dön

Synthesis and characterization of cucurbituril based photoactive multifunctional assemblies

Kükürbitüril tabanlı çok işlevli fotoaktif yapıların sentezi ve karakterizasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 537764
  2. Yazar: AHMET KOÇ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

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

  1. Tez No

    657529

    Application of covalent organic framework based on porphyrin and cucurbit[6]uril as a bifunctional electrocatalyst for hydrogen and oxygen evolution

    Hidrojen ve oksijen evrimi için bifonksiyonel elektrokatalizör olarak porfirin ve kükürbit[6]üril bazlı kovalent organik yapının uygulanması

    YASAMAN SHEIDAEI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    DOÇ. DÖNÜŞ TUNCEL

  2. Tez No

    634490

    Application of conjugated cucurbit[8]uril porphyrin supramolecular assembly inelectrochemical hydrogen generation

    Elektrokımyasal hıdrojen üretımınde konjuge kükürbıt[8]urıl-porfırın supramoleküler düzenegının uygulanması

    BOUTHAINA AOUDI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    PROF. DR. DÖNÜŞ TUNCEL

  3. Tez No

    199036

    Rotaxanes and polyrotaxanes based on cacurbit[6]uril and porphyrin

    Kukurbit[6]yuril ve porfirine dayalı rotaksan ve polyrotaksanlar

    NESİBE CINDIR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. DÖNÜŞ TUNCEL

  4. Tez No

    406414

    Design and synthesis of monosaccharide functionalized conjugated polymers, polyrotaxanes and oligomers for biological applications

    Biyolojik uygulamalara yönelik monosakkarit fonksiyonlu konjuge polimer, polirotaksan ve oligomerlerin tasarım ve sentezi

    ESRA DENİZ SONER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL

  5. Tez No

    492635

    Kükürbituril ile konuk-konak etkileşimi yapan Zn(II) ftalosiyaninlerin sentezi

    Synthesis of Zn(II) phthalocyanine derivatives interacting host guest with cucurbiturils

    ÖZGE DİLARA ATEŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    KimyaGebze Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE GÜL GÜREK

Geri Dön