N ve O donor grupları içeren ftalosiyaninlerin bor türevleri ile etkileşimleri

Porfirazin ve türevlerine nazaran özellikle ftalosiyaninlerin pratikte kullanım alanı geniştir. Ftalosiyaninler kaliteli boya ve pigment olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda ftalosiyaninler lazer teknolojisinde boyar madde, elektrokromik ve elektrofotografik malzeme, katalizör olarak uygulamaları yanında virüs ve tümörlere karşı fotodinamik tedavi amacıyla da yoğun bir şekilde incelenmektedir. Ftalosiyanin kelimesi, "nafta (kaya yağı)" ve "siyanin (koyu mavi)" sözcüklerinin Yunanca karşılıklarından türetilmiş olup "ftalosiyanin" (Pc) ismi ilk kez 1933 yılında Imperial Bilim ve Teknoloji Kolejinde çalışan Profesör Reginald P. Linstead tarafından metalsiz ve metalli ftalosiyaninler ile bunların türevlerinden oluşan organik bileşikler sınıfını tanımlamak için kullanılmıştır. Ftalosiyaninler 20. yüzyılda keşfedilen ilk yeni kromofor türevleri olmalarıyla beraber ilk kez 1907 yılında Braun ve Tcherniac tarafından, South Metropolitan Gas Company'de çalışırken asetik anhidrit ve ftalimid'den o-siyanobenzamid sentezi sırasında koyu renkli çözünmeyen bir yan ürün olarak elde edilmiştir. Bu sübstitüe olmamış demir ftalosiyaninin yapısı çeyrek yüzyıl sonra Linstead ve Robertson tarafından X-ışınları difraksiyon yöntemi ile aydınlatılmıştır. Tetrapirol türev makrosiklik bileşikler üzerinde şimdiye kadar birçok çalışma yapılmış ve bu çalışmalar sonucu tetrapirollerin birçok özelliği ortaya çıkartılmıştır. Porfirin ve ftalosiyaninlerin özelliklerinden biri olan, tümör yapılarında birikebilme kapasitesi, üzerinde önemle durulması gereken noktalardan biridir. Diğer yandan tümör tedavisi için yapılan araştırmalar sonucunda BNCT olarak tanımlanan Bor Nötron Yakalama Terapisi geliştirilmiştir. 10Bor izotoplarının termal nötronları yakalama reaksiyonu sonucu açığa çıkan enerjinin, üzerinde bulunduğu hücreyi yok etmesi esasına dayanan BNCT yöntemi bilim dünyasında şimdiye kadar ki en önemli ve ilgi çekici fikirlerden biri olarak kabul görmüştür. Bu yöntem için ftalosiyanin ve porfirin gibi tetrapirol türevlerinin kullanılması, bu yapılara birden fazla substitue grubun bağlanabilir olmasından kaynaklanmaktadır. Böylelikle hedef hücreye yüksek derişimde bor yüklemesi yapılabilmektedir. Dünya bor rezervlerinin % 70'den fazlasına sahip bir ülke olarak ülkemizde bor her yönü ile çok daha yoğun bir şekilde araştırılmalıdır. Ayrıca bor sanayinin birçok alanında kullanıldığından dolayı bu konu üzerinde önemle durulması gerekmektedir. Tezimizde bu önemli iki önemli konuyu bir araya getirecek yeni bileşikler tasarlanmış, bu bileşiklerin sentez ve karakterizasyonu hedeflenmiştir. Ftalosiyaninler ile ilgili çok sayıda çalışma olmasına rağmen karboran ftalosiyaninler ve subftalosiyaninler haricinde bor içeren ftalosiyanin ve türevlerine fazla ilgi gösterilmemiştir. Tez çalışmamızın kapsamında sübstitüentlerde azot ve oksijen grubu içeren 2 çeşit ftalosiyanin sentezi gerçekleştirilmiştir. Bunlardan biri tirozin aminoasit sübstitüenti içeren ftalosiyanin olup bir diğeri ise dihidroksietilamino sübstitüenti içeren ftalosiyanin olmuştur. Bu sübstitüentlerin 4-nitroftalonitril ile reaksiyonu sonucunda elde edilen ftalosiyanin ve ftalonitril türevlerinin bor kompleksleri ile etkileşimleri incelenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında; öncelikle tirozin-boc aminoasit (1) bileşiği, tirozin aminoasidinin tert-boc bileşiği ile korunması reaksiyonu sonucu elde edilmiştir. İkinci adımda tirozin-boc ftalonitril (2) bileşiği, 1 nolu bileşik ve 4-nitroftalonitrilin DMF içerisindeki reaksiyonuyla elde edilmiştir. Üçüncü adımda tirozin ftalonitril (3) bileşiği 2 bileşiğinin TFA ile 5 saat karıştırılması sonucu kırma işlemi ile elde edilmiştir. 3 nolu bileşiğin difenil borinik asit ile esterleşme reaksiyonu sonucu 4 nolu bileşik elde edilmiştir. 1 bileşiğinin IR spektrumunda en belirgin farklılık, tersiyer bütil gruplarından gelen baskın alifatik -CH gruplarının 2981-2846 cm-1'da görülmesidir. Ayrıca -NH grubunun 3321 cm-1 ve koruma grubundan gelen amite ait olan C=O piki de 1673 cm-1'de gözlenmiştir. 2 bileşiğine ait IR spektrumundaki C≡N gerilme titreşimleri 2235 cm-1'de çıkmış ve bu pikin varlığı istenilen yapının olduğunu göstermiştir. 2 bileşiğinin 1H-NMR spektrumunda koruma gruplarının protonlarına ait olan alifatik -CH gruplarının piki 1,38 ppm'de gözlenmiştir. 13C-NMR spektrumunda ise 115,64 ppm'de gözlenen pik nitril grubunun karbon atomuna ait olduğu anlaşılmıştır. 3 bileşiğinin IR spektrumundaki gözle görülen değişiklik 2846 cm-1'de çıkan pikin kaybolması ve koruma grubundan gelen C=O 'in 1673 cm-1'teki pikin yok olmasıdır. 1H NMR'daki 1,38 ppm'deki ve 13C-NMR'daki 29 ppm'deki alifatik -CH gruplarına ait pikler ortadan kaybolmuştur. 4 numaralı bileşiğin FT-IR spektrumunda 3 bileşiğinde varolan -COOH grubunun yok olmuş ve B-O ve B-N frekanslarının sırasıyla 1419 cm-1 ve 1277 cm-1'de gözlenmiştir. 4 nolu bileşiğin 1H NMR spektrumunda difenil borinik asitten gelen protonlar 8,11-7,25 ppm aralığında gözlemlenmiştir. 13C-NMR spektrumunda ise difenil borinik asiteki karbonların sinyali 136,88-130,62-127,26 ppm'lerde çıkmıştır. 11B NMR spektrumunun 8,02 ppm'de ortaya çıkması tetrakoordine olan 4 bileşiğinin oluştuğunu kanıtlamıştır. Çalışmanın ikinci kısmında tirozin boc ftalosiyanin (5); tirozin-boc ftalonitril (2) bileşiğinin N,N(dimetilamino)etanol içerisinde çinko (II) asetat ve DBU ile 24 saat boyunca 140oC sıcaklıkta kaynatılmasıyla elde edilmiştir. Dördüncü adımda tirozin ftalosiyanin (6) elde edilmesi 5 bileşiğinin TFA ile 5 saat karıştırılması sonucu boc bileşiğinin kırılması ile elde edilmiştir. Son adımda ise 6 bileşiğinin DMSO çözücüsü içerisinde difenilborinik asit ile kaynatılması sonucu tirozin ftalosiyanin borinik asit (7) bileşiği elde edilmiştir. 5 bileşiğine ait IR spektrumunda nitril grubuna ait olan 2235 cm-1 pik kaybolmuştur. 5 bileşiğinin DMSO içerisinde alınan absorpsiyon spektrumunda Q ve B bantları sırasıyla 680 nm ve 350 nm'de gözlenmiştir. 5 nolu bileşiğin 1H-NMR spektrumunda 2 nolu öncü bileşiğin spektrumuna benzerdir. 6 bileşiğinin IR spektrumunda tert-bütil grubuna ait olan alifatik -CH gruplarının 2846 cm-1'daki ve BOC'deki C=O grubuna ait 1673'teki pik yok olmuştur. 1H-NMR spektrumunda ise öncü olan 5 bileşiğindeki koruma gruplarına ait alifatik -CH'ın 1,40 ppm'de çıkan pik kaybolmuştur. 5 nolu bileşiğin 6 nolu bileşikten temel farkı IR spektrumlarında gözlenen 7 nolu bileşiğin COOH grubuna ait broad pikine rastlanmamasıdır. 7 bileşiğinin UV-Vis spektrumunda Q bandı 677 nm'de, B bandı 348 nm'de ortaya çıkmıştır. 11B-NMR spektrumuna ait pik 21,675 ppm'de olup 7 bileşiğinde bor atomunun trikoordine veya çözücü olarak kullanılan pridin-d5'e bağlandığı tetrakoordine yapıda yapıda olabileceğini göstermiştir. Çalışmanın üçüncü kısmında 4-[bis[2-(asetiloksi)etil]amino]-benzaldehit bileşiğinin (NH4)2CO3 ve NaBH4 ile indirgenmesinden 8 numaralı bileşik elde edilmiştir. Bir sonraki adımda kuru DMF içerisinde potasyum karbonat varlığında oda sıcaklığında 72 saat süre sonunda 9 numaralı bileşik elde edilmiştir. En son adımda ise 9 bileşiği N,N-dimetilaminoetanolde susuz çinko II asetat ve 2-3 damla 1,8-diazobisiklo[5,4,0]undek-7-en (DBU)'un eklenmesiyle 120oC'de 4 saat sonunda 10 nolu bileşik elde edilmiştir. 8 nolu bileşiğin indirgenmesiyle IR spektrumunda -OH grubunun gerilme bandı 3455 cm-1'de çıkmıştır. 8 numaralı bileşiğin 1H NMR spektrumunda alkol grubunda bulunan -CH2 ' ye ait pik 4,61 ppm'de gözlenmiştir. 2,06 ppm'deki pik ise uçlarda bulunan -CH3 gruplarına ait pikler olarak tespit edilmiştir. 8 numaralı bileşiğin 13C NMR spektrumunda alkolün -CH2OH grubundaki karbon atomuna ait karakteristik pik 65,15 ppm'de gözlemlenmiştir. 9 nolu bileşiğin FT-IR spektrumunda karakteristik olan -CN grubuna ait pik 2232 cm-1'de çıkmıştır. 8 numaralı bileşikte -OH grubuna asit olan 3455 cm-1'deki gerilme bandı 9 nolu bileşikte gözlenmemiştir. 9 numaralı bileşiğin 1H NMR ve 13C NMR spektrumlarındaki aromatik halkaya ait protonlar 7,77-7,71-7,48 ppm şeklinde ve 13C NMR'ında 161,90-135,14-125,51-123-85-119,95-115,30-111,28 ppm'de çıkmıştır. 10 nolu bileşiğinin 1H NMR spektrumundaki aromatik protonlar; 7,70-7,08-6,94-6,63-6,56 ppm'de görülmüştür. -OCH2 grubundaki protonlar 4,1 ppm'de ortaya çıkarken sübstitüentteki -OH'a bağlı -CH2 protonları 3,73 ppm'de gözlenmiştir. Sübstitüentteki azot atomuna bağlı -CH2 grubuna ait protonlar ise 4,28 ppm'de gözlenmiştir. 10 nolu ftalosiyanin DMF'teki absorpsiyonunda beklenen Q ve B bantları 685 nm ve 354 nm'de ortaya çıkmıştır.