| Περίληψη |
Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η σύνθεση υποκατεστημένων αζωβενζολίων με
βαθυχρωμική μετατόπιση, προς αποφυγή της τοξικής UV ακτινοβολίας, καθώς τα μόρια
αυτά, συζευγμένα με φαρμακευτικά μόρια, προσελκύουν το ενδιαφέρον στον τομέα της
φωτοφαρμακολογίας η οποία περιλαμβάνει την ενεργοποίηση φαρμάκων με την χρήση του
φωτός. Επίσης δευτερεύων στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση πιθανού
ισομερισμού των υποκατεστημένων αζωβενζολίων με την χρήση την βιοφωταύγειας, καθως
χρησιμοποιείται ευρέως στην Ιατρική με την μέθοδο της απεικόνισης βιοφωταύγειας.
Στη παρούσα εργασία ασχοληθήκαμε με την σύνθεση αζωβενζολίων που σχεδιάστηκαν ώστε
να παρουσιάζουν βαθυχρωμική συμπεριφορά. Το πρώτο κομμάτι της μεταπτυχιακής
εργασίας εστιάζει στη σύνθεση τέτρα-ορθο αλογονωμένων αζωβενζολίων καθώς υπάρχει
βιβλιογραφική αναφορά ότι το τετρα-ορθο-φθόρο υποκατεστημένο παράγωγο ισομερίζεται
στην πράσινη περιοχή του ορατού ενώ το τετρα-ορθο-χλώρο παράγωγο ισομερίζεταιι στην
κόκκινη περιοχή του ορατού φασματος. Στοχεύοντας στη σύνθεση αζωβενζολίων που
ισομεριώνονται στην κίτρινη περιοχή του φάσματος, θελήσαμε να ερευνήσουμε την πιθανή
ισομερίωσή τους χρησιμοποιώντας την βιοφωταύγεια της πυγολαμπίδας. Για τον σκοπό
αυτό συνθέσαμε δύο τετραλογονωμένα παράγωγα που φέρουν υποκαταστάτες φθορίου και
χλωρίου στις ορθο- θέσεις. Παρατηρήσαμε ότι η υποκατάσταση με άτομα φθορίου καθορίζει
την βαθυχρωμική μετατόπιση των αζωβενζολίων, σε σύγκριση με την αντίστοιχα χλωρουποκατεστημένα αζωβενζόλια, καθώς τα αζωβενζόλια 2 και 4 παρουσίαζαν ισομερίωση στην
πράσινη περιοχή του ορατού. Για αυτό τον λόγο έγινε προσπάθεια σύνθεσης ενός
τριαλογονωμένου παραγώγου που φέρει δύο άτομα χλωρίου και ένα άτομο φθορίου σαν
υποκαταστάτες σε ορθο θέσεις. Η προσπάθεια σύνθεσης αυτού του παραγώγου έγινε τόσο
για να μελετήσουμε την βαθυχρωμική μετατόπιση του τριαλογονωμένου αζωβενζολίου, όσο
και για να συντεθεί ένα υπόστρωμα κατάλληλο για πυρηνόφιλη αρωματική υποκατάσταση
με μια ποικιλία πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων, χρησιμοποιώντας το φθόριο σαν
αποχωρούσα ομάδα. Η μελέτη της βαθυχρωμικής μετατόπισης των παραγόμενων
προϊόντων αποτελεί επίσης στόχο αυτής της προσπάθειας.
Καθώς η προσαρμογή του μήκους κύματος στην κίτρινη περιοχή του ορατού δεν ήταν
εφικτή, επιλέξαμε τη μπλε περιοχή για να ερευνήσουμε την πιθανή ισομερίωση των
υποκατεστημένων βενζολίων, χρησιμοποιώντας την βακτηριακή βιοφωταύγεια. Για αυτό τον
λόγο συνθέσαμε μία σειρά από ορθο- υποκατεστημένα μονο- και δι-φθορο αζωβενζόλια ως
πρόδρομες ενώσεις για την πυρηνόφιλη αρωματική υποκατάσταση με μία σειρά
πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων. Αναφέρεται στη βιβλιογραφία πως η ορθο αμίνωση
πληρούσε τις προϋποθέσεις για την σύνθεση των επιθυμητών αζωβενζολίων, καθώς τα ορθο
αμινωμένα παράγωγα απορροφούν στο ορατό, εμφανίζουν γρήγορη θερμική χαλάρωση
στην trans μορφή και δεν ανάγονται από γλουταθειόνη.
Η ορθο αμίνωση ωστόσο επιφύλασσε συγκεκριμένες δυσκολίες, καθώς
χρησιμοποιώντας την πυρολιδίνη σαν πυρηνόφιλο βασισμένοι στην βιβλιογραφία, είχαμε
ενδείξεις φωτοαποικοδόμησης του μορίου. Ψάχνοντας για εναλλακτικούς τρόπους
σύνθεσης, χρησιμοποιήσαμε μια πιο απλή αμίνη, την διμεθυλαμίνη με σκοπό να εξετάσουμε
το τελικό αζωβενζόλιο για την φωτοσταθερότητα του. Η ορθο αμίνωση χρησιμοποιώντας την
διμεθυλαμίνη σαν πυρηνόφιλο βασίστηκε εν μέρει στην βιβλιογραφία, όπου αναφέρεται η
πυρηνόφιλη αρωματική υποκατάσταση μέσω της in situ αποικοδόμησης του DMF σε
διμεθυλαμίνη και φορμικό οξύ, παρουσία βάσης. Η συγκεκριμένη αντίδραση αρχικά δεν
έδωσε τα επιθυμητά προϊόντα. Εξετάζοντας τους πιθανούς λόγους αποτυχίας, σχεδιάσαμε
μια νέα πειραματική διάταξη που επέτρεψε την μελέτη των παραμέτρων που επηρεάζουν
την αντίδραση καιταυτοποιήσαμε σαν βέλτιστη θερμοκρασία τους 70°C. Έπειτα από επιτυχή
αντίδραση προχωρήσαμε σε μελέτες ισομερίωσης των προϊόντων με τη βοήθεια
φασματοσκοπίας NMR και UV χρησιμοποιώντας την μπλέ περιοχή του ορατού.
Κατά την διάρκεια των φασματοσκοπικών μελετών αποδείξαμε τον ισομερισμό
cis/trans παρουσία μπλε φωτός αλλά ταυτόχρονα παρατηρήσαμε ελάχιστη
υδατοδιαλυτότητα του αμινωμένου παραγώγου. Σε μια προσπάθεια να καταστήσουμε το
μόριο πιο υδατοδιαλυτό, θελήσαμε να προσθέσουμε στο αζωβενζόλιο έναν πιο
πολικό/υδατοδιαλυτό υποκαταστάτη, όπως η πιπεραζίνη, η οποία αποτελεί δομική μονάδα
πολλών φαρμακευτικών ενώσεων. Προχωρήσαμε σε μία σειρά από αντιδράσεις που
βασίστηκαν σε συνδυασμό βενζυλικής βρωμίωσης, SN2 και πυρηνόφιλης αρωματικής
υποκατάστασης, οι οποίες όμως δεν οδήγησαν στο επιθυμητό προϊόν.
Για το τελικό μέρος της εργασίας εξετάσαμε την πιθανή ισομερίωση του παραγώγου
16 με την χρήση βακτηριακής βιοφωτάυγειας. Για αυτό τον λόγο απομονώσαμε τα
κατάλληλα βακτήρια από γαρίδες και τα αναπτύξαμε σε στερεή καλλιέργεια,
χρησιμοποιώντας θρεπτικό μέσο Luminescent Agar (LA). Τέλος πραγματοποιήσαμε
φασματοσκοπικές μελέτες UV-Vis παίρνοντας με βακτηριακή βιοφωταύγεια.
Συνοψίζοντας, συντέθηκαν 14 νέα υποκατεστημένα αζωβενζόλια. Τα αζωβενζόλια 2
και 4 παρουσίασαν ισομερισμό στην πράσινη περιοχή του ορατού. Τα αζωβενζόλια 15 και
16 παρουσίασαν ισομερισμό στην μπλέ περιοχή του ορατού και πιο συγκεκριμένα το
αζωβενζόλιο 16 παρουσίασε μερικό ισομερισμό με τη χρήση βακτηριακής βιοφωταύγειας.
|
Αναζήτηση
