BODIPY fluoroforral kapcsolt enantiomertiszta monoaza-18-korona-6 éter szintézise és komplexképzésének

vizsgálata

Móczár Ildikó, Huszthy Péter, Kádár Mihály, Tóth Klára

Doktoráns konferencia, 2007

NBNF F

• az 1990-es évek elején jelentek meg a BODIPY és származékaival foglalkozó első közlemények (>700 közlemény, Web of Science)

• jelzőanyagként jelentős alkalmazást nyertek biológiai kutatásokban (pl. enzim mechanizmus feltárás, kemoterápia)

• szenzormolekulák fluorofor egysége

• kedvező spektroszkópiai tulajdonságai:

jelentős (foto)kémiai stabilitás

oldószer polaritására és pH-jára kevéssé érzékeny

látható fénnyel gerjeszthető

nagy moláris abszorpciós koefficienssel és kvantumhatásfokkal rendelkezik

emissziós sávszélessége viszonylag keskeny

Borono-dipirro-metén kromofor vegyületek

Belső töltésátviteli(internal charge transfer, ICT)

szenzorok

OO

O

ON

O

NBNF

F OMe

1log KK+ = 3,3log KCa2+ =

5,1log KMg2+ =

3,0

M. Baruah, W. Qin, R. A. L. Vallée, D. Beljonne, T. Rohand, W. Dehaen, N. Boens:Org. Lett. 2005, 7, 4377.

OO

O

ON

O

NBNF

F OMe

iBu iBu**

(S,S)-2

E. Samu, P. Huszthy, Gy. Horváth, Á. Szöllősy, A. Neszmélyi:Tetrahedron Asymmetry, 1999, 10, 3615.

NO

O

O

OO

* *iBu iBu(S) (S)

log Khetero(S,S)-(R) = 3,07

log Khomo(S,S)-(S) = 2,20

CH NH3CH3 +ClO4

-

(R)/(S)-NEA

*

(CD3OD-CDCl3 1:1, 25ºC, 1H NMR)

OH O O O OHTsO N OTs

Ts

1. NaH, THF, reflux

2.(S,S)-3

4

* *iBu iBu

,Tk= -70°C

ON

O

OO

O

Ts

* *iBuiBu

N

Ts5

kizárólag elimináció

Enantiomertiszta monoaza-18-korona-6 típusú ligandum szintézise

Enantiomertiszta monoaza-18-korona-6 típusú ligandum szintézise

OH O O O OHTsO OBn

O O O O O OBnO

1. NaH, THF, reflux

2.(S,S)-3

6

Bn(S,S)-7

* * * *iBu iBu iBuiBu

,Tk= 0°C

(44 %)

O O O O O OHOH(S,S)-8

H2/Pd/C

EtOAc(S,S)-7 * *

iBu iBu

(92 %)

O O O O O OTsO(S,S)-9

TsCl

Et3N, szh(S,S)-8

Ts* *

iBu iBu

(64 %)

O O O O O II(S,S)-10

NaIaceton, reflux

(S,S)-9 * *iBuiBu

Enantiomertiszta monoaza-18-korona-6 típusú ligandum szintézise

NH2O

NO

OO

O(S,S)-10 +

Bn

K2CO3MeCN, reflux

(S,S)-11

* *iBu iBu

(49 %)

ON

O

OO

O

H

(S,S)-11H2/Pd/C

AcOH (HClO4), szh

(S,S)-12

* *iBu iBu

(81 %)

(68 %)

A BODIPY egység szintézise

NH

CHONH

NH

40 ekv.

0,1 ekv. CF3COOHszh, 10 perc

13

NHCl

NHCl

NCS/THF

Tk= -78°C, 2 óra

14

NHCl

NCl

DDQ/CH2Cl2

szh, 1 óra

15

NCl

BNCl F F

1.Et3N/toluol

reflux, 2 óra2.BF3-OEt2/toluol

Tk= 70°C, 0,5 óra

16

a)b)

b)

b)

a) B. J. Littler et al. J. Org. Chem. 1999, 64, 1391.

b) M. Baruah et al. J. Org. Chem. 2005, 70, 4152.

c) M. Baruah et al. Org. Lett. 2005, 7, 4377.

NBNCl F F OMe

NaOMe/MeOH

szh, 40 perc

17

c)

NBNF FCl OMe

OO

O

ON

O

H

OO

O

ON

O

NBNF

F OMeiBu iBu

iBu iBu

Et3NMeCN, reflux

* *+

**(S,S)-12

17

(S,S)-2

Enantiomertiszta monoaza-18-korona-6 típusú ligandum szintézise

Hullámhossz / nm4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0

0 , 0

0 , 1

0 , 2

0 , 3

0 , 4

0 , 5

0 , 6

0 , 7

Ab

szor

banc

ia(S,S)-2 koronaéter 2×10-5 M

acetonitriles oldatának titrálása

0,01 M (R)-NEA perklorát oldattal

CH NH3CH3 +ClO4

-*

(R)/(S)-PEA

CH NH3CH3 +ClO4

-

(R)/(S)-NEA

*

(R)-NEA526,5 nm

Absz

orba

ncia

1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 00 , 5 0

0 , 5 5

0 , 6 0

0 , 6 5

0 , 7 0

(S,S)-2 konc. / μM

(S)/(R)-NEAperklorát

(S)/(R)-PEAperklorát

(S,S)-2 1

Kálium-rodanid

3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0

0 , 0

0 , 1

0 , 2

0 , 3

0 , 4

0 , 5

0 , 6

0 , 7

1 és(S,S)-2 koronaéterek 2×10-5 M

acetonitriles oldatainak titrálása

0,1 M KSCN oldattal

Hullámhossz / nm

Absz

orba

ncia

K+

3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 00 , 0

0 , 1

0 , 2

0 , 3

0 , 4

0 , 5

0 , 6

0 , 7

K+

1 koronaéter

(S,S)-2 koronaéter

(S)/(R)-NEAperklorát

(S)/(R)-PEAperklorát

(S,S)-2 1

Kálium-rodanid

Absz

orba

ncia

Hullámhossz / nm

4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0

0 , 0

0 , 1

0 , 2

0 , 3

0 , 4

0 , 5

0 , 6

0 , 7

(S,S)-2+(S)-PEA

(S,S)-2(S,S)-2+(R)-PEA

Absz

orba

ncia

Hullámhossz / nm

4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 00 , 0

0 , 1

0 , 2

0 , 3

0 , 4

0 , 5

0 , 6

0 , 7

0 , 8

0 , 9

11+(R)/(S)-PEA

Hullámhossz / nm

Absz

orba

ncia

Koronaéter konc.: 2 × 10-5 M

[1 vagy (S,S)-2]

Királis só konc.: 4 × 10-3 M

[(R)/(S)-PEA vagy (R)/(S)-NEA]

Oldószer: diklórmetán (1% THF, 1% MeOH)

5 0 0 5 5 0 6 0 0 6 5 0 7 0 00

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

3 0 0

Hullámhossz / nm

Fluo

resz

cenc

ia i

nt.

(S,S)-2

(S,S)-2+(S)-PEA(S,S)-2

+(R)-PEAλgerj = 488 nm

(S,S)-2 1

Ca2+ ~ 11 ~ 13

Pb2+ ~ 16 ~ 19

Cu2+ ~ 0,2

(S,S)-2 1

K+ - 1:1

Ca2+ 2:1 2:1

Pb2+ 2:1 2:1

Fluoreszcencia intenzitás növekedés komplexképzéskor (MeCN)

Komplexképző / fémion arány

*

*

* log KCa2+ = 5,1, log KK+ = 3,3, log KMg2+ = 3,0M. Baruah, W. Qin, R. A. L. Vallée, D. Beljonne, T. Rohand, W. Dehaen, N. Boens: Org. Lett. 2005, 7, 4377.

500 550 600 650 700 7500

200

400

600

800

1000

0,001 M Ca2+

Hullámhossz / nm

Absz

orba

ncia

300 350 400 450 500 550 600 6500,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Fluo

resz

cenc

ia i

nt.

Hullámhossz / nm

0,001 M Ca2+

λgerj = 488 nm

Dr. Kolonits PálDr. Szöllősy Áron

Sas BalázsnéÓfalvi Katalin

Maidics Zita

a Szürke Labor minden dolgozója

OTKA (K 62654, T 46403)

Köszönetnyilvánítás

Köszönöm a figyelmet!