β-DİKETONAT ESASLI YENİ BİYOETİKETLERİN SENTEZİ VE YAPILARININ AYDINLATILMASI Alper Tolga ÇOLAKa, Semanur ŞENa, Derya KOYUNCU ZEYBEKb, Müzeyyen Özge KARAŞALLIb, Barış ANILc aDumlupınar Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü Kütahya bDumlupınar Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Biyokimya Bölümü Kütahya cAtatürk Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Erzurum tolga.colak@dpu.edu.tr, banil@atauni.edu.tr 2013 yılının Ocak ayında yapılan Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu toplantısında sağlık alanı öncelikli alan ilan edilmiştir1. Sağlık alanında en çok ihtiyaç duyulan öğelerden birinin kendi “molekülünü sentezleyebilme ve üretebilme” olduğu belirtilmiştir. Bu amaçla insan vücudunda hastalıklar sırasında oluşan biyomoleküllerin kalitatif ve kantitatif ölçülmesi için bir takım organik bileşiklerin sentezine ihtiyaç duyulmaktadır. Biyomolekülleri ölçmenin bir yolu da biyoetiketler ile floresansa dayanan floroimmunoölçüm tekniğini kullanmaktır. Literatürü incelediğimizde, biyoetiket olarak kullanılan floresans moleküllerin sentezi konusunda ülkemiz adresli bilimsel yayınlara pek rastlanılmamaktadır. Oysa klinik kimya alanında biyoetiket olarak kullanılan floresans moleküller konusunda bir hayli çalışma mevcuttur. Ancak, floresans β-diketonat esaslı Eu(III) kompleksleri ile ilgili çalışmalar sınırlıdır. İMMÜNOASSAY (İmmünölçüm) İmmünoassay, antijen (analit) ve antikor arasındaki spesifik bağlanma reaksiyonuna bağlı olarak antijenin tayininin yapılmasını sağlayan biyoanalitik bir yöntemdir. Bütün immünoassaylerin en belirgin özelliği, ilgili antijen ile kompleks oluşturma yeteneğine sahip spesifik antikorların kullanılmasıdır. Şekil 3. İmmünoassay yönteminin genel gösterimi Şekil 1. β-diketon bileşiklerinin keto-enol tautomerizasyonu TR-FIA (Zaman Gecikmeli Floresans İmmunoassay ) TR-FIA tekniği, etiket olarak lantanit özellikle de europiyum (Eu3+), terbiyum (Tb3+), samaryum (Sm3+) ve disprozyum (Dy3+) komplekslerinin kullanıldığı assay yöntemidir. Özellikle klinik ve biyoteknoloji alanlarında kullanım alanı bulmuştur. β-diketon bileşikleri, iki karbonil grubunun bir karbon atomuyla ayrılmış olması nedeniyle çok sayıda ilginç ve spesifik özelliklere sahiptir. tautomerizim adıyla bilinen iki yapıda bulunabilirler ve bu yapılar birbirine dönüşebilen yapı izomeridir. β-diketon bileşikleri, birçok kimyasal sentezde kullanılabilmektedir2. TR-FIA tekniği ile iki farklı şekilde ölçmektedir β-diketon bileşikleri farmasötik kimyada özellikle ilaç üretiminde; antiülser ve gastroprotektif ilaçlarda 3a, astım ve akciğer hastalığı ilaçlarında 3b, kanserojen ve antidiyabetik ajanların oluşturulmasında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır3c, 3d. Bununla beraber UV bloker olarak kozmetik kimyasında 3c, yakıt katkı maddelerinde3, polimer kimyasında; hidrofobik polimerlerin sentezlerinde, lüminesans bileşiklerin hazırlanmasında ve türevlendirilmesinde önemli bir ölçüde kullanılmaktadır.3 Şekil 4. DELFIA ile biyomolekül ölçümü Dolaylı Yöntem: DELFIA (Dissociation Enhanced Lanthanide Fluoroimmunoassay) sistemidir. Eu(III) ile birleştiğinde floresans olmayan ancak anten vazifesini gören ligantlarla çalışılır.. Liganttan Eu(III)’e enerji aktarımı gerçekleştikten sonra kompleks parçalanır ve Eu(III)’ün floresansı bir lüminesans artırıcı çözelti ile birlikteyken okunur . Bu çalışmada; insan vücudundan alınan kan örnekleri ile β-Diketonat esaslı ligantlar biyoetiket olarak kullanılarak, hastalıklar sırasında oluşan biyomoleküllerin kalitatif ve kantitatif ölçülmesi esas alınmaktadır. Şekil 5. DLCLLA ile biyomolekül ölçümü Direkt Yöntem: DLCLLA (Direct Lanthanide Chelate Label-Based Luminescence Assay) yöntemidir. Burada ligant anten görevi gördüğü gibi aynı zamanda yüksek floresans özellik gösterir ve bir floresans artırıcı çözeltiye ihtiyaç duyulmadan doğrudan floresans okuma yapılabilir. Şekil 6. Lantanit Lüminesans ile biyomolekül ölçümü Kromofor ligant anten vazifesi görmek için ışığı absorplar, ışık önce anten vazifesi gören ligantın temel halinden (TH) uyarılmış haline (UH) transfer edilir. Enerji ligantın uyarılmış halinden lantanitin uyarılmış haline transfer edilir, bir foton yayar ve temel hale geri döner ) Eu(III) için bu geçiş görünür bölgede 615-620 nm arasında gerçekleşir. 1D, 2D NMR Çalışmaları; NMR spektroskopisi, moleküllerin yapıları, moleküllerin çeşitli fiziksel özellikleri, bağ ve açı değerleri, gerilim, molekül içi dinamik dengeler, elektron delokalizasyonu ve kinetik veriler hakkında önemli bilgiler ortaya koymaktadır. Bu bilgiler ışığında NMR spektroskopisi, kimya, kimya mühendisliği, çevre, eczacılık, ilaç, kozmetik endüstrisi gibi disiplinlerin güvenerek en sık başvurdukları spektroskopi yöntemidir. Şekil 2. Eu (III) kompleksinin sentez şeması Eu(III) kompleksinin beklenen kapalı formülü [EuL2]Cl3 şeklindedir. Burada Eu(III) iyonunun koordinasyon sayısının 8 olması beklenmektedir. Lantanitlerin koordinasyon sayısı 3-12 arasında değişir, ancak 8 ve 9 en çok gözlenen koordinasyon sayısıdır . R: 1-asetilpiren, propiyofenon, 9-asetilantrasen, 2-asetilfloren. Bu ligantlar özellikle seçilmiştir. Bu ligantlar kuantum verimi yüksek Eu(III) iyonundan hiper duyarlı fosforesans geçişinin (1S*-3T*-5D0-7F2) olması için π-π* ve n-π* geçişlerinin olduğu ligantlardır . 1H NMR (400 MHz, Acetone δ=2.05 ppm) δ=11.56 (s, 2H , H6), 8.79 (s, 2H, H5), 8.16 (dd, J = 5.5, 3.6 Hz, 8H, H1-H2), 7.64 – 7.51 (m, 8H, H3-H4), 6.67 (s, 2H, H7) Europiyum komplekslerinin sentezi için öncelikle keton grubu içeren bir moleküle dietiloktafloroadipat bağlanacaktır. Analizler neticesinde bu bileşiğin oluştuğunun ispatından sonra antikorlara molekülün bağlanması için gerekli olan klorsülfonat kısmı bağlanacaktır. Amorf bir katı olarak çöken madde son aşama olan EuCl3 ile reaksiyona geçilecektir. Böylece lantanit şelatın sentez aşaması tamamlanacak ve son analizler yapılacaktır. Lantanit şelatın bir tıbbi tanı kitinde biyoetiket olarak kullanılabilmesinin en önemli şartı hiper duyarlı geçiş olan 5D0-7F2 geçişini verebilmesidir. Bu sebeple kompleks bileşiği fotolüminesans cihazı kullanılarak 330-350 nm arasında uyarılacak ve yukarıda bahsedilen fosforesans geçişi alınmaya çalışılacaktır. 1H NMR (400 MHz, CDCl, δ=7.26ppm ) δ=15.69 (bs, 2H, H10), δ 8.81 (d, J = 9.3 Hz, 2H, H5), 8.27 (m, 6H,H2-H3-H7 ), 8.19 (m, 6H, H4-H6-H8) , 8.07 (m J = 12.3, 5.3 Hz, 4H, H1-H9). 6.78 (s, 2H, H11). Kaynaklar [1] http://www.tubitak.gov.tr/sites/default/files/64_2013_106.pdf. [2] Włodzimierz U, Katarzyna J, Katarzyna W , Andrzej Properties and application of diketones and their derivatives CHEMIK 2011, 65, 4, 273-2 [3] a) Aho P., Backstrom R., Honkanen E., Linden I., Nissien E., Pohto P.,nr 163044B1, PL Patent 1994. b) Miyamato M, Murata T., Yokotani H nr 3708504, US Patent 1973. c) Odunola O.,Woods J.:Synthesis, Electronic and Magnetic properties of some 3-substituted-2,4-pentanedioneato oxovanadium(IV) complexes and their methylpyridine adducts. Synth. React. Inorg. Met. Org. Chem. 2001, d) Odunola O., Woods J.: Synthesis, Electronic and Magnetic properties of some 3-substituted-2,4-entanedioneato oxovanadium(IV)complexes and their methylpyridine adducts. Synth. React. Inorg. Met.Org.Chem.2001,31,7,1297.