Σχεδιασμός και σύνθεση υπερομοριακών δομών β, β΄- τρικαρβονυλο-ετεροκυκλικών συστημάτων: μελέτη δομής με φασματοσκοπικές μεθόδους και X - Ray κρυσταλλογραφική ανάλυση

Abstract

Supramolecules are created by non conventional bonds and interactions between two or more chemical species. Such interactions are hydrogen bonds, π-π interactions , anion-π, cation-π, metal-ligand, Wan der Waals.In this Thesis we used coumarin and quinolinone ligands to form supramolecular structures. Coumarins and quinolinones are heterocycle compounds. They contain aromatic rings which can develop π interactions and β,β΄tricarbonyl system and thus they can develop hydrogen bonds. Additionally, due to β,β΄ tricarbonyl system they can create complexes with metal ions. These complexes due to self assembly are forming metal supramolecules.Coumarins and quinolinones which are natural products and their derivatives, exhibit very interesting biological properties as antibacterial, anticancer, cytotoxic, antithrombotic and agaist HIV.In this PhD Thesis we present novel methodologies for the synthesis of functionalized 4-hydroxy coumarins , N-H quinolinones and benzoyl quinolinones with out protection of the –NH2 group. DFT calculations have been performed for the tautomers of a product.Biological evaluation has been tested for ligands and their complexes with metal ions.

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτέλεσε η κατασκευή υπερμοριακών και μεταλλο υπερμοριακών δομών. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν ως υποκαταστάτες κουμαρίνες και κινολινόνες , ετεροκυλκλικές ενώσεις που περιέχουν στο μόριό τους β, β΄ τρικαρβόνυλο σύστημα και αρωματικούς δακτυλίους, ώστε να είναι δυνατές διαμοριακές αλληλεπιδράεις που οδηγούν αυτοοργάνωση (self assembly) και επιπλέον, χάρη στο β, β΄ δικαρβόνυλο σύστημα να καθίσταται δυνατή η σύνδεσή τους με μεταλλικά ιόντα, δημιουργώντας έτσι τις δομικές μονάδες των μεταλλο υπερμορίων.Παρασκευάστηκαν επίσης νέες ετεροκυκλικές ενώσεις που περιέχουν β,β΄ τρικαρβόνυλο συστήματα, που τις καθιστούν δυνητικούς υποκαταστάτες για την κατασκευή υπερμορίων. Οι κουμαρίνες, οι κινολινόνες και τα παράγωγά τους παρουσιάζουν αξιοσημείωτες βιολογικές και φαρμακολογικές ιδιότητες και για το σκοπό αυτό μελετήθηκε η βιολογική δραστικότητα ορισμένων παραγώγων.Πραγματοποιήθηκαν ανακρυσταλλώσεις, διεξήχθησαν κρυσταλλογραφικές αναλύσεις και προσδιορίστηκαν οι χαρακτηριστικές αλληλεπιδράσεις που κατευθύνουν τις δομικές αυτές μονάδες σε υπερμοριακές και μεταλλουπερμοριακές δομές. Έγιναν παραθέσεις-συγκρίσεις των αποτελεσμάτων ελεύθερων και συμπλεγμένων υποκαταστατών, συμπλόκων του ίδιου υποκαταστάτη με διαφορετικά μέταλλα και συμπλόκων του ίδιου συστήματος μετάλλου υποκαταστάτη ανακρυσταλλωμένου σε διαφορετικό σύστημα διαλυτών όπου μόρια του διαλύτη λειτουργούν και εκείνα ως υποκαταστάτες επηρεάζοντας και καθορίζοντας ουσιαστικά την γεωμετρία του συμπλόκου που προκύπτει. Χάρη στη δομή τους τα υπερμόρια βρίσκουν πολλές εφαρμογές σε πολλά και διαφορετικά πεδία, από την αποθήκευση ενέργειας (energy storing/ corvertion), σε βιοδραστικά υλικά καθώς επίσης και στα self healing materials (αυτοϊούμενα υλικά). Βρίσκουν εφαρμογές στον τομέα της κατάλυσης, ως υλικά προσρόφησης - αποθήκευσης αερίων, ως μοριακοί ανιχνευτές, χημικοί αισθητήρες (chemosensors, fluorescence chemosensors), μεταλλοένζυμα ενώ ορισμένες υπερμοριακές δομές παρουσιάζουν μαγνητικές ιδιότητες. Οι δυνάμεις που ενώνουν τις δομικές μονάδες οδηγώντας σε υπερμοριακές δομές είναι φυσικά αποτέλεσμα των δομικών χαρακτηριστικών των συστατικών αυτών και έτσι επιλέγοντας συστατικά με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά προκύπτουν υπερμοριακές δομές με ανάλογη δομή, (δηλαδή επιμέρους τμήματα και δυνάμεις που τα συγκρατούν ενωμένα), και κατ’ επέκταση ιδιότητες.