Podand-type receptors for sugar recognition

Abstract

The aim of this project is to find compounds capable of forming complexes with carbohydrates in water. For this purpose ortho-urea substituted and ortho-amide (C and N linked) porphyrins were prepared. It was found that both zinc and free base derivatives of the porphyrins could bind octyl-β-glucoside effectively in dichloromethane, via hydrogen bonding interactions with binding constants up to 2.2 x 105 M-1 for urea porphyrinTrp, as measured by UV-Vis. The urea porphyrins form stringer complexes with sugars than the amide ones and the α,α,α,α, atropisomer of a urea-linked porphyrin was more effective than the others.1H-NMR binding studies confirmed the strong interaction of sugars with the porphyrins and showed that the sugars are situated above the plane of the porphyrin. 1H-NMR binding studies showed that urea porphyrin Trp could also bind octyl-β-D-glucoside in the competitive solvent DMSO possibly due to a combination of hydrogen bonding of hydrophobic interactions with the sugar alkyl chain. A successful route to prepare α,α,α,α atropisomer of tetra ortho aminophenyl porphyrin eith ether linked solubilizing groups was developed.

Σκοπός του παρόντος έργου είναι η αναζήτηση ενώσεων ικανών να σχηματίζουν σύμπλοκα με υδατάνθρακες στο νερό. Για τον σκοπό αυτό παρασκευάστηκαν πορφυρίνες με ορθο- υποκατάσταση δεσμού ουρίας και ορθο-αμιδική υποκατάσταση (δεσμοί C και N). Διαπιστώθηκε ότι τόσο τα παράγωγα ψευδαργύρου όσο και τα παράγωγα ελεύθερης βάσης των πορφυρινών μπορούσαν να δεσμεύσουν αποτελεσματικά την οκτυλ-β-γλυκοσίδη σε διχλωρομεθάνιο, μέσω αλληλεπιδράσεων δεσμού υδρογόνου με σταθερές σύνδεσης έως 2,2 x 105 M-1 για την πορφυρίνη-ουρίας-Trp, όπως μετρήθηκε με UV-Vis. Οι πορφυρίνες ουρίας σχηματίζουν ισχυρότερα σύμπλοκα με σάκχαρα από ό,τι οι αμιδικές, και το α,α,α,α-ατροποϊσομερές μιας πορφυρίνης συνδεδεμένης με ουρία ήταν πιο αποτελεσματικό από τα άλλα. Μελέτες σύνδεσης με 1H-NMR επιβεβαίωσαν την ισχυρή αλληλεπίδραση των σακχάρων με τις πορφυρίνες και έδειξαν ότι τα σάκχαρα βρίσκονται πάνω από το επίπεδο της πορφυρίνης. Μελέτες σύνδεσης 1H-NMR έδειξαν ότι η πορφυρίνη ουρίας Trp μπορούσε επίσης να συνδεθεί με οκτυλ-β-D-γλυκοσίδη στον ανταγωνιστικό διαλύτη DMSO, πιθανώς λόγω ενός συνδυασμού δεσμών υδρογόνου και υδρόφοβων αλληλεπιδράσεων με την αλκυλική αλυσίδα του σακχάρου. Αναπτύχθηκε μια επιτυχημένη μέθοδος παρασκευής του α,α,α,α ατροποϊσομερούς της τετρα-ορθο-αμινοφαινυλο πορφυρίνης με ομάδες διαλυτοποίησης συνδεδεμένες με αιθέρα.