Dr. Öğr. Üyesi Halil İLKİMEN1, Prof. Dr. Cengiz YENİKAYA2
1Kütahya Dumlupınar Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü, Kütahya, Türkiye, halil.ilkimen@dpu.edu.tr, (Sorumlu Yazar), ORCID: 0000-0003-1747-159X.
GİRİŞ
Proton transfer tepkimeleri, asit-baz nötralizasyon tepkimesi, enzim katalizi ve suyun öziyonlaşması gibi reaksiyonlarda önemli bir anahtar görevi gören kimya, biyokimya ve fizikte en temel işlemlerden biridir (Macdonald vd., 2000). Proton transfer tuzları, bazın ortaklaşmamış elektronları ile asitin protonu transfer edilerek (+) ve (-) yüklerin bir arada bulunduğu yapılara denir. Proton transfer tuzları metal iyonları ile oluşturdukları metal kompleksleri genellikle suda çözünebilen bileşiklerdir (Aghabozorg vd., 2008).
Bu çalışmada incelenen proton transfer tuzlarının asidik bileşeni olan 5-sülfosalisilik asit (H3ssa) ve proton vermiş formları (H2ssa-, Hssa 2-ve ssa3-) ile birçok çalışma yapılmaktadır. Antiülser, antimütajen, antitümor, antimikrobiyal, antidiyabetik, antiinflamatuar ve süperoksit giderici gibi aktiviteye sahip oldukları literatürde mevcuttur (Khadikar vd., 1984, 1986; Ma vd., 2005; Yenikaya vd., 2011a; İlkimen vd., 2018). Bu çalışmalarda elektron verici oksijen atomları (-COOH, OH ve –SO3H) bulunan H3ssa ve proton vermiş yapılarının yaygın olarak bir, iki, üç veya daha yüksek dişli olarak metal iyonlarına bağlandıkları gözlenmiştir (Fan ve Zhu, 2007). Literatürde H3ssa ile organik bazların bulunduğu proton transfer tuzu ve metal kompleksleri sentezlenmektedir (Smith vd.,2006; Yang ve Qu, 2006; Meng vd., 2007; Hemamalini ve Fun, 2010a-d; Hemamalini vd., 2011; Smith vd., 2011; Yenikaya vd., 2011b; İlkimen ve Yenikaya, 2018a,b).
188 KİMYA ARAŞTIRMALARI
Bu çalışmada incelenen proton transfer tuzlarının bazik bileşeni olan piperazin türevleri, çoğu biyoaktif bileşik için hayati bir heterosiklik halkadır (Khalili vd., 2009). Piperazin türevlerinin antibakteriyel, antifungal, antimalaryal, antidepresan, antitümör, alfa adrenoseptör antagonist ve 5-HT7 reseptör antagonist aktivite gibi çeşitli biyolojik özelliklere sahiptir (Broekkamp vd., 1995; Ibarra vd., 2000; Khalaj vd., 2004; Upadhayaya vd., 2004; Naito vd., 2005; Chaudhary vd., 2006; Yoon vd., 2008). Piperazin yapısında bulunan azot atomları ile metallere tekli veya ikili koordinasyon şeklinde bağlanabildiği gibi köprü ligandı olarak da metal merkezlerini birbirine bağlayabilir. Ayrıca piperazin türevlerinde bulunan diğer verici atomları ile de metalle koordinasyon yapabilir.
Bu çalışmada, 5-sülfosalisilik asit ve türevleri ile piperazin türevlerinin (piperazin, etilpiperazin, (2-hidroksietil)piperazin, N-asetilpiperazin, N-fenilpiperazin ve N-piridilpiperazin proton transfer tuzları, bazı Cu(II) metal kompleksleri ve N,N’-piperazin(di-metilenfosforik asit) ile karışık ligandlı La(III), Pr(III), Nd(III), Sm(III) ve Eu(III) komplekslerinin yapıları ve biyolojik özelliklerini anlatan çalışmalar literatürde gözlenmiştir. Ayrıca 5-sülfoizoftalik asit ile piperazinin Cu(II), Ag ve Cd(II) komplekslerin yapıları anlatan çalışmalar da literatürde gözlenmiştir (Sun ve vd., 2003; Liu ve Xu, 2005a,b; Wang vd., 2008).
1. 5-Sülfosalisilik asit ile piperazin türevlerinin tuzları ve metal kompleksleri
Akbaev (1976), 5-sülfosalisilik asit ile piperazinin Cu(II) kompleksinin antihelmintik ve antimikrobiyal özelliklerini incelemiştir.
Singh ve Srinivasan (2002), 5-sülfosalisilik asit ile piperazin tuzunun silika jeli immobilize etme özelliklerini inceleyerek metal iyonu içeriğinde spektrofotometrik özelliklerini incelemişlerdir.
Sun ve arkadaşları (2003), 5-sülfoizoftalik asit ile piperazinin Cu(II) kompleksinin {([Cu(H2O)2(HSIPA)].2H2O.(pip)1/2)n} yapısını tek kristal X ışını ile açıklamışlardır.
5-Sülfosalisilik asit ile piperazin’in proton transfer tuzlarının yapılarını {(H2pip)(H2ssa).2H2O ve (Hpip)2(H2pip)(Hssa)2.2H2O} (Li ve Su (2003; 2007)) ve {(H2pip)(Hssa).3H2O} (Smith vd. 2011) tek kristal X ışını ile karakterize etmişlerdir.
Liu ve Xu (2005a), 5-sülfoizoftalik asit ile piperazinin Cd(II) kompleksinin {[Cd(sip)(Hpip)(H2O)2]n} yapısını tek kristal X ışını ile açıklamışlar ve fotoluminesans özelliklerini araştırmışlardır.
Liu ve Xu (2005b), 5-sülfoizoftalik asit ile piperazinin Cu(II) kompleksinin {[(Hpip)(H2O)Cu(SIP)Cu(Hpip)(H2O)]n} yapısını tek kristal X ışını ile açıklamışlardır.
190 KİMYA ARAŞTIRMALARI
Wang ve arkadaşları (2008), 5-sülfoizoftalik asit (H3SIP) ile piperazinin Ag kompleksinin {{(H2pip)2[Ag8(SIP)4(H2O)4](H2O)4}n} yapısını tek kristal X ışını ve IR ile açıklamışlardır. Ayrıca fotoluminesans özelliklerini incelemişlerdir.
Li ve arkadaşları (2009), 5-sülfosalisilik asit ile N,N’-piperazin(di-metilenfosforik asit)’in (H4L) karışık ligandlı Eu(III), Sm(III) Nd(III), La(III) ve Pr(III) komplekslerinin yapılarını {M(Hssa)(H2L)0,5(H4L)0,5
(H2O)].(H2O)1,5, M = La(III) ve Pr(III)} FT-IR, NMR, elementel ve tek kristal X ışınları analizleri ile aydınlatmışlar ve bu maddelerin fotolüminesans özelliklerini incelemişlerdir.
Wang ve arkadaşları (2012), 5-sülfosalisilik asit ile N-metilpiperazin ve N,N’-dimetilpiperazin’in proton transfer tuzlarının yapılarını {(H2Mepip)(H2ssa)2.3H2O ve (H2DMepip)1/2(H2ssa).H2O} NMR, elementel, tek kristal X ışınları, IR, ve termal analiz ile aydınlatmışlarıdır.
Durmuş (2019), piperazin türevleri (N-etilpiperazin, (2-hidroksietil)piperazin, asetilpiperazin, fenilpiperazin ve N-piridilpiperazin) ile 5-sülfosalisilik asitin proton transfer tuzları {(H2Etpip)(Hssa).0,07EtOH; (H2HOEtpip)(Hssa).0,07EtOH.2H2O; (H2Acpip)(Hssa).0,02EtOH; (H2Phpip)(Hssa) ve (H2Pypip)(Hssa)} ve Cu(II) komplekslerinin yapılarını {(H2(pip))[Cu(Hssa)2].5H2O } FT-IR, AAS, NMR, manyetik duyarlılık ve molar iletkenlik sonuçları ile önermiş ve maddelerin antibakteriyel ve antifungal aktivitelerini araştırmıştır.
SONUÇLAR
5-Sülfosalisilik asit ve proton vermiş formları ile birçok çalışma yapılmaktadır. Bu bileşiklerin antiülser, antimütajen, antitümor, antimikrobiyal, antidiyabetik, antiinflamatuar ve süperoksit giderici gibi aktiviteye sahip oldukları literatürde mevcuttur. Piperazin türevlerinin de antibakteriyel, antifungal, antimalaryal, antidepresan, antitümör, alfa adrenoseptör antagonist ve 5-HT7 reseptör antagonist aktivite gibi çeşitli biyolojik özellikleri bilinmektedir. Bu iki aktif grubun bir araya gelmesiyle elde edilecek tuz ve komplekslerinde aynı türde aktivite gözlenebilir. Literatür incelemesinde bu iki grubun bir arada olduğu tuz, kompleks ve biyolojik özelikleri çok fazla çalışılmadığı gözlenmiştir. 5-Sülfosalisilik asit ve piperazin içeren tuz ve komplekslerin sentezlenmesi bunların aktivitelerin incelenmesi literatüre katkı yapacaktır.
192 KİMYA ARAŞTIRMALARI KAYNAKÇA
Aghabozorg H., Manteghi F., Sheshmani S. (2008). A brief review on structural concepts of novel supramolecular proton transfer compounds and their metal complexes. Journal of the Iranian Chemical Society, 5(2), 184-227.
Akbaev, A. A. (1976). Syntheses of anthelmintic and antimicrobial preparations. Edited By: Afanas'ev, V. A. Org. Khim. Puti Razvit. Khim. Proizvod. Kirg. 57-9.
Broekkamp, C., Leysen, D., Peeters, B., Pinder, R.M. (1995). Prospects for ımproved antidepressants. Journal of Medicinal Chemistry, 38, 4615-4633. Chaudhary, P., Kumar, R., Verma, A.K., Singh, D., Yadav, V., Chhillar, A.K.,
Sharma, G., Chandra, R. (2006). Synthesis and antimicrobial activity of N-alkyl and N-aryl piperazine derivatives. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 14, 1819-1826.
Durmuş, B. Piperazin türevleri ve sülfosalisilik asitin proton transfer tuzları ile Cu(II) komplekslerinin sentezi ve karakterizasyonu. Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2019.
Fan, S.R. Zhu, L.G. (2007). Structural diversity and fluorescent properties of copper(II) complexes constructed by 5-sulfosalicylate and 2,2′-bipyridine. Journal of Molecular Structure, 827, 188-194.
Halil İlkimen, Cengiz Yenikaya. 2-Amino-5-(Cl;Br;NO2)piridin türevleri ile 5-sülfosalisilik asitin proton transfer tuzlarının sentezi ve karakterizasyonu. Anadolu 1. Uluslararası Multidisipliner Çalışmalar Kongresi, Diyarbakır, Turkey, 28-29 December 2018a.
Halil İlkimen, Cengiz Yenikaya. 5-Sülfosalisilik asit ile 2-amino-4-(CH3;Cl)piridin türevlerinin karışık ligandlı Cu(II) komplekslerinin sentezi ve karakterizasyonu. Anadolu 1. Uluslararası Multidisipliner Çalışmalar Kongresi, Diyarbakır, Turkey, 28-29 December 2018b.
Hemamalini M., Fun H.K. (2010a). 2-Amino-4-methylpyridinium 3-carboxy-4-hydroxybenzenesulfonate Monohydrate. Acta Cryst. E66, o2095–o2096.
Hemamalini M., Fun H.K. (2010b). 2-Amino-5-methylpyridinium 3-carboxy-4-hydroxybenzenesulfonate. Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, E66, o2153–o2154.
Hemamalini M., Fun H.K. (2010c). 2-Amino-5-chloropyridinium 3-carboxy-4-hydroxybenzenesulfonate. Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, E66, o2323–o2324.
Hemamalini M., Fun H.K. (2010d). 2-Amino-5-bromopyridinium 3-carboxy-4-hydroxybenzenesulfonate. Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, E66, o2408–o2409.
Hemamalini M., Goh J.H., Fun H.K. (2011). 2,3-Diaminopyridinium 3-carboxy-4-hydroxybenzenesulfonate monohydrate. Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, E67, o3122.
Ibarra, M; Hong, E; Villalobos-Molina, R (2000). The alpha-adrenoceptor antagonist, zolertine, inhibits alpha 1D- and alpha 1A-adrenoceptor-mediated vasoconstriction in vitro. Journal of Autonomic Pharmacology, 20(3), 139– 45
İlkimen, H., Tekşen, Y., Yenikaya, C., Turhan, İ., Tunç, T., Sarı, M. (2018). Synthesis, characterization and pharmacological evaluation of the proton transfer salts of 2-aminobenzothiazole derivatives with 5-sulfosalicylic acid and their Cu(II) complexes. Journal of Coordination Chemistry, 71(16-18), 2831-2842.
Khadikar, P.V. Ali, S.M., Pol, B., Heda, B.D. (1986). Effect of metal ions on the antimicrobial activity of 5-sulphosalicylic acid. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica, 33, 97-102.
Khadikar, P.V. Joshi, S., Kashkhedikar, S.G., Heda, B.D. (1984). Metal-complexes of 5-sulphosalicylic acid and their antimicrobial activity. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences, 46, 209-211.
Khalaj, A., Adibpour, N., Shahverdi, A.R., Daneshtalab, M. (2004). Synthesis and antibacterial activity of 2-(4-substituted phenyl)-3(2H)-isothiazolones. European Journal of Medicinal Chemistry, 39, 699-705.
194 KİMYA ARAŞTIRMALARI
Khalili, F., Henni, A., East, A. L. (2009). pKa values of some piperazines at (298, 303, 313, and 323) K. Journal of Chemical & Engineering Data, 54, 2914-2917.
Li, X., Xie Z., Lin, J., Cao, R. (2009). Lanthanide-organic frameworks constructed from multi-functional ligands: Syntheses, structures, near-infrared and visible photoluminescence properties. Journal of Solid State Chemistry 182, 2290– 2297.
Li, Z.H. Su, K.M., (2007). Piperazine-1,4-diium bis(3-carboxy-4-hydroxybenzenesulfonate) dehydrate. Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, E63, o4744-o4744.
Liu, Q.Y., Xu, L. (2005), Synthesis, crystal structures and photophysical properties of two supramolecular complexes of cadmium(II). Inorganic Chemistry Communications, 8(4), 401-405.
Liu, Q.Y., Xu, L. (2005). catena-Poly[[aqua(piperazin-1-ium-κN4)copper(II)]-µ-5-sulfonatoisophthalato-κO1: κO3], Acta Crystallographica, Section E: Structure Reports Online, 61(10), m1972-m1974.
Ma, J.F., Yang, J., Li, S.L., Song, S.Y., Zhang, H.J. Wang, H.S., Yang, K.Y. (2005) Two Coordination polymers of Ag(I) with 5-sulfosalicylic acid. Crystal Growth & Design, 5(2), 807-812.
Macdonald, J.C., Dorrestein, P.C., Pilley, M.M., Foote, M.M., Lundburg, J.L., Henning, R.W., Schultz, A.J., Manson, J.L. (2000). Design of layered crystalline materials using coordination chemistry and hydrogen bonds. Journal of the American Chemical Society, 122, 11692-11702.
Meng, X.G., Zhou, C.S., Wang, L., Liu, C.L. (2007). Two salts of 5-sulfosalicylic acid and 3-aminopyridine. Acta Crystallographica Section C: Structural Chemistry, C63, o667-o670.
Naito, H., Ohsuki, S., Atsumi, R., Minami, M., Mochizuki, M., Hirotani, K., Kumazawa, E., Ejima, A. (2005). Synthesis and antitumor activity of novel pyrimidinyl pyrazole derivatives. III. Synthesis and antitumor activity of 3-phenylpiperazinyl-1-trans-propenes. Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 53, 153-163.
Singh, M., Srinivasan, K.V. (2002). Silica gel-immobilized di[N-chloranil piperazinium-bis-sulfosalicylate]: Preparation, characterization and performance for chromatographic separation of metals. Chromatographia, 56(11/12), 717-722.
Smith G. (2011). Pseudo-Merohedral twinning in the structure of the hydrated 1:1 proton-transfer compound of 5-sulfosalicylic acid with 4-aminopyridine. Journal of Chemical Crystallography, 41, 359–363.
Smith G., Wermuth, U.D., Healy, P.C. (2006). Hydrogen bonding in proton-transfer compounds of 5-sulfosalicylic acid with ortho-substituted monocyclic heteroaromatic Lewis bases. Journal of Chemical Crystallography, 36(12), 841-849.
Smith, G., Wermuth, U.D., Sagatys, D.S. (2011), Hydrogen bonding in proton-transfer compounds of 5-sulfosalicylic acid with a series of aliphatic nitrogen lewis bases. Journal of Chemical Crystallography, 41(1), 17-25.
Su, K.M., Li, Z.H. (2007). Piperazine-1,4-diium bis(piperazin-1-ium) bis(3-carboxylato-4-hydroxybenzenesulfonate)dehydrate. Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, E63, o4816.
Sun, D., Cao, R., Sun, Y., Li, X., Bi, W., Hong, M., Zhao, Y. (2003). Two new zeolite-like supramolecular copper complexes. European Journal of Inorganic Chemistry, (1), 94-98.
Upadhayaya, R.S., Sinha, N., Jain, S., Kishore, N., Chandra, R., Arora, S.K. (2004). Optically active antifungal azoles: synthesis and antifungal activity of (2R,3S)-2-(2,4-difluorophenyl)-3-(5-{2-[4-aryl-piperazin-1-yl]-ethyl}-tetrazol-2-yl/1-yl)-1-[1,2,4]-triazol-1-yl-butan-2-ol. Bioorganic and Medicinal Chemistry, 12, 2225-2238.
Wang, L., Xu, L.Y., Xue, R.F., Lu, X.F., Chen, R.X., Tao, X.T. (2012). Cocrystallization of N-donor type compounds with 5-sulfosalicylic acid: The effect of hydrogen-bonding supramolecular architectures. Science China, 55(1), 138-144.