Klik reaksiyonu ve uygulama alanları

Klik reaksiyonu sonucunda elde edilen triazol türevi bileşiklerin farmakolojik alanlardan polimerik alanlara kadar geniş bir alanda kullanımı olduğu bilinmektedir. Bu kullanım alanlarından biri de klik reaksiyonu ile katalizör sentezidir. Bu sentezde grafen oksitteki –OH, –COOH, epoksit gibi gruplar azür gruplarına dönüştürülmüş ve alkin

14

grubu bulunduran katyonik yapıdaki bir molekül ile klik reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Bu katyonik yapıya peroksofosfotungstat anyonları katılarak yapıya iyonik olarak tungsten bağlanmıştır (Şekil 2.11). Sentezlenen bu yapı olefinlerin epoksidasyonunda kullanılmaktadır. Katalizör olarak aktif olmasının yanında bu yapı önemli bir aktivite kaybı göstermeksizin tekrar tekrar kullanılabileceği görülmektedir (Masteri-Farahani & Modarres, 2017).

Şekil 2. 11. Klik reaksiyonu ile sentezlenen grafen oksit katalizörü

Birçok uygulama alanında yer bulan klik reaksiyonu sensör çalışmalarında da kullanılmaktadır. Metal iyonlarının tanınması ve belirlenmesi, biyolojik, çevre ve kimyasal süreçler için önemlidir. Gerekli iz elementleri arasında yer alan demir, enzim katalizinde, demir-oksijen metabolizmasında ve DNA sentezinde önemli bir yere sahiptir. Ayrıca demir eksikliği veya fazlalığı sonucunda anemi, karaciğer, böbrek, şeker ve kalp hastalıkları gibi rahatsızlıkların oluştuğu bilinmektedir. Demir metalinin bu önemli görevlerinden dolayı belirlenmesi de önemlidir. Bu yüzden demir metalinin düşük konsantrasyonda bile varlığının ispatı için klik reaksiyonu kullanılarak yeni bir sensör geliştirilmiştir Bunun için Hekzahomotrioksokaliks[3]aren başlangıç maddesi

15

olarak kullanılıp hidroksil gruplarına proparjil bağlanmıştır. Yapı üzerinde terminal alkin oluşturulduktan sonra azid grubu içeren kinolin grubu ile klik reaksiyonu yapılmış ve elde edilen bileşik sensör olarak kullanılmıştır (Şekil 2.12). Bu çalışma sonucunda

demir konsantrasyonu 10-7 M olsa bile sensörün cevap verebildiği görülmüştür (Wu vd.,

2017).

Şekil 2. 12. Fe+3 _{sensörü olarak kullanılan klik bileşiği}

Organik maddelere ve fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmak için geri dönüştürülebilir maddelerin eldesi önemli bir işlemdir. Düşük maliyetleri, kolay elde edilebilmeleri, kendine özgü özellikleri ve doğada parçalanabildikleri için doğal ve yenilenebilir kaynaklardan elde edilen polimerler büyük ilgi çekmektedir. Lignin ağaçlarda ve bitkilerde bulunabilen doğal bir polimerdir. Lignin ucuz dolgu maddesi, yüzey aktif madde ve katkı maddesi gibi kullanım alanlarına sahiptir. Lignin kullanarak geri dönüştürülebilen polimerler sentezlenebileceği de literatürde gösterilmiştir (Şekil

16

2.13). Örneğin Han vd. (2016) tarafından yapılan bir çalışmada, lignin üzerindeki hidroksil grubu proparjil türevine dönüştürülmüş ve başka bir lignin grubu da esterleştirildikten sonra azür türevine çevrilmiştir. Böylece terminal alkin ve azid grubu içeren lignin türevi bileşikler elde edilerek klik reaksiyonu ile geri dönüştürülebilir polimerler sentezlenmiştir (Han vd., 2016).

Şekil 2. 13. Lignin molekülleri arasında gerçekleştirilen klik reaksiyonu

Biyoteknolojinin hızlı gelişimi daha güçlü ve daha etkili ayırma yöntemleri gerektirmektedir. Kolon kromatografisi bu yöntemlerden biri olmakla beraber kolon kromotografisinde kolon kurulumu ve artan polarite ayarı yapmak gibi bazı zorluklar bulunmaktadır. Bu yüzden de afinite membranları geliştirilmiştir. Membran

17

filtrasyonunda afinite membran içerindeki ligandlar çözeltide arzu edilen biyomolekülleri yapısına bağlayabilmektedir. Biyomoleküllerin hızlı bir şekilde ayırılabilmesinde önemli bir metottur. Yapılan çalışmalarda bovin serum albümin, protein, lizozim, insan immunoglobulini, laktoferrin, virüsler, triptofanlar ve DNA gibi biyomoleküllerin ayırımı yapılabilmiştir. Lizozim bağlaması için siklodekstrin bazlı afinite membran Şekil 2.14 de gösterildiği gibi klik reaksiyonu kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen bu membran etilen vinil alkol bazlı membrana göre üç kat daha fazla adsorpsiyon yapabildiği görülmüştür (Lin vd., 2017a).

Şekil 2. 14. Afinite membranın içeriğinde kullanılan molekülün sentezi

Klik reaksiyonu genel olarak polimerik ve biyolojik çalışmaların büyük bir kısmında etkin olarak kullanılmaktadır. Yaygın olarak biyolojik aktivite gösteren bileşiklerin sentezinde veya biyomoleküllerin etiketlenmesinde kullanılarak biyolojik olayların açıklanmasına yardımcı olur. Son yıllarda yapılan araştırmalarda kanser hücrelerinin etiketlenmesine duyulan ilginin arttığı görülmektedir. Etikteleme işlemi için üzerinde fonksiyonel grup bulunduran ve doğal olmayan şekerler kullanılmaktadır. Şekil 2.15 de gösterildiği gibi yapılan bir çalışmada tetraacetil N- azidoasetilmannozamin gibi yapay bir şeker önce kanserli hücreye yerleştirilmiş ve daha

18

sonra dibenzosiklooktin ile klik reaksiyonu gerçekleştirilerek kanserli hücre üzerinde etiketleme gerçekleştirilmiştir (Wang vd., 2016).

Şekil 2. 15. Kanser hücresinin görüntülenmesinde kullanılan bakırsız klik reaksiyonu

Grip virüsleri veya omurgalı hayvanlardan insanlara bulaşabilen (zoonotik) hastalıklarda virüsün antijenik alt tipi değişerek ülkeden ülkeye hızla yayılabildiği bilinmektedir. Bu hastalıkların engellenmesinde kullanılan antiviral ilaçların bazılarının bünyesinde triazol halkası içerdikleri bilinmektedir. Antiviral aktivite gösteren bu bileşiklerden bir tanesinin klik yöntemi kullanılarak sentezi Şekil 2.16 da gösterilmiştir (Artyushin vd., 2017).

Şekil 2. 16. Antiviral inhibisyon gösteren bileşiklerden bir tanesi

Son yıllarda artan bakteri direncinden dolayı yeni antimikrobiyal malzemelerin üretilmesine olan ihtiyaç artmıştır. Yapılan bir araştırmada klik reaksiyonu kullanarak yağda daha fazla çözünebilen ve hidrojen bağı akseptörü olarak görev yapan florürlü bir bileşik ile bazı hastalıkların tedavisinde kullanılan kinolin türevi bileşiklerle yapılan

19

klik reaksiyonu sonucunda triazol türevi bileşikler elde edilmiştir. Bu bileşiklerin antimikrobiyal testlerde aktif oldukları görülmüştür. Aktiflik gösteren bileşiklerden bir tanesi Şekil 2.17 de gösterilmektedir (Garudachari, Isloor, Satyanarayana, Fun & Hegde, 2014).

Şekil 2. 17. Antimikrobiyal özellik gösteren triazol türevi

Antikanser özellik gösteren bileşiklerin sentezi için doğal bileşiklere benzetilerek yapılan yeni ilaçların dizaynı ilaç sentezinde kullanılan yollardan bir tanesidir. Benzopiran-2-on ve beş üyeli bir halkadan oluşan geiparvarin insan tümör hücrelerine karşı biyolojik aktivite gösteren bir bileşiktir. Bu bileşik en az yedi basamakta sentezlenmekte ve toplam verimi de yaklaşık %20’yi bulmaktadır. Bu yüzden geiperavin benzeri bileşiklerin sentezi gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. Klik reaksiyonu kullanarak en yüksek antikanser özelliği gösteren bileşiğin sentez şeması Şekil 2.18 de verilmiştir (Zhang vd., 2012).

20

Şekil 2. 18. Anti kanser özellik gösteren klik bileşiği