Azol-kinolon konjugasyonu ve rodaninler: Geleneksel, mikrodalga ve ultrasonik ışınlandırma destekli sentezleri, biyolojik potansiyellerinin araştırılması

(1)

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

KİMYA ANABİLİM DALI

AZOL-KİNOLON KONJUGASYONU VE RODANİNLER: GELENEKSEL,

MİKRODALGA VE ULTRASONİK IŞINLANDIRMA DESTEKLİ SENTEZLERİ, BİYOLOJİK POTANSİYELLERİNİN ARAŞTIRILMASI

DOKTORA TEZİ

Arif MERMER

HAZİRAN 2018 TRABZON

(2)

Tez Danışmanı

Tezin Savunma Tarihi

Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : :

/ / / /

Trabzon :

Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünce

Unvanı Verilmesi İçin Kabul Edilen Tezdir.

KİMYA ANABİLİM DALI

AZOL-KİNOLON KONJUGASYONU VE RODANİNLER: GELENEKSEL, MİKRODALGA VE ULTRASONİK IŞINLANDIRMA DESTEKLİ SENTEZLERİ, BİYOLOJİK

POTANSİYELLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Arif MERMER

DOKTOR (KİMYA)

29 05 2018 29 06 2018

Prof. Dr. Neslihan DEMİRBAŞ

(3)

(4)

III

117Z529 nolu TÜBİTAK ve KTÜ BAP FDK-2015-5206 projeleri tarafından desteklenen bu tez çalışması Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Organik Kimya Araştırma Laboratuvarı'nda gerçekleştirilmiştir.

Çalışmalarım sırasında bilimsel desteğinin yanında araştırmalarım için gerekli imkanların sağlanmasında büyük yardımlarını gördüğüm, hiçbir zaman desteğini ve katkısını esirgemeyeceğine inandığım değerli hocam Prof. Dr. Neslihan DEMİRBAŞ’a şükranlarımı sunarım.

Her türlü konuda yanına rahatlıkla gidip bilgi ve tecrübelerinden istifade ettiğim değerli hocam Prof. Dr. Ahmet DEMİRBAŞ’a, Tez izleme Komitesi (TİK) üyeleri hocalarım Prof. Dr. Olcay BEKİRCAN’a, ve Doç. Dr. Hacer BAYRAK’a ilgi ve yardımlarından dolayı teşekkürlerimi sunarım. Maddelerimizin biyolojik aktivite çalışmalarını yapan Prof. Dr. Ali Osman KILIÇ’a, Prof. Dr. Ahmet ÇOLAK’a, Dr. Öğr. Üyesi Enis Fuat TÜFEKÇİ’ye, Dr. Öğr. Üyesi Özlem FAİZ’e, Yüksek Kimyager Yakup ŞİRİN’e ve Yüksek Kimyager Elif Ayazoğlu DEMİR’e teşekkür ederim.

Tez çalışmam boyunca manevi desteğini ve yardımlarını esirgemeyen Dr. Öğr. Üyesi Serpil DEMİR’e çok teşekkür ederim.

Laboratuvar çalışmalarımda benden her türlü yardım esirgemeyen değerli grup arkadaşlarım, Dr. Serap BAŞOĞLU ÖZDEMİR, Dr. Yıldız UYGUN CEBECİ’ye destekleri ve yardımları için teşekkür ederim.

Mali desteklerinden dolayı TÜBİTAK ve KTÜ Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi’ne teşekkür ederim.

Yaşam boyu attığım her adımda sonsuz destekleri ile daima yanımda olan, değerli aileme çok teşekkür ederim.

Arif MERMER Trabzon 2018

(5)

IV

TEZ ETİK BEYANNAMESİ

Doktora Tezi olarak sunduğum “Azol-Kinolon Konjugasyonu ve Rodaninler: Geleneksel, Mikrodalga ve Ultrasonik Işınlandırma Destekli Sentezleri, Biyolojik Potansiyellerinin Araştırılması” başlıklı bu çalışmayı baştan sona kadar danışmanım Prof. Dr. Neslihan DEMİRBAŞ’ın sorumluluğunda tamamladığımı, verileri kendim topladığımı, deneyleri ilgili laboratuvarlarda yaptığımı başka kaynaklardan aldığım bilgileri metinde ve kaynakçada eksiksiz olarak gösterdiğimi, çalışma sürecinde bilimsel araştırma ve etik kurallara uygun olarak davrandığımı ve aksinin ortaya çıkması durumunda her türlü yasal sonucu kabul ettiğimi beyan ederim. 29/06/2018

(6)

V

Sayfa No ÖNSÖZ ... III TEZ ETİK BEYANNAMESİ ... IV İÇİNDEKİLER ... V ÖZET ... XI SUMMARY ... XII TABLOLAR DİZİNİ ... XIII SEMBOLLER VE KISALTMALAR DİZİNİ ... XIV

1. GENEL BİLGİLER ... 1

1.1. Giriş ... 1

2. YAPILAN ÇALIŞMALAR ... 28

2.1 1-Fenilpiperazin Kullanılarak Yapılan Sentezler ... 28

2.2. 3-Kloro-4-floro Anilin ve 4-Metil Anilin’den Başlanarak Yapılan Sentezler .... 32

2.3. 4-(3-Aminopropil)morfolin Kullanılarak Yapılan Sentezler ... 37

3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR VE BULGULAR ... 40

3.1. 1-Fenilpiperazinden Başlanarak Yapılan Sentezler ... 40

3.1.1. Etil 2-(4-fenilpiperazin-1-il)asetat (172) ... 40

3.1.2. 2-(4-Fenilpiperazin-1-il)asetohidrazid (173) ... 41

3.1.3. 174-178 Nolu Bileşiklerin Genel Sentez Yöntemi ... 41

3.1.3.1. N-Fenil-2-[(4-fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarbotiyoamid (174) ... 41

3.1.3.2. N-Benzil-2-[(4-fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarbotiyoamid (175) ... 42

3.1.3.3. N-(4-Florofenil)-2-[(4–fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarbotiyoamid (176) . 43 3.1.3.4. N-(4-Etil)-2-[(4-fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarbotiyoamid (177) ... 43

3.1.3.5. N-Benzil-2-[(4-fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarboksiamid (178) ... 44

3.1.4.1. 4-Fenil-5-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-4H-1,2,4-triazol-3-tiol (179) ... 45

3.1.4.2. 4-Benzil-5-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-4H-1,2,4-triazol-3-tiol (180) ... 46

3.1.4.3. 4-(4-Florofenil)-5-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-4H-1,2, 4-triazol-3-tiol (181) . 46 3.1.4.4. 4-Etil-5-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-4H-1,2,4-triazol-3-tiol (182) ... 47

(7)

VI

3.1.5. 5-[(4-Fenilpiperazin-1-il)metil]-1,3,4-oksadiazol-2-tiol (184)... 48 3.1.6. 185-196 Nolu Bileşiklerin Genel Sentez Yöntemi ... 49 3.1.6.1. 1-Etil-6-floro-4-okso-7-[4-({4-fenil-3-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-5-tiokso- 4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1,4-dihidrokinolin-3- karboksilik asid (185) ... 49 3.1.6.2. 1-Siklopropil-6-floro-4-okso-7-[4-({4-fenil-3-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-5- tiokso-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1,4-dihidro kinolin-3-karboksilik asid (186) ... 50 3.1.6.3. 1-Etil-6-floro-4-okso-7-[4-({4-benzil-3- [( 4-fenilpiperazin-1-il) metil]-5-tiokso

-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1,4-dihidrokinolin-3- karboksilik asid (187) ... 51 3.1.6.4. 1-Siklopropil-6-floro-4-okso-7-[4-({4-benzil-3-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-5- tiokso-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1,4-dihidro kinolin-3-karboksilik asid (188) ... 52 3.1.6.5. 1-Etil-6-floro-4-okso-7-[4-({4-florofenil-3-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-5- tiokso-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1,4-dihidro kinolin-3-karboksilik asid (189) ... 53 3.1.6.6. 1-Siklopropil-6-floro-4-okso-7-[4-({4-florofenil-3-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]- 5-tiokso-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1,4-dihidro kinolin-3-karboksilik asid (190) ... 54 3.1.6.7. 1-Etil-6-floro-4-okso-7-[4-({4-etil-3-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-5-tiokso-4,5- 4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1,4-dihidro kinolin-3-karboksilik asid (191) ... 55 3.1.6.8. 1-Siklopropil-6-floro-4-okso-7-[4-({4-etil-3-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil-5- tiokso-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1,4-dihidro kinolin-3-karboksilik asid (192) ... 56 3.1.6.9. 7-[4-({4-Benzil-5-okso-3-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-4,5-dihidro-1H-1,2,4- 1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1-etil-6-floro-4-okso-1,4- dihidrokinolin-3-karboksilik asid (193) ... 57 3.1.6.10. 7-[4-({4-Benzil-5-okso-3- [(4-fenilpiperazin-1-il) metil]-4,5-dihidro-1H-1,2,4-

1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-1-siklopropil-6-floro-4-okso-1,4-dihidro kinolin-3-karboksilik asid (194) ... 58 3.1.6.11. 1-Etil-6-floro-4-okso-7-(4-{[5-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-2-tiokso-1,3,4- oksadiazol-3(2H)-il]metil}piperazin-1-il)-1,4-dihidrokinolin -3-karboksilik asid (195) ... 59 3.1.6.12. 1-Siklopropil-6-floro-4-okso-7-(4-{[5-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-2-tiokso- 1,3,4- oksadiazol-3(2H)-il]metil}piperazin-1-il)-1,4-dihidrokinolin-3- karboksilik asid (196) ... 60 3.2. 3-Kloro-4-floro Anilin (197)’den Başlanarak Yapılan Sentezler ... 61 3.2.1. Dietil 2-(((3-kloro-4-florofenil)amino)metilen)malonat (199) ... 61 3.2.2. 7-Kloro-6-floro-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-karboksilik acid etil ester (200) ... 61

(8)

VII

3.2.4. 7-Kloro-1-etil-6-floro-1,4-dihidro-4-oksokinolin-3-karboksilik asid hidrazid

(205) ... 62

3.2.5.1. N-Fenil-2-(7-kloro-1-etil-6-floro-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-karbonil) hidrazin karbotioamid (208) ... 63 3.2.5.2. N-Benzil-2-(7-kloro-1-etil-6-floro-4-okso-1,4–dihidrokinolin-3-karbonil) hidrazin karbotioamid (209) ... 64 3.2.5.3. N-(4-Florofenil)-2-(7-kloro-1-etil-6-floro-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3- karbonil)hidrazin karbotioamid (210) ... 64 3.2.5.4. N-Etil-2-(7-kloro-1-etil-6-floro-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-karbonil)hidrazin karbotioamid (211) ... 65 3.2.5.5. N-Fenil-2-(7-kloro-1-etil-6-floro-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-karbonil) hidrazin karboksiamid (212) ... 66 3.2.5.6. N-Benzil-2-(7-kloro-1-etil-6-floro-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-karbonil) hidrazin karboksiamid (213) ... 66

3.2.6.1. 7-Kloro-1-etil-6-floro-3-(5-merkapto-4-fenil-4H-1,2,4-triazol-3-il)kinolin-4 (1H)-on (219) ... 67 3.2.6.2. 7-Kloro-1-etil-6-floro-3-(4-benzil-5-merkapto-4H-1,2,4-triazol-3-il)kinolin- 4(1H)-on (220) ... 68 3.2.6.3. 7-Kloro-1-etil-6-floro-3-(4-(4-florofenil)-5-merkapto-4H-1,2,4-triazol-3-il) kinolin-4(1H)-on (221) ... 69 3.2.6.4. 7-Kloro-1-etil-3-(4-etil-5-merkapto-4H-1,2,4-triazol-3-il)-6-florokinolin-4 (1H)-on (222) ... 69 3.2.6.5. 7-Kloro-1-etil-6-floro-3-(5-okso-4-fenil-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-3-il) kinolin-4(1H)-on (223) ... 70 3.2.6.6. 7-Kloro-1-etil-6-floro-3-(5-okso-4-benzil-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-3-il) kinolin-4(1H)-on (224) ... 71

3.2.7. Toluidinden (4-metilanilin) (201)’den Başlanarak Yapılan Sentezler ... 71

3.2.7.1. Dietil 2-[(p-tolilamino)metilen]malonat (202) ... 71

3.2.7.2. Etil 6-metil-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-karboksilat (203) ... 72

3.2.7.3. Etil 1-Etil-6-metil-4-oxo-1,4-dihydroquinoline-3-carboxylate (206)... 73

3.2.7.4. 1-Etil-6-metil-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-karbohidrazid (207) ... 74

3.2.8.1. 2-[(1-Etil-6-metil-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-il)karbonil]-N-fenil hidrazinkarbotiyoamid (214) ... . 7

(9)

VIII 3.2.8.2. 2-[(1-Etil-6-metil-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-il)karbonil]-N-benzil hidrazinkarbotiyoamid (215) ... 76 3.2.8.3. 2-[(1-Etil-6-metil-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-il)karbonil]-N-(4-floro-fenil) hidrazinkarbotiyoamid (216) ... 77 3.2.8.4. 2-[(1-Etil–6–metil-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-il)karbonil]-N-etil hidrazinkarbotiyoamid (217) ... 77 3.2.8.5. 2-[(1-Etil-6-metil-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-il)karbonil]-N-fenil hidrazinkarboksiamid (218) ... 78 3.2.9. 225-229 Nolu Bileşiklerin Genel Sentez Yöntemi ... 79 3.2.9.1. 1-Etil-3-(5–merkapto–4–fenil-4H-1,2,4–triazol–3-il)-6-metilkinolin-4(1H)-on (225) ... 79 3.2.9.2. 1-Etil-3-(5-merkapto-4-benzil-4H-1,2,4-triazol-3-il)-6-metilkinolin-4(1H)-on (226) ... 80 3.2.9.3. 1-Etil-3-[4-(4-florofenil)-5-merkapto-4H-1,2,4-triazol-3-il]-6-metilkinolin- 4(1H)-on (227) ... 80 3.2.9.4. 1-Etil-3-(5-merkapto-4-etil-4H-1,2,4-triazol-3-il)-6-metilkinolin-4(1H)-on (228) ... 81 3.2.9.5. 1-Etil-3-(5-hidroksi-4-fenil-4H-1,2,4-triazol-3-il)-6-metilkinolin-4(1H)-on (229) ... 82 3.2.10. 4-(3-Aminopropil)morfolin’den Başlanarak Yapılan Sentezler ... 82 3.2.10.1. (5Z)-3-(3-Morfolin-4-ilpropil)-5-(piridin-4-ilmetilen)-2-tiokso-1,3-tiyazolidin- 4-on (230) ... 83 3.2.10.2. (5Z)-5-(3-Florobenziliden)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3-tiyazolidin- 4-on (231) ... 84 3.2.10.3. (5Z)-3-(3-Morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-5-[4-(triflorometil)benziliden]-1,3- tiyazolidin-4-on (232) ... 84 3.2.10.4. (5Z)-5-(5-Bromo-2-florobenziliden)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3- tiyazolidin-4-on (233) ... 85 3.2.10.5. (5Z)-5-(2-Kloro-6-florobenzilidene)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3- tiyazolidin-4-on (234) ... 86 3.2.10.6. (5Z)-5-(3-Bromo-4-florobenzilidene)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3- tiyazolidin-4-on (235) ... 86 3.2.10.7. (5Z)-5-Benziliden-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3-tiyazolidin-4-on (236) ... 87 3.2.10.8. (5Z)-3-(3-Morfolin-4-ilpropil)-5-(piridin-3-ilmetilen)-2-tiokso-1,3-tiyazolidin- 4-on (237) ... 87 3.2.10.9. (5Z)-5-(2-Hidroksibenziliden)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3- tiyazolidin-4-on (238) ... 88 3.2.10.10. (5Z)-5-(4-Metoksibenziliden)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3-

(10)

IX 4-on (240) ... 89 3.2.10.12. (5Z)-3-(3-Morfolin-4-ilpropil)-5-(piridin-2-ilmetilen)-2-tiokso-1,3-tiyazolidin- 4-on (241) ... 90 3.2.10.13. (5Z)-5-(2,6-Diklorobenziliden)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3- tiyazolidin-4-on (242) ... 91 3.2.10.14. (5Z)-5-(2,4-Diklorobenziliden)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso-1,3- tiyazolidin-4-on (243) ... 91 3.2.10.15. (5Z)-3-(3-Morfolin-4-ilpropil)-5-(4-nitrobenziliden)-2-tiokso-1,3-tiyazolidin-4- on (244) ... 92 3.2.10.16. (5Z)-5-(3-Hidroksi-4-metoksibenziliden)-3-(3-morfolin-4-ilpropil)-2-tiokso- 1,3-tiyazolidin-4-on (245) ... 92 3.3. Antimikrobial Aktivite ... 93

3.3.1. Agar Kuyucuk Difüzyon Metodu ... 93

3.3.2. Minimal İnhibisyon Yöntemi (MİK) ... 94

3.3.4. Antioksidan Aktivite ... 94

3.5. Asetilkolinesteraz Aktivite ... 95

3.6. In vitro DNA Giraz ve DNA Topoizomeraz İnhibisyon Çalışması ... 95

3.7. Karbonik Anhidraz (Esteraz) Aktivitesi Tayini... 96

3.7.1. Gereç ve Yöntem ... 96

3.7.1.1. Kullanılan Kimyasallar ... 96

3.7.1.2. Tampon, Substrat ve Enzim Aktivitesi Tayininde Kullanılan Çözeltiler ... 97

3.7.2. Yöntem ... 97

3.7.2.1. Karbonik Anhidraz (Esteraz) Aktivitesi Tayini... 97

3.7.3. Karbonik Anhidrazın Optimizasyonu ... 98

3.7.3.1. Enzim Konsantrasyonunun Aktivite Üzerine Etkisi ... 98

3.7.3.2. Substrat Konsantrasyonun Aktivite Üzerine Etkisi ... 98

3.7.3.3. Sıcaklığın Aktivite Üzerine Etkisi ... 98

3.7.3.4. pH’nın Aktivite Üzerine Etkisi ... 99

3.7.3.5. Organik Moleküllerin Karbonik Anhidraz İnhibisyon Potansiyellerinin Belirlenmesi ... 99

4. TARTIŞMA ... 100

5. ÖNERİLER ... 117

(11)

X

7. EKLER ... 141 ÖZGEÇMİŞ

(12)

XI

AZOL-KİNOLON KONJUGASYONU VE RODANİNLER: GELENEKSEL, MİKRODALGA VE ULTRASONİK IŞINLANDIRMA DESTEKLİ SENTEZLERİ,

BİYOLOJİK POTANSİYELLERİNİN ARAŞTIRILMASI Arif MERMER

Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

Kimya Anabilim Dalı

Danışman: Prof. Dr. Neslihan Demirbaş 2018, 140 Sayfa, 129 Sayfa Ek

Bu çalışmada ilk olarak fenilpiperazin bileşiğinin etil bromoasetat ve ardından hidrazin hidrat ile etkileştirilmesi ile karşılık gelen asetohidrazit bileşiği elde edilmiştir. Hidrazit bileşiği izo(tiyo)siyanatlar ile muamele edilerek karbo(tiyo) amitlere dönüştürülmüştür ve ardından bazik ortamda halka kapanmaları ile 1,2,4-triazol bileşikleri elde edilmiştir. Aynı zamanda hidrazid bileşiğinin bazik ortamda karbondisülfür reaksiyonundan 1,3,4-oksadiazol bileşiği elde edilmiştir. Elde edilen 179-183 nolu triazol ve 184 nolu 1,3,4-oksadiazol bileşikleri formaldehit varlığında norfloksazin ya da siprofloksazin ile muamale edilerek Mannich bazları sentezlenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise, çeşitli kinolon yapıları içeren halkaların sentezi planlanmıştır. Bu amaçla ilk olarak 4-floroanilin/4-metilanilin dietil(etoksimetilen)malonat ile muamele edilmiş ve ardından difenil eter ile halkalanma reaksiyonu sonucu karşılık gelen bileşikler elde edilmiştir. Sonraki basamaklarda elde edilen 205 ve 207 nolu hidrazid bileşiklerin izo(tiyo)siyanatlar ile reaksiyonundan karşılık gelen karbo(tiyo)amidler, bu bileşiklerin de bazik ortamda halka kapanmaları sonucu kinolon-triazol hibrit bileşikleri sentezlenmiştir. Çalışmanın son adımında, 4-(3-aminopropil)morfolin başlangıç bileşiği seçilerek çeşitli yeşil kimya teknikleri ile tek kap çok bileşenli reaksiyonlar sonucunda çeşitli rodanin türevleri sentezlenmiştir. Sentezlenen tüm yeni bileşiklerin yapıları spektroskopik yöntem ve elementel analiz ile doğrulanmıştır. Elde edilen bileşikler için çeşitli aktivite (antimikrobiyal, antioksidan, asetilkolin esteraz, DNA giraz ve Topoizomeraz IV, karbonik anhidraz II) çalışmaları yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler: 1,2,4-Triazol, Mannich bazı, kinolon, rodanin, mikrodalga ve ultrasonik ışınlandırma, biyolojik aktivite.

(13)

XII PhD. Thesis SUMMARY

AZOLE-QUINOLONE CONJUGATION AND RHODANINES: CONVENTIONAL, MICROWAVE AND ULTRASONIC IRRADIATED SYNTHESIS, INVESTIGATION

OF THEIR BIOLOGICAL POTENCY Arif MERMER

Karadeniz Technical University

The Graduate School of Natural and Applied Sciences Chemistry Graduate Program

Supervisor: Prof. Dr. Neslihan Demirbaş 2018, 140 Page, 129 Page Appendix

In the first part of this study, acetohydrazide was obtained from the reaction of phenyl piperazine with ethyl bromoacetate and hydrazyne hydrate, respectively. The treatment of hydrazide with the corresponding iso(thio)cyanates produced carbo(thio)amides, then these compounds were converted to the corresponding 1,2,4-triazoles (179-183) in basic media. On the other hand, the cyclisation of hydrazide with carbon disulfide in the presence of KOH generated 1,3,4-oxadiazole compound (184). Compounds 179-184 were then condensed with norfloxacin and ciprofloxacin in the presence of formaldehyde to give new hybrid compounds. In the second part of the study, the synthesis of several compounds containing quinolone skeleton was planned. For this purpose, 4-fluoroaniline and 4-methylaniline were subjected to ring closure with diethyl ethoxymethylene malonate and diphenyl ether to produce the desired quinolones. Hydrazides (205 and 207) which were obtained in the next steps, were subjected to the ring closure to yield the corresponding quinolone-1,2,4-triazole hybrid compounds. In the last part of the study, the synthesis of several rhodanine compounds were performed starting from 4-(3-aminopropyl)morpholine via green chemistry techniques. All the newly synthesized compounds were characterized with spectroscopic techniques and elemental analysis. The obtained compounds were screened for their biological activities including antimicrobial, antioxidant, acetyl colin esterase, DNA-gyrase, topoisomerase IV and carbonic anhydrase inhibition studies.

Keywords: 1,2,4-Triazole, Mannich base, quinolone, rhodanine, microwave and ultrasonic irradiation, biological activity.

(14)

XIII

Sayfa No

Tablo 1. Aktivite tayininde kullanılan enzim ve kimyasallar ... 96

Tablo 2. Karbonik anhidraz esteraz aktivitesi tayini için reaksiyon karışımı ... 97

Tablo 3. Karbonik anhidraz inhibsiyon çalışması için hazırlanan reaksiyon karışımı ... 99

Tablo 4. 179-184 Nolu bileşiklerin zaman, güç, verim ve erime noktası verileri ... 101

Tablo 5. 208 ve 219 Nolu bileşiklerin MW yöntemiyle optimizasyon koşulları ... 105

Tablo 6. 203-229 Nolu bileşiklere ait zaman, güç, verim, kristallendirme çözücüsü ve erime noktası verileri ... 106

Tablo 7. 236 Nolu bileşiğe ait sentez yönteminin optimizasyonu ... 108

Tablo 8. 230-245 Nolu bileşiklerin reaksiyon verimi, erime noktası ve kristallendirme çözücüleri ... 109

Tablo 9. Sentezlenen bileşiklerin (174-196) antimikrobiyal aktivite sonuçları ... 111

Tablo 10. 174-196 Nolu bileşikleri DNA giraz ve DNA Topoizomeraz-IV inhibisyon sonuçları ... 112

Tablo 11. 207-229 nolu bileşiklerin antioksidan aktivite ve asetilkolinesteraz aktivite sonuçları... 114

Tablo 12. Karbonik anhidraz aktivitesinin optimizasyonu ... 115

Tablo 13. 230-245 Nolu bileşiklerin karbonik anhidraz aktivitesi (hCA II) ... 116

(15)

XIV

KISALTMALAR VE SEMBOLLER DİZİNİ

ACD : Advanced Chemistry Development APT : Karbon türünü belirten spektrum Ar : Aromatik halka

CaCl2 : Kalsiyum klorür

cm : Santimetre D2O : Döteryum oksit

dk : Dakika

DMF : Dimetil formamit DMSO : Dimetil sülfoksit TEA : Trietilamin CS2 : Karbon disülfür

THF : Tetrahidrofuran e.n : Erime noktası

EI (MS) : Kütle Spektrometresi (Electrospray Ionization Spectrometry) FT-IR : Infrared Spektrometresi (Fourier Transform Infrared Spectrometry)

Hz : Hertz

İTK : İnce tabaka kromatografisi J : Jiromanyetik sabit

m/z : Kütle/yük oranı MA : Molekül ağırlığı

MİK : Minimum inhibisyon konsantrasyonu MW : Mikrodalga

US : Ultrasonik Sonikasyon mL : Mililitre

(16)

XV d : Dublet m : Multiplet q : Kuartet s : Singlet t : Triplet [M]+ _{: Moleküler iyon} °C : Santigrat derece

13_{C NMR} _{: Karbon Nükleer Manyetik Rezonans} 1_{H NMR} _{: Proton Nükleer Manyetik Rezonans}

1D : Bir boyutlu

δ : Kimyasal kayma (ppm) υ : Dalga sayısı (cm-1₎

(17)

1

1. GENEL BİLGİLER

1.1. Giriş

Antibiyotik ilaç direnci, özellikle 'ESKAPE' (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii ve Enterobacter spp.), organizmalarının direnci, sadece hastanelerde değil genel olarak toplumda insan sağlığı için artan bir tehdittir [1]. Mikroorganizmalar, antibiyotiklerin varlığında hayatta kalma yeteneğini arttırmak için çeşitli stratejiler benimsediğinden, antibiyotik direnci gittikçe artmakta ve insan sağlığına büyük zarar vermekle birlikte, giderek daha fazla ekonomik zarara neden olmaktadır [2]. Örneğin, aminoglikozidlere, sefepime, florokinolonlara ve mevcut antibiyotiklere karşı dirençli olan Acinetobacter baumannii, dünya çapında yaygın ve son yıllarda hastane enfeksiyonların önde gelen bir nedeni haline gelmiştir [3,4]. Metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA), yılda yaklaşık 20.000 ölümle ABD'de yaklaşık 100.000 enfeksiyona neden olan yıkıcı bir hastalık üretebilen zorlu bir patojendir [5,6]. Mikrobiyal enfeksiyonların tedavisinde ve kontrolünde yeni stratejiler ve kombinatoryal terapi ile önemli ilerleme kaydedilmiş olmasına rağmen, antimikrobiyal direnç dünya genelindeki halk sağlığı ve bilim toplulukları için en büyük endişelerden biri olmaya devam etmektedir [7]. Bu süreç içerisinde yeni antimikrobiyal ilaç sınıfları keşfedilmiş ve klinik olarak bakteriyel enfeksiyonları ve ilgili hastalıkları olan hastaları tedavi etmek için kullanılmıştır [8]. Ancak, kullanımlarındaki ilk başarılarına rağmen, çoklu ilaç direncinin (MDR) ortaya çıkışı ile mücadele edememişlerdir. Zamanla mikroorganizmalar her ilaca karşı direnç geliştirmiş ve bu da yeni sınıf ilaçların daha az etkili hale gelmesine neden olmuştur [9-13]. Bugün için, patojenik mikroorganizmalar mevcut ticari antibiyotiklerin çoğuna karşı direnç geliştirmiştir durumdadır [14]. Bakteriler, hatalı kopyalama, ilaç hedef bölgesini değiştirme veya kendi aralarında dirençli özellikler değiştirme yoluyla direnç geliştirirler [15-17]. Dünya Sağlık Örgütü'nün (WHO) Haziran 2014'te yayınladığı antimikrobiyal dirençle (AMR) ilgili genel raporu, ticari antibiyotiklere karşı ortak bakterilerin direncinin dünyanın birçok yerinde endişe verici seviyelere ulaştığını belirtmektedir. Raporda, sırasıyla E. coli ve Staphylococcus aureus'un yol açtığı enfeksiyonların tedavisinde yaygın olarak kullanılan antibakteriyel ilaçlar olan florokinolonlar ve metisiline karşı direnci çok yaygın olduğu vurgulamaktadır [18].

(18)

Bu senaryo ya farklı bir etki mekanizmasına sahip olan ya da dirençli mikrobik suşların hedef bölgesine karşı yüksek bağlanma afınitesine sahip olan yeni antibiyotik sınıfları geliştirme konusunda büyük bir zorluk çıkarmaktadır [19].

Sonuç olarak, farklı etki mekanizmalarına ve düşük yan etkilere sahip kombinasyonel ilaçların araştırılması ve sentezi, antimikrobiyal direncin üstesinden gelmeyi amaçlayan yöntemlerin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır ve farklı kimyasal özelliklere sahip olan, tamamen var olanlardan farklı olan yeni ajanlar geliştirilmesi organik kimyacılar için araştırmanın odak noktasını oluşturmaktadır [20,21]. Çünkü bu tür biyoaktif bileşiklerin sentezi, yeni ve etkin ilaçların geliştirme çalışmaları için önemli ipuçları içermektedir [22]. Bir veya birden fazla biyoaktif grupları içeren bu yeni moleküller, ezimlerin aktif bölgelerine etki ederek ve istenmeyen yan etkilerin azalmasında rol oynamaktadır [23].

Moleküler hibridizasyon (MH), iki ya da daha fazla bilinen biyoaktif türevin moleküler yapısındaki farmakoforik alt birimlerin birleştirilmesine dayanan yeni ligandların veya prototiplerin rasyonel tasarımının bir stratejisidir; bu türevler, yeterli alt-birlimlerin birleştirilmesi, orijinal şablonların önceden seçilmiş özelliklerini koruyan yeni melez yapıların tasarımına yol açmaktadır [24].

Fizikokimyasal ve farmakolojik özellikler, toksisite ve etki mekanizması ile ilgili olarak halihazırda bilinen maddelerin kullanımını göz önüne alırsak, yüzlerce hatta binlerce homolog moleküler melezden oluşan kapsamlı kimyasal kütüphanelerin üretilmesi, yüksek seviyede biriken bilgiler; yapısal gereksinimler, ligand-protein etkileşim modu, ligand reseptör etkileşimleri ve kantitatif yapı-aktivite ilişkileri, yeni ilaçların gelişiminde daha hızlı ve daha etkili bir şekilde katkı yapmaktadır [25].

Heterosiklik kimya, birçok uygulama alanı bulunması nedeniyle ilaç sektöründe en önemli araştırma alanlarından biri haline gelmiştir. Bu alanlar arasında, azot ve oksijen içeren heterosiklik moleküller en önemli biyolojik aktiviteyi göstermişlerdir [26]. Literatürde, substituent türüne bağlı olarak, 1,2,4-triazol analogları, antimikrobiyal [27-29], analjezik [29], anti-tümör [30], anti-inflamatuar [31], antihipertansif [32], antikanser [33] ve antiviral [34] gibi geniş bir biyolojik aktivite yelpazesi için yüksek bir potansiyele sahiptir. Halen tedavi amacıyla kullanılmakta olan bir dizi standart ilaçta 1,2,4-triazol çekirdeği bulunmaktadır [35]. Triazol çekirdeği içeren ilaçlara örnek olarak verilebilecek bileşikler arasında, antikonvulstant olarak kullanılan azol sınıfı antibiyotikler olan,

(19)

3

Triazolam, antiviral olarak Ribavirin, antifungal olarak Voriconazol, migren tedavisinde kullanılan Rizatriptan, antineoplastik olarak Letrozol bulunmaktadır.

Kamel ve grubu tarafından yapılan bir çalışmada antikanser ajanlar olarak 1,2,4-triazol çekirdeği içeren yeni bileşikler sentezlenmiştir (Denklem 1) [36].

(20)

Antimikobakteriyel aktivite gösteren 1,2,4-triazol türevleri Seelam ve grubu tarafından sentezlenmiştir (Denklem 2) [37].

Denklem 2

Mustafa ve grubu tarafından yapılan bir çalışmada 1,2,4-triazol türevleri sentezlenerek antiproliferatif ve antitubulin özellikleri incelenmiştir (Denklem 3) [38].

(21)

5

Grubumuz tarafından yapılan bir çalışmada ise antitümör aktiviteye sahip 1,2,4-triazol-5-on türevleri sentezlenmiştir (Denklem 4) [39].

Denklem 4

Heterosiklik bileşiklerin önemli bir diğer sınıfını oluşturan oksadiazoller çeşitli farmasötik ve biyolojik uygulama alanlarına sahiptir [40]. Çeşitli oksadiazol türevlerinin sentezi ve biyolojik özelliklerinin incelenmesi son yirmi yılda önemli ölçüde artış göstermiştir. Pazarlanmış birçok antihipertansif ajanlar (tiodazosin [41], nesapidil [42]) ve antibiyotikler (furamizol [43]) önemli yapısal birimi olarak oksadiazol iskeletine sahiptir.

(22)

1,3,4-Oksadiazoller, metabolik profilleri ve kovalent olmayan etkileşimler yoluyla hedeflerle etkileşme kabiliyeti nedeniyle farmakofor olarak bol miktarda kullanılmaktadırlar. Son zamanlarda çok sayıda 1,3,4-oksadiazol sentezlenerek antibakteriyel [44], antiinflamatuvar [45], antimikrobiyal [46], antikanser [47], antidiyabetik [48], fungusidal [49] herbisid [50], analjezik [51], antikonvülzan [52], anti-HIV [53], antihipertansif [54] ve antiobezite [55] gibi özellikleri incelenmiştir. Gan ve grubunun yapmış olduğu bir çalışmada yeni kalkon konjuge 1,3,4-oksadiazol türevleri sentezlenerek antiviral özellikleri incelenmiştir (Denklem 5) [56].

Denklem 5

Oksadiazoller ile yapılan başka bir çalışmada Yadav ve grubu çeşitli 1,3,4-oksadiazol bileşiği sentezleyerek bu maddelerin in vitro anti-proliferatif ve antikanser özelliklerini araştırmışlardır (57) [Denklem 6].

(23)

7

Denklem 6

Triazol ve oksadiazol gruplarını içeren birçok ilaç ilk kullanılma başlanmalarının ardından süre gelen yıllarda gelişen antibiyotik dirence yenik düşmüştür. Bu nedenle farklı farmakafor grupları aynı molekülde içeren yeni sentezlere ihtiyaç duyulmaktadır.

Yakın zamanda yapılan iki çalışmadan ilkinde El-Sayed ve grubu indol, pirazol ve oksadiazol gruplarını aynı yapıda birleştirerek sentezlenen bu maddelerin antikanser çalışmalarını yapmışlardır (Denklem 7) [58].

(24)

Diğer bir çalışmada ise El-Gazzar ve grubu tarafından kinazolin ve 1,2,4-triazol halkaları içeren yeni hibrit bileşikler sentezlenerek bakteri ve parazit enfenksiyonlarına karşı dihidroflat redüktaz (DHFR) inhibisyon çalışmaları ve ayrıca in vitro antitümör çalışmaları yapılmıştır (Denklem 8) [59].

Denklem 8

Kinolonlar, tüm dünyada reçeteli ve tamamen sentetik olan en yaygın antibakteriyel ilaç sınıflarından biridir. Bu sınıf ilaçlar gastrointestinal enfeksiyonlar, solunum ve idrar yolu hastalıkları gibi birtakım bakteriyel enfeksiyonlarla mücadele etmek için yoğun bir şekilde kullanılmaktadır [60]. İlk pazarlanan kinolon ailesinin antibakteriyel ilaç olan nalidiksik asit, yaklaşık 50 yıl önce klorokin sentezinin yan ürünü olarak kliniğe girmiştir ve dördüncü nesil kinolonlar böylelikle geliştirilmeye başlanmıştır. Özellikle Levofloksazin, Moksifloksazin ve Sparfloksazin gibi florokinolon ailesi, iyi oral etkili, geniş antimikrobiyal spektrumlu, klinikte ulaşılabilir dozlar ve nispeten kolay sentez olan ekonomik ve klinik olarak en başarılı olanlardandır [61, 62].

(25)

9

Bu sınıf ilaçlar, üçlü supramoleküler kompleksler oluşturmak için enzim-DNA ikili kompleksleri ile bağlanarak, DNA replikasyonuna müdahale edip sonunda bakteriyel hücre ölümüne neden olmak şeklinde etki etmektedirler ve DNA giraz ve topoizomeraz inihibörleri olarak bilinmektedirler. Moleküler etki tarzı, kinolonların C-3 ve C-4 konumlarındaki keto-karboksil sisteminin bir su-metali iyon köprüsü şeklinde kinolon topoizomeraz bağlanmasını kolaylaştırabildiğini göstermiştir [63, 64]. Bununla birlikte, klinikte bu ilaçların aşırı kullanımı ile kinolonlara karşı direnç giderek yaygınlaşmıştır. Bazı araştırmalar, C-3 pozisyonundaki karboksil grubunu, su-metal iyon köprüsünü bozan ve kinolonlar ile bu enzimler arasındaki zayıf etkileşimleri bozan, giraz ve topoizomeraz IV'teki amino asitlerin belirli mutasyonlarına atfedilebileceğini ortaya koymuştur [65-67]. Ayrıca, kinolonların neden olduğu bazı yan etkiler, metal iyonlarının kaybı ve gastrointestinal reaksiyonlar gibi C-3 pozisyonundaki karbonil grubuyla da ilişkilidir. Tüm bu etkiler, bu ilaçların klinik kullanımını etkilemiştir. Bu nedenle, kinolon çekirdeğindeki C-3 pozisyonunun yapısal modifikasyonu, biyolojik aktiviteleri iyileştirmek ve ilaç direncinin üstesinden gelmek için umut verici bir stratejidir. Daha önce, kinolonların N-1, C-6 ve C-7 konumları üzerinde azot heterosiklikleri gibi çeşitli elektronca zengin atom ya da grupları bir araya getirecek çalışmalar yapılmış ve önemli başarılar elde edilmiştir [68, 69]. Bununla birlikte, kinolon halkasının C-3 pozisyonundaki yapısal modifikasyon, diğer pozisyonlara kıyasla nispeten daha azdır. Yukarıdaki açıklamalardan yola çıkılarak, C-3 konumundaki karboksil grubunun, artık su-metal iyonu köprüsü aracılı etkileşimine bağımlı olmayan diğer izosterik aktif gruplarla değiştirildiği kinolon benzeri ilaçlar tasarlanmıştır.

(26)

Küresel dirence rağmen, kinolonlar kimyasal modifikasyon için en çok kullanılan antibakteriyel ajanlar olmaya devam etmektedir [70, 71].

Nalidiksik asidin keşfedilmesinin ardından bugüne kadar birçok kinolon türevi sentezlenmiştir ki bunlardan birçoğu kinolon halkası yanında başka heterohalkaları da içeren hibrit moleküllerdir. Yakın zamanlarda Cui ve grubu N-1 pozisyonundan kinolon halkasına farklı heterohalkalar kaynaştırarak yeni hibrit antimikrobial bileşikler sentezlemiştir (Denklem 9) [72].

(27)

11

Denklem 9

Cheng ve grubu, N-1 pozisyonunda alkillendirme yaparak ve aynı zamanda C-3 pozisyonunda 2-amino tiyazol halkası oluşturarak yeni hibrit kinolon bileşikleri elde ederek bunların topoizomeraz IV ve DNA etkileşimlerini incelemiştir (Denklem 10) [73].

(28)

Gao ve grubu tarafından yapılan bir çalışmada ise kinolon halkasının C-7 pozisyonundan yer değiştirme reaksiyonu ile [1,2,4]triazolo [3,4-h][1,8]naftiyridin-7-karboksilik asid türevlerini sentezleyerek antibakteriyel aktiviteleri incelenmiştir (Denklem 11) [74].

Denklem 11

Bildirilen birçok çalışmada, kinolonların C-7 pozisyonunda bulunan N-4-piperazinil grubu üzerinde yapılan değişikliklerle birlikte elde edilen hibrit bileşiklerin fizikokimyasal özellikleri değişerek, sitotoksisite ve topoizomeraz I-II’ye karşı seçiciliklerinin etkilendiği görülmüştür [75]. Bununla ilgili yapılan bir çalışmada Abdel-Aziz ve grubu, yeni N-4-piperazinil-siprofloksazin-kalkon hibrid bileşiklerini sentezlemiştir ve elde edilen bileşiklerin fizikokimyasal özellikleri, antikanser ve topoizomeraz I ve II inhibisyon çalışmaları yapılmıştır (Denklem 12) [76].

(29)

13

Denklem 12

Plech ve grubu tarafından yapılan bir çalışmada, 1,2,4-triazol-siprofloksazin hibrit bileşikleri sentezlenmiş, toksisite ve antibakteriyel aktiviteleri incelenmiştir (Denklem 13) [77].

Denklem 13

Yakın zamanda laboratuvarımızda yapılmış olan bir çalışmada Norfloksazin bileşiğinden başlanarak C-7 pozisyonundaki piperazin halkasında daha ileri reaksiyonlarla kinolon halkasına oksatiyazolidin halkası birleştirilmiştir (Denklem 14) [78].

(30)

Denklem 14

Biyoaktif moleküllerin yapısında yer alan bir diğer önemli heterohalka, rodanin (2-tiokso-4-tiyazolidinon) yapısıdır [79-81]. Son yıllarda, rodaninler ve ilgili heterosiklikler yapılar, benzersiz bir biyomoleküler etkileşim profiline sahip sentetik yapı taşlarları olarak ortaya çıkmıştır [82-84]. 5-Alkiliden ve 5-ariliden rodanin türevleri, doğadaki birçok biyolojik olarak aktif molekülün ayrılmaz bir parçasıdır ve kükürt içeren sentetik ilaçlar ve biyoaktif doğal ürünler arasında temel yapıları oluştururlar [85]. Bu çok yönlü yapı taşları, diyabetik komplikasyonların tedavisinde, aldoz redüktaz inhibitörü epalrestat'ın sentezinde ve AIDS profilaksisinde veya tedavisinde kullanmaktadır. Rodanine türevleri, kuvvetli floresan ve absorpsiyon kapasitelerine bağlı olarak, boya-duyarlılaştırılmış güneş pillerinin üretiminde metal içermeyen organik boyalarda ve çeşitli itme-çekme organik bileşiklerinde alıcı gruplar olarak kullanılmıştır [86]. Rodanin esaslı moleküllerin, HIV-1 [87],

(31)

15

Alzheimer hastalığı [88], HCV NS3 proteaz [89], β-laktamaz [90], PMT1 mannozil transferaz [91], PRL-3 ve JSP-1 fosfatazları [92] gibi çok sayıda hedefin engellenmesi yoluyla çeşitli biyolojik aktivitelere sahip olduğu bilinmektedir. Ayrıca antimikrobiyal [93], antiviral [94], antikonvülsan [95], antidiyabetik [96] ve antikanser [97] aktivitelere sahip oldukları bildirilmiştir. Birçok rodanin iskeleti taşıyan moleküllerin sergilediği alışılmadık biyolojik aktivite onları çekici sentetik hedef haline getirmiştir.

Song ve grubu tarafından yapılan bir çalışmada yeni rodanin türevi bileşikler karakterize edilip antimikrobiyal aktiviteleri incelenmiştir (Denklem 15) [98].

Denklem 15

Bir kalkon türevinin rodanin halkası ile Knoevenagel kondenzasyonundan yeni rodanin tüveri hibrit bileşiklerin sentezi Chen ve grubu tarafından bildirilmiştir (Denklem 16) [99].

(32)

Denklem 16

Çok yakında yapılan başka bir çalışmada ise El-Miligy ve grubu COX-1/2 (siklooksijenaz1/2) ve 5-LOX (5-lipoksijenaz) (vücutta meydana gelen enfeksiyon ve analjezik etkilerin tedavi edilmesinde kullanılan inhibitörler) inhibitörleri olarak benzotiyofen veya benzofuran ile kombine edilmiş rodanin türevlerini sentezlemişlerdir (Denklem 17) [100].

(33)

17

Li ve grubu iki biyoaktif heterosiklik yapı olan amino-1,2,4-triazol ve rodanin birimlerini tek bir yapı içinde içeren yeni hibrit bileşikler sentezlenmiştir. Öncelikle 4-amino-1,2,4-triazol bileşiğini sentezleyip ardından bu bileşiği rodanin türevin 105 nolu rodanin türevi ile kondenzasyona uğratmışlardır (Denklem 18) [101].

Denklem 18

Metal içeren enzimlerin önemli bir ailesini oluşturan karbonik anhidraz enzimleri (CAs)’nin β-, ɣ-, δ- ve ζ- şeklinde tanımlanan alt sınıfları bulunmaktadır. İnsan karbonik anhidraz enzimleri (hCA) ve genel anlamda memeli karbonik anhidraz enzimleri, α-karbonik anhidraz (α-CA) sınıfına dahildir. Bu alt sınıfta da çeşitli izoenzimler bulunmaktadır. Bunlardan CA I, CA III, CA IV daha çok sitoplazma içinde (sitosolik enzimler), CA IX, CA XII ve CA XIV hücre zarında, CA V Mitokondride ve CA VI daha çok tükürükte yer almaktadırlar [102-104].

Birçok hCA (insan karbonik anhidraz enzimleri) izoformları, Zn+2_{iyonu içeren, çok}

sayıda (pato)fizyolojik süreçte yer alan monomerik proteinlerdir ve CO2’nin bikarbonata

dönüşümünü tersinir olarak katalizleyen, pH düzenleyici ve önemli fizyolojik özelliklere sahip enzimlerdir [105].

Denklem 19

Bu enzimler vücudun pH’ını ayarlamada, suyun taşınmasında ve elektrolit dengesinin korunmasında önemli rol oynamaktadır [106]. Ayrıca, CO2/HCO3-’in substrat

(34)

olarak yer aldığı glukoneogenez, lipogenez, ürogenez ve pirimidin sentezi gibi biyosentetik reaksiyonlarda yer almaktadırlar. Bu enzimlerin aktif bölgesinde yer alan Zn+2 _{kuvvetli bir}

Lewis asididir. Su molekülüne bağlanarak CO2’nin bikarbonata hidrasyonunu tersinir

olarak katalizler. Bu nedenle, CA inhibitörleri ilaç dizaynı ve farmakolojik uygulamalar bakımından değerli moleküllerdir ve birçok patolojik durumun düzeltilmesinde önemli ilaç hedefleri olarak ele alınmaktadır. Klinik olarak kullanılan ilaçlar etkilerini, bu enzimleri inhibe etmek suretiyle göstermektedir. İnsan karbonik anhidrazlarının regüle edilemeyen ekspresyonunun, günümüzde, onkojenez, yüksek göziçi basıncı, obezite, hafıza kaybı, depresyon, arteroskleroz ve renal patoloji gibi bazı patofizyolojik süreçlere neden olduğu bilinmektedir [107]. Bu nedenle karbonik anhidraz aktivitesinin inhibisyon şeklinde düzenlenmesi (ya da aktivasyonu) sonradan kazanılan veya genetik olabilen bazı hastalıkların tedavisinde umut verici bir yol olarak karşımıza çıkmaktadır [107].

Bugün için klinik anlamda CA inhibitörleri glokom, epilepsi, gastroduodenal ülserler, asit-baz dengesizliği, kanser, obezite ve bazı nörolojik rahatsızlıkların tedavisinde kullanılmaktadır. Ancak, izoformlarının sayısının çokluğu (sadece insanda 15 adet), birçok organ ve dokuda yaygın bulunuşları ve mevcut ilaçların izoenzimlere karşı selektif olmayışları gibi nedenlerle [105, 108] bugüne kadar kullanılan CA inhibitörleri yeterince güvenli bileşikler değildir. Örneğin, Acetazolamide (AZA), methazolamide (MZA) ve ethoxzolamide (EZA) gibi ticari olarak kullanılan CA II inhibitörleri güçlü inhbitörler olmakla birlikte spesifik değildirler. Bu bileşikler sadece CA II enzimlerini değil, diğer izoenzimleri de inhibe etmekte ve bunun sonucu olarak da uyuşukluk, karıncalanma, depresyon, yorgunluk, kilo kaybı, gastro-intestinal rahatsızlıklar, metabolik asidoz, miyop gibi çeşitli yan etkiler ortaya çıkmaktadır. Bir diğer CA II inhibitörü, topiramate oldukça zayıf bir aktiviteye sahiptir. Bu durum araştırmacıları yeni CA inhibitörlerinin keşfi çalışmalarına yöneltmektedir [106]. Kimyasal olarak bakıldığında ise, çoğu CA inhibitörü bir primer sulfonamid grubu içermekle birlikte, yapılarında yer alan (hetero)halka(lar) bakımından üniform bir yapının bulunmadığı görülmektedir [109].

(35)

19

Ulus ve grubu tarafından yapılan bir çalışmada akridin–asetazolamid türevleri sentezlenerek bu maddelerin insan karbonik anhidraz izoformları olan hCA I, II, IV ve VII’e karşı inhibisyon çalışmaları incelenmiştir [110].

Denklem 20

Organik çözücülerin çoğunun toksik etkisinden dolayı, çevre dostu çözücülerle birlikte yapılan sentez tasarımı özellikle kimyanın önemli bir konusu haline gelmiştir. Alternatif reaksiyon koşulları, daha verimli prosesler ve yeni katalizörler uygulanarak önemli ilerlemeler kaydedilmiş ve bunların tamamı yenilikçi materyallerin hazırlanmasını sağlamıştır [111]. Öte yandan, birçok kimyasal reaksiyonda fazla miktarda çözücü kullanılmaktadır. Bu çözücülerin kullanımı olabildiğince en aza indirgenmelidir ya da bunların yerine çevre dostu çözücüler kullanılmalıdır. Son yıllarda, iyonik sıvılar, süper kritik CO2, polietilen glikol (PEG) ve su gibi çevre dostu çözücüler keşfedilmiştir. Bunlar

arasında su, kimyasal reaksiyonlarda bir çözücü olarak kullanılması, diğer organik çözücülere göre ekonomik olması, toksik olmaması ve çevre dostu olması gibi birçok

(36)

avantaja sahiptir. Ayrıca su kullanılarak yapılan reaksiyonlarında hidrofobik reaksiyon ürünleri organik bir çözücü ile ekstrekte edilerek ayrılabilmektedir [112]. Buna göre, su ile yapılan sentetik olarak faydalı reaksiyonların gelişimi, bilim camiasında büyük ilgi görmeye başlamıştır [113].

Majumder ve grubunun yapmış olduğu bir çalışmada, pirimido piridin türevleri sulu ortamda sentezlenmiştir (Denklem 21) [114].

Denklem 21

Aktifleşmiş karbon ile desteklenmiş bakır nanoparçacıklarla katalizlenerek sulu ortamda 1,2,3-triazol türevi bileşikler Alonso ve grubu taradından bildirilmiştir (Denklem 22) [115].

Denklem 22

Çok bileşenli reaksiyonlar son yıllarda kombinasyonal kimya, tıbbi ve doğal ürünlerin sentezinde kullanılan en önemli yöntemlerden biri haline gelmiştir [116]. Bu reaksiyonlar, çeşitli hedef bileşiklerin saflaştırılması ve ara ürünlerin izolasyonu için zaman alan ve masraflı işlemleri en aza indirmektedir. Yeni çok bileşenli reaksiyonların keşfi ve geliştirilmesi hem temel kimya hem de farmasötik endüstriyel bakış açısından artan bir ilgi görmektedir. Yeni çok bileşenli reaksiyonlar oluşturmak ve keşfetmek için çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir [117]. Bu alanda, yeni çok bileşenli reaksiyonların keşfi için yenilikçi ve önemli bir strateji, ayrı ayrı çok bileşenli reaksiyonların birleştirilmesidir. Çok bileşenli reaksiyonların birleştirilmesi, iki bileşenli (veya daha fazla) farklı reaksiyonların tek bir kap içerisinde reaksiyona girmesiyle yeni çok bileşenli

(37)

21

reaksiyonların rasyonel tasarımı için yeni bir stratejidir ve karışık ürün oluşmaması, verimliliği ve çeşitliliği artırmak gibi avantajlarından dolayı kimya ve diğer bilim dalları için ilginç bir kavram haline gelmiştir [118]. Tek kap çok bileşenli reaksiyonlarda, reaktanların hepsi aynı anda reaksiyona girmez, ara ürün(ler) meydana gelir. Ancak, oluşan ara ürünler izole edilmeden ve saflaştırılmadan, kendiliğinden daha ileri reaksiyon vererek maksimum verim ve minimum atık ile istenen ürüne dönüşmektedir [119]. Özellikle organik ve tıbbi kimya alanlarında çok bileşenli reaksiyonlar yeni metodolojilerin geliştirilmesi anlamında çok önem kazanmıştır.

Hasaninejad ve grubu tarafılan yapılan bir çalışmada, tek kap dört bileşinli reaksiyonla imidazol türevleri yüksek verimlerle sentezlenmiştir (Denklem 23) [120].

Denklem 23

1,3,4-Oksadiazol türevlerinin oluşumuna yol açan tek kap çok bileşenli kondenzasyon reaksiyonu, Ramazani ve grubu tarafından yapılmıştır (Denklem 24) [121].

(38)

Son yıllarda kompleks çok işlevli biyoaktif maddelere erişmek için kullanılan çok bileşenli reaksiyonlar arasında ilaç olarak kullanılan Mannich bazlarının farklı birçok sentezine olanak sağladığı için çok bileşenli Mannich reaksiyonu ön plana çıkmıştır. Klasik Mannich reaksiyonu, en az bir asidik hidrojen atomu, bir aldehit bileşeni ve bir amin reaktifi gibi yapısal olarak farklı substratlar arasında gerçekleşen üç bileşenli kondenzasyondur (Denklem 25) [122].

Denklem 25

Aldehit bileşeni olarak formaldehit kullanıldığında, substrat bir aminometilasyon işlemi vasıtasıyla karşılık gelen Mannich bazına dönüşmektedir. Birincil aminler ve hatta amonyak (amonyum tuzu şeklinde) aminometilasyonlarda amin bileşeni olarak kullanılabilmekle birlikte ikincil aminler en çok kullanılan aminlerdir. Mannich bazları, önemli polimerik malzemelerin (reçineler ve özellikle yüzey kaplama) imalatında, çeşitli katkı ve yardımcı maddelerin üretiminde kullanılmaktadır. Mannich reaksiyonlarını içeren organik sentezler, kimya bilimine organik bileşiklerin sentezi için detaylı, güvenilir ve titizlikle kontrol edilen prosedürleri kazandırmıştır. Mannich bazlarının endüstriyel alanlarda kullanımın yanı sıra antibakteriyel, antikanser, antitüberküloz ve antidiyabetik gibi biyolojik özellikleri de vardır [123-125].

(39)

23

Yapılan bir çalışmada Bhutani ve grubu benzotiyazol halkası kaynaşmış oksadiazol-Mannich bazlarını tek kap çok bileşenli olarak sentezleyerek in vivo antidiyabetik özelliklerini incelemiştir (Denklem 26) [126].

Denklem 26

Ashok ve grubu tarafınfan yapılan başka bir çalışmada ise çeşitli triazol halkası içeren Mannich bazı türevleri sentezlenerek antimikrobiyal aktivite çalışmaları yapılmıştır (Denklem 27) [127].

(40)

Yakın zamanda bizim yaptığımız bir çalışmada triazol-florokinolon hibritleri Mannich reaksiyonu ile sentezlenerek biyolojik aktivite çalışmaları yapılmıştır (Denklem 28) [128].

Denklem 28

Organik bileşiklerin yüksek verimli sentezi, modern ilaç keşfinde en önemli hedeflerden biridir. Organik reaksiyonlar hızlı ve kolay olmalı, hedef ürünler kolaylıkla ayrılmalı ve yüksek verimle saflaştırılmalıdır. Bu bakış açısı ile yeni yöntemlerin uygulanmasına ve yeni sentetik stratejilere çok fazla ilgi duyulmaktadır. Bu bağlamda, klasik yöntemlerin aksine, mikrodalga yardımlı sentez, ultrasonik ışınlama ve süper kritik akışkanlar, bu hedefleri gerçekleştirmek için avantajlı yöntemler olarak uygulama bulmaktadır [129].

Mikrodalga yardımlı organik sentez, sentetik organik kimyada yeni ve hızlı bir şekilde büyüyen bir alandır. Bu sentetik teknik, bazı organik reaksiyonların geleneksel ısıtmayla karşılaştırıldığında çok daha hızlı ve daha yüksek verimlilikle mikrodalga radyasyona maruz kaldığı deneysel gözlemlere dayanır. Birçok durumda klasik şartlar altında geri soğutma sıcaklığında uzun süreler gerektiren reaksiyonlar, karşılaştırılabilir

(41)

25

reaksiyon sıcaklıklarında mikrodalga fırında birkaç dakika veya saniyeler içerisinde tamamlanabilir [130].

Özil ve grubunun yakın zamanda yapmış olduğu bir çalışmada, mikrodalga yöntemi kullanılarak 1,2,4-triazol türevi bileşikler kısa bir sürede ve yüksek verimlerle gerçekleştirilmiştir (Denklem 29) [131].

Denklem 29

Yakın zamanda grubumuz tarafından yapılan bir çalışmada, 1,2,4-triazol ve kinolon halkalarını içeren hibrit moleküller mikrodalga destekli sentez yötemiyle elde edilmiştir (Denklem 30) [132].

(42)

Denklem 30

Son otuz yılda, ultrasonik ışınlandırma yönteminin organik sentez aşamalarında kullanımı şaşırtıcı bir şekilde artmıştır. Çok sayıda organik reaksiyon, daha yüksek verim, daha kısa reaksiyon süresi veya daha olumlu koşullar altında ultrasonik ışınlama altında gerçekleştirilmiştir. Literatür araştırmaları, heterosiklik bileşiklerin sentezinin ultrason radyasyonuyla hızlandırıldığını göstermektedir. Geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında, bu teknik daha kullanışlı, kolayca kontrol edilebilir ve yeşil kimya kavramlarının dikkate alınması açısından daha uygun hale gelmiştir [133].

Ayrıca mikrodalga ışınlandırma yöntemi ve ultrasonik dalga yöntemiyle birlikte tek kap çok bileşenli reaksiyonlar literatüre kazandırılmıştır. Chinnaraja ve grubunun yapmış olduğu bir çalışmada, mikrodalga ve tek kap üç bileşenli reaksiyon tekniklerinin birlikte uygulanmasıyla yeni tiyazol türevleri yüksek verim ile kısa sürede elde edilmiştir (Denklem 31) [134].

(43)

27

Denklem 31

2H-İndazolo[2,1-b]ftalazin-trion bileşikleri Shekouhy ve grubu tarafından ultrasonik banyoda tek kap 4 bileşenli reaksiyon yöntemi ile sentezlenmiştir (Denklem 32) [135].

Denklem 32

Azizi ve grubu, ultrasonik ışınlandırma ve 4 bileşenli tek kap reaksiyon tekniği ile rodanin türevlerini çok yüksek verimlerle kısa reaksiyon süresi ile yapmışlardır (Denklem 33) [136].

(44)

2. YAPILAN ÇALIŞMALAR

2.1. 1-Fenilpiperazin Kullanılarak Yapılan Sentezler

Çalışmanın ilk bölümde başlangıç bileşiği olarak 4-fenil-piperazin (171)’in etil bromoasetat ile reaksiyonundan etil 2-(4-fenilpiperazin-1-il)asetat (172) bileşiği ve bunun da hidrazin hidrat ile muamelesinden 2-(4-fenilpiperazin-1-il)asetohidrazid (173) bileşiği elde edilmiştir (Denklem 34) [137, 138].

Denklem 34

173 Nolu asetohidrazidin fenilizotiyosyanat, benzilizotiyosyanat, 4-florobenzil isotiyosyanat ile ayrı ayrı reaksiyonu ise karşılık gelen karbotiyoamid (174-176) bileşiklerinin oluşumuna yol açmıştır (Denklem 35).

Denklem 35

Hidrazid bileşiğinin yine etilisotiyosyanat ve benzilisosyanat ile reaksiyonundan 177 ve 178 nolu karbotiyoamid ve karboksiamid bileşikleri sentezlenmiştir (Denklem 36).

(45)

29

Denklem 36

174-176 Nolu karbotiyoamid türevi bileşiklerin NaOH(aq) ile muamele sonucunda

halka kapanması gerçekleşerek 179-181 nolu 1,2,4-triazol bileşikleri elde edilmiştir (Denklem 37).

Denklem 37

Çalışmanın devamında 177, 178 nolu bileşikler yine NaOH(aq) ile muamele

sonucunda halka kapanması gerçekleşerek 182, 183 nolu 1,2,4-triazol bileşikleri elde edilmiştir (Denklem 38).

(46)

Denklem 38

173 Nolu hidrazidin CS2 ve KOH(aq) reaksiyonu sonucunda oksadiazol bileşiği (184)

elde edilmiştir (Denklem 39).

Denklem 39

Bu bölümün son adımında, 179-183 nolu triazol sınıfı bileşiklerin ve 184 nolu oksadiazol bileşiğinin norfloksazin ve siprofloksazin ile kondenzasyona uğratılması ve yeni florokinolon-triazol hibritlerinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Bunun için 179-183 bileşiklerinin formaldehit varlığında norfloksazin ve siprofloksazin ile ortam sıcaklığında muamele edilmiş ve sırasıyla karşılık gelen 1-alkil-7-[4-({4-etil-3-[(4-fenil piperazin-1-il) metil]-5-tiokso-4,5-dihidro-1H-1,2,4-triazol-1-il}metil)piperazin-1-il]-6-floro-4-okso-1,4-dihidrokinolin-3-karboksilik’lere dönüştürülmüştür (Denklem 40-44).

(47)

31

Denklem 41

Denklem 42

Denklem 43

Denklem 44

Son olarak, 1,3,4-oksadiazol bileşiği (184) formaldehit varlığında norfloksazin ve siprofloksazin ile ortam sıcaklığında reaksiyonu sonucunda sırasıyla karşılık gelen 195, 196 nolu florokinolon türevlerine dönüştürülmüştür (Denklem 45).

(48)

Denklem 45

2.2. 3-Kloro-4-floro Anilin ve 4-Metil Anilin’den Başlanarak Yapılan Sentezler

Çalışmanın ikinci aşamasında ticari olarak satılan standart florokinolon iskeleti (çalışamanın ilk bölümünde norfloksazin ve siprofloksazin) kullanmak yerine, orjinal kinolon halkalarının sentezi planlanarak yeni hibrit bileşiklerin elde edilmesi amaçlanmıştır ve bu bağlamda başlangıç bileşikleri olarak 3-kloro-4-floro anilin ve toluidin (4-metil anilin) seçilmiştir. Ayrıca klasik yöntemlerin aksine mikrodalga destekli sentezler hem reaksiyon süresi hem de reaksiyon verimi gibi avantajlarından dolayı sentez reaksiyonlarında son zamanlarda sıklıkla kullanılmaktadır ve bu amaçla 197 ve 201 nolu anilin bileşikleri ilk olarak dietil (etoksimetilen)malonat ile reaksiyona sokularak dietil 2-{[(3-kloro-4-florofenil)amino]metilene}malonat (199) [139] ve dietil 2-[(p-tolil amino) metilen]malonat (202) [141] nolu ara ürün sentezlenmiş, bir sonraki aşamada da mikrodalga yöntemi kullanılarak, difenil eter ile halkalanma reaksiyonu sonucu karşılık gelen 1,4-dihidrokinolin-3-karboksilat türevleri elde edilmiştir (200, 203) (Denklem 46, 47).

(49)

33

Denklem 47

Kinolon halkasının N-1 ucundan yapılan alkilasyonlar antibakteriyel aktivite için önemli modifikasyon merkezlerinden biridir ve aynı zamanda C-3 pozisyonunda yapılan değişiklikler de DNA-Topo/giraz bağlanma etkisini belirlediği için her iki pozisyonda yapılacak değişiklikler var olan bileşiklere analog yeni bileşiklerin sentezinde önem arz etmektedir. Ayrıca N-alkilasyonu bileşiği, yapının biyoaktif form olan keto formunda olmasını sağlar. Bu amaçla 200 ve 203 maddeleri öncelikle N-1 ucundan etilbromür ile yer değiştirme tepkimesi vererek karşılık gelen 204 [139], 206 nolu bileşiklere dönüştürülmüştür. Ardından bu bileşiklerin hidrazin hidrat ile muamele edilerek nükleofilik açil substitusyon reaksiyonu üzerinden hidrazid bileşikleri 205 [139] ve 207 elde edilmiştir (Denklem 48, 49).

Denklem 48

Denklem 49

N-Alkilasyondan sonra elde edilen hidrazit bileşikleri (205, 207) uygun alkil/arilizo (tiyo)syanatlarla ile muamelesi edilerek (EtOH, reflux, 3-6 saat ya da 100 o_{C, 100 Watt,}

20-25 dakika) karşılık gelen karbotiyoamid ve karboksiamidlere (208-218) dönüştürülmüştür (Denklem 50-52).

(50)

Denklem 50

(51)

35

Denklem 52

Biyoaktif halkalar olan kinolon ve triazol halkalarının kombinasyonu ile varolan kinolon analoglarına göre daha aktif, daha geniş spektrumlu bileşiklerin sentezi tasarlanmış ve aynı zamanda bu aşamada da mikroldalga ışınlandırma yöntemi kullanılarak reaksiyon sürelerinin azaltılması ve daha yüksek reaksiyon verimlerine ulaşılması hedeflenmiştir. Bu amaçla 208-218 nolu bileşiklerin bir NaOH(aq) ile halka kapanmasına uğratılarak

(52)

Denklem 53

(53)

37

Denklem 55

Denklem 56

2.3. 4-(3-Aminopropil)morfolin Kullanılarak Yapılan Sentezler

Çalışmanın son bölümünde biyoaktif halkalardan biri olan rodanin (2-tiokso-4-tiyazolidinon) halkası içeren bileşiklerin sentezi amaçlanmıştır. Rodanin türevlerinin sentezi için tek kap çok bileşenli reaksiyon yöntemi kullanılmış ve ayrıca yeşil kimya teknikleriyle desteklenmiştir. Klasik yöntemlere göre büyük avantajlara sahip ultrasonik dalga ve mikrodalga ışınlandırma yöntemleri kullanılarak yüksek verimlerde, çok kısa reaksiyon sürelerinde ve saf bileşikler elde edilmiştir. Ayrıca çözücü olarak H2O

kullanılmış ve böylece çözücülerden oluşan toksisite en aza indirgenmiştir. Başlangıç bileşiği olarak 4-(3-aminopropil)morfolin kullanılmış, bunun karbon disülfür, etilbromo

(54)

asetat ve uygun aldehitler ile tek kap içinde ardışık dört bileşenli reaksiyon ile yeni rodanin türevleri elde edilmiştir (230-255) (Denklem 57, 58).

Ar: Piridin-4-il, 3-floro fenil, 4-triflorometil fenil, 5-bromo-2-floro fenil, 2-kloro-6-floro fenil, 3-2-kloro-6-floro-4-bromo fenil, fenil, piridin-3-il

(55)

39

Ar: 2-Hidroksi fenil, 4-metoksi fenil, 4-floro fenil, Piridin-2-il, 2,6-dikloro fenil, 2,4-dikloro fenil, 4-nitro fenil, 3-hidroksi-4-metoksi fenil

(56)

3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR VE BULGULAR

Bu çalışmada sentezlenen bütün bileşiklerin erime noktaları Büchi B-540 erime noktası tayin cihazında tayin edilmiştir. İnfrared spektrumları Karadeniz Teknik Üniversitesi Perkin-Elmer 1600 serisi FT IR spektrometresinde alınmıştır. 1_{H ve}13_{C NMR}

Giresun Üniversitesi Bruker-AVANCE III 400 MHz NMR Spektrometresinde kaydedilmiştir. Kütle spektrumları Karadeniz Teknik Üniversitesi Quattro LC-MS ve Giresun Üniversitesi Bruker 820-MS ICP-MS Spektrometre cihazlarında, Elementel analizler ise Reecep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Costech ECS-4010 cihazında alınmıştır. Çalışmalar sırasında kullanılan kimyasal malzemeler Fluka, Merck ve Aldrich firmalarından sağlanmış, çözücüler ise yerli ve yurt dışı kaynaklardan temin edilmiştir.

Gerçekleştirilen tüm deneysel çalışmalar KTÜ Fen Fakültesi Kimya Bölümü Organik Kimya Araştırma Laboratuvarında yapılmıştır. Sentezlenen bileşiklere ait biyolojik aktivite çalışmaları Karadeniz Teknik Üniversitesi Tıp Fakültesi Temel Mikrobiyoloji Bölümü’nde, Prof. Dr. Ali Osman Kılıç ve Yrd. Doç. Dr. Enis Fuat Tüfekçi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Kimya Bölümü’nde Prof. Dr. Ahmet Çolak, Yüksek Kimyager Elif Ayazoğlu Demir ve Yüksek Kimyager Yakup Şirin, Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Biyoloji Bölümü’nde Yrd. Doç. Dr. Özlem Faiz tarafından gerçekleştirilmiştir.

3.1. 1-Fenilpiperazinden Başlanarak Yapılan Sentezler

3.1.1. Etil 2-(4-fenilpiperazin-1-il)asetat (172)

Trietilamin (30 mmol) içeren 171 bileşiğinin (10 mmol) THF içindeki çözeltisi 0°C’ta soğutuldu ve karışıma etil bromoasetat (15 mmol) damla damla ilave edildi. Sıcaklık oda sıcaklığına çıkartıldı ve karışımı oda sıcaklığında 24 saat karıştırıldı. Bu süre sonunda oluşan trietilamonyum tuzu süzülerek uzaklaştırıldı. Çözücünün düşük basınç altında buharlaştırılması ile elde edilen yağlı ürün üzerine 3 mL n-butilasetat:dietil eter (1:2) karışımı ilave edilip bir gece buzlukta bekletildi. Çöken katı etil asetattan kristallendirilerek saflaştırıldı. Verim: %96, e.n. 52-53 ºC [137], Verim: %94, e.n. 53-54 ºC.

(57)

41

FT IR (υmax, cm-1): 3069 (ar-CH), 1746 (C=O).

3.1.2. 2-(4-Fenilpiperazin-1-il)asetohidrazid (173)

172 Nolu bileşiğin (10 mmol) mutlak etanol içindeki çözeltisine hidrazin hidrat (30 mmol) ilave edildi ve karışım geri soğutucu altında 9 saat kaynatıldı. Çözücünün düşük basınç altında buharlaştırılması ile elde edilen katı madde etanolden kristallendirilerek saflaştırıldı. Verim: %93, e.n: 72-73 °C [138], Verim: %90, e.n. 70-71 ºC.

FT IR (υmax, cm-1): 3298 ve 3246 (NH2), 3168 (NH), 3027 (ar-CH), 1667 (C=O).

3.1.3. 174-178 Nolu Bileşiklerin Genel Sentez Yöntemi

173 nolu hidrazid bileşiğin (10 mmol) diklorometan içerisindeki çözeltisine uygun alkil/ariliso(tiyo)syanat (17 mmol) damla damla ilave edildi ve karışım ortam sıcaklığında 24 saat karıştırıldı. Bu süre sonunda çöken katı madde süzülerek alındı ve uygun bir çözücülerden kristallendirilerek saflaştırıldı.

3.1.3.1. N-Fenil-2-[(4-fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarbotiyoamid (174)

Asetondan kristallendirilerek saflaştırıldı. Verim: %95, e.n: 184-185 °C.

FT IR (υmax, cm-1): 3306, 3273 ve 3210 (3NH), 3112 (ar-CH), 1665 (C=O), 1235

(58)

1_{H NMR (DMSO-d}

6, δ ppm): 2.69 (s, 4H, 2CH2), 3.18 (s, 6H, 3CH2), 6.78 (t, 1H,

J=16.0 Hz, arH), 6.95 (d, 2H, J=8.0 Hz, arH), 7.17-7.24 (m, 3H, arH), 7.35 (t, 2H, J=16.0 Hz, arH), 7.45 (d, 2H, J=5.0 Hz, arH), 9.59 (bs, 2H, 2NH), 9.92 (bs, 1H, NH). 13_{C NMR (DMSO-d} 6, δ ppm): 46.71 (2CH2), 52.71 (2CH2), 59.95 (CH2), arC: [113.11 (2CH), 115.15 (CH), 124.19 (2CH), 126.19 (3CH), 129.83 (2CH), 135.90 (C), 137.31 (C)], 155.15 (C=O), 181.69 (C=S). EI MS m/z (%): 173.27 (96), 208.31 (52), 220.26 (49), 294.40 (49), 369.44 ([M] +, 100).

Elementel analiz: C19H23N5OS için (369.48 g.mol-1);

Hesaplanan (%): C, 61.76; H, 6.27; N, 18.95; S, 8.68. Bulunan (%): C, 61.49; H, 5.97; N, 18.48; S, 8.81.

3.1.3.2. N-Benzil-2-[(4-fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarbotiyoamid (175)

Asetondan kristallendirilerek saflaştırıldı. Verim: %90, e.n: 193-194 °C. FT IR (υmax, cm-1): 3204 (3NH), 3052 (ar-CH), 1671 (C=O), 1233 (C=S). 1_{H NMR (DMSO-d}

6, δ ppm): 2.64 (s, 4H, 2CH2), 3.15 (s, 2H, CH2), 3.38 (s, 2H, CH2

+ su), 3.70 (s, 4H, 2CH2), 7.02 (d, 2H, J= 8.0 Hz, arH), 7.06-7.43 (m, 6H, arH), 8.05 (d,

2H, J=8.0 Hz, arH), 9.59 (bs, 2H, 2NH), 9.94 (bs, 1H, NH). 13_{C NMR (DMSO-d} 6, δ ppm): 46.69 (CH2), 51.82 (2CH2), 54.10 (2CH2), 59.93 (CH2), arC: [113.09 (CH), 113.15 (CH) 126.13 (CH), 126.18 (CH), 127.47 (CH), 129.13 (CH), 129.54 (CH), 129.59 (CH) 130.55 (2CH), 133.46 (C), 155.08 (C)], 169.52 (C=O), 192.95 (C=S). EI MS m/z (%): 106 (100), 135 (42), 320 (53), 331 (48), 384 ([M+1] +, 48). Elementel analiz: C20H25N5OS için (383.51 g.mol-1);

(59)

43

3.1.3.3. N-(4-Florofenil)-2-[(4–fenilpiperazin-1-il)asetil] hidrazinkarbotiyoamid (176)

6, δ ppm): 2.66 (s, 4H, 2CH2), 3.16 (d, 4H, J=16.0 Hz, 2CH2),

3.36 (s, H2O+CH2), 6.78 (t, 1H, J=12.0 Hz, arH), 6.94 (d, 2H, J=8.0 Hz, arH), 7.16-7.23

(m, 4H, arH), 7.41 (s, 2H, arH), 9.63 (bs, 2H, 2NH), 9.90 (bs, 1H, NH). 13_{C NMR (DMSO-d} 6, δ ppm): 48.48 (2CH2), 53.24 (2CH2), 60.28 (CH2), arC: [115.13 ve 115.35 (d, J=22.0 Hz, 2CH), 115.83 (2CH), 119.23 (2CH), 123.99 (CH), 129.39 (2CH), 135.95 (C), 151.45 (C), 152.02 ve 154.50 (dC-F, J=248.0 Hz, C)], 169.23 (C=O), 181.60 (C=S). EI MS m/z (%): 106 (93), 388 ([M+1] +_{, 100), 389 ([M+2]} +_{, 86).}

Elementel analiz: C19H22FN5OS için (387.47 g.mol-1);

3.1.3.4. N-(4-Etil)-2-[(4-fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarbotiyoamid (177)

6, δ ppm): 1.08 (t, 3H, J=16.0 Hz, CH3), 2.67 (s, 4H, 2CH2), 3.13

(s, 2H, 2CH2), 3.18 (s, 4H, 2CH2), 3.48 (s, 2H, CH2), 6.78 (t, 1H, J=16.0 Hz, arH), 6.94 (d,

2H, J=8.0 Hz, arH), 7.22 (t, 2H, J=16.0 Hz, arH),7.82 (bs, 1H, NH), 9.12 (bs, 1H, NH), 9.65 (bs, 1H, NH).

(60)

13_{C NMR (DMSO-d}

6, δ ppm): 14.92 (CH3), 38.91 (CH2), 48.37 (2CH2), 53.19

(2CH2), 59.85 (CH2), arC: [115.84 (2CH), 119.26 (CH), 129.39 (2CH), 151.40 (C)],

176.89 (C=O), 190.63 (C=S).

EI MS m/z (%): 322 ([M+1] +, 100), 323 ([M+2] +, 85). Elementel analiz: C15H23N5OS için (321.44 g.mol-1);

3.1.3.5. N-Benzil-2-[(4-fenilpiperazin-1-il)asetil]hidrazinkarboksiamid (178)

Asetondan kristallendirilerek saflaştırıldı. Verim: %86, e.n: 211-212 °C.

FT IR (υmax, cm-1): 3380 ve 3304 (3NH), 3037 (ar-CH), 1713 (C=O), 1663 (C=O). 1_{H NMR (DMSO-d}

6, δ ppm): 2.62 (s, 4H, 2CH2), 3.09 (s, 4H, 2CH2), 3.48 (bs,

H2O+CH2), 4.25 (s, 2H, CH2), 7.01 (s, 3H, arH), 7.28 (s, 7H, arH), 7.91 (s, 1H, NH), 8.05

(s, 1H, NH), 9.53 (bs, 1H, NH). 13_{C NMR (DMSO-d} 6, δ ppm): 43.14 (CH2), 46.68 (2CH2), 52.64 (2CH2), 59.89 (CH2), arC: [113.05 (2CH), 126.18 (CH), 126.94 (CH), 127.02 (2CH), 127.41 (CH), 127.48 (CH), 128.53 (CH), 128.59 (CH), 137.28 (C), 155.12 (C)], 158.65 (C=O), 169.53 (C=O). EI MS m/z (%): 113.02 (60), 368.36 ([M+1] +, 100). Elementel analiz: C20H25N5O2 için (367.44 g.mol-1);

Hesaplanan (%): C, 65.37; H, 6.86; N, 19.06. Bulunan (%): C, 64.99; H, 6.36; N, 18.96.

3.1.4. 179-183 Nolu Bileşiklerin Genel Sentez Yöntemi

Yöntem 1. 174-178 Nolu bileşiklerin (10 mmol) etanol içerisindeki çözeltisine %2 lik NaOH çözeltisi (10 mL) ilave edilerek geri soğutucu altında kaynatıldı (Reaksiyon ilerleyişi İnce Tabaka Kromatografisi (İTK) ile belirlendi). Ortam sıcaklığına soğutulan

(61)

45

karışım %37 lik HCl ile pH 4 olacak şekilde asitlendirildi. Çöken beyaz katı su ile yıkanarak süzüldü ve etanolden kristallendirilerek saflaştırıldı (Bileşiklere ait erime noktası, reaksiyon verimi ve reaksiyon süreleri Tablo 4’de verilmiştir).

Yöntem 2. 174-178 Nolu bileşiklerin (10 mmol) etanol (5 mL) içerisindeki çözeltisine %2 lik NaOH çözeltisi (10 mL) ilave edilerek monomod mikrodalga sentez cihazında (Fiziksel parametreler Tablo 4’de verilmiştir) ışınlandırıldı. Ortam sıcaklığına soğutulan karışım %37 lik HCl ile pH 4 olacak şekilde asitlendirildi. Çöken beyaz katı su ile yıkanarak süzüldü ve uygun bir çözücü ile kristallendirilerek saflaştırıldı.

3.1.4.1. 4-Fenil-5-[(4-fenilpiperazin-1-il)metil]-4H-1,2,4-triazol-3-tiol (179)

Etanolden kristallendirilerek saflaştırıldı.

FT IR (υmax, cm-1): 3095 (ar-CH), 2759 (-SH), 1598 (C=N). 1_{H NMR (DMSO-d} 6, δ ppm): 2.50 (t, 4H, J=5.0 Hz, 2CH2), 3.19 (s, 4H, 2CH2), 3.40 (s, 2H, CH2), 7.04 (d, 2H, J=8.0 Hz, arH), 7.43 (t, 4H, J=12.0 Hz, arH), 7.66-7.70 (m, 2H, arH), 8.06 (d, 2H, J=8.0 Hz, arH), 13.42 (s, 1H, SH). 13_{C NMR (DMSO-d} 6, δ ppm): 45.54 (CH2), 48.59 (2CH2), 51.45 (d, J=22.0 Hz, 2CH2), arC: [116.76 (2CH), 126.53 (CH), 128.39 (2CH), 129.61 (CH), 130.25 (2CH), 130.87 (CH), 134.08 (CH), 148.40 (C), 151.57 (C)], 150.20 (triazol C-5), 169.61 (triazol C-3). EI MS m/z (%): 205.16 (100), 265.35 (42), 307.30 (35), 352.33 ([M+1] +, 92), 374.28 ([M+Na] +, 30).

Elementel analiz: C19H21N5S için (351.47 g.mol-1);