T
E
K
N
İK
R
A
P
.R
B C R L A N Ö T R . N
Y A K A L A M A
T E R A P İS İ İÇ İN
E R E N
؛ ؟
B . R
K
؛
M E R
؛
P
٠
L
T A Ş IY IC I
B İL E Ş İK L E R İN
S E N T E Z L E N M E S I
ve
TÜRKİYE ATOM ENERJİSİ KURUMU
t e k n ik
RAPOR
N
؟ ؛
BORLA NÖTRON YAKALAMA TERAPİSİ l
EREN P0LİMERİK TAŞIYICI BİLEŞİKLERİN
؛ ؟
BOR
SENTEZLENMESI ve LABORATUVAR
KOŞULLARINDA DENENMESİ
TURKI
٧
E ATOM
e n e r j is i k u r u m u2690 sayılı kanun ile kurulmuş olan Türkiye Atom Enerjisi Kurumunun ana görevi؛ atom enerjisinin barışçıl amaçlarla Ulke yararına kullanılmasında izlenecek ulusal politikanın esaslarım ve bu konudaki plan ve programları belirlemek؛ ülkenin bilimsel, teknik ve ekonomik kalkınmasında atom enerjisinden yararlanılmasını mümkün kılacak her türlü araştırma, geliştirme, inceleme ve çalışmayı yapmak ve yaptırmak, bu alanda yapılacak çalışmaları koordine ve teşvik etmektir.
Bu çalışmaTAEKpersonelitarafmdangerçekleştirlImlşaraştırma, geliştirme veinceleme sonuçlarının paylaşımı amacıyla Teknik Rapor olarak hazırlanmış ve basılmıştır.
Teknik Rapor 2 0 11/10
Türkiye Atom Enerjisi Kurumu yayınıdır, izin alınm aksızın ç o ğ a lta b ilir Relerans verilerek kullanılabilir
TURKIYE ATOM enerjisikurumu Adres : Eskişehir Yolu 9. km 0 6 5 3 0 Ankara^U rkiye Tel . . 9 0 ( 3 1 2 ) 2 9 5 87 00
Fax . 9 0 (3 1 2 )2 8 7 87 61 W eb : www.taek.gov.tr
ve bu kapsamda gerekli altyapı ve düzeneğin oluşturulması İçin hazırlıklarını sürdürmektedir. Bor bileşiklerini sentezlemek iizere kurulmuş olan bor bileşiği grııbıı çalışmalarım Hacettepe üniversitesi
,
ODTÜ ve Adnan Menderes Üniversitesi ile birlikte yürütülen ortak iki ؛ arkli deneysel çalışma ile yürütmektedir. Bu grup, (bor İçeren) polimerik taşıyıcı bileşikler hazırlayarak ve karakterize edecektir. Sentezlenen konjugatlardan seçilenler hiicre kiiltiirii ortamlarında denenecektir. Tip grubu ise,
klinik BNCT uygulamalarının yapılabilmesi durumunda uygulamanın başlatılması İçin gerekli altyapıhazırlıklarını yapacaktır.
Bu teknik raporda proje kapsamında bor bileşiği hazırlama grubu tarafından yapılan bor İçeren polimerik taşıyıcı bileşiklerin sentezlenmesi çalışmaları
O N S O Z
Borla Nötron Yakalama Tedavisi (BNCT), özellikle habis deri tümörleri (malignant melanomas) ve GBM (glioblastoma multiforme) beyin tümörlerinin, tedavisi İ؟ in ttmit vadeden ve birçok Ulkede aktif olarak araştırılan ve klinik uygulamaları olan iki bileşenli radyasyon tedavi yöntemidir. Birinci bileşeni
,
tümör hücrelerinde toplanan kararlı bor izotopu f B ) , ikinci bileşeni ise diişük enerjili nötron kaynağıdır. Kararlı bor izotopuna (1°B) düşük enerjili veya termal nötronlar ışınlandığında Helyum-4 (*He) (yani a partikulii) ve Lityıım-7 fL i) çekirdekleri meydana gelir. Bu yttksek enerji yiiklii parçacıklar çok u^ağa hareket edemerler ve tümör hücresine tüm enerjilerini bırakırlar, böylece direkt DNAtya ^arar vererek Ilücrelerin yeniden üremesine engel olurlar. BN CT’nin hastalıanede kalış süresinin kısa, tek doz ışınlama, hiç ya da h a£f yan etki ve liastanin yaşam kalitesini yüksek olması gibi avantajları vardır.BNCT İçin gerekli olan nötronlar, nükleer reaktörlerden veya yüklü parçacık hızlandırıcılarından sağlanır. Genellikle, enerjileri 0,5 e٧-10 keV olarak tanımlanan epitermal nötronlar kullanılır. Mevcut deneyimler istenen minimum demet akışının 109 epitermal nötron cm? s.1 olduğunu göstermektedir.
Diinya.daki BNCT ile ilgili gelişmeler göz önüne alınarak TAEK, Sarayköy Nükleer Araştırma ve Egitim Merkezi, AR-GE Bölümü’nde Eylül 2006 yılında “Borla Nötron Yakalama Terapisi İçin Bor İçeren Polimerik Taşıyıcı Bileşiklerin Sentezlenmesi ve Laboratuvar Koşullarında Denenmesi"projesi başlatılmıştır. Projenin amaci) Borla Nötron Yakalama Terapisi (BNCT) konusunda ülkemizde TAEK bünyesinde bir odak noktası oluşturmak, uluslararası araştırmaların takibiyle bor İçeren yeni taşıyıcı bileşikler sentezlemek, BNCT uygul-amalannın yapılabileceği nötron kaynakları ile ilgili araştırmalar yapmak ve SANAEMde kurulacak proton iıızlandırıcı tesisinden elde edilebilecek nötron kaynağı ile ilgili BNCT ön hazırlık uygulamalarım başlatabilmek İçin gerekli olan altyapıyı oluşturmaktır. Oldukça kapsamlı ve çok disiplinli (multidisipliner) grupların birlikte çalışması gereken bir proje olduğundan nötron۶ z٤ğigrubu, bor bileşiği hazırlama grubu ve tıbbi uygulama grubu olmak üzere 5 ayrı dalda yüriitülmekedir. SANAEM bünyesinde oluşturulmuş olan nötron jizigi grubu, BNCT çalışmaları İçin ihtiyaç duyulan nötron demetinin elde edilmesi İçin ilgili liesaplamalari yapmakta
İÇİNDEKİLER
Şekiller Dizini...I
YOnetici ö z e ti... viii
Executive Summary...XI Kısaltmalar... xiii
1. GİRİŞ... 1
2. GELİŞME...5
2.1 Bor Bileşiği Hazırlama Grup Çalışmaları... 5
2.1.1 Maleik Anhidrit (MAH) Oligomer. [M AH]ğ-2-AEPB ve [MAH]n-g١-2-AEPB-g2-PEG Makrokomplekslerin Sentezi Deneysel Çalışmaları... 6
2.1.1.1 Maleik Anhidrit (MAH) Oligomerin Sentezi...6
2.1.1.2 MAH Oligomerine Farklı Mol Oranlarında 2-Aminoetildifenil Borat Bileşiğinin Bağlanması...7
2.1.1.3 [M AH]g-2-AEPB Makrodallanmış Polimerinin Polietilenglikol (PEG) ile Modifikasyonu...8
2.1.1.4 Maleik Anhidrit (MAH) Oligomeri, [M A H ]ğ2-AEPB ve [MAH]"-g١-2-AEPB-g2-PEG Makrokomplekslerin Sentez Sonuçlarının Değerlendirilmesi... 9
2.1.1.4.1 Maleik Anhidrit Oligomerin Yapısal Analiz Sonuçları...9
2.1.1.4.2 [MAH]"-g١-2-AEPB Komplekslerin
Yapısal Analiz Sonuçları... 13 2.1.1.4.3 [MAH]"-g,-2-AEPB-g2"PEG
Makrokompleksinin Yapısal Analiz Sonuçlarım... 23 2.1.2 Poli (akrilik asit) Polimerine 2-Aminoetildifenil Borat
Bileşiğinin Bağlanması ve Poli(Ac)-gı-2-AEPB-g2-PEG Makrokompleks Sentezi Deneysel Çalışmaları...26 2.1.2.1 Poli (akrilik asit) Polimerine Farklı Mol
Oranlarında 2-Aminoetilditenil Borat
Bileşiğinin Bağlanması... 27 2.1.2.2 Poli(Ac)-g-2-AEPB Polimerinin Polietilenglikol
(PEG) ile Moditikasyonu (monoesterleşme)...27 2.1.2.3 Poli(Ac)-g-2-AEPB ve Poli(Ac)-g١-2-AEPB-g2-PEG
Makrokomplekslerin Sentez Sonuçlarının
Değerlendirilmesi... 28 2.1.2.3.1 Poli(Ac)-g١-2-AEPB Komplekslerin
Yapısal Analiz Sonuçları...29 2.1.2.3.2 Poli(Ac)-g١-2-AEPB-g2-PEG
Makrokompleksinin Yapısal
2.1.3 Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit) Polimerinin Poli(Etilen- Alt-Maleik Asit) Formuna Dönüştürülmesi ve Farklı Mol Oranlarında Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit) g-2-AEPB ve Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit) -g١-2-AEPB-g2-PEG
Makrokomplekslerin Sentezlenmesi... 42 2.1.3.1 Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit) Polimerinin
Hidroliz ile Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit)
Formuna Dönüştürülmesi...43 2.1.3.2 Farklı Mol Oranlarında Poli(E-a-Masit)
-g-2-AEPB Sentezi... 43 2.1.3.3 Poli(E-a-Masit)-g١-2-AEPB-g2-PEG Sentezlenmesi....44
2.1.3.4 Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit) Formuna Dönüştürülmesi ve Poli(E-a-Masit)-g١-2-
AEPB-gj-PEG Makrokomplekslerin Sentez
Sonuçlarının Değerlendirilmesi... 45 2.1.3.4.1 Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit) Formuna
Dönüştürülmesinin Yapısal Analiz
Sonuçlarının Değerlendirilmesi...45 2.1.3.4.2 Poli(E-a-Masit))-g-2-AEPB
Komplekslerin Yapısal Analiz
2.1.3.4.3 Poli(E-a-Masit)-g١-2-AEPB-g2-PEG
Makrokompleksinin Yapısal Analiz
Sonuçlarının Değerlendirilmesi...61 2.1.4 Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit) Polimerine Once PEG
ve Daha Sonra 2-Aminoetildifenil Borat Bileşiğinin
Bağlanması...66 2.1.4.1 Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit) Polimerinin
Polietilenglikol (PEG) ile Modifikasyonu...66 2.1.4.2 Modifiye Edilen Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit)
g-PEG Makrokompleksine 2-Aminodifenil
Borat Bileşiğinin Bağlanması...67 2.1.4.3 Poli(Etilen-Alt-Maleik Anh؛dr؛t)-g-PEG ve
Poli(Etilen-Alt-MaleikAnhidrit)-g١-PEG-g2-2-AEPB
Makrokomplekslerin Sentez Sonuçlarının
Değerlendirilmesi... 67 2.1.4.3.1 Poli(etilen-alt-maleik anhidrit)-g-PEG
Yapısal Analiz Sonuçlarının
Değerlendirilmesi...68 2.1.4.3.2 Poli(E-a-MAH)-g١-PEG-g2-2-AEPB
Komplekslerin Yapısal Analiz
3. SONU؟ ve DEĞERLENDİRME... 80 4. KAYNAKÇA... 82
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 1. Maleik Anhidrit Oligomer Sentezi...7
Şekil 2. [MAH]" ile 2-AEPB Bileşiği Arasındaki Amid Bağının Oluşum Reaksiyonu...7
Şekil 3. [MAH]"-g-2-AEPB Polimeri ile PEG Arasındaki Esterleşme Reaksiyonu...8
Şekil 4. Sentezlenen MAH Oligomerin ٧؟ Grupları Bulunan ؟ ift Bağlı Grupların Şematik Gösterimi...9
Şekil 5. MAH ve MAH Oligomerin FTIR Spektrumlari...10
Şekil 6. MAH Oligomerin ١H NMR Spektrumu (DMSO-dg)...11
Şekil 7. MAH Oligomerin C -N M R Spektrumu (DMSO-dg)...12
Şekil 8. MAH Oligomerin DSC, TGA ve DTA Grafikleri...12
Şekil 9. MAH Oligomeri. 2-AEPB ve [MAH]"-g-2-AEPB Polimerinin FUR spektrumlari...13
Şekil 10. [MAH]"-g-2-AEPB-1, [MAH]n-g-2-AEPB-2 ve [MAH]n-g-2-AEPB-3 Komplekslerine Ait FIIR Spektrumlarm Karşılaştırılması... 14
Şekil 11. [MAH]"-g-2-AEPB-1 Kompleksine Ait 1H NMR Spektrumu (DMSO-dg)...15
Şekil 12. Şırasıyla [MAH]"-g-2-AEPB-2 ve [MAH]"-g-2-AEPB-3 Komplekslerine Ait ١H NMR Spektrumlari (DMSO-dg)...16
Şekil 13. [MAHJ-g-2-AEPBï ve [MAH]"-g-2-AEPB-2 Komplekslerine Ait ١٥
c
NMR Spektrumlari (DMSO-dg)...17Çekil 14. [MAHJ-g-2-AEPB-3 Kompleksine Ait ١3C NMR
Spektrumlari (DMSO-dg)... 18
Çekil 15. 2-AEPB İçin DSC Eğrisi... 19 Çekil 16. [MAHJ-g-2-AEPB-1 Kompleksi İ؟ in Elde Edilen DSC,
TGA ve DTG Eğrileri... 20
Çekil 17. [MAH]"-g-2-AEPB-2 Kompleksi İ؟ in Elde Edilen DSC,
TGA ve DTG Eğrileri... 21
Çekil 18. [MAH]"-g-2-AEPB-3 Kompleksi İ؟ in Elde Edilen DSC,
TGA ve DTG Eğ٢ile٢i... 22
Çekil 19. PEG, [MAH)"-g١-2-AEPB-2 ve [MAH]n-g١
-2-AEPB-g;j-PEG Ait FTIR Spektrumlari...23
Çekil 20. Suda ve DMF Çözücü Ortamında Sentezlenen
[MAHJ.gi-2-AEPB-g2.PEG Komplekslertnin FTIR
Spekt٢um larininKa٢§ilaçtirilmasi...24
Çekil 21. [MAH]"-g١-2-AEPB-g2-PEG Komplekslerine ait
١H-ve C -N M R Spektrumlari...25
Çekil 22. [MAHJ-gı-2 -AEPB-g2-PEG İ؟ in Elde Edilen DSC,
TGA ve DTA Eğrileri... 26
Çekil 23. Poli(Ac) ile 2-AEPB Bileşiği A ٢asindaki Amid Bağının
Oluşum Reaksiyonu... 27
Çekil 24. Poli(Ac)-g-2-AEPB Polimert ile PEG Arasındaki
Esterleşme Reaksiyonu...28
Şekil 25. 2-AEPB, Poli(Akrilik asit) ve P٥ l؛(Ac)-g-2-AEPB-1
Komplekslerine Ait FTIR Spektrumlarm
Karşılaştırılması... 30
Çekil 26. Poli(Ac)-g-2-AEPB-1, Poli(Ac)-g-2-AEPB-2 ve
Poli(Ac)-g-2-AEPB-3 Komplekslerine Ait FTIR
Spektrumlarm Karşılaştırılması...30
Şekil 27. Poli(Ac)-g-2-AEPB-1 Ait ١H ve ١3C NMR Spektrumlari
(DMSO-dg)...32
Şekil 28. Poli(Ac)-g-2-AEPB-2 Ait 'H ve ١3CNM R Spektrumlari
(DMSO-dg)...33
Şekil 29. Poli(Ac)-g-2-AEPB-3 Ait ’ H ve ١3C NMR Spektrumlari
(DMSO-dg)...34
Şekil 30. Poli(akrilik asit) İ؟ in Elde Edilen DSC, TGA ve DTA
Eğrileri... 35
Şekil 31. Poli(Ac)-g-2-AEPB-1 Kompleksi ؛؟in Elde Edilen DSC,
TGA ve DTA Eğrileri... 36
Şekil 32. Poli(Ac)-g-2-AEPB-2 Kompleksi İ؟ in Elde Edilen DSC,
TGA ve DTA Eğrileri... 37
Çekil 33. Poli(Ac)-g-2-AEPB-3 Kompleksleri İ؟ in Elde Edilen
DSC, TGA ve DTA Eğrileri... 38
Çekil 34. PEG, Poli(Ac)-gı-2-AEPB-2 ve
Çekîl 35. Suda ve DMF Çözücü Ortamında Sentezlenen
Poli(Ac)-g١-2-AEPB-g2-PEG Komplekslerinin FTIR
Spektrumlarinin Karşılaştırılması... 40
Çekil 36. Poli(Ac)-gı-2-AEPB-g2-PEG Kompleksine Ait
١H-ve 13C-NMF؛ Spektrumu (DMSO-dg)... 41
Çekil 37. Poli(Ac)-g١-2 -AEPB-g2٠PEG İ؟ in Elde Edilen DSC.
TGA ve DTA Eğrileri... 42
Çekil 38. Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit) Polimerin Hidroliz ile
Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit) Formuna Dönüştürülmesi...43
Çekil 39. Poli(E-a-Masit) ile 2-AEPB Bileşiği Arasındaki Amid
Bağının Oluşum Reaksiyonu... 44
Çekil 40. Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit)-g-2-AEPB Polimeri ile
PEG Arasındaki Esterleşme Reaksiyonu... 45
Çekil 41. Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit) ve
Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit) Polimerlerin FTIR
Spektrumlari Karşılaştırması... 47
Çekil 42. Poü(E-a-MAH) Polimerine Ait 1H ve c - NMR
Spektrumlari...48
Çekil 43. Poli(E-a-Masit) Polimerine Ait H ve ١3C- NMR
Spektrumlari... 49
Çekil 44. Poü(E-a-MAH) Polimerine Ait DSC, TGA ve DTG
Eğrileri...50
Şekil 45. Poli(Etilen-Alt-Maleik Asit) Polimerine ait DSC,
TGAve DTG Eğrisi...51
Şekil 46. 2-AEPB, Poli(E-a-Masit) ve
Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB Polimerlerinin Fاً IR Spektrumlari...53
Şekil 47. Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB-1, Poli(E-a-Masit)-g-2-
AEPB-2 ve Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB-3 Ait
FTIRN Spektrumlari Karşılaştırması... 53
Şekil 48. Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB-1 Ait ١H ve " c NMR
Spektrumlari...55
Şekil 49. Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB-2 ait ١H ve 13C NMR
Spektrumlari...56
Şeklî 50. Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB-3 ait 1H ve ١3C NMR
Spektrumlari...57
Şekil 51. Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB-1 Polimerinin DCS ve
TGA eğrileri...58
Şekil 52. Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB-2 Polimerinin DCS,
TG Ave DTA Eğrileri... 59
Şekil §3. AEPB-2 ve
Poli(E-a-Masit)-g-2-AEPB-3 Polimerlerinin DCS, TGA ve DTA Eğrileri...60
Şekil 54. PEG, Poli(E-a-Masit)-gı-2-AEPB-2,
Poli(E-a-Masit)-g,-2-AEPB-g2-PEG Komplekslerinin
Şekil 55. Poli(E-a-Masit)-g١-2-AEPB-g2-PEG Komplekslerine
Ait ١H- ve C -N M R Spektrumlan... 63
Şekil 56. Poli(E-a-Masit)-gı-2-AEPB-g2-PEG İ؟ in Elde Edilen
DSC, TGA ve DTA Eğrileri... 65
Şekil 57. Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit) Polimeri ile PEG
Arasındaki Esterleşme Reaksiyonu...66
Şekil 58. Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit)-g١-PEG-g2-2-AEPB
Kompleks Oluşum Sentezi...67
Şekil 59. Poli(Etilen-Alt-Maleik Anhidrit) ve
Poli(E-a-MAH)-g-PEG-1 Polimerlerin FTIR Spektrumlan Karşılaştırması...69
Şekil 60. Poli(E-a-MAH)-g-PEG-1, Poli(E-a-MAH)-g-PEG-2
ve P٥ li(E-a-MAH)-g-PEG-3 Polimerlerine Ait FTIR
Spektrumların Karşılaştırmaları... 69
Şekil 61. Poli(E-a-MAH)-g-PEG-1 Polimerine Ait ١H ve
١3C- NMR Spektrumlan...71
Şekil 62. Poli(E-a-MAH)-g-PEG-2 Polimerine Ait ١H ve
13C- NMR Spektrumlan...72
Şekil 63. Poli(E-a-MAH)-g-PEG-3 Polimerine Ait ١H ve
١3C- NMR Spektrumlan...73
Şekil 64. Poli(E-a-MAH)-g-PEG-1 Polimerine Ait DSC Eğrisi...74 Şekil 65. Poli(E-a-MAH)-g-PEG-2 Polimerine Ait DSC, TGA
ve DTA Eğrileri...74.
Şekil 66. Poli(E-a-MAH)-g-PEG-3 Polimerine Ait DSC, TGA
ve DTA Eğrileri... 75
Çekil 67. 2-AEPB, g-PEG ve
Pol؛(E-a-MAH)-g٦-PEG-g2-2-AEPB Polimerlerinin FTIR Spektrumları...77
Çekil 68. Poli(E-a-MAH)-g,-PEG-g2-2-AEPB Ait ١H ve 13C NMR
Spektrumlan...78
Çekil 69. Poli (E-a-MAH)-g١-PEG-g2-2-AEPB Polimeri İ؟ in
YÖNETİCİ ÖZETİ
in ümit vadeden ؟
Bu projede, özellikle beyin tümörlerinin tedavisi İ
ve hirçok ülkede aktit olarak araştırılan iki bileşenli radyasyon tedavi yöntemi olan Borla Nötron Yakalama Terapisi (BNCT) konusunda Ülkemizde TAEK bünyesinde bir odak noktası oluşturmak, uluslararası eren yeni taşıyıcı bileşikler sentezim sek ؛؟
araştırmaların takibiyle bor
kullanılabilecek nötron kaynağını belirlemek ve ülkemizde klinik BNCT in altyapı oluşturmak amaçlanmaktadır
؟ .
uygulamalarım başlatabilmek İ
BNCT yöntemi iki bileşenli radyasyon tedavi yöntemidir ve bu yöntemin olabilmesi İçin tümör hücrelerine hedeflenebilecek B-10 izotopu ؛
başarıl
iyi ؟ eren bileşiklerin kullanılması ve nötron kaynağının optimizasyonu ؛؟
yapılması gerekmektedir. Oncellikle, suda ve kanda kolay çözülebilen ,
hücre İçine kolayca girebilen ve tümör hücresinde seçici olarak birikebilecek bor bileşikleri sentezlenecek ve hücre kültürlerinde denemeleri yapılacaktır. Türkiye'de BNCT yönteminin uygulanabilmesi alışmalar ؟
in nötron demetinin elde edilebileceği kaynaklarl.a ilgili ؟
İ
alışmalar başarı ile ؟
farklı dalda yürütülecek olan ؟
yapılacaktır. Bu ü
Sonuçlandığında üikemizde klinik BNCT uygulamaların başlatılması İçin gerekli altyapı oluşturulmaya çalışılacaktır
,
alışması gereken ؟
ok disiplinli grupların birlikte ؟
Oldukça kapsamlı ve
bir prOje olduğundan nötron fiziği grubu, bor bileşiği hazırlama grubu ve tıbbi uygulama grubu olmak üzere 3 ayrı dalda yürütülmekedir .
in gerekli olan nötron ؟
Nötron fiziği grubu, BNCT uygulaması İ
demeti ilgili çalışmaları yürütmektedir. Tip grubu henüz aktif olarak çalışmamaktadır
.
alışmalarını Hacettepe üniversitesi, ODTÜ ve ؟
Bor bileşiği grubu ise
Adnan Menderes üniversitesi ile yapılan ortak iki farklı deneysel çalışma eren polimerik taşıyıcıcı bileşikler ؛؟
ile yürütmektedir. Bu grup, bor
hazlrlayarak tümör hücresine yönlendirilmeyi sağlayacak fonks.iyonlu gruplar bağlayacak ve karakterize edecektir. Sentezlenen konjugatlardan
seçilenleri hücre kültürü ortamlarında denenecektir .
Bor bileşiği hazırlama grubu tarafından yapılan ilk çalışma Hacettepe Üniversitesi ile birlikte yapılmaktadır. Şimdiye kadar tamamlanmış olan
: alışmalar aşağıda özetlenmektedir ؟
ilk olarak malelk anhidrit oligomeri sentezlerimi? ve daha sonrada bu -
oligomere 3 tarkli mol oranlarında 2-Aminoetildifenil borat (2-AEPB (
-2 -bileşiği amid bağı oluşturularak bağlanmıştır. Sentezlenen [MAH]„-g
İU polietilen ؟
AE^B polimerin MAH biriminin -COOH grubuyla metoksi U
glikol) (PEG)'un -OH grupları arasında esterleşme reaksiyonu iki farklı 2 -AEPB-g2"PEG-ekilde yapılmıştır ve bu şekilde biyouyumlu [MAH]„-g١ ؛
makrodallanmi? polimeri sentezlenmiştir .
-Poli(akrilik asit) polimerine 3 farklı mol oranlarmd.a 2-AEPB bilediği an^d
2 .-AEPB--bağı oluşturularak bağlanmıştır. Sentezlenecek Poli(Ac)-g١
İU PEG oram Poli(Ac) p o lite r giriminin ؟
g,-^EG polimerinde metoksi U
-2 -olacak' şekilde iki farklı sentez yapılmış ve P olitA cta . ؛ ’ olarak ./ol ا 0 ة أ . AEPB-gj-PEG makrodallanmi? polimeri elde edilmiştir
Poli(etilen-alt-maleik anhidrit) polimerin MAH biriminin -COOH grubuyla ٠
İU PEG'un -OH grupları arasında esterleşme reaksiyonu ؟
metoksi U
drit)-ğ-PEG ؛
yapılarak 3 farklı mol oranlarmda Poli(etilen-alt-maleik anh
dr!t)-g-PEG ؛
SeHtezlenmiştir. Sentezlenen Poli(etilen-alt-maleik anh
makrokompleksine polimer/ bor bileşiği mol oram (3:1) olacak şekilde 2
-AEPB bileşiği kompleks oluşturularak bağlanmıştır .
-Oncellikle Poli(etilen-alt-maleik anhidrit) polimeri, hidrol.iz ile Polietilen -
altmaleik asit) formuna dönüştürülerek suda çözünülür hale g e tirm iştir Suda çözünür formdaki pol٩etilen-alt-maleik asit) polimerine 3 farklı mol oranlarında 2-AEPB bileşiği kompleks oluşturularak bağlanmıştır .
Sentezlenen Poli(etilen-alt-maleikasit)-g-2-AEPB polime.rine metoksi uçlu -PEG esterleşme reaksiyonu ile bağlanarak Poli(etilen-alt-maleik asit)-g١
2 -AEPB-g2-PEG makrodallanmi? yapı elde edilmiştir .
Sentezlenen bütün polimerlerin karakterizasyonu İçin FTIR, DSC, TGA ,
1H ve 13C-NMR analizleri kullanılmış ve değerlendirmeleri yapılmıştır .
hücresine seçici yönelimi sağlayacak grupların takılması n literatür gözden geçirilerek fonksiyonlu gruplar helirlenpcek yp ؟؛
i
sentezlenen deşiklerden seçilenlere hedefleme özelliği sağlayacak grupların bağlanması ile ilgili deneylerin başlatılmas.ı İçin gerekli altyapı eren taşıyıcı bileşiklerin ؛؟
. Oluşturulacaktır. Ayrıca, Sentezlenen bor
hücre kültürü denemelerinin yapılabileceği hücre kültürü çalışmalarının başlatılabilmesi İçin gerekli koordinasyon yapılmaktadır
. ج ٩ ! ا !؛ ر ikinci çalışma, ODTÜ ve Adnan Menderes üniversitesi ile
؟, Bölüm . ؛ yapllmakt3dir. Deneysel çalışmalar SANAEM AR-G
؛, Ro'limer Kimyası LabOratuvarlan ve Adnan Menderes Universités Kimya Bölümünde yapılmaktadır. Bu çalışmada çok sayıda fonksiyo.nlu
or ؟ -OH grupları bulunan poliester dendrimer yapıya çok. sayid.a
, atomu İçeren karboran bileşiğinin bağlanması amaçlanmaktadır
Bu amaçla. Once ODTÜ Kimya Mühendisliği Bölümü ile SANAEM, AR-GE Bölümü, Polimer Kimyası Laboratuvarlarmda kor molekülü olarak Dipentaerithritol, zincir uzatıcı olarak Dimetilol propiyon.ik asit (DMPA) ve katalist olarak p-toluen sulfonik asit kullamla.rak 0İduk؟ a dallanmış yapıdaki poliester dendrimer sentezi gerçekleştirilmiştir. SentezleHen poliester yapinin FTIR ve NMR analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarının değerlendirilmesi sonucunda poliester dendrimerin başarı ile sentezlendiği gözlenmiştir. 24 adet -O H grubu İçeren bu poliester dendrimere takılacak olan karboran malzemesi yurtdışından temin edilmiştir. Karboran bileşiğin pol.iester dendrimere dağlanabilmesi İçin karboran bileşiğinin ucunun tonksiyonlandirilmasi gerekmektedir. Karboranin tonksiyonlandirilmasi deneyleri Adnan Menderes üniversitesi Kimya Bölümünde devam etmektedir. Karboran tonksiyonlandirildiktan sonra poliester dendrimere bağlanması ve tümör hücresine şecici yönelimi sağlayacak grupların bağlanması deneysel çalışmaları başlayacaktır.
Bu teknik raporda proje kapsamında bor bileşiği hazırlama grubunun Hacettepe üniversitesi ile birlikte yaptığı ilk deneysel çalışmalar anlatılmaktadır.
EXECUTIVE SUMMARY
The aim of this project is to establish a focus point at Turkish Atomic Energy Authority'(TAEA) in the field of Boron Neutron Capture Therapy which is a binary radiotherapy method for brain tumours. Moreover ؛n the scope of the prOject, a new alternative of ١٥B-carr؛er compounds will be synthesized, the neutron source will be determined and the infrastructure tO start the clinical trials of BNCT in our country will be established. BNCT is a binary radiotherapy method and the succesful of this meth.od is depend on the'synthesized boron compounds which have the selective targeting property with tumour cells and neutron op.timization. The wate؟ solUble poly'mer based boron compounds liaving biochemical and physiological properties will be synthesized and .cell culture experiment will be done. In addition, after the neutron source is set up in our country, the infrastructure studies will be started in order to start the clinical trials of BNCT.
In this project, there are three different groups as boron compounds, neutron' physics and medical group. Neutron physics group is starting the calculations of neutron beam paramaters using in BNCT application. But, medical group has no active studies yet.
Boron compounds group has been carried out two different experimental studies. In the first experimental study, functional groups have been bound to boron containing polmers to enhance the selectively targeting property and characterized by various analysis metliods. Later, cell culture experiment will be done.
The first study has been carried out with Hacettepe University. Up to present, completed studies are listed as:
-Maleic anhydride oligomer was synthesized and then 2-aminoethyl diphenyl borate (2-AEPB) andmonomethoxy poly(e th ylene glyco l^E G ) was bound to this oligomer, respectively. Thus, [MAH]ğı-2-AEPB-g2- PEG was synthesized.
-2-AEPB compound were bound to poly(acrylic acid) polymer at different three mole ratio.Then, the selected Poli(Ac)-g,-2-AEPB polymer was
grafted by PEG and Poli(Ac)-gi-2-AEPB-g2-PEG macrebranched polymer was synthesized.
- Poly(ethylene-alt-maleic anhyride)-PEG-2AEPB was synthesized by esterication of PEG and amidification of 2-AEPB.
- Firstly, Poly(ethylene-alt-maleic anhyride) was hydrolized to fo؛m water-sOlube Eoly(ethylene-alt-maleic acid). Then, at differ.ent mole ratio, 2-AEPB compoUnd was bound to this water soluble polymer. .Fin.al.ly, Poly(ethylene-alt-maleic anhyride)-2-AEPB-PEG was synthesized by esterification of Poly(ethylene-alt-maleic anhyride)-2-AEPB and PEG. Characterization of these macrocomplex polymers were performed by FTIR, DSC, TGA and NMR analysis. Functional groups which have tumor targeting property will be determined and related experiments wil! be started. In order to start the cell culture experiments, the required coordination will be done.
اً he second study has been carried out with METU and Adnan ^enderes University. Experimental studies have been done in Polymer Chemistry Laboratory and Organic Chemistry Laboratory of Adnan Menderes University. In this study, polyester dendrimer structure was synthesized and characterized by FTIR and NMR analysis. Carborane compound purchased from foreign chemical firm. In order to incorpor.at.e polyest؟ r dendrimer by carborane, carborane will be functioned by o؛ganic synthesis. This study has been carried out in Laboratory of Adnan Menderes University.
In this technical report, the first experimental study carried out together with Hacettepe Uni'versity of boron chemistry group will be discussed.
KISALTMALAR
a veya Alt : Kopolimer
2-AEPB : 2-Aminoetildifenil Borat
Ac :AkrilikAsit
B :Bor
BNCT : Borla Nötron Yakalama Terapisi
BPA : Borfenilalanin
BSH : Merkaptodekahidrododekaborat
DMF : N, N'-Dimetilformamid
DMSO : Dimetilsülfoksit
E : Etilen
EDAC : N-Etil-N'-(3-Dimetilaminopropil) Karbodiimid Hidroklorid
g : Modifikasyon (Grafting)
He :Helyum
LET : Doğrusal Enerji Aktarımı
MAH : MaleikAnhidrit
p :Para
PEG : a-Metoksi-®- Hidroksi-Polietilenglikoi
Günümüzde karşılaştığımız en önemli sağlık problemlerinden biri olan kanser tedavisinde ideal yaklaşım tümör hücrelerinin, seçici olarak ؟ evredeki normal hücrelere zarar vermeden yok edilmesidir. Radyasyonla tedavi günümüzde hala yaygın olarak kullanılan bir kanser tedavi yöntemidir. Dış kaynaklı radyasyonun kullanıldığı tedaviler, klasik tedavi yöntemleri arasındadır. Radyoterapi alanında ؟ alışan araştırmacılar, ؟ evredeki normal dokunun radyasyondan zarar gör.mesini önlerken ayni zamanda da tümöre yüksek dozda radyasyon verebilmenin yollarım aramaktadır. Kanserli hücreyi iyileştirmek İ؟ in araştırılmakta ve klinik uygulamaları olan metotlardan birisi de “Borla Nötron Yakalama Tedavisi (BNCT)”dir [1]. Bu yöntemde radyoaktit olmayan bir bor bileşiği (1٥B taşıyan) intravenöz olarak kana verilir ve hedef tümör
hücreleri tarafından tercihli olarak hücre İçine alınması sağlanır. Daha sonra tümör hücrelerinin ؛؟indeki veya hemen bitişiğindeki ١٥B, nötron kaynağından gelen nötronları yakaladıktan sonra parçalanır ve yüksek enerji yüklü parçacıklar [Helyum-4 (H e) (yani a partikülü) ve L؛tyum-7 (7ا ا )] açığa ؟؛kar. Bu yüksek enerji yüklü parçacıklar ؟ ok uzağa hareket edemezler ve tümör hücresine tüm enerjilerini bırakırlar, böylece direkt DNA'ya zarar vererek hücrelerin yeniden üremesine engel olurlar. ı.B’un ışınlaması sonucu oluşan bu ürünler yüksek doğrusal enerji aktarım (lineer energy transfer) karakteristiklerine sahiptirler (partikül yaklaşık 150 keVpm.i; Li ise yaklaşık 175 keVpm-'). Bu ürünlerin yol uzunluğu 4.5- 10 um arasındadır ve bu uzunlukta yaklaşık bir hücrenin ؟ apı kadardır. Dol'ayisiyla, bu parçacıklar sadece tümör hücrelerine zarar vermektedir ve çoğunlukla etraftaki normal hücreler zarar görmemektedir [2].
Bu projede, özellikle beyin tümörlerinin tedavisi İ؟ in ümit vadeden ve birçok ülkede aktif olarak araştırılan iki bileşeni! radyasyon tedavi yöntemi olan Borla Nötron Yakalama Terapisi (BNCT) konusunda ülkemizde TAEK bünyesinde bir odak noktası oluşturmak, uluslararası araştırmaların takibiyle bor İçeren yeni taşıyıcı bileşikler sentezlemek, BNCT uygulamalarının yapılabileceği nötron kaynakları ile ilgili araştırmalar yapmak ve SANAEM'de kurulacak proton hızlandırıcı tesisinden elde edilebilecek nötron kaynağı ile ilgili BNCT ön hazırlık uygulamalarım başlatabilmek İ؟ in gerekli olan altyapıyı oluşturmak amaçlanmaktadır.
BNCT yönteminin başarılı olabilmesi İ؟ in tümör hücrelerine hedeflenebilecek B-10 izotopu !؟ eren bileşiklerin kullanılması ve nötron kaynağının optimizasyonun iyi yapılması gerekmektedir. Bu proje kapsamında, Oncellikle suda ve kanda kolay çözülebilen, hücre İ؟ ine koiayca girebilen ve tümör hücresine seçici olarak birikebilecek bor bileşikleri sentezlenecek ve hücre kültürlerinde denemeleri yapılacaktır. Türkiye'de BNCT yönteminin uygulanabilmesi İ؟ in nötron demetinin elde edilebileceği kaynaklar ile ilgili ؟ alışmalar yapılacaktır. Farklı alanlarda yürütülecek olan ؟ alışmalar başarı ile sonuçlandığında ülkemizde, klinik EnCT uygulamaların başlatılması İ؟ in gerekli altyapı oluşturulmaya çalışılacaktır.
ı٥B-NCT’n؛n ilk deneysel çalışmaları 194٥'dan önce başlamıştır. Am erika’da 1950-1960 yıllarda BNCT İ؟ in başarılı sonuçlar alınmayan denemeler yapılmıştır. 1951-1953 yıllan arasında New York’daki Brookhaven Ulusal Laboratuar [Brookhaven National Laboratory (BN Ljjtndaki Brookhaven Grafit Araştırma Reaktöründe boraksla 1٥ 96%أ B ve %4 ١١B) tedaviler yapılmıştır. 1960'1ا yıllarda MIT (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) araştırma reaktöründe denemelere devam edilmiştir. Ancak, tedavilerden olumlu sonuçlar alınamayınca Amerika Birleşik Devleti'nde BNCT yöntemine ara verilmiştir. 1968 yılında daponya'da Dr. Hatanaka tarafından merkapt odekahidrododekaborat(-2) (Bı2H S H )-2 (N a 2B١2H٦١SH) (BSH.) any.onu ile klinik denemelere tekrar haşlanmıştır, daponya'dan elde ecfilen başarılı sonuçlar Amerika ve Avrupa'da birçok yeni araştırmaların başlamasına neden olmuştur 1 .
BNCT İ؟ in bor ؛؟eren ajanların geliştirilmesi çalışmaları yaklaşık 50 yıldır devam etmektedir. Bor ajanlarında düşük toksisite, yüksek tümör;bey؛n ve tümör:kan oram, ~20 pg ı٥B/g tümör konsantrasyonu, kandan ve normal dokulardan ؟ abuk temizlenebilme ve tümörde kalıcı olma özellikleri istenmektedir. BNCT'nin klinik denemelerinde kullanılan bor İçeren bileşikler sodyum merkaptodekahidrodecfekaborat, Na2B١ HnSH, (BSH) ve dihidroksiborilfenilalanin (BPA) bileşikleri ve türevleridir Bu iki bileşik klinik uygulamalarda kullanılmasına rağmen ideal bor bileşikleri değildir. Yeni geliştirilen ajanlarda minimum normal doku toksisitesi؛ secici tümör hedeflemesi ve gerekli bor konsantrasyonun eltfe edilmesi ön plana çıkmaktadır. Seçici tümör hedeflenmesinin sağlanabilmesi İ؟ in daha önceden tasarlanan ve sentezlenen yapılardan farklı olarak tümör hücresi seçiciliğini sağlayacak (folik asit gibi) daha ؟ ok biyokimyasal ve fizyolojik esaslara (lipozomlar, lipidler, DNA bağlayıcıları, nükleik asit öncüleri, glukoz, laktoz, mannoz ve hormonlar vb.) sahip bileşikler sentezlenmektedir.
BNCT’nin Onemli diğer bileşeni olan nötronlar, nükleer reaktörlerden veya yüklü parçacık hızlandırıcılarından sağlanır. Genellikle, enerjiler,؛ 0.5 eV-10 keV olarak tanımlanan epitermal nötronlar kullanılır. Mevcut deneyimler istenen minimum demet akışının 10ج epitermal nötron cm 2 S"1 olduğunu göstermektedir, ؟ ok iyi kalitede nötron I?ın demetinin elde edildiği nükleer realdörler vardır ve halen klinik uygulamalarda kullanılmaktadır: MITR (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Reaktörü)- USA, Studsvik Medikal AB-isve؟ , FiRI klinik reaktOr-Helsinki-Finlandlya, R2-0 Yüksek akı reaktörü-Petten-Hollanda, LVR-15 ٢eaktörü-Rez-؟ ek Cumhuriyeti, Kyoto üniversitesi araştırma reaktOUJaponya, JRR-4 reaktOrü-dAERI-Japonya ve RA-6 CNEA reaktOrü-Bariloche-Arjantin. BNCT İ؟ in tasarlanan ve İnşa halindeki reaktörler: TAPIRO r؟ aktörü- Roma-italya, Daejon-G. Kore ve Beijing-؟ in'de bulunmaktadır [3]. Hızlandırıcılardan da epitermal nötronlar elde edilebilir, ؟ eşitli ülkelerde hızlandırıcıyadayalınOtronkaynakları(ABNS)geliştirilmektedir.BNGTi؟ in geliştirilen hızlandırıcılar: Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (^IT}'deki elektrostatik hızlandırıcı (IABA hızlandırıcısı); lawrence Berkeley Laboratuvari (LBL)’ndaki elektrostatik kuadropol hızlandırıcısı (ESQ) (2.5 MeV proton ESQ hızlandırıcısı ve mali kaynak yetersizliğinden dolayı İnşa edilememiştir ve kaynak aranmaktadır): Birmingham Üniversitesindeki Dynamitron doğrusal elektrostatik hızlandırıcısı (2.8 MeV-1.25 mA ve klinik BNCT uygulamalara yakında başlayacaktır) ve Linac sistemleri kapsamında geliştirilen hızlandırıcıya dayalı epitermal nötron kaynağı (2.5-MeV, ve ëo-mA proton linac prototipi). Rusya'da, Ins.titute tor Physics and Power Engineering’da kurulu olan yüksek akımlı hızlandırıcının (KG-2.5) BNCT amaçlı hızlandırıcı olarak kullanılması ile ilgili projede ışın demeti şekillendiricisi ve nötron hedefi tasarım çalışmaları devar^ etmektedir. İtalya’da İtalya Ulusal Nükleer Fizik Araştırma Enstitisü (Italian National Institute of Nuclear Physics Research)'nün tegnaro İPadua) LN t labaratuvarmda cilt kanseri İçin hızlandırıcıya dayalı nötron ışın demet tesisi (5 MeV, 30 mA CW-RFQ) İnşa halindedir. Burada ye؟ i bir bor taşıyıcısı ve BNCT+PDT (fotodinamik melanoma terapisi) ikili yaklaşımı denenecektir [3,4].
Şimdiye kadar klinik BNCT uygulamasıyla yaklaşık 348 hasta tedavi edilmiştir. BNCT'nin BNL ve Harvard/MIT klinik denemeleri 1999 yılında sonlanmıştır. B N l’de 53 hastanın ve Harvard/MIT'de 18 hastanın ortalama yaşam süresi sırasıyla 13 ve 12 ay'dır. Finlandiyadaki klinik denemelerde tahmin edilen 1 yıllık yaşam süresi %61'dir ki bu da BNL verileri ile aynidir, isveg’deki klinik ؟ alışmalarda 17 hastanın ortalama yaşam süresi 18 ay'dır ve Harvard/MIT ile BNL değerlerinden daha
yüksektir. Bunun nedeni .larak da BPA bileşiğinin daha uzun sürede hastaya enjekte edilmesi gösterilmiştir.
BNCT'nin tarkli tümör tiplerine uygulanması çalışmaları da devam etmektedir. I985'de Japonyada cilt kanseri (melanoma) liastalari BNCT ile tedavi edilmiştir. Tedaviden 2 ay sonra tümörde belirgin bir gerileme görülmüş ve 9 ayda tamamen kaybolmuştur. BNCT'den sonra birçok hasta yaklaşık > 4 yıl gibi bir sürede tümörden kurtulmuştur. Bu tümörlerin BNCT’nin beyin tümörlerinden (glioblastamo multiforme) daha fazla cevap verdiği gözlenmiştir. Yine Japonya'da parotid (tükürük bezi) tümörü hastasında BNCTuygulaması sonrası,tüm örhacm indelay İçinde ٥/o63’lük azalma ve ikinci tedavi uygulamasından sonrada 1 yılda %94 azalma görülmüştür. İtalya (Ocak 20٥4)'da karaciğer kanseri hastasına BPA bileşiği verilmiş, hastanın karaciğeri çıkarılmış (hepatektomi) ve nötron ışınlamasına tabi tutulmuş ve daha sonra karaciğeri hastaya geri takılmıştır. Hastada tümörün yeniden oluştuğuna dair herhangi bir klinik ve radyografik bulguya rastlanmamıştır.
BNCT’nin hastahanede kalış süresinin kısa, tek doz ışınlama, hiç ya da hafif yan etki ve hastanın yaşam kalitesini yüksek olması gibi avantajları vardır.
BNCT yöntemindeki kritik sorunlar olarak daha seçici ve etkin bor ajanlarına ihtiyaç olması, tedaviden önce tümör bor içeriğinin yankantitatif tahmin edilmesi İçin yöntemlerin geliştirilmesi, BNCT'.nin klinik uygulamalarının düzeltilmesi ve rastgele klinik denemlerle tedavi edici etkinliğin net bir biçiminde gösterilmesi ihtiyacı sayılabilir [3]. Bu sorunlar doğru olarak adreslenebilirse BNCT, ileride tedavi şekli elarak görülebilir. Gelecekte BNCT’nin standart bir tedavi şekli olacağı düşünülürse Türkiye'de BNCT ile ilgili bir altyapının oluşturulması çok önemlidir.
Proje bor bileşiği hazırlama grubu, nötron fiziği grubu ve tip grubu olmak üzere 3 ayrı dalda yürütülmektedir. Bor bileşiği hazırlama grubu BNCTde kullanılmak üzere bor İçeren bileşikleri sentezlemektedir. Nötron fiziği grubu BNCT çalışmaları İçin ihtiyaç duyulan nötron demetinin elde edilmesi İçin ilgili tiesaplamalari yapmaktadır ve bu kapsamda gerekli altyapı düzeneğini oluşturacaktır. Tip grubu ise, klinik BNCT uygulamalarının yapılabilmesi durumunda uygulamanın başlatılması İçin gerekli altyapı hazırlıklarım yapacaktır, ؟ alışmalar bu grUplar tarafından koordineli bir şekilde yürütülmektedir.
Bu raporda, bor bileşiği hazırlama grubunun yaptığı ilk deneysel çalışmalar çalışmalar anlatılmaktadır.
2. gelişme
2.1 B . r Bileşiği Hazırlam a Grup Çalışm aları
Bor bileşiklerini sentezlemek üzere kurulmuş olan bor bile؟ igi grubu çalışmalarını ODTÜ, Hacettepe üniversitesi ve Adnan M ende rs Üniversitesi ile yapılan ortak iki farklı deneysel çalışma ile yürütmektedir. Bu grup, bor İçeren taşıyıcı polimerik taşıyıcıcı bileşikler hazırlayarak tUmOr hücresine yönlendirilmeyi sağlayacak fonksiyonlu gruplar bağlayacak ve karakterize edecektir. Sentezlenen konjugatlardan serilenleri hücre kültürü ortamlarında deneyecek ve nötron radyasyonu ile etkileştirilecektir.
Bor bileşiği hazırlama grubu tarafından yapılan ilk çalışma Hacettepe Üniversitesi ile birlikte yapılan sözleşme kapsamında yürütülmektedir. Deneysel çalışmalar SANAEM AR-GE Bölümü Polimer, Kim.yasi Laboratuvarlannda yapılmaktadır. Bu çalışmada çeşitli polimer bileşiklere farklı mol o'ranlarmda 2-Aminoetildifenil borat (2-AEPB) bileŞiği bağlanmakta ve sentezlenen bor İçeren polimer bileşiklere metOksi uçlu poli(etilen glikol) (PEG) bağlanarak biyouyumlu makrodallanmış polimerler sentezlenmektedir.
ikinci çalışma olarak ODTÜ ve Adnan Menderes üniversitesi ile birlikte yapılmaktadır. Deneysel çalışmalar SANAEM, AR-GE Bölümü Polimer
Kimyası baboratuvarlari ve Adnan Menderes üniversitesi Ki^y.a ok sayıda fonksiyonlu -O H ؟
Bölümünde yapılmaktadır. Bu çalışmada
ok sayıda ؟
grupları bulunan poliester dendrimer yapı sentezlenmiç ve
eren karboran bileşiğinin dendrimere bağlanması amacıyla !؟
atomu 0٢ ة
karboranin fonksiyonlandirilmasi çalışmaları yapılmaktadır ,
alışmalarla ؟
Aşağıda bor bileşiği hazırlama grubu tarafından yapılan ilk ,
ilgili detaylı bilgiler verilmektedir
B ve . ؟ 2.1.1 Maleik Anhidrit (MAH) Olig.mer, [MAH]n-g-2-AE
] ؛
MAH]„-gı-2.AERB-g2:PEG MakrokemplCkslerin Sentez
Deneyse|i Çallşmal3rı
ilk olarak Maleik anhidrit oligomeri sentezlenmiş ve daha sonrada bu oligomere 2-Aminoetildifenil borat bileşiği esterleşme reaksiyon.u eren polimerler kimyasal ve spektroskopik ؛؟
ile bağlanmıştır. Bu bor
teknikerle karakterize edilmiştir. Vücutta dolaşımını sağlayacak ve hücre .
alışılmıştır ؟
ine girişini kolaylaştıracak PEG bağlanmaya ؛؟
2.1.1.1 Maleik Anhidrit (MAH) Ollg.merin Sentez؛
Oligomerizasyon toluen çözücü ortamında, azot atmosferinde, 80 ٠c silikon banyo'sunda ve cam balon jojede geri soğutuculu t.akılı olarak 16 saat sUreyle gerçekleştirilmiştir. Toulen/(maleik anhidrit) oram 3-4 ve benzoil peroksit yüzdesi %2.5 olacak şekilde ؟ Ozelti hazırlanmıştır, ömeğin; 4 0 ة ml toluen ؟ Ozelti içerisine lOOg MAH azar azar eklenerek 80 sc silikon banyosunda ~1,5-2 saat süreyle karıştırılmıştır. Bu süre sonunda çözülmeyen MAH süzülerek ayrılmıştır. Daha sonra reaksiyon ortamına 2,5 gr benzoil peroksit eklenmiştir. Reaksiyon ortamından oksijenin tamamen uzaklaştırılması İ؟ in SIVI azot ile dondurulmuş ve 5 dakika süreyle azot gazi basılmıştır. Geri soğutucu takılan balon joje, 80.C deki silikon yağına konulup, oligomerizasyon başlatılmıştır: Deney devam ederken ilk 1 saattten sonra oluşan MAH oligom.erleri vişne çürüğü renginde ؟ Okmeye başlamıştır. Reaksiyon sonunda oluşan
mAh oligomerleri balon jojenin dibinde çökmüş bir halde gözlenmiştir.
Üstteki toluen çözeltisi ayrılmıştır. Bolon jojenin dibinde çökmüş halde bulunan MAH oligomerleri, bir miktar asetonda çözülmüş ve toluende ؟ öktürülmüştür [5]. Bu çözme ve çöktürme İşlemi 2-3 kez tekrarlanmış ve daha sonrada 40 °c vakumlu etüvde kurutulmuştur (Çekil 2.1).
T = 8 0٠c
؛
benzoil peroksit -ز ﻲ ﻳ / ٩0 -toluen ؛ : ر ٦0 ; ﺢ ﻤ ﺤ ﻟ 0 ي ﺎ ﺤ ﻜ ﺨ ﻫ 0Maleik anhidrit Maleik anhidrit oligomeri
?ekil 1. Maleik Anhidrit Oligomer Sentezi
2.1.1.2 MAH O ligom erine Farkli Mol O ranlarında 2-Am înoetildîîenîl Borat Bîleçîğlnîn Bağlanması
Sentezlenen MAH oligomerin anhdrit grubunun -COOH grubuyla ile 2-Aminoetildifenil borat (2-AEPB) bileşiğinin -NH2 grupları arasında amid bağı oluşturularak reaksiyon gerçekleşmiştir (Çekil 2.2).
Sentezlenecek [M A H ]-g-2-AEPB polimerde [MAH]"/2-AEPB mol oran, (1:1), (3:1) ve (5:1) olacak şekilde yapılmıştır.
2 ل ا ﺀ ق ﺔ ﻳ ا % 2.AEP6 y o
0
[MAH]-g-2-AEPBÇekil 2. [M AH ] ile 2-AEPB Bileşiği Arasındaki Amid Bağının Oluşum Reaksiyonu
[M A H ]-g-2-AEPB modifiye polimerlerin reaksiyonu şu şekilde gerçekleştirilmiştir:
Gerekli miktarda MAH oligomeri 10 ml DMF'de çözüldükten sonra oligomerin %1 olacak şekilde EDAC eklenmiştir. D؟ ha s٥ n٢a yeterli miktardaki 2-AEPB bileşiği eklenerek azot gazi geçirilmiş, 60 ٥c su
banyosunda geri soğutucu takılı ve sürekli karıştırılarak 5 saat deney yapılmıştır. Deney sonunda elde edilen [MAH]"-g-2-AEPB polimeri diStileterde çöktürülmüş ve 2-3 defa dietileterle yıkanmıştır. 40 ٠c'de vakumlu etüvde kurutulmuştur.
2.1.1.3 [MAH]„-g-2"AEPB Makrodallanmış Polimerinin ^olietiîenglikol (PEG) ile Modifikasyonu
Sentezlenen [M A H ]-g-2-AEPB polimerin hidrofilik/hidrofobik dengesi, oligomerin MAH grUbuyla PEG arasında esterleşme. r۶aks؛yonu yakılarak değiştirilebilir. Oligomerdeki MAH biriminin -COOH grubuy.la p E cu n -OH grupları arasında esterleşme reaksiyonu gerçekleşmiştir (Çekil 2.3).
Sentezlenecek [MAH]ğı-2-AEPB-g2-PEG makrodallanmış 0؟ İime؛de
p e g miktarı, MAH oligomer biriminin mol olarak %1 olacak şekilde sentezlenmiştir.
WOOC ٢ f٥
[MAH]^gr 2-AEPB g-PEG ٢ MAH^g-2-AEPB
Çekil 3. [MAH]„-g-2-AEPB Polimeri ile PEG Arasındaki Esterleşme Reaksiyonu
PEG modifiye polimerlerin reaksiyonu 2 şekilde gerçekleştirilmiştir: 1 . ) Önce [M A H ]-g-2-AEPB polimeri ([MAH]"/2-AEPB mol oranı=3:l
olacak şekilde daha önceden anlatıldığı gibi sentezlenmiştir. 5 saatlik deney süresi sonunda gerekli miktardaki PEG reaksiyon ortamına eklenmiştir. Homojen bir ؟ Ozelti oluştuktan sonra 60٥C‘de sürekli karıştırılarak 1 saat deney yapılmıştır. Elde edilen PEG modifiye polimeri dietileterde çöktürülmüş ve 40.C de vakumlu etüvde kurutulmuştur.
2. ) Sentezlenen ve kurutulan [MAH]„-g-2-AEPB polimerin bir miktarı 10 ml suda çözülmüş ve oligomerin % 1 olacak şekilde EDAC [N-(3-Dimetilaminopropil)-N٥-e tilka rb o d ^id hidroklorid] eklenmiştir. Daha sonra yeterli miktardaki PEG eklenerek 60 ٠C‘de su banyosunda sürekli karıştırılarak 1 saat deney yapılmıştır. Deney sonunda çöktürme yapılmamış ve direkt 40.C de vakumlu etüvde kurutulmuştur.
2.1.1.4 Maleik Anhidrit (MAH) Oligomeri, M A H -g-2-AEPB ve
[MAH]„-g١-2-AEPB-g2-PEG Makrokomplekslerin Sentez
Sonu؛ la٣ınınDeğer٦endif٠ilmesi
ilk olarak suda çözülür haldeki Maleik anhidrit oligomeri sentezlenmiştir. Daha s.nra bir birim MAH oligomerine ü؟ tarkli mol oranında 2-AEPB bağlanacak şekilde reaksiyon yapılmıştır. [MAH] -g-2-AEPB makrodallanrmş kopolimerde [MAH]/2-AEPB mol oram (1:1), (3:1)
v e (5آ آ ) olacak şekilde reaksiyon gerçekleştirilmiş ve suda çözünülür foradaki bu makrodallanmış kopolimerler sırasıyla [MAH]"-g-2-AEPB-1, [MAH], -g-2-AEPB-2 ve [MAH]"-g-2-AEPB-3 olarak adlandırılmıştır.
2.1.1.4.1 M aleik Anhidrit O ligem erin Yapısal Analiz Sonuçları
Oligomerleşme esnasında Maleik anhidritin vinil grubundaki çift b a lla r açılacak ve MAH oligomerleşmesi vinil grubu üzerinden devam edecektir. MAH oligomerin zincirinin büyümesini kontrol etmekamacıyla Toulen / (maleik anhidrit) oran, 3-4, benzoil peroksit yüzdesi ٥/٠2.5 ve reaksiyon süresi 16 saat olarak seçilmiştir.
Sentezlenen MAH oligomerinin açık kahve renkli olmasının nedeni, MAH oligomer zincirinin sonunda açılmamış -CH=CH- gruplarini.n olmasıyla açıklanabilir. Bu oluşumu, NMR analiz spekt.rumunda -CH=C٠H- grubuna ait piklerin gözlenmesiyle desteklemektedir.
Maleik anhidrit oligomeri
Şekil 4. Sentezlenen MAH Oligomerin ٧؟ Grupları Bulunan
Çift Bağlı Grupların Şematik Gösterimi
Sentezlenen MAH oligomeri FTIR, DSC, TGA ٧e NMR analizleri yaptırılarak karakterize edilmiştir.
FTIR Spektrum lari
MAH monomer! ve MAH oligomerin FTIR sonuçlan karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir (Çekil 2.5). Spektrumlar yapıyı desteklemektedir. MAH grupların pikleri ve oligomerleşmenin sonucu olan değişimler piklerde gözlenmiştir.
MAH birimi İ؟ in: 3131-3122 cm-1 Vinil grubundaki C-H simetrik ve asimetrik gerifmesi İşin bantlar, 1857 cm٠١ vinil grubuna (RCCHgJ ait bant. 1783 cm-1 ve 1754 cm-1 simetrik ve asimetrik c = 0 bantları, 1631- 33آ ة v؛n^l girubundaki c = c gerilmesi İşin bantlar, 1289 ve 1242 cm-1 C-O-C gerilmesi ve 1059 cm-1 CH=CH-C=0 grubu bandı.
Oligomerizasyon esnasında MAH monomerinin vinil grubundaki ؟ ift bağlar aşılacak ve oligomerleşme vinil grubu Üzerinden deva؟ edecektir. mAh spektrumda 3131-3122, 1857, 1631-1539 ve 1059 cm-1'de vinil grubuna ait gözlenen keskin bantların MAH olig.omer spektrumunda görülmemesi olligomerleşmenin vinil grubu üzerinden d’evam ettiğini gOstermektedir. MAH ve MAH oligomerine a؛ spektru؟ lar karşılaştırıldığında anhidrit gruplarına ait piklerin (C=0 ve C-O-C bantları) biraz kaydığı görülmektedir.
?ekil 5. MAH ve MAH Oligomerin FTIR Spektrumlari
١H ve 13C-NMR Spektrum u
MAH oligomerinin 1H ve 130-NMR spektrumlari yapıyı desteklemektedir (Çekil 2.6 ve Çekil 2.7).
MAH oljgomerinin ١H-NMR incelendiğinde 3-4 ppm deki geni? pikler ana zincirdeki C-H'leri gösterir. 7 ppm'deki doublet pik, oligomer sentez esnasında oluşan ana zincirin u؟ kısımlarındaki açılmamış (CH=CH)m gruplarıdır. 6 ppm'deki keskin singlet piki maleik anhidiritin aşılmamış olan CH=CH gruplarıdır.
MAH oligomerin ١3C-NMR spektrumu incelendiğinde 170 ppm'deki geniş pik -C=٥ 'daki karbon pikleridir. 45 ppm de gelen geniş ve küçük pik ana zincirdeki C-H'leri gösterir. 120-140 ppm arasında gelen pikle.r hem ana zincirin uç kısmındaki (CH=CH)m gruplarım hem de maleik anhidritin açılmamış olan CH=CH gruplarım gösterir.
Term al D avranışları
MAH oligomeri İçin elde edilen DSC (Difterential Scanning Calorimetry),. TGA (Thermal Gravimetric Analysis) ve DTA (Differential Thermal Analysis) eğrileri Çekil 2.8'de verilmektedir.
MAH oligom erinTG Aeğrilerindenanlaşılacağıgibioligom eriki basamaklı bozunm adavranışigösterm ektedir.ilkönceyapıdakisu uzaklaşmaktadır. Daha sonrada sırasıyla yan-zincirler (dekarboksilasyon) ve ana zincirlerden başlayarak polimerin yapışında bozunmalar olmaktadır. MAH monomerinin erime sıcaklığı 51-56 sc'dir. MAH oligomerinin DSC eğrisi ile TGA eğrisi uyum İçinde olduğu ve sıcaklık artıkça oligomerin asit gruplarından başlayarak yapıdan kopmalar olduğunu söyleyebiliriz. 136 sc itibaren erime başlamaktadır.
M A H O lig o m e r i
II
3 2 1 p p m
3
200 180 160 1.0 12. 100 80 60 ٠٥ 20 ٠ . . n i Çekil 7. MAH Oligomerin '3C-NMR Spekrumu (DMSO-dg)
I T،Qon DSC
Maleik anhidnt oligomeri
k!e٢i ؛ n DSC) TGA ve DTA G٢af ؛ gome٢ ؛ 0٠ Şekil 8. MAH 12
2.1.1.4.2 [MAH]n-g-2-AEPB K .m p le k s le rin Yapısal Analiz Sonuçları
Sentezlenen MAH oligomerin anhdrit grubunun -COOH grubuyla ile 2-Aminoetildifenil borat (2-AEPB) bileşiğinin -NHg grupları arasındaki amid bağı oluşumu yapılan FTIR, DSC, TGA ve NMR analizleri ile desteklenmiştir.
FTIR Spektrumlari
Sentezlenen [MAH]„-g-2-AEPB komplekslerin FTIR analiz sonucu ?ekil 2.9’da verilmektedir.
Çekil 9. MAH Oligomeri, 2-AEPB ve [MAH]j١-g-2-AEPB
Polimerinin FTIR Spektrumlari
2-AEPB önemli pikleri; 3284 ve 3220 cm٠١ -NHg gurubundaki -N-H gerilmesi, 3066-2870 cnr1 C-H gerilmesi, 1611 cm.1 -NHg eğilmesi ve fenil grubundaki c = c gerilmesi İ؟ in bant, 1491 ve 1334 cm-1 B-0 bantları, 1432 cm-١ fenil boronik asit bağındaki benzen halkası titreşiminden dolayı oluşan keskin bant, 1263-1154 cm-١ C-NHg grubundaki C-N gerilmesi, 1061 cm-١ NHg grubundaki N-H düzlem İ؟ İ eğilmesi ve 750-710 cm.1 B-tenil bağı.
MAH oligomerine 2-AEPB bileşiğinin gratt edilmesi sırasında MAH oligomerinin anhidrit birimlerinin açıldığı ve -COOH grupları ile 2-AEPB
bileşiğinin -NHj grupları arasında amid bağının (RCQNHR) oluştuğu ۶ eki! 2.5'deki [MAH]„-g-2-AEPB٠ı ait FTIR spektrumundaki 1693 cm-' Amid
c=0
grudu (1.. d3nt), 1649 ve 1564 cm"١ Amid N-H bağı (2. Bant), 1435ve 1386 cm-1 Amid C-N gerilme bantları (3. bant) ile desteklenmektedir. Sentezlenen [MAH]„-g-2-AEPB komplekslerinde [MAH]„/2-AEPB mol oram azaldıkça amid dağına ait piklerin (1696 cm"1, 1643 ve 1564 cm"1, 1435 ve 1386 cm"1 pikleri) şiddetinin orantılı olarak azaldığı görülmektedir
?ekil 10. [MAH]„-g-2-AEPB-1, [MAH)„-g-2-AEPB-2 ve [MAH]„-g-2-AEPB-3
Komplekslerine Ait FTIR Spektrumlann Karşılaştırılması
[MAH] -g -2 -A E P B ï ٠ [M AH ]-g-2-AEPB-2 ve [M AH]-g-2-AEPB-3 kompldkSlerine ait ١H- ve C -N M R spektrumlari Şekil i l , 12, 13 ve
[MAH]„-g-2-AEPB-2 kompleksinin 1H-NMR incelendiğinde 2.71 3.81 ppm basındaki geniş kuartet pik NH-CH , 3.09-3.24 pmm arasındaki gen^ş pik ana zinGirddki CH-CH, 3.30-3.36 ppm'deki keskin triplet pik B-O- CH 5.80-6.00 ppm'deki R-CO-NH-, 6.8-7.0 ppm'deki tenil gruplarındaki proton piklerini göstermektedir. Ayrıca, 3.50 ppm'deki serbest anhidrit gruplarım ve 7.7ة ppm’deki de MAH oligomerincten gelen u؟ gruplardaki CH=CH veya bor bileşiğinden gelen fenil gruplarım göstermektedir. (Çekil 2.10).
1H ve 13C-NM R Spektrum u
14’de verilmektedir.
[MAH]„-g-2-AEPB-1, [MAH]„-g-2-AEPB-2 ve [MAH]"-g-2-AEPB-3 komplekslerine ait 1H-NMR spektrumlari karşılaştırıldığında 2.71- 2.81 ppm arasındaki NH-CH piki, 3.30-3.36 ppm’deki keskin triplet 5.80-6.00 ppm'deki R -C .-N H ve 6.8-7.0 ppm'deki tenil grupiariHi a؛t piklerin orantılı olarak azaldığı gözlenmektedir.
[MAH]„-٥-2-AEPB-1
?ekil 11. [MAH]„-g-2-AEPB-1 Kompleksine Ai١١H NMR
lMAHj٠١-^-2-AEPB-2
/ M
l
.
—
'.
ﺭ
ﻁ
[M A H ]n -g -2 -A E P B -3 ت س ٠ ٤ % ÿrpm ذ ;Çekil 12. Şırasıyla [M AH]"-g-2-AEPB-2 ٧e [M AH]„-g-2-AEPB-3
Komplekslerine AK 'H NMR Speklrumlan (D M S٥ -d٥)
[MAH]„-g-2-AEPB-2 kompleksinin 13C-NMR incelendiğinde 177 p p ^ 'd e k geni? ط küçük pik ana zincir üzerindeki serbest asit grubu
c=0,
173 ppm’de amid bağındaki c = 0 , 162 ppm ve 158 ppm bor bileşiğinden gelen fenil, 136 ve 126 ppm’deki pikler -NC veya -NCO ve MAH oligomerininu؟ grup'larmdaki a؟ ı؛amı§ vinil. (C H C H )m , 46 ppm’deki ana zincirdeki -CH, 4 2ة 1٧جppm'dekiNH-CH ,31 v e 3 6 ppm'dekiCHg-Ogruplarındakika؛bon ait piklerdir. [MAH]"-g-2-AEPB-1 ve [MAH]n-g-2-AEPB-3 komplekslerinde ayni pikler gözlenmektedir.Şekil 13. [M A H ]-g-2-AEPB-1 ve [MAH]„-g-2-AEPB-2
[M AH]h-٥-2-A E P B
Şekil 14. [MAH]n-g-2-AEPB-3 Kompleksine Ail 1٥C NMR
spektrumlari (DMSO-dg)
Term al Davranışları
2-AEPB, [MAH]„-g-2-AEPB-1, [MAH]"-g-2-AEPB-2 ve [MAH]„-g-2- AEPB-3 kOmpleksferine !؟ in eide e d iie DSC (Differential Scanning Calorimetry), TGA (Thermal Gravimetric Analysis) ve DTA (D.ifferential Thermal Analysis) e'ğrileri Çekil 15, 16, 17 ve 18'de verilmektedir.
Farkli mol oranlarında sentezlenen [MAH] -g-2-AEPB komplekslerinin TGA ve DSC eğrileri incelendiğinde komplekslerin iki basamaklı bozunma davranışı gösterdiği, 100 sc kadar yapıdaki su ve çözücülerin uzaklaştığı, 158 QC erimenin başladığı ve yaklaşık 200 QC s.onra yapiniH bozunmaya başladığı gözlenmektedir. Polimer yapışında Once ؛ ah-zincirler (dekarboksilasyon) ve daha sonrada ana zincirlerd؟ n haşlayarak bozunma olmaktadır. DSC eğrilerinde gözle.ne.n endo pikler؛ yapıdaki polimer-polimer ve bor-polimer ısıl etkileşimlerini ifade Sder. Ko'mpleksteki bor oram azaldıkça polimer-polimer arasındaki etkileşimler' artmaktadır. Termal ölçümlerin sonuçlarına göre bor miktarı azaldıkça hem molekül İçinde hem de molekül arası hidrojen bağı oluşma olasılıkları artmaktadır.
DSC eğri piklerine göre sentezlenen [MAH]„-g-2-AEPB-1 kompleksinin Tg (camsı geçiş sıcaklığı) 124.7 QC iken, sentezlenen diğer komplekslerden
2-AEBP'n!n oransal olarak daha az olduğu [MAH]„-g-2-AEPB-2 örneğinde Tg=131.5 QC ve [M A H ]ğ -2 -A E P B -3 ‘de ise Tg=131.9 sc olarak bulunmuştur. Buna göre, [MAH]"-g-2-AEPB-2 ve [MAHJfğ-2- AEPB-3 komplekslerinde Tg sıcaklığının ilk yapıya göre artmış olması ve yapının daha kararlı bir hale geldiği görülerek (ilk örnekteki kararsız piklerin kaybolması) optimum MAH/AEBP oranının [MAH]"-g-2-AEPB-2 kompleksinde elde edildiği görülmüştür. Komplekslerde AEBP oranının azalması polimerlerin ve etkin tonksiyonel gruplarının nüfuzunun daha güçlü gerçekleşmesi sonucunu doğurmaktadır.
T٠mp٠ı٥tur٠ ٠c٠
g
!
٠ ٠ آ 0 ا ل ع ع م t D S C -T G A ﺀ ﺀ ﺀ ا ٠٠ ﺀس^ﺀة
Çekil 16. [MAH]„-g-2-AEPB-1 Kompleksi İ؟ in Elde Edilen
DSC, TGA ve DTG Eğrileri 20 ١ At eı gn ı ( % ) Heal Flo w ( m W )
DSC 2 ﺀ ﺀ ا * ﻻدﺀب : 5 ٣ق٠١تا T٠٠n٠j ٠٠( u e i ٠C)
Çekil 17. [MAH]„-g-2-AEPB-2 Kompleksi İ؟ in Elde Edilen
DSC, TGA ve DTG Eğrileri . ﻺ ﺋ اﺀ ط . , , ى ا
1 DSC . ﺀ ٠ ﺎﻣﺀﺀ .، أ UH * n Elde Edilen DSC ؛ ؟ ؛ , ؛ l 18. [MAH]"-g-3 Kompleks ؛ Çek TGA ve DTG Eğrileri 22
2.1.1.4.3 [MAH] -g -2-AEPB-g2-PEG Makrokompleksinin
Yapışa"! Analiz S
٠
nU؛ larınıSuda çözülebilen [M A H ]-g ١-2-AEPB-g2-PEG makrokompleksinin sentezinde MAH biriminin -C.OOH grubuyla PEG'un -OH grupları arasında esterleşme reaksiyonun gerçekleştiği yapılan FTIR, DSC, TGA ve NMR analizleri ile desteklenmiştir.
FTIR Spektrumlari
PEG, [M A H ]-g ١-2-AEPB-g2-2 ve [MAH]"-g١-2-AEPB-g2-PEG ait FTIR spektrumlari karşılaştırmalı olarak Çekil 19'da verilmektedir.
Çekil 19. PEG , [M AH]„-g١-2-A E P B -2 ve [MAH]„-g١-2-A E P B -g ؛ -P E G
Ait FTIR Spektrumlari
PEG İçin önemli pikler: 2881 cm 1 O-CH grubu, 1466 -0-CH2- grubunda- ki simetrik CH deformasyon titreşim banti veya R-CHg grubundaki C-H deformasyon titreşim banti, 1341-1239 cm٠١ -CHg-OH grubundaki düz- lemsel deformasyon titreşim bantları, 1150-1059 cm-1 C-O-C grubunda- ki asimetrik C-0 gerilmesi ve 959-841 cm-١ C-O-C grubundaki simetrik C-O gerilmesi.
[M A H ]ğ ١-2-AEPB-2 kompleksine PEG bağlandığında [M A H ]ğ ١-2- AEPB-g2-PEG kompleksinin FTIR spektrumunda hem esterleşme hem de amidleçmeye ait pikler birbiriyle örtülmektedir. [M A H ]ğ ١-2-AEPB-g2- PEG kompleksinin FTIR spektrumunda 1564 cm"١
c=0
(ester bağındaki) ve 755 cm-١ CH2 piklerin görülmesi PEG bağlandığını göstermektedir.Suda ve DMF çözücü ortamında sentezlenen [ M A H ] ğ ١-2-AEPB-g2- PEG komplekslerinin FTIR spektrumlarmın karşılaştırıldığında belirgin bir fark olmadığı gözlenmiştir (Çekil 20).
Çekil 20. Suda ve DMF Çözücü Ortamında Sentezlenen
[MAH]„-g١-2-AEPB-g2_PEG Komplekslerinin FTIR Spektrumlarinin Karşılaştırılması
IH ve 13.-N M R S p ektru m u
[MAHJ-g -2-AEPB-g2"PEG komplekslerine ait 1H- ve ١3C-NMR spektrumlari Çekil 21'de verilmektedir.
[M AH]-g-2-AEPB-2 ile [M A H ]-g ١-2-AEPB-g2"PEG kompleksinin ١H- NmR "karşılaştırmalı olarak ؛nCelendiğinde [MAH]n-g١-2-AEPB-g2- PEG spektrumunda PEG ait 4.7 ppm küçük ve geniş pik 0 -C H 2, 3.5 ppm'deki CH2CH2٠ 3.2 ppm'deki -OCH3 gruplarından gelen proton pikleri gözlenmektedir.
Ayni şekilde C - N M R spektrumlari karşılaştırılmalı olarak incelendiğinden PEG ait 71 ve 72 ppm'deki CH2CH2, 69 ppm'deki O-CHg, 58 ppm'deki -OCHg gruplarından gelen karbon pikleri gözlenmektedir.
Term al Davranışları
[MAH] -g -2-AEPB-g2"PEG ؛؟in elde edilen DSC (D ifferentialscanning Calorimetry), TGA (Thermal Gravimetric Analysis) ve DTA (Differential Thermal Analysis) eğrileri ?ekil 22'de verilmektedir.
[M A H ]- g -2-AEPB-2 kompleksine PEG bağlandığında [MAHJ-g -2- AEPB-"g2-PEG kompleksin.de 158 sc civarındaki erimeye ait endo pi'kin [M A H ]- g -2-AEPB-2 kompleksine göre dah.a genişlediği gOrLilmektedir. DolaylSi؛ la, PEG bağlanmasıyla daha geni? ve kararlı bir pik alınması daha kOmpakt ve kristalik bir yapıya ulaşıldığını göstermektedir (Tg=134.8SC). [M A H ]n-g ı-2 -A EP B -g ?-P E G j . s Wıw j â l J n.ı ı ı ı ı L U ^ , III II I I I 300 IBO 1100 130 1 .0 0ﺀ BO so ٠٥ ﻊ ﻫ
٠
ppmŞekil 21. [MAH]n-gr2-AEPB-g2-PEG Komplekslerine Ait H - ve 13CNMR Spektrumlari
(MA),..2.٥£PB-2-PEG ا0٠.اﺀ ا D S C
Tg=134.8 c Tempeiatuf. ٠ c>
:
§ I
Çekil 22. [MAHJ-g,-2-AEPB-g؛-PEG İ؟ in Elde Edilen DSC,
TGA ve DTA Eğrileri
٠ ؟ 2.1.2 Poli(akrilik asit) Polimerine 2-Aminoetildifenil Bora
Bileşiğinin Bağlanması ve Poli(Ac)-gı-2-AEPB-g2-PEG alışmaları
؟ Makrokompleks Sentezi Deneysel
eren bileşikler ؛؟
Poli(akrilik asit) polimerine farklı mol oranlarında bor
eren polimerler, kimyasal ؛؟
kompleks oluşturarak bağlanmıştır. Bu bor
ve spektroskopik yöntemlerle karakterize edilmiştir. Vücutta dolaşımını sağlayacak ve hücre İçine girişini kolaylaştıracak PEG esterleşme
. alışılm ıştır ؟
reaksiyonu ile bağlanmaya
2.1.2.1 Poli(akrilikasit) p.lîmerîne Farklı Mol Oranlarında 2-Aminoetildifenil Borat Bileşiğinin Bağlanması
Poli(akrilik asit) polimerinin -COOH grubuyla ile 2-Aminoetildifenil borat (2-AEPB) bileşiğinin -NH2 grupları arasında amid bağı oluşturularak reaksiyon gerçekleştirilmiştir (Çekil 23).
Sentezlenecek Poli(Ac)-g-2-AEPB polimerde Poli(Ac)/2-AEPB mol oram (1:1), (3:1) ve (5:1) olacak şekilde yapılmıştır.
y o
0 P٥li(Ac)-g-2-AEPB EDAC DMF٠T=60٥C j - N H 2١٩٠
[ } 2-AEPB ) Ac !؛( PoŞekil 23. Poii(Ac) iie 2-AEPB Bileşiği A٢asindaki Amid Bağının
Oluşum Reaksiy.nu
Poli(Ac)-g-2-AEPB modifiye polimerlerin reaksiyonu şu şekilde gerçek- leştirilmiştir:
Gerekli miktarda Poli(Ac) polimeri 10 ml DMF'de çözüldükten sonra poli- merin %1 olacak sekil'de EDAC eklenmiştir. Daha sonra yeterli miktardaki 2-AEPB bileşiği eklenmiş ve azot gazi geçirilerek 60 °c su banyolunda geri soğutucu takılı, sürekli karıştırılarak 5 saat deney yap؛lmı۶tır. ؟ en؟ y Sonunda elde edilen Poli(Ac)-g-2-AEPB polimeri dietileterde çöktürülmüş ve 40.-50 °c'de vakumlu etüvde kurutulmuştur.
2.1.2.2 Polj(Ac)-g-2"AEPB Polimerinin Polietilenglikol (PEG) ile Modifikasyonu (monoesterleşme)
Sentezlenen Poli(Ac)-g-2-AEPB polimerin hidrofilik/hidrofobik dengesi, polimerin MAH bir'iminin -COOH grubuyla PEG'un -٥ H grupları arasında esterleşme reaksiyonu yapılarak değiştirilebilir (Çekil 24).
Sentezlenecek Poli(Ac)-g,-2-AEPB-g2-PEG makrodallanmış polim.erde PEG oram Poli(Ac) polimer biriminin mol olarak %1'İ olacak şekilde yapılmıştır.
Poli(Ac)-g-2-AEPB
Şekil 24. Poli(Ac)-g-2-AEPB Polimeri ile PEG Arasındaki
Esterleşme Reaksiyonu
PEG modifjye polimerlerin reaksiyonu 2 şekilde gerçekleştirilmiştir: 1. önce Poli(Ac)-g1-2-AEPB pclimeri (Pol!(Ac)/2-AEPB mol oranı=3:1 olacak şekilde) daha Onceden anlatıldığı gibi sentezlenmi?ti٢: 5 saat- lik deney süresi sonunda gerekli miktardaki PEG eklenmiştir. Homojen bir ؟ Ozelti oluştuktan sonra 60٥c'de sürekli karıştırılarak 1 saat ؟ en؟ y yapılmıştır. Elde edilen PEG modifiye polimeri dietileterde çöktürülmüş ve 45٥c de vakumlu etüvde kurutulmuştur.
2. Sentezlenen ve kurutulan Poli(Ac)-g1-2-AEPB (Poli(Ac)/2-AEPB mol oranı=3:1) polimerin bir miktar, 10 ml suda çözülmüş ve p o lim e rin iz i olacak şekilde EDAC eklenmiştir. Daha sonra yeterli miktardaki PEG eklenerek 60٥C'de su banyosunda sürekli karıştırılarak 1 saat deney yapılmıştır. Deney sonunda çöktürme yapılmamış ve direkt 45 ٥c de va-
kumlu etüvde kurutulmuştur.
2.1.2.3 Poli(Ac)-g-2-AEPB ve Pol؛(Ac)-gı.2-AEPB-g2-PEG Makrokomplekslerin Sentez Sonuçlarının
Değerlendirilmesi
Bir birim Poli(Ac) polimerine üç farklı mol oranında 2-AEPB bağ؛anacak şekilde reaksiyon yapılmıştır. Suda çözülebilir Poli(Ac)-g-2^AEPB ^akrodallanmış kopolimerde Poli(Ac)/2-AEPB mol oram (1:1), (3:1) ve (5:1) olacak şekilde reaksiyon gerçekleştirilmiş ve sırasıyla Poli(Ac)- g-2-AEPB-1, Poli(Ac)-g-2-AEPB-2 ve Poli(Ac)-g-2-AEPB-3 olarak adlandırılmıştır.
