Pd-n-heterosiklik karben komplekslerinin sentezi, özellikleri, katalitik aktiviteleri ve antikanser uygulamaları

Abstract

Son yıllarda N-heterosiklik karbenler (NHC) ve onlardan hazırlanan geçiĢ metal kompleksleri, organometalik kimya alanında oldukça dikkat çekmektedir. Fosfin ligantları ile kıyaslandığında NHC‟ler sadece güçlü σ verici, zayıf π alıcı özelliklerinden değil, aynı zamanda azot atomu üzerindeki sübstitüyentlerin sterik etkilerinin kontrol kolaylığından dolayı daha iyi katalitik aktivite gösterirler. NHC ler periyodik tablodaki metallerin büyük çoğunluğu ile kompleks oluĢturabilirler. Bu özelliklerinden dolayı metal-NHC kompleksleri özellikle organometalik kimyada katalizör olarak kullanılırlar. Bu kompleksler metatez, furan sentezi, polimerizasyon, hidrosilasyon, hidrojenasyon ve eĢleĢme reaksiyonlarında oldukça iyi katalitik aktivite gösterirler. Son zamanlarda, çevre dostu proseslere duyulan ihtiyaç ve yeĢil kimya kavramı, NHC ligandlarının ve NHC geçiĢ metal komplekslerinin önemini artırmıĢtır. Ayrıca NHC komplekslerinin biyolojik aktiviteleri üzerine de çok sayıda çalıĢma yapılmaktadır. Antibakteriyel, antimikrobiyal, antioksidan, antifungal, enzim inhibisyonu ve antikanser uygulamaları bunlardan birkaçıdır. iii Bu tezde yapılan çalıĢmalar dokuz baĢlıkta özetlenebilir: 1) Bu tezde karben öncülü olarak 2-morfolinoetil ve 2-hidroksietil sübstitüyentli benzimidazolyum tuzları 1c ve 2a-ı sentezlenmiĢ ve yapıları uygun spektroskopik yöntemler ile aydınlatılmıĢtır. 2) Sentezlenen bütün karben öncülleri 1c ve 2a-ı bileĢikleri DCM içerisinde Ag2O ile etkileĢtirilerek Ag(I)NHC kompleksleri 3b-d ve 4a-ı sentezlenmiĢ ve yapıları uygun spektroskopik yöntemler ile aydınlatılmıĢtır. 3) Hazırlanan 2-hidroksietil sübstitüyentli NHC öncülleri 2a-ı ile [Pd(CH3COO)2] bileĢiğinin tepkimesinden, bis-(NHC)Pd(II) kompleksleri 5a-ı hazırlanmıĢ ve yapıları uygun spektroskopik yöntemlerle aydınlatılmıĢtır. 4) Sentezlenen 2-hidroksietil sübstitüyentli karben öncülleri 2a-ı, PdCl2 ve K2CO3 ile 3-kloropiridin içinde etkileĢtirilerek NHC-Pd(II)-3-kloropiridin (PEPPSI) kompleksleri 6a-ı sentezlenmiĢ ve yapıları uygun spektroskopik yöntemler ile aydınlatılmıĢtır. 5) Sentezlenen NHC-Pd(II)-3-kloropiridin (PEPPSI) kompleksleri 6a-ı trifenilfosfin (PPh3) bileĢiği ile kloroform içerisinde etkileĢtirilerek NHC-Pd(II)-PPh3 kompleksleri 7a-ı hazırlanmıĢ ve yapıları uygun spektroskopik yöntemlerle aydınlatılmıĢtır. 6) Sentezlenen 2-morfolinoetil sübstitüentli NHC öncülleri 1a-d ve Ag(I)NHC komplekslerinin 3a-d MCF-7 kanser hücrelerine karĢı antikanser testleri incelenmiĢtir. 7) Sentezlenen bis-(NHC)Pd(II) komplekslerinin 5a-ı direkt arilasyon metodu ile CC bağ oluĢum aktivasyonundaki katalitik tepkimeleri incelenmiĢtir. 8) NHC-Pd(II)-3-kloropiridin (PEPPSI) komplekslerinin 6a-ı, sulu ortamda Suzuki- Miyaura reaksiyonlarındaki katalitik tepkimeleri incelenmiĢtir. 9) NHC-Pd(II)-PPh3 kompleksleri 7a-ı, sulu ortamda Sonogashira reaksiyonlarındaki katalitik tepkimeleri incelenmiĢtir.

In recent years, N-heterocyclic carbenes (NHC) and transition metal complexes prepared from them attract attention in the field of organometallic chemistry. In comparasion, NHC showed better catalytic activity than the corresponding phosphine ligands, not only due to their strong σ donating and weak π accepting abilities but also the ease of controlling steric effects on nitrogen atoms. NHC's could form complexes with almost all metals in the periodic table. Because of these properties especially metal-NHC complexes used as catalysts. These complexes have showed high catalytic activity in metathesis, synthesis of furan, polymerization, hydrosilylation and cross-coupling reactions. Nowadays, the concept of green chemistry and the need for environmentally friendly processes has increased the importance of NHC ligands and NHC transition metal complexes. There are also many studies on the biological activities of NHC complexes. Antibacterial, antimicrobial, antioxidant, antifungal and anticancer applications are some of these. vii The results of this study could be summarized in nine main sections: 1) In the first chapter, carbene precursors 2-morpholinoethyl and 2-hydroxyethyl substituents benzimidazolium salts 1c and 2a-ı were prepared and their structure were elucidated by spectroscopic techniques. 2) Ag(I)NHC 3b-d and 4a-ı complexes were synthesized from reaction of Ag2O with the NHC precursors 1c and 2a-ı via transmetallation metod. And the structural characterizations of all complexes were made by using spectroscopic techniques. 3) Bis-(NHC)Pd(II) complexes 5a-ı were synthesized from the reaction of NHC precursors 2a-ı and compound of [Pd(CH3COO)2]. And the structural characterizations of all complexes were made by using spectroscopic techniques. 4) NHC-Pd(II)-3-chloropyridine (PEPPSI) complexes 6a-ı were synthesized from the reactions of 2-hydroxyethyl substituted carbene precursors 2a-ı and PdCl2 in the 3- chloropyridine. And the structural characterizations of all complexes were made by using spectroscopic techniques. 5) NHC-Pd(II)-PPh3 complexes 7a-ı were synthesized from the reaction of 2- hydroxyethyl substituted NHC-Pd(II)-3-chloropyridine (PEPPSI) complexes 6a-ı and triphenylphosphine (PPh3) in CHCl3. And the structural characterizations of all complexes were made by using spectroscopic techniques. 6) The cancer cell studies were examined to anticancer activity against MCF-7 that prepared 2-morpholinoethyl substituted carbene precursors 1a-d and their Ag(I)NHC complexes 3a-d. 7) The catalytic reactions of the synthesized bis-(NHC)Pd(II) complexes 5a-ı in the activation of C-C bond formation by direct arylation method have been investigated. 8) The catalytic reactions of NHC-Pd(II)-3-chloropyridine (PEPPSI) complexes 6a-ı have been investigated in the Suzuki-Miyaura reactions in aqueous media. 9) The catalytic reactions of NHC-Pd(II)-PPh3 complexes 7a-ı have been investigated in the Sonogashira reactions in aqueous media.