Walczak Wojciech
Zakład Dydaktyczny Chemii Organicznej
Pracownia Stereokontrolowanej Syntezy Organicznej
Synteza i właściwości kompleksotwórcze chemosensorów zdolnych do wiązania jonów obojnaczych
Wojciech Walczak
Promotor: dr hab. Piotr Piątek
Wiele związków biologicznie czynnych, w środowisku wodnym, występuje w formie jonu obojnaczego. Zwitterjony takie jak kwas γ-aminomasłowy (GABA), kwas glutaminowy czy tauryna odgrywają ważną rolę w przekazywaniu sygnałów nerwowych. Do tej pory otrzymano niewiele receptorów molekularnych zdolnych do kompleksowania zwitterjonów
w polarnym środowisku wodnym. Spowodowane jest to silną solwatacją jonów obojnaczych oraz trudnością w zaplanowaniu receptora, zawierającego w swojej strukturze zarówno grupę wiążącą dodatnio naładowaną grupę amoniową, jak i ugrupowanie wiążące ujemnie naładowaną część gościa. Dodatkowym wyzwaniem pozostaje stworzenie sensora, w którym proces kompleksowania jonu obojnaczego można zaobserwować gołym okiem, bez wykorzystania dodatkowych instrumentów pomiarowych [1].
Celem prowadzonych badań była synteza receptora zdolnego do wiązania jonów obojnaczych w roztworze wodnym. Osiągnięto to poprzez wprowadzenie trzech grup guanidynowych połączonych łącznikiem benzylowym z eterem koronowym 1,7,13-triaza-18-koroną-6. Tak powstałe receptory rozpuszczalne są w wodzie, głównie dzięki grupom guanidyniowym, wiążącym ujemnie naładowane cząsteczki gościa [2]. Natomiast eter koronowy, odpowiada za wiązanie dodatnio naładowanych grup, w szczególności kationu amoniowego [3]. Tak zaplanowane receptory, mające w bliskiej odległości fragmenty odpowiedzialne za wiązanie kationu i anionu, umożliwiają wiązanie par jonowych oraz jonów obojnaczych. Skuteczność otrzymanych receptorów potwierdzono korzystając z techniki miareczkowań NMR oraz poprzez strategię wypierania indykatora z kompleksu receptor-barwnik (indicator displacement assey – IDA), opierającej się na konkurencji pomiędzy indykatorem i cząsteczką gościa, w tworzeniu kompleksów z receptorem, skonstruowano sensor optyczny czuły na jony obojnacze.
Literatura:
[1] Wiskur L. S., Lavinge J. J.,Anslyn E. V., Acc. Chem. Res., 2001, 34, 963-972.
[2] Tobey S. L., Jones B. D., Anslyn E.V., J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 4026-4027.
[3] Spath A., Konig B., Beilstein J. Org. Chem., 2010, 6, No. 32.