İndol molekülünün türevlendirilmesi için yeni sentetik yöntemlerin geliştirilmesi ve potansiyel uygulamalarının araştırılması

Abstract

İndol türevleri, biyolojik aktiviteleri ve teknolojik uygulamalarından dolayı büyük öneme sahiptirler. Bu tez iki ana bölümden oluşmaktadır. Bunlardan ilki, geniş yelpazede indol türevlerinin sentezi için etkili yöntemler geliştirmektir. Diğeri ise, elde edilen indol türevlerinin teknolojik uygulamalarını içermektedir. İndolün C3-alkilasyonu çeşitli katalitik yöntemler ile elde edilebilmesine rağmen, indollerin direk regioselektif N1 ve C2-alkilasyonu için genel bir protokol hala çözülmesi gereken bir sorundur. İndol türevlerinin sentezi kapsamında ilk olarak, yeni N-sübstitüe indol türevlerinin sentezi için etkili bir metod geliştirilmiştir. Bu metod, indolin molekülünün çeşitli akseptörlerle reaksiyonundan Michael tipi katılma ürünlerinin elde edilmesi ve elde edilen Michael katılma ürünlerinin N-sübstitüe indolleri vermek üzere oksidasyonudur. Daha sonra elde edilen N-sübstitüe indol türevlerinin ketonlarla reaksiyonundan yeni 1,3-disübstitüe indol türevlerinin sentezi için etkili bir yöntem geliştirilmiştir. Ayrıca farklı doğaya sahip indol türevleri ile 1,4-sikloheksandionun reaksiyonları katalizör, sıcaklık, ekivalent ve çözücü gibi parametreler değiştirilerek incelenmiştir. Reaksiyonlar neticesinde yeni indol iskeletlerinin sentezi için yeni bir yol geliştirilmiştir. Mevcut sentetik yöntemler ile hazırlanamayan 2-alkilindol ve 2,2′-bis(indolil)metan türevleri de etkili bir şekilde sentezlenmiştir. Yöntem elektrofilik sübstitüsyona karşı indol halkasının dipol değişimi esasına dayanmaktadır. İndol türevlerinin sentezi üzerine gerçekleştirilen son çalışma ise; indol, NDI (Naftalen diimid) ve L-lisin üçlüsünü ihtiva eden amfifilik indol türevlerinin elde edilmesidir. Sentezlenen indol türevlerinin kemosensör ve kendiliğinden düzenlenme (self-assembly) uygulamaları üzerine de çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bunun için, 2-alkil indol ve 2,2′-bis(indolil)metan türevlerinin anyon veya katyon sensör uygulamaları gerçekleştirilmiş ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Sentezlenen indol temelli amfifilik moleküllerin self-assembly olarak düzenlenmesinden nanotüp, nanoküre, nanolif, nano-plaka ve nanomisel gibi nano yapılar elde edilmiştir. Ayrıca sentezlenen amfifilik moleküllerden elde edilen nanoyapıların sensör uygulamaları, moleküllerin nanosensör özelliğine sahip olduğunu da göstermiştir.

Indole derivatives have a great importance due to their biological activity and technological applications. In this context, the doctorate dissertation consist of two main parts. The first part is developing effective methods for the synthesis of very wide range indole derivatives. The other involves technological applications of the obtained indole derivatives. Although the C3-alkylation of indole can be achieved by numerous catalytic methods, a general protocol for the direct regioselective N1- and C2-alkylation of indoles are still a challenge. In terms of the synthesis of indole derivatives, firstly an effective and novel synthetic method for a new N1-substituted indoles was developed. The method is the two steps. The first step is to obtain the Michael-type addition products of indoline with various acceptors. The second step is the oxidation of Michael addition products to yield N1-substituted indoles. Then, the synthesis of new 1,3-disubstituted indole derivatives has been accomplished by reaction of the obtained N-substitute indole derivatives with α,β-unsaturated ketones. Moreover, reactions of 1,4-cyclohexanedione with indole derivatives having different natures were investigated by changing parameters such as catalyst, temperature, equivalent and solvent. In the reaction results, a new route for the construction of new indole skeletons were developed. The synthesize effectively of 2-alkyl indole and 2,2′-bis(indolyl)methane derivatives that can not be synthesized by the present methods was also developed by a method that is based on the dipole exchange of the indole ring towards electrophilic substitution. Recent work on the synthesis of indole derivatives, the synthesis of amphiphilic indole derivatives that are containing trio of indole, NDI (naphthalene diimide) and L-lysine is obtained. The second main part of the thesis are studies carried out over chemosensor and self-assembly application of the indole derivatives are synthesized. In this context, firstly, the anion or cation sensor applications of 2-alkyl-indole and 2,2′-bis(indolyl)methane derivatives were performed, and very successful results were obtained. The self-assembly of prepared amphiphilic molecules were obtained very successful nano structures such as, nanotube, nanospheres, nanofiber, nano-plate and nanomisel. Also, the sensor application of nanostructures obtained from this amphiphilic molecules show that they have nanosensors property.