módszerrel Témavezető: Dr. Farkas Viktor Szerves Kémiai Tanszék

⎯⎯⎯ Tudományos Diákköri Dolgozat ⎯⎯⎯

CSORDÁS BARBARA

Királis koronaéterek enantiomerfelismerésének vizsgálata kiroptikai módszerrel

Témavezető: Dr. Farkas Viktor

Szerves Kémiai Tanszék

⎯⎯⎯ Eötvös Loránd Tudományegyetem ⎯⎯⎯ ⎯⎯ Természettudományi Kar ⎯⎯ ⎯ Budapest, 2009 ⎯

Köszönetnyilvánítás Köszönöm Dr. Hollósi Miklós egyetemi tanárnak, a Kiroptikai Szerkezetkutató Laboratórium vezetőjének a lehetőséget, hogy a laboratóriumban dolgozhattam, ezen felül a témában nyújtott segítségét. Köszönettel tartozom témavezető tanáromnak, Dr. Farkas Viktor tudományos munkatársnak, aki lelkes odafigyeléssel irányított, látott el tanácsokkal. Szeretnék köszönetet mondani a Dr. Huszthy Péter egyetemi tanárnak, Dr. Tóth Tünde tudományos munkatársnak (BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék), valamint Kupai József és Székely György BME-s PhD hallgatóknak és Székely Kata vegyészmérnöki BSc hallgatónak a koronaéter származékok szintéziséért.

2

Tartalomjegyzék 1. Bevezetés.................................................................................... 6 1.1 A királis koronaéterek bemutatása ...................................................... 7 1.2 A királis koronaéterek gyakorlati jelentősége..................................... 8 1.3 A komplexek kialakulása, jellemzése ................................................. 9 1.4 Az ECD-spektroszkópia elmélete, a spektrométer vázlatos működési elve és felépítése .................................................................................................... 11

2. Irodalmi előzmények 2.1 Koronaéter komplexek kialakulásának vizsgálata ECD-spektroszkópia segítségével .................................................................................................... 14 2.2 Deprotonálható koronaéterek tulajdonságainak felderítése ECD-spektroszkópiával, alkalmazása folyadékmembrán transzportban .................................................................................................. 17 2.2.1 A folyadékmembrán transzport elmélete, módszere .................................. 17 2.2.2 Deprotonálható koronaéterek komplexképzésének, oldószerfüggésének vizsgálata ECD-spektroszkópiával ..................................................................................... 18

3. Célkitűzések .............................................................................. 21 4. Királis koronaéterek komplexképzésének vizsgálata, eredmények ................................................................................... 23 4.1 Vizsgált anyagok és kísérleti módszerek ............................................ 23 4.1.1 Kísérleti körülmények ...................................................................................... 23

4.2 Gazdamolekulák ECD-spektroszkópiai tulajdonságai........................ 25 4.2.1 Deprotonálható koronaéter gazdamolekulák oldószerfüggése ......................... 27

4.3 Vendégmolekulák ECD-spektroszkópiai tulajdonságai ..................... 29 4.4 Szubsztituált piridino-18-korona-6 éter gazdamolekulák összehasonlítása.............................................................................................. 31 4.5 Alkil diaril-foszfinsav és alkil diaril-foszfinát egységet tartalmazó gazdamolekulák (R/S)-NEA sóval képzett komplexeinek összehasonlítása . 34 4.6 Alkil diaril-foszfinsav és alkil diaril-foszfinát egységet 3

tartalmazó gazdamolekulák (D/L)-TrpOMe sóval képzett komplexeinek összehasonlítása.............................................................................................. 40

5. Összefoglalás ............................................................................. 41 6. Irodalmi hivatkozások jegyzéke .............................................. 44 7. Függelék .................................................................................... 47

4

Rövidítések jegyzéke 1-NEA 2-NEA ACN BnAm CN ECD Et HPLC iOc Me MeOH Oc PMT POOH POOEt TFE TrpOMe A Io I ε l c

α-(1-naftil)etil-amin β-(2-naftil)etil-amin acetonitril benzilamincsoport cianocsoport elektronikus cirkuláris dikroizmus etilcsoport nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia izooktán metilcsoport metanol oktilcsoport fotoelektron-sokszorozó foszfinsav etil-foszfinát trifluorecetsav triptofán-metilészter abszorbancia belépő fény intenzitása kilépő fény intenzitása moláris abszorpciós együttható rétegvastagság koncentráció

5

1. Bevezetés Az élő szervezetben általánosan előforduló jelenség a molekuláris felismerés, amely alapja többek között a biológiai információtárolásnak, immunválasz kialakulásának, valamint a résztvevő biológiai molekulák szintézisének. Legérdekesebb fajtája a szintetikus királis receptorokkal is kiváltható enantiomer-felismerés, amely ma már széleskörű kutatások tárgyát képezi [1]. A

molekuláris

felismerés

hatékony

tanulmányozásához

elengedhetetlen

modellvegyületek első képviselőit Charles J. Pedersen állította elő 1967-ben. Később alakjukra utalva koronaétereknek nevezte el őket. Klasszikus kémiai szintézissel előállított, gazda-vendég

kapcsolatot

kialakító

makrociklusok

fontos

építőelemei

lettek

a

szupramolekuláris építészetnek [2]. Az enantiomer-felismerés alapja, egyben a királis koronaéterek gyakorlati jelentősége is, hogy lehetőséget teremtenek bizonyos racém vegyületek – királis gyógyszeralapanyagok, aminosavak sói és származékai - enantiomerjeinek elválasztására. Az enantiospecifikusmeghatározás az egyes sztereoizomerek a szervezetben eltérő hatást kifejtő tulajdonságai következtében a gyógyszer- és kábítószer analitika kulcsfontosságú módszerei lettek [1]. Manapság rutinszerűen alkalmazott folyadékkromatográfiában, ezen belül HPLC technikában már alkalmaznak koronaéter makrociklusokat. Szilikagélhez vagy Merrifield-féle polimer gyantához kötve királis állófázisok alakíthatók ki, célzottan a protonált primer ammónium- és aminosav sók enantiomerjeinek elválasztására [3]. Ma, a széleskörűen alkalmazott szerkezetvizsgáló módszerek közül a kiroptikai módszerekkel hatékonyabban tanulmányozhatók és ismerhetők fel a kiralitással összefüggő tényezők. Az ECD-spektroszkópia alkalmazhatóságának egyik fő területe a biomolekulák, biomolekuláris

kölcsönhatásának,

abszolút

konfigurációjának,

konformációs

mozgékonyságainak, annak környezeti hatásainak tanulmányozása. Ezen kívül lehetőséget nyújt más, optikailag aktív molekulák szelektív vizsgálatára [4]. A koronaéterek, ahogy a biológiai szupramolekulákra is jellemző, üreggel rendelkező makrociklusok, amelyek gazdamolekulaként viselkednek a látogató vendégmolekulák számára. A komplex kialakításához hozzájárulnak a belső felületükön elhelyezkedő heteroatomok, amelyek mindegyike erős affinitást mutat a vendégmolekulák funkciós csoportjainak hidrogénjei felé, megalapozva ezzel a molekuláris felismerést [5].

6

A folyamat tanulmányozására kiválóan alkalmasak korábbi kutatások tárgyát is képező optikailag aktív, enantiomertiszta piridino-18-korona-6 éter származékok, valamint alkil diaril-foszfinát-, alkil diaril-foszfinsav egységet tartalmazó királis koronaéterek [6]. A BME Szerves Kémia és Technológia Tanszék kutatóival együttműködve az ELTE Kémiai Intézetében a Kiroptikai Szerkezetvizsgáló Laboratórium csoportjának figyelme a fent említett gazdamolekula jelöltek spektroszkópiai vizsgálata felé irányult, amelynek keretein belül kezdtem foglalkozni a témával. Jelen munkám a korábban publikált kutatásokban szereplő gazdamolekulák újonnan előállított származékai enantiomer-megkülönböztető képességének, a makrociklushoz kapcsolt szubsztituensek hatásának, továbbá a koronaéterek racém primer szerves ammóniumsókkal, illetve egy aminosav származékkal képzett komplexeinek ECDspektroszkópiai vizsgálatáról szól.

1.1 A királis koronaéterek bemutatása A koronaéterek szerves, gyűrűs vegyületek, amelyek makrociklusát több mint 12 atom alkotja, oxigénen kívül más heteroatomot is tartalmazhatnak. Az alapvegyületek, a gyűrűikben (CH2CH2O) csoport ismétlődését tartalmazó makrociklusos poliéterek, így általános képletük a következő: (CH2CH2O)n . A koronaalkat belső ürege az oxigénatomok elhelyezkedése révén poláris, külső részén a (CH2) csoportok orientációja miatt apoláris tulajdonságú lehet. A nomenklatúrát tekintve az x-korona-y típusú elnevezést használjuk az ismétlődő csoport számától (n) függően. A korona szó elé helyezett szám (x) a makrogyűrű, az utána álló szám (y) pedig a gyűrű heteroatomjainak számát jelöli. Szisztematikus nevük használata fáradságos, de szerkezetük képlettel, valamint az x-korona-y rövidített névvel megfelelően kifejezhető. A koronagyűrűhöz az adott célnak megfelelő telített vagy aromás gyűrűk is kapcsolódhatnak, a koronaéterek lehetnek királisak is [7, 8]. Nem toxikusak, de szemirritáló hatásuk lehet [9, 10]. Pedersen úttörő jelentőségű munkásságát követve, a tudósok koronaéterekkel kapcsolatos kutatásokat indítottak el, és a királis vegyületek enantiomer-szelektivitásának növelése érdekében a csak oxigénatomot tartalmazó alapvázat is módosították.

7

1.2 A királis koronaéterek gyakorlati jelentősége A koronaéterek szelektivitást mutatnak az élettanilag is fontos királis vegyületekkel szemben [11, 12]. Ezen modellvegyületek, mint gazdamolekulák nemcsak azért lettek széleskörű kutatások tárgyai, mert általuk megismerhetjük és tanulmányozhatjuk az élő szervezetben fellépő összetett mechanizmusú molekuláris-felismerés jelenségét, hanem az ilyen jellegű vizsgálatok eredményeként hatékony enantioszelektív szelektor molekulákat tervezhetünk [13]. A viszonylag egyszerű, szintetikus koronaéter szenzormolekulák jól alkalmazhatók enantiomer-összetétel meghatározására, enantiomerek elválasztásra. Az elválasztás alapja, hogy valamilyen alkalmas királis szelektor és az elválasztandó molekulák között diasztereomer kölcsönhatás alakuljon [14].

Szintetikus módszerekkel származékokat

alakítunk ki az enantioszelektivitást mutató gazdamolekulákból, amelyeket a megfelelő módon, kovalens kötéssel szilárd hordozó felületre (pl.: szilikagél) kapcsolunk. Így királis állófázisok készíthetők, amelyeket folyadékkromatográfiában (pl.: HPLC) alkalmazhatunk [15]. A

jó

enantioszelektivitással

rendelkező

koronaéterek

tehát

felhasználhatók

rezolválásokra, amelyet nemcsak kromatográfiás úton valósíthatunk meg. Az enantiomerösszetétel meghatározható, ha koronaétereket elektródokba építünk. Alkalmazhatók katalizátorként aszimmetrikus szintézisek során. Enantiomerek elválasztása tanulmányozható még folyadékmembránon át történő transzport segítségével, amiben nagy szerepet játszanak a deprotonálható koronaéterek [16]. A deprotonálható koronaéterek pKs értéküknél nagyobb pH-jú közegben aniont alakítanak ki, amelyek még erősebben kötődnek a fémionokhoz. A transzport kedvezőbb, mivel semleges komplexek alakulnak (ML) nem kell energiát befektetni az anion deszolvatálására és transzportjára. Szelektivitásnövekedés is bekövetkezhet, a makrociklus és a fémion között fellépő ion-dipól kötés mellett elektrosztatikus kölcsönhatás megjelenésére is lehet számítani [17]. Fémionok szelektív transzportjához (pl.: folyadék-folyadék extrakció) olyan jelölt molekulák tanulmányozásába kezdtek, amelyek deprotonálható egységüket makrociklusaikba építve hordozzák. Először Bradshaw és munkatársai előállítottak elő dialkil-hidrogénfoszfát egységet tartalmazó ligandumokat, amelyek igen savanyú protont tartalmaznak [17].

8

1.3 A komplexek kialakulása, jellemzése A komplexképzés tágabb értelemben egy sav-bázis reakció, melyben az oxigének, vagy más, az oxigént helyettesítő heteroatomok (esetünkben ez nitrogén) a gyűrűbe került ammónium-kationnal donor-akceptor kapcsolatba lépnek [2]. A komplexek kialakulásának feltétele elsődlegesen a gazda és vendég között kialakuló hárompontos hidrogénkötés létrejötte, a koronamolekula éteres oxigénje, piridin-egységének nitrogénje és az ammóniumion között kialakuló O···H-N+ illetve az erősebb N···H-N+ kötés kialakulása. Továbbá a stabil komplexálásban az aromás rendszerek közötti intermolekuláris π-π kölcsönhatások és a szubsztituensek elektronvonzó tulajdonságából, sztérikus hatásából következő segítő vagy éppen gátló tényezők játszanak szerepet [15, 18].

1. ábra A koronaéter és ammóniumsó között kialakuló hárompontos hidrogénkötés

A makrociklus gyűrűmérete (18-atom), heteroatomjai számának (6) megválasztása, valamint a koronamolekula flexibilitását csökkentő piridinegység gyűrűbe való építése az ideális szerkezetű gazdamolekulák tervezésének elengedhetetlen kelléke. Ezen kívül a jelen esetben vizsgált, optimális paraméterekkel rendelkező makrociklus szerves oldószerekben stabilisabb komplexeket képez más gyűrűméretű koronaéterekkel ellentétben [8, 18, 19]. Az üregméreten kívül még a megkötendő vendégmolekula, a heteroatomok jelenléte, a makrociklushoz kötődő szubsztituensek, az oldószer és nem utolsósorban a gazdamolekula komplexképzés előtti és azt követő konformációja is befolyásolják a szelektivitást. A gazdamolekulák

különböző

konformációkat

képesek

felvenni

komplexeikben.

Az

elektronvonzó szubsztituensek jelenléte és a vendégmolekulák szolvatációja a makrociklus üregében kedvező hatású. A gazdamolekula enantiomer-megkülönböztető képességét olyan tényezők határozzák meg, mint a gazdamolekula mozgékonysága, a kiralitáscentrumhoz kötődő szubsztituensek térbeli kiterjedése, a piridingyűrű szubsztituensének helyzete és az ebből fakadó sztérikus hatások,

továbbá

a

vendégmolekula

protonált 9

aminocsoportjának

távolsága

a

kiralitáscentrumtól. Azon tényezők és körülmények, melyek növelik a gazdamolekula enantioszelektivitását, egyidejűleg a komplexek stabilitását is befolyásolják a következők [8, 18, 19]: a) a királis gazdamolekula különböző kölcsönhatásba lépjen a királis vendégmolekula enantiomerjeivel és ez az eltérés az egyik antipódnál a sztérikus taszítóerők megnövekedésében nyilvánuljon meg, b) a

koronaéterek

kiralitáscentrumaihoz

kapcsolódó

metilcsoport

csökkenti

az

enantioszelektivitást, viszont kis méretéből adódik, hogy jobb hozzáférést biztosít a vendégmolekula számára, ellentétben az izobutilcsoporttal. Vagyis az utóbbi szubsztituens javít az enantiomer-felismerésen, de csökkenti a komplex stabilitását, c) korábbi megfigyelések alapján a relatíve nagy flexibilitású makrociklusok kis aszimmetrikus indukciót váltanak ki, a piridingyűrű fenazin- vagy akridingyűrűvel történő helyettesítésének köszönhető merev szerkezet alkalmasabb az enantiomermegkülönböztetésre, d) jókora térkitöltésű szubsztituensek és ezek nagy száma nem járul hozzá a kötődés javulásához, ekképpen a diszkrimináció megvalósulásához, e) az aromás rendszerek között kialakuló intermolekuláris másodlagos vonzó kölcsönhatás nem szükségszerű feltétel a kötődés létrejöttéhez, de jelenléte stabilabb komplex kialakulását eredményezi. A komplexek kialakulásának egyensúlyi folyamatában kémiai reakció nem játszódik le. Az oldószer nincs hatással az egyensúlyra, többségében dimer kapcsolatok alakulnak a gazda- és vendégmolekula között. Azonban jó enantiomerfelismerés esetén a diasztereomer komplexek stabilitási állandói között nagyobb eltérés mutatkozik. A molekulák térszerkezetétől függő vonzó és taszító erők jönnek létre. Azonos konfigurációjú molekulák (S,S)-koronaéter-(S)ammóniumsó között úgynevezett homokirális, eltérő konfigurációjúak között (S,S)koronaéter–(R)-ammóniumsó között heterokirális kölcsönhatás. A kialakult komplexek már diasztereomer viszonyban állnak egymással, a kölcsönhatások mértékének, erősségének eltérő volta miatt. Így az ebből adódó eltérő fizikai tulajdonságaiknak köszönhetően már hagyományos módszerekkel elválaszthatók [1].

10

1.4 Az ECD-spektroszkópia elmélete, a spektrométer vázlatos működési elve és felépítése [20] Az ultraibolya-látható (UV-vis) spektroszkópia elterjedt és széleskörűen alkalmazott szerkezetvizsgáló módszer, ennek királis molekulákra kiterjesztett változata, az elektronikus cirkuláris dikroizmus (ECD) spektroszkópia, a kiroptikai spektroszkópia legfontosabb válfaja. ECD-spektrumot csak királis felépítésű, tükörképi párjukkal fedésbe nem hozható, szimmetriasíkkal, tükrözéses szimmetria tengellyel nem rendelkező, vagyis optikailag aktív anyagok adnak. Az élő természetben megtalálható anyagok legnagyobb része ilyen, térszerkezetük vizsgálatára az ECD rendkívül alkalmas. Az optikai aktivitás, azaz optikai forgatóképesség az anyagnak az a tulajdonsága, hogy a lineárisan polarizált fény polarizációs síkját elforgatja. Az optikailag aktív anyagok eltérő törésmutatóval rendelkeznek a poláros fény két eltérő, cirkuláris komponensére, melyek összegzéseként a beeső lineáris fény leírható. Bármely, lineárisan polarizált elektromágneses hullám felbontható két, a jobbra (jcp) illetve balra (bcp) cirkulárisan polarizált komponensre. A törésmutató különbsége (Δn = nb – nj ≠ 0) révén a fény eltérő sebességgel halad, kilépve fázis-, amplitúdó különbség jön létre a síkban polarizált fénykomponensek között, ennek következménye elliptikusan vagy cirkulárisan polarizált fény jön létre. A cirkuláris dikroizmus az enantiomerek olyan tulajdonsága, hogy különböző mértékben nyelik el a polarizált fény jcp, valamint bcp komponensét. Az elnyelés különbségének moláris mennyisége Δε, amely királis anyagok esetén pozitív vagy negatív lehet, akirális illetve racém elegyek esetében nulla. A moláris extinkciós koefficiens a Δε = εb - εj egyenlettel megadható, mivel a két komponens elnyelésének mértéke az optikailag aktív közegben (Ab≠Aj) nem azonos. Az ECD elektrongerjesztésen alapul, akárcsak az UV-vis spektroszkópia így cirkuláris dikroizmus akkor lép fel, ha az elektron a gerjesztés hatására helikális pályán mozdul el. Az elektromos töltés lineáris elmozdulása dipólusmomentum (μ), a cirkuláris elmozdulása mágneses momentum (m) kialakulásával jár. Az elektronátmenet abban az esetben optikailag aktív, ha a gerjesztés átmeneti elektromos-, valamint mágneses momentummal jár, vagyis ha az ECD átmenet során mindkettő egyaránt változik. Az elektronátmenet „aktivitásának” mértékét az ún. rotátorerősséggel (R) fejezzük ki, melyet az átmeneti elektromos-, mágneses momentum skaláris szorzatával (R = μ · m = ‫׀‬μ‫׀ ׀‬m‫ ׀‬cosβ) adhatunk meg. Az elektronátmenetek nempoláris fénnyel történő gerjesztésének intenzitását pedig a dipólerősséggel (D) jellemezhetjük D = μ2.

11

Az elektronátmenetek ECD-sávoknak felelnek meg. A bcp és a jcp fény abszorpciós együtthatóinak különbségét (Δε) mérve és azt a hullámhossz függvényében ábrázolva kapjuk az optikailag aktív vizsgált anyagra jellemző ECD-spektrumot. CD-jelenség az abszorpciós sáv közelében, a hullámhossz maximumnál (λmax) következik be. Az ECD-görbe Gaussfüggvénnyel közelíthető, akárcsak az UV-vis spektroszkópiában mért görbék, viszont az előbbi lehet negatív és pozitív is. Az ECD-spektrum a kromoforok - többszörös kötéssel rendelkező

atomok

vagy

csoportok,

amelyek

elnyelik

a

fényt

a

mérési

hullámhossztartományban - térbeli környezetéről, a térszerkezetről ad felvilágosítást. Az ECD-spektrum egyszerű, látszólag kevés információt tartalmaz, közvetlenül és könnyen nem nyerjük ki belőle a molekulaszerkezeti problémák megoldását, így többnyire az elektronikus átmenetek alapos elemzését igényli. Egyes esetekben az ECD-spektrum elemzése megvalósítható a sáv előjeléből, akár amplitúdójából számítással. Az ECD-mérésre használt műszer a spektropolariméter, felépítésében található egy fényforrás (Xe-lámpa), melyből kilépő fény sugara tükrökön és réseken keresztül halad át egy kettős kvarc prizma monokromátoron, miközben lineárisan polarizált fény keletkezik. Az 1. prizma a polikromatikus fényt különböző hullámhosszúságú komponensekre bontja, a 2. prizma feladata a fény polarizálása. A képen sárga színnel a fény útja van jelölve, így látszik, hogy a 2. prizma a ráeső fénysugár egy részét eltéríti, nem engedi további útjára, másik részét, a polarizált fényt átengedi szintén egy (kilépő) résen keresztül, ami ezután egy modulátorba jut. A műszer e része a síkban polarizált fényből balra illetve jobbra cirkulárisan polarizált fényt állít elő és engedi át a küvettán keresztül a királis minta oldatába. Az optikailag aktív minta természetétől függően az egyik komponenssel kölcsönhatásba lép, a másik komponenst átengedi, ami ezek után a PMT detektorba jut. A minta a bcp és jcp fénykomponenssel különböző mértékű kölcsönhatásba lép, abszorpció különbség alakul ki, aminek következtében a PMT detektálni tudja az abszorpcióval

arányos

ECD-jelet.

A

spektropolariméterhez egyben adatgyűjtő, elemző és vezérlő feladatokat teljesítő számítógép is csatlakozik.

12

2. ábra CD-spektrométer felépítése

*

Cirkuláris dikroizmus (CD) spektroszkópia – Szeged Speciális gyakorlat

13

*

2.

Irodalmi előzmények

2.1

Koronaéter komplexek kialakulásának vizsgálata ECD-spektroszkópia

segítségével Az új típusú piridingyűrűs poliéter makrociklusok és a protonált szerves primer aminok kiváló modellrendszerek az enantiomer-felismerés értelmezése és a gazda-vendég kölcsönhatás vizsgálata területén [21]. Kiralitáscentrum(ok) beépítése a korona makrociklusokba lehetőséget nyitott az ECDspektroszkópia használatára. ECD segítségével információt nyerhetünk a makrociklus oldatbeli viselkedéséről, konfigurációjáról, környezeti hatásokról illetve a komplexált formájának konformációs változásairól. Az 12-es koronaéter szerkezetének és komplexeinek vizsgálatára közvetlenül alkalmazható az ECD-spektroszkópia, a makrociklusba épített piridinkromoforja miatt.

12 (S,S) R = CH3 3. ábra Királis piridino-18-korona-6 éter gazdamolekula (12) [22]

Más koronaéterekkel szemben az 12-es gazdamolekula ECD-je rendkívül érzékeny a komplexképzésre. Az 1960-as években fedezték fel, hogy bizonyos makrociklusok az alkáliés alkáliföldfém-ionokat üregeikbe „csomagolják” [2]. Fémsók hiányában az 12-es korona nem ad kellő intenzitású ECD-sávokat, azonban amikor feleslegben Li+-, Na+- vagy K+, Mg2+, Ca2+- vagy Ba2+-perklorát sót adtak hozzá, viszonylag intenzív ECD-spektrumot figyeltek meg. Azt, hogy a nemkomplexált 12-es koronaéter nem ad ECD-jelet, flexibilitásának tulajdonították [23]. Azt találták, hogy a kation jelenléte a korona üregében erősen gátolja a konformációs mozgást, a kation és a korona oxigénatomjainak kölcsönhatása eléggé erős ahhoz, hogy a koronát egy adott konformációba kényszerítse. A vizsgált ionokkal való komplexképzés eredményének összehasonlítása során arra a következtetésre jutottak, hogy az 12-es gyűrűjének flexibilis metilénrészei, a kiralitáscentrum metilcsoportjai és a makrociklus merev piridin egysége hozzájárulnak az intenzív

14

komplexképzéshez, az ennek során bekövetkező konformációs változások érzékenyebben mérhetők ECD-spektroszkópia segítségével [24]. Az ECD-spektroszkópiát eredményesen alkalmazták királis és akirális akridino-, fenazino-18-korona-6

ligandumok

aralkil-ammóniumsókkal

történő

komplexképzésük

vizsgálatában is [22, 25]. Talán a legideálisabb vendégmolekulának tekinthető 1-NEA-val történt a legtöbb modellezés a diszkrimináció tanulmányozására, ezt követően az új típusú koronák 2-NEA-val képzett komplexeivel is végeztek méréseket.

N

N R

N

O

O

O

O

R R

O

O

O

O

O

O

13 (R,R) R = CH3

14 (R,R) R = CH3

R

4. ábra (R,R)-fenazino- (13), és akridino-18-korona-6 éter (14) gazdamolekulák [25]

A 13-es és 14-as koronaéter 1-NEA-val alkotott heterokirális komplexeiben, a kiralitáscentrumon levő „R” csoport lefelé áll, ahol a makrogyűrű nagyobb flexibilitása kisebb sztérikus taszítású konformációváltozást idéz elő. Az abszolút csúcsintenzitások alapján a heterokirális, vagyis az (R,R)-(S) komplex létrejötte az előnyösebb. A homokirális komplex kisebb stabilitása a CH3- és R-csoportok taszítására vezethető vissza. A 2-NEA-val képzett heterokirális komplexeknél a sávpár előjele megfordul, valamint a sávpárok intenzitása is kisebb. Nyilvánvalóan a sók szerkezetének geometriai különbsége és/vagy a vendég 1Bb elektronátmenetének eltérő orientációja okozza az ellentétes előjelű felhasadást. Röntgenkrisztallográfiás vizsgálatokból következtettek a naftil- és fenazinogyűrű egymáshoz képest való beállásáról a hetero- és homokirális komplexekben.

15

5. ábra (R,R)-13-(R)-1-NEA homokirális komplex, illetve (R,R)-13-(S)-1-NEA heterokirális komplex röntgenkristály szerkezete [26]

Az 12-es koronaéter gazdamolekula alapként szolgál más piridino-18-korona-6 éterek kiroptikai tulajdonságainak megértéséhez. ECD-vel acetonitrilben (ACN) mérve a 200-300 nm tartományban 0,2 cm-es úthossznál egy széles és igen gyenge, de határozott pozitív sávot, ugyanakkor ~240 nm-nél két gyenge negatív sávot észleltek [27]. Az 12-es komplexeinek spektrumában a következő átmenteknek megfelelő sávok találhatók: •

210-240 nm – a piridin 1La és a naftilkromofor 1Bb sávja jelenik meg

•

240-320 nm – a piridin 1Lb és a naftilkromofor 1La sávja a domináns

A komplexképzésre adott különböző válaszok a távoli és közeli hullámhossztartományban magyarázzák a H-kötés és π-π kölcsönhatás eltérő szerepét a komplex kialakulásában. A π-π kölcsönhatás a két aromás kromofor között tovább stabilizálhatja a komplexet. Az 12-es alapmolekulának megkülönböztető képessége van a közeli UV-tartományban, 1-NEA-val pedig heterokirális preferenciát mutat [27]. Homokirális esetben a 240 nm feletti összeg[Δε(S,S)-gazda + Δε(S)-vendég] és a differenciaspektrum [Δεkomplex - (Δε(S,S)-gazda + Δε(S)-vendég)] a komplexképzés hiányát tükrözi. Az alapmolekula és komplexeinek további vizsgálataiból Hollósi és munkatársai arra következtettek, hogy a H-kötés és a π-π kölcsönhatás a fő tényezők a gazda-vendég komplexek kialakulásában. A gazdamolekula piridin egységének nitrogén-atomja és a vendégmolekula donor N-H csoportja közötti H-kötés a sávok kékeltolódását is eredményezheti a spektrumban. Még ennél az alapmolekulánál és 1-NEA-val alkotott komplexénél maradva, a távoli-UV tartományban rendszerint a naftil

1

Bb

hozzájárulását találták meghatározónak. A komplexképzés sávintenzitás növekedést illetve csökkenést eredményezhet ugyanebben a régióban [28].

16

2.2 Deprotonálható koronaéterek tulajdonságainak felderítése ECDspektroszkópiával, alkalmazása folyadékmembrán transzportban 2.2.1 A folyadékmembrán transzport elmélete, módszere A Brigham Egyetem kutatói már az 1980-as években folyadéktömb-membrán cellát készítettek, amely a biológiai membránokon keresztül történő, ionofórok által véghezvitt fémiontranszportot modellezte [29]. A rendszerben a biológiai membránt a folyadéktömbmembrán, az azon kívüli vizes fázist az adófázis és az azon belüli vizes fázist pedig a szedőfázis helyettesíti. A cellában az adó- és szedőfázist üvegfal, valamint a folyadéktömbmembrán választja el. A fémionok az adófázisból a szedőfázisba valamely lipofil ionofór segítségével a folyadéktömb-membránon át tudnak eljutni [30-32].

a: Adófázis (0,8 ml H2O, M+) b: Szedőfázis (5 ml H2O) c: Lipofil szerves folyadékmembrán (3ml CH2Cl2) d: Keverőmag (120 fordulat/perc)

6. ábra Folyadéktömb-membrán cella fémiontranszport tanulmányozására [17]

Ahhoz, hogy az ionofór (pl.: koronaéter) fémionokat (M+) tudjon szállítani a koncentrációgradiens ellenében a folyadéktömb-membrán cella rendszerében (6. ábra), az adófázis/membrán határfelületen nagy, a membrán/szedőfázis határfelületen kis ionmegkötő képességgel kell rendelkeznie. Ez oly módon valósítható meg, hogy a koronaéter jól, illetve rosszul komplexáló formáját a két határfelületen valamilyen külső hatással (redoxireakció, hőhatás, pH-gradiens, fényhatás) visszafordítható módon hozzuk létre [33-36]. A deprotonálható koronaéter (LH) az adófázis-membrán határfelületen pKs értékénél nagyobb pH-jú közegben ligandum anionokat (L-) ad, amely erősen köti a fémionokat (M+). Semleges komplex képződik (ML), amely pKs értékénél alacsonyabb pH-jú közegben semleges ligandummá (HL) alakulva elereszti a fémionokat [36-39].

17

2.2.2 Deprotonálható koronaéterek komplexképzésének, oldószerfüggésének vizsgálata ECDspektroszkópiával A természetes ionofórok (pl.: antibiotikumok) és sok más optikailag aktív vegyület, illetve azok sztereoizomerjei döntő szerepet játszanak biomembránokon keresztül történő, biológiailag fontos fémionok szelektív transzportjában [6]. Többek között a membránon keresztül történő ionátmenetekben funkcionáló antibiotikumok helyett transzportfolyamatok tanulmányozására lehet felhasználni a deprotonálható koronaétereket. A folyadéktömb-membrán rendszer adófázis-membrán-szedőfázis két határfelületén a koronaéter jól, valamint rosszul komplexáló formája a környezet pH-jának változtatásával deprotonálható koronaéterekkel kialakítható. Valódi membrán helyett a vizsgálatokban gyakran apoláris szerves oldószereket zárnak a két, ionokat tartalmazó vizes réteg közé. A jelenség megismerése nemcsak a biokémiában hasznosul, hanem a tudomány egyéb ágaiban is ígéretes lehetőségeket rejteget [1]. A deprotonálható koronaéter hordozónak elég lipofilnak kell lenni, hogy a szerves fázisban megmaradjon mind komplexált, mind nemkomplexált formájában. Másrészt szükséges, hogy át tudjon oldódni a vizes fázisba, ahol megszűnik hordozó szerepe [16]. Huszthy és munkatársai kutatásba kezdtek azzal a céllal, hogy találjanak koronaéter típusú molekulákat, amelyek jelentős szelektivitással rendelkeznek protonált primer aminok enantiomerjei

és

fémionok

megkötésében

folyadék-extrakcióban,

valamint

membrántranszportban [17]. Enantiomertiszta királis és akirális alkil diaril-foszfinsav/foszfinát csoportot tartalmazó koronaéter származékok vizsgálatába kezdtek. O P R

OQ

∗ O

O ∗ R O

O O

R=H, Q=H: (R,R)-15 R=H, Q=Me: (R,R)-16 R=H, Q=Et: (R,R)-17 R=Me, Q=H: (R,R)-18 R=Me, Q=Me: (R,R)-19 R=Me, Q=Et: (R,R)-20 7. ábra [6]

18

Aromás gyűrűik lévén kötöttebb szerkezetű makrociklusok a piridino-18-korona-6 étereknél, nagyobb szelektivitást eredményezve a molekuláris-feilsmerés folyamatában. Két aromás gyűrűjének, valamint egymásra hatásuknak köszönhetően ECD vizsgálatuk könnyebbé válik Ezek a savas, deprotonálható makrociklusok alkalmazhatók néhány nehézfémion és szerves primer ammóniumionok transzportára relatíve alacsony pH-jú oldatban [17]. Az (R,R)-18, -19, -20 koronaéterek ECD-spektrumát különböző polaritású oldószerben (ACN, MeOH, TFE, iOc) tanulmányozták. Az (R,R)-19 mind a négy oldószerben két pár ellentétes csúcsot adott [6].

8. ábra Távoli-UV tartományban (R,R)-19 ECD-spektruma ACN-ben (fekete), iOc-ban (piros), MeOHban (zöld) és TFE-ben (kék). Felső ábra: közeli UV-tartomány ECD-spektruma ugyanezen oldószerekben [6]

Az (R,R)-19 ECD-spektrumának hasonlósága ACN-ben, MeOH-ban és iOc-ban magyarázza, hogy ugyanazok a konformerek (a) dominálnak a konformációs egyensúlyban. Az (R,R)-18 spektrumát ACN-ben, MeOH-ban, vízben, illetve TFE-ben mérték meg, iOc-ban nem oldódott. A spektrum sajátossága ACN-ben egy erős aszimmetrikus csúcs 200-220 nm környékén, ezzel ellentétben öt csúcs tűnt elő MeOH-ban és vízben. TFE-ben csak egyetlen széles negatív csúcs jelent meg. Az (R,R)-19 negatív csúcsának helyzete iOc-ban, ACN-ben és MeOH-ban ugyanaz, amit (R,R)-18 esetén mértek MeOH és víz oldószerekben. Ez a negatív jel az alapvetően domináns a-konformert jelezte. A konformáció hasonló a foszforatom mellett rögzített benzolgyűrűk pozíciójához. Azonban az ACN (nem protikus oldószer) stabilizálta az (R,R)-18 másik konformációját (b). Az (R,R)-18 ACN-es oldatát vízzel történő titrálása a spektrum fokozatos eltolódását idézte elő. Az ECD-görbék két izodikroikus ponttal rendelkeznek 233 és 203 nm-nél, ami az a- és b-konformer jelenlétét igazolta. 19

Az ECD mérések egy domináns konformer jelenlétére utaltak. Az (R,R)-19 PEA enantiomerekkel való komplexálását 1:1 arányúnak találták, lényeges konformációváltozás nem történt. Kölcsönhatása NEA enantiomerekkel sokkal erősebb. Az (R,R)-19 és NEA összegspektruma világosan rámutatott a komplexálásra, de a különbségspektrum az enantiomer-megkülönböztetés hiányára utalt. Az (R,R)-18 foszfinsav egységet tartalmazó koronaéter komplexképző képességét és megkülönböztető erejét a NEA enantiomerek deprotonált formájával tesztelték ACN-ben. Az ECD-spektrum világosan rámutatott arra, hogy (R,R)-18 nem köti és különbözteti meg az enantiomereket [6]. Az eddigi eredmények arra sarkallták a szerzőket, hogy a koronaéterek aggregációjának lehetőségét szem előtt tartva további kutatásokba kezdjenek. Asfin és munkatársai már korábban leírták R2POOH típusú molekulák H-kötéssel történő dimerizációját gáz fázisban, kristályos filmben, CCl4-ben, illetve CH2Cl2-ben [41]. Az (R,R)-18 foszfinsav egységgel rendelkező királis koronaéter lehetséges dimerizációját vagy aggregációját számításokkal támasztották alá. (R,R)-18 aggregációja magyarázatot ad az ACN-ben mért páratlan spektrumra, továbbá a PEA, NEA vendégmolekulákkal történő komplexek kialakulásának hiányára [6]. Fémionokkal végzett ECD-tanulmányok szerint (R,R)-18-19-20 többféle kationnal alakít ki komplexet (pl.: lítium, magnézium, cink). Mg2+ ionnal való titrálásból pedig a komplexek 1:1 arányú sztöchiometriáját állapították meg [6].

20

3. Célkitűzések Tudományos Diákköri dolgozatom egyrészt a modellvegyületként alkalmazott királis koronaéter gazdamolekula származékok protonált szerves ammóniumsókkal, valamint egy aminosavval alkotott komplexeinek, enantioszelektivitásának vizsgálatát foglalja magában. A rendelkezésre álló gazdamolekulák alkalmazási körük szerinti egyik fő csoportja a 18korona-6

típusú,

makrociklusaikban

kromoforként

piridingyűrűt

tartalmazó,

(S,S)-

konfigurációjú, királis koronaéterek. Kiralitáscentrumaikhoz az UV-vis tartományban gerjeszthető átmenettel nem rendelkező metil, vagy egy terjedelmesebb izobutilcsoport kapcsolódik (R= CH3, i-Bu), piridin gyűrűje pedig 4’-es helyzetben brómmal, klórral, metoxi, ciano-, illetve benzil-aminocsoporttal (X= Br, Cl, CN, BnAm) helyettesített.

X 4'

N R

O ∗ R

∗ O

O

O O

R=Me, X=Br: (S,S)-1 R=Me, X=Cl: (S,S)-2 R=Me, X=CN: (S,S)-3 R=i-Bu, X=Cl: (S,S)-4 R=i-Bu, X=Br: (S,S)-5 R=Me, X=OMe: (S,S)-6 R=i-Bu, X=BnAm: (S,S)-7 9. ábra

Célkitűzéseim közé tartozik 4’-helyzetben szubsztituált piridino-18-korona-6 éter gazdamolekulák enantiomer-felismerő képességének tanulmányozása. Ezen belül feladataim között szerepelt racém α-(1-naftil)etil-amin (1-NEA), β-(2-naftil)etil-amin (2-NEA) sókkal, valamint D,L-triptofán-metilészter-hidroklorid (HCl*H-D/L-TrpOMe) védett aminosavval

21

alkotott komplexeiknek ECD spektroszkópiai vizsgálata. 1:1 sztöchiometriájú komplexek spektrumát vizsgáltam, a piridingyűrűhöz 4’-helyzetben bróm-, klór-, ciano-, valamint metoxi-szubsztituens komplexképződésre gyakorolt hatásának meghatározására törekedtem. Egy másik fő felhasználási területet az alkil diaril-foszfinsav- és alkil diaril-foszfinát egységet tartalmazó 18-korona-6, illetve 21-korona-7 éter makrociklusok képviselnek. Kiralitáscentrumaikhoz metil- valamint oktilcsoport kapcsolódik.

O

O

O

P

P

OQ

O

O

O

OQ

∗ R

∗

∗ R

O

O

∗ O

O

R

R O

O

O R=Oc, Q=H: (S,S)-8 R=Me, Q=Et: (S,S)-9 R=Oc, Q=Et: (S,S)-10

R=Me, Q=H: (S,S)-11

10. ábra

Célom

volt

még

deprotonálható

koronaéterek,

mint

folyadéktömb-membrán

transzportban részt vevő jelölt ionofórok az előzőleg felsorolt vendégmolekulákkal alkotott komplexeinek vizsgálata, gyűrűikbe épített foszfinsav/etil-foszfinát csoport, valamint kiralitáscentrumaik oktil- és metilcsoportjaik szerepének, továbbá a gazdamolekulák különböző polaritású oldószerekben mutatott viselkedésének tanulmányozása ECDspektroszkópiával.

22

4. Királis koronaéterek komplexképzésének vizsgálata, eredmények 4.1 Vizsgált anyagok és kísérleti módszerek 4.1.1 Kísérleti körülmények Az egyensúlyra vezető (gazda + vendég ' komplex) komplexképzést oldatban mértem. Az oldószerrel szemben támasztott követelmény, hogy oldja az ammóniumsókat, az aminosavésztert és egyúttal a gazdamolekulát is, az adott mérési tartományban jelentéktelen vagy semmilyen elnyeléssel ne rendelkezzen, az oldódás feltételeként jól szolvatálja a hozzáadott anyagokat. Kis térigényű legyen, ne szorítsa ki a vendégmolekulát, ha oldószerkoronaéter

kölcsönhatás

kialakul.

E

tényezőknek

megfelelően

alapoldószerként

a

spektroszkópiai célra forgalmazott Uvasol acetonitrilt (ACN) választottam. Maga a műszer Jasco J-810 típusú dikrográf, jellemzője, hogy egyfényutas készülék, ezért volt szükséges alapvonal-korrekciót alkalmazni a méréseknél, mely a küvettába töltött tiszta oldószer spektrumfelvételét és ennek a mért minta spektrumából való kivonását jelentette. Így először mindig az oldószer ECD-spektrumát vettem fel, csak azután a mintákét, mindezt szobahőmérsékleten. A különböző mérésekhez mindig ugyanazokat a kvarcból készült, az UV-fényt teljes mértékben áteresztő, a mérési tartományban optikai aktivitással nem rendelkező cilinderes küvettákat használtam, 185-250 nm között 0,2 mm-es, 250-350 nm hullámhossztartományban 1 mm-es rétegvastagságút. A felvételek során ECD-spektrum mellett abszorpciót is mértem, a mérések akkor optimálisak, ha 0,8-1,2 abszorbancia (A) értéktartományban tudtam maradni, ennél nagyobb abszorbancia esetén a koncentráció és az küvetta rétegvastagság helyes megválasztásával tudok változtatni. A Lambert-Bouger-Beer törvény A=log(Io/I)=ε·c·l értelmében a nagyobb A értékek kisebb rétegvastagságú (l) küvetta alkalmazásával kompenzálhatók. A készülék küvetta- és lámpaterén keresztül működés közben nagytisztaságú nitrogén gázt áramoltattam, egyrészt az adott tartományban egyébként is elnyelést mutató oxigén kiűzésére, másrészt az ebből, UV-fény hatására keletkező ózon optikakárosító hatásának csökkentésére, megelőzésére. A mérési paraméterek beállításánál elsődleges szempont a megfelelő jel-zaj arány beállítása volt. Az ECD-jel arányos a minta abszorpciójával, így ha annak erős elnyelése van, kevesebb fény jut a detektorba melynek eredményeként a jel-zaj viszony kedvezőtlenné válik. Általánosan úgy javítható a helyzet, hogy a minták spektrumát

23

két hullámhossz tartományra osztva és öt egymás utáni mérésből átlagolva veszem fel. Az ECD-jelek intenzitását Δε értékben adtam meg. Mérési tartomány

185-250 nm

250-350 nm

Küvetta rétegvastagság

0,02 cm

0,1 cm

Minta koncentrációja

0,0005-0,001 mol/L

0,0005-0,001 mol/L

Minta térfogata

200 μl

400 μl

Felvétel pontossága

0,2 nm

0,2 nm

Felvétel sebessége

50 nm/min

50 nm/min

Résszélesség

1 nm

1 nm

Válaszjel

1s

1s

Felvétel száma

5

5

Hőmérséklet

25 ° C

25 ° C

Oldószer

ACN

ACN

A vizsgált koronaéterek olaj formában állnak rendelkezésre, ezért számolni kell a víz zavaró hatásával is, amely megnyilvánulhat a komplexképzésben, mint egy az oldószerrel vagy akár az ammóniumsókkal versengő molekula erős H-kötés kialakulása révén. Nyomnyi víz jelenlétére is érzékenyek lehetnek a kialakult komplexek [40]. Méréseimben azonban nem tapasztaltam a víz zavaró hatását (pl.: időben nincs változás). A mérések többségét a gazda-, és vendégmolekulára nézve is 0,5 mmol/ml koncentrációjú oldatokkal vettem fel. Koronaétereim átlagban 350-600 g molekulatömegűek, így egy-egy törzsoldathoz mindössze 0,35-0,6 mg anyag szükséges. Ez előnyös szempont a többi szerkezetvizsgáló módszer anyagigényéhez képest. A komplexek vizsgálatánál is 0,5 mmol/ml koncentrációjú oldatokat készítettem elsőként és 1:1 mólarányt választottam [19]. A gazda- és vendégmolekulák, valamint a komplexek mért, majd számított spektrumából (Δεgazdamolekula + Δεvendégmolekula) összefüggés szerint összegspektrumot, illetve [Δεkomplex - (Δεgazdamolekula + Δεvendégmolekula)] összefüggés szerint differenciaspektrumot készítettem, amelyeket felhasználtam a gazdamolekulák tulajdonságainak elemzésénél.

24

4.2 Gazdamolekulák ECD-spektroszkópiai tulajdonságai Kiralitáscentrummal rendelkező heterociklusos koronaéterek komplexképzésének elemzésére kitűnő választásnak bizonyult az ECD-spektroszkópia alkalmazása. A királis koronaéterek enantiomer megkülönböztető képességét különböző szerves primer ammóniumperklorát

sók,

valamint

aminosavészterek

hidrogén-klorid

sóinak

hozzáadásával

tanulmányoztam, amely a királis gazda-, illetve vendégmolekulák között kialakuló komplexek stabilitásbeli különbségén eltérésén alapul [19].

(S,S)-1 (S,S)-2 (S,S)-3 (S,S)-4 (S,S)-5 (S,S)-6 (S,S)-7

10 8 6 4

Δε

2 0 -2 -4 -6 -8 -10 200

220

240

260

280

300

320

340

λ / nm

11. ábra Piridino-18-korona-6 éter gazdamolekula származékok ACN oldószerben mért ECD-spektrumai

A gazdamolekulák esetén a spektrum a piridinkromofor elektronátmeneteinek köszönhető. A sávok elhelyezkedését és intenzitását a hozzá kapcsolódó szubsztituensek nagymértékben befolyásolják [8]. Mindegyik koronaéternél a mérési tartományt a piridingyűrű elektronátmeneteinek megfelelő sávok fedik le. Benzollal analóg struktúrája következtében ECD-spektroszkópiával jól mérhető a piridinnél is a benzol három elektronátmenete. A gazdamolekulák ECD-spektrumai mutatják, hogy a piridin kromofor gyenge sávokat ad. Kivéve három koronaéter esetét, ahol a klór- (S,S)-4, ciano- (S,S)-3 valamint a benzilamino-szubsztituens (S,S)-7 hozzájárulása lehet meghatározó.

25

(S,S)-8 (S,S)-9 (S,S)-10 (S,S)-11

40 30 20

Δε

10 0 -10 -20 -30 -40 200

220

240

260

280

300

320

340

λ / nm

12. ábra Alkil diaril-foszfinsav és alkil diaril-foszfinát egységű 18-korona-6, illetve 21-korona-7 típusú koronaéter gazdamolekulák ACN oldószerben mért ECD-spektrumai

A POOH és POOEt egységet magában foglaló gazdamolekulák ECD-spektruma sokkal intenzívebb effektust ad a piridino-egységet tartalmazókénál. A jelenség a gyűrűn elhelyezkedő két fenilcsoportot kölcsönhatásának köszönhető. A POOEt egységet tartalmazó koronaéterek

[(S,S)-9,

(S,S)-10]

ECD-spektruma

nem

különbözik

lényegesen.

A

kiralitáscentrum szubsztituenseiben ugyan különböznek, azonban ez nem okoz számottevő változást. A POOH egységű molekulák [(S,S)-8, (S,S)-11] ECD-spektruma hasonló lefutású, de gyengébb intenzitású a POOEt csoporttal rendelkezőkénél. Ezt a különbséget korábbi tanulmányok a POOH csoporton keresztül megvalósuló aggregálódásnak tulajdonítják [6].

26

4.2.1 Deprotonálható koronaéter gazdamolekulák oldószerfüggése Korábbi irodalomban leírtak alapján az (S,S)-8, -11 koronaéterek ECD-spektrumát különböző polaritású oldószerekben tanulmányoztam. Az (S,S)-8 esetén ACN-ben és MeOHban mértem meg az ECD spektrumot. A folyadéktömb-membrán transzportra jelölt lipofil ionofór kiralitáscentrumaihoz kapcsolt oktilcsoportnak köszönhetően vízben nem oldódott. Az (S,S)-11 ACN-ben, MeOH-ban és vízben is megmértem, mindhárom oldószerben maradéktalanul oldódott [6].

(S,S)-8 ACN (S,S)-8 MeOH

30

20

Δε

10

0

-10

-20

-30 200

220

240

260

280

300

320

λ / nm

13. ábra Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter gazdamolekula ACN (piros) és MeOH (zöld) oldószerben mért ECD-spektrumai

A távoli-UV tartományban (185-250 nm), az (S,S)-8 spektruma MeOH-ban két pár ellentétes csúcsot adott. A metanolnak köszönhetően a gazdamolekulák POOH csoportjukon keresztül nem alkothatnak dimereket vagy aggregálódnak. Ezt alátámasztja, hogy a (S,S)-8 MeOH-ban mért spektruma hasonlóságot mutat a POOEt és oktilcsoportot tartalmazó (S,S)-10 koronaéter spektrumával a teljes mérési tartományon. A két különböző lefutású spektrum két különböző konformer (a és b) meglétét jelzi. Az a-konformer jelenlétét a MeOH-ban mért spektrum jelzi. A nem protikus ACN pedig a b-konformert stabilizálja [6].

27

(S,S)-11 ACN (S,S)-11 MeOH (S,S)-11 H2O

30

20

Δε

10

0

-10

-20

-30 200

220

240

260

280

300

320

λ / nm

14. ábra Dimetil-foszfinsav-21-korona-7 éter gazdamolekula ACN (piros), MeOH (zöld) és víz (kék) oldószerben mért ECD-spektrumai

Az (S,S)- 11 MeOH-ban és vízben felvett spektruma

az (S,S)-10 ACN-ben mért

spektrumával mutat hasonlóságot, mint (S,S)-8 esetében. A két protikus oldószer itt is jelentős hatással van a konformációra az ACN-ben felvett spektrumhoz képest. Mint az előbbi esetben egy a-konformer jelenlétére utal. A gazdamolekulák POOH csoporton át egymással történő kapcsolódása helyett a MeOH és víz oldószer molekulákkal alakítanak ki H-kötéseket. A nem protikus ACN-ben fennáll a dimerizáció, illetve az aggregáció lehetősége, az oldószer egy bkonformert stabilizál.

28

4.3 Vendégmolekulák ECD-spektroszkópiai tulajdonságai Aminocsoportot tartalmazó vegyületeket sóik formájában szükséges használni, mert a koronaéter csak az ammóniumionon keresztül tud komplexálni [2]. A vendégmolekulák aralkil-ammónium-perklorát sók, valamint egy aminosavészter-hidroklorid a (D/L)-TrpOMe•HCl.

A

perklorát

anionnak

feltételezhetően

nincs

versengő

szerepe

a

komplexképzésben. Mindegyik só önmagában is királis, optikailag aktív, közülük az (R/S)-1NEA illetve az (R/S)-2-NEA naftil-, és nem utolsósorban a (D/L)-Trp-OMe•HCl heteroaromás indol-gyűrűjének kiterjedtebb elektronrendszere révén könnyen lépnek kölcsönhatásba a gazdamolekula hattagú kromoforjával. Enantiomer sók lévén, ECDspektrumaik

egymás

kiralitáscentrumának

tükörképei. közelében

A

NEA

található.

molekulák A

naftilcsoportja

molekulák

a

a

molekula

makrociklus

alternáló

oxigénatomjai, a piridingyűrű nemkötő elektronpárja és a só ammóniumprotonjai között létrejövő hárompontos hidrogénkötés mellett, az aromás rendszerek közti π-π kölcsönhatás révén képesek egymással komplexet képezni [1, 7, 18]. O H3N Cl

H3C ∗

H 3C

NH 3

ClO 4

CH2

∗

NH3

ClO4

HN

15. ábra (R/S)-1-NEA; (R/S)-2-NEA; (D/L)-TrpOMe

29

CH C

OCH3

(R)-1-NEA (S)-1-NEA (R)-2-NEA (S)-2-NEA D-TrpOMe L-TrpOMe

25 20 15 10

Δε

5 0 -5 -10 -15 -20 -25 200

220

240

260

280

300

λ / nm

16. ábra A vendégmolekulák ECD-spektrumai

A komplexképzés vizsgálatában felhasznált aralkil ammónium-sók, enantiomerpárok lévén tükörképi spektrummal rendelkeznek. Kisebb-nagyobb abszorpcióbeli eltérések az eltérő enantiomertisztaságból adódhatnak. Az (R/S)-1-NEA illetve az (R/S)-2-NEA esetében a spektrumot a naftilgyűrű elektronátmenetei határozzák meg. Az irodalomban megadott értékek alapján [9, 19]: •

312 nm-nél a gyengébb 1Lb és az erősebb intenzitású 1La átmenetek összeolvadnak (esetünkben ez az érték már mérési tartományon kívül esik)

•

240 nm alatti tartományban az 1Bb átmenet az uralkodó

Akárcsak a gazdamolekulák esetében, itt sem indokolta semmilyen tényező a mérési tartomány kibővítését 300 nm felett. A triptofán-metilészter-hidrokloridból szintén enantiomer párokat vizsgáltunk, az L-TrpOMe sója az (S)-, a D-Trp-OMe pedig (R)-konfigurációjú. Az előző vendégmolekulákhoz hasonlóan ezek a molekulák is tükörképi spektrumot mutatnak. Ennél az aminosav származéknál az indolgyűrű elektron átmeneteit láthatjuk és vizsgálhatjuk a távoli UV tartományban. A D-Trp-OMe egy -/+ sávpárral rendelkezik, a negatív sáv 229 nm-nél, a pozitív 213 nm-nél jelentkezik L-Trp-OMe esetében, ahol a sávpár előjele megfordul. A pozitív sáv, tükörképi párjához képest csekély eltolódással 227 nm-nél, negatív sávja 210 nm-nél jelenik meg. 30

4.4 Szubsztituált piridino-18-korona-6 éter gazdamolekulák összehasonlítása

40

a)

20 0

Δε

-20 -40 60

(S,S)-1-(R)-1-NEA (S,S)-2-(R)-1-NEA (S,S)-3-(R)-1-NEA (S,S)-6-(R)-1-NEA

b)

40 20 0 -20 190

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm

17. ábra Dimetil-piridino-18-korona-6 éter gazdamolekula származékok (R)-1-NEA sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai b) differenciaspektrumai

1-NEA sóval képzett heterokirális komplexek összehasonlítása (17. ábra) - A komplexek ECD-spektruma és differenciaspektruma [Δεkomplex - (Δε(S,S)-gazda + Δε(S)-vendég)] alapján megállapítható, hogy mindegyik gazdamolekula mutat heterokirális megkülönböztetést, azaz komplexet képeznek az (R)-1-NEA sóval. A legtöbb szubsztituens hatása a spektrumok alapján egy bizonyos lefutást követ. Akad azonban olyan, amely teljesen kivételes viselkedést eredményez [(S,S)-3]. Ennél a gazdamolekulánál feltételezhetően a cianocsoport (-C≡N) aromás gyűrűre gyakorolt hatása okozza a változást.

31

20

a)

10 0

(S,S)-1-(S)-1-NEA (S,S)-2-(S)-1-NEA (S,S)-3-(S)-1-NEA (S,S)-6-(S)-1-NEA

Δε

-10

10

b)

0 -10 -20 -30 -40 200

220

240

260

280

300

λ / nm

18. ábra Dimetil-piridino-18-korona-6 éter gazdamolekula származékok (S)-1-NEA sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai b) differenciaspektrumai

1-NEA sóval képzett homokirális komplexek összehasonlítása (18. ábra) - A komplexek spektruma és differenciaspektruma mutatja, hogy a Br-, Cl-, illetve az OMe-szubsztituensű piridino-18-korona-6 éter gazdamolekula nem alakít ki az (S)-sóval homokirális komplexet. Az (S)-1-NEA só 220 nm környékén ad pozitív sávot, a gazdamolekulák spektruma pedig követi azt. Míg a CN-csoporttal rendelkező gazdamolekula itt is kivételes viselkedést mutat. Ugyan homokirális preferenciát is mutat, de a heterokirális megkülönböztetése a dominánsabb. 40 30

a)

20 10 0

Δε

-10

(S,S)-1-(R)-2-NEA (S,S)-2-(R)-2-NEA (S,S)-3-(R)-2-NEA (S,S)-6-(R)-2-NEA

-20 30

b)

20 10 0 -10 -20 190

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm

19. ábra Dimetil-piridino-18-korona-6 éter gazdamolekula származékok (R)-2-NEA sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai b) differenciaspektrumai

32

2-NEA sóval képzett heterokirális komplexek összehasonlítása (19. ábra) - A 2-NEA só naftilgyűrűjének 1-NEA-hoz viszonyított eltérő orientációja a makrociklus üregében eredményezte a spektrumok legfőbb különbségeit. A csúcspárok ellentétes előjelűvé váltak, továbbá intenzitáskülönbségek is mutatkoztak. Emellett szubsztituenshatás változást is megállapíthattunk. Az (S,S)-2, -6 gazdamolekula (Cl- és OMe-szubsztituensű) hasonló viselkedést mutatott, a leghatékonyabb megkülönböztetése az (S,S)-1 (Brszubsztituensű) makrociklusnak volt, a leggyengébb effektust pedig az (S,S)-3 koronaéter adta. Az (S,S)-1, -2, -6 gazdamolekulánál beszélhetünk heterokirális megkülönböztetésről a komplexek spektrumai és differenciaspektrumai alapján.

10

a)

0 -10

(S,S)-1-(S)-2-NEA (S,S)-2-(S)-2-NEA (S,S)-3-(S)-2-NEA (S,S)-6-(S)-2-NEA

Δε

-20 -30 10

b)

0 -10 -20 -30 -40 190

200

210

220

230

240

250

260

λ/nm

20. ábra Dimetil-piridino-18-korona-6 éter gazdamolekula származékok (S)-2-NEA sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai b) differenciaspektrumai

2-NEA sóval képzett homokirális komplexek összehasonlítása (20. ábra) - Már a komplexek spektrumán látszik, hogy az (S,S)-1, -2, -6 gazdamolekula nem részesítette előnyben az (S)-2NEA sót. A spektrumok gyenge intenzitású effektusából az derült ki, hogy nem alakítanak ki homokirális komplexet, amit a differenciaspektrumaik is megerősítettek. Csak az (S,S)-3 makrociklus vált preferenciát és hatékonyabb megkülönböztetést mutatott az (S)-2-NEA irányában.

33

4.5 Alkil diaril-foszfinsav és alkil diaril-foszfinát egységet tartalmazó gazdamolekulák (R/S)-NEA sóval képzett komplexeinek összehasonlítása

40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40

Δε

(S,S)-8-(R)-1-NEA (S,S)-8-(S)-1-NEA (S,S)-11-(R)-1-NEA (S,S)-11-(S)-1-NEA

20 10 0 -10 -20 190

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm 21. ábra Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter és dimetil-foszfinsav-21-korona-7 éter gazdamolekulák 1NEA sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai és b) differenciaspektrumai

Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter (S,S)-8 és dimetil-foszfinsav-21-korona-7 éter (S,S)-11 1NEA sóval képzett komplexeinek összehasonlítása (21. ábra) - Mindkét koronaéter esetén POOH csoportok vannak beépítve a makrociklusba, oktil- és metilcsoportok pedig ahhoz rögzítve. A leglényegesebb különbség az üregméretben van. Nagy stabilitású komplexek akkor jöhetnek létre, ha a gyűrű belső üregmérete pontosan megfelelő vagy elegendően nagy a vendégmolekula fogadásához. Az üregméret hatásának vizsgálatához hasonlítom össze a két, azonos körülmények között felvett gazdamolekula spektrumát. Az (S,S)-8, -11 gazdamolekula esetén egyaránt a heterokirális megkülönböztetés a nagyobb mértékű, bár komplex az (S)-1-NEA sóval is alakul. Mindkét koronaéter hasonló hatékonyságú, csak a spektrumok intenzitásában van főbb különbség, csekélyebb a spektrumok lefutásában.

34

Következtetés: Mindkét koronaéter kötődése az 1-NEA enantiomerek felé hasonló mértékű, az üreg méretének sincs döntő mértékű hatása, mindkettő elegendően nagy a vendégmolekula fogadásához.

60 40 20 0 -20 -40

Δε

(S,S)-9-(R)-1-NEA (S,S)-9-(S)-1-NEA (S,S)-10-(R)-1-NEA (S,S)-10-(S)-1-NEA

60 40 20 0 -20 -40 190

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm

22. ábra Dimetil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter és dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter gazdamolekulák 1-NEA sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai és b) differenciaspektrumai

Dimetil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter (S,S)-9 és dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter (S,S)10 1-NEA sóval képzett komplexeinek összehasonlítása (22. ábra) - Az (S,S)-9, -10 koronaéter gyűrűjébe etil-foszfinát csoport van beépítve, kiralitáscentrumaik csoportjaiban eltérőek. A metil-,

és

oktilcsoport

komplexképzéshez,

valamint

enantiomerfelismeréshez

való

hozzájárulását vizsgálom szintén racém 1-NEA vendégmolekulán keresztül történő komplexképzéskor felvett ECD-spektrumok és differenciaspektrumok segítségével. A komplexek spektrumainak lefutása az intenzitáskülönbségek kivételével nagyon hasonló.

Mindkét

esetben

homo-,

illetve

heterokirális

komplex

is

kialakul,

enantioszelektivitásban azonban adódik némi különbség. (S,S)-10 intenzívebb ECD-effektusokat ad (Δε ≈ 62), ugyanakkor (S,S)-9 az (R)-1-NEA vendégmolekulát láthatóan jobban preferálja, a homokirális komplex kialakulása csekély, míg (S,S)-10 homokirális komplex spektrumának intenzitása megközelíti a heterokirálisét.

35

60

a)

40 20 0 -20

(S,S)-8-(R)-1-NEA (S,S)-8-(S)-1-NEA (S,S)-10-(R)-1-NEA (S,S)-10-(S)-1-NEA

Δε

-40

60

b)

40 20 0 -20 -40 190

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm 23. ábra Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter és dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter 1-NEA sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai és b) differenciaspektrumai

Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter (S,S)-8 és dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter (S,S)-10 1-NEA sóval képzett komplexeinek összehasonlítása (23.ábra) - A két gazdamolekulánál közös tulajdonság az üregméret, továbbá a kiralitáscentrumaik oktilcsoportja, eltérés és egyben az újabb szempont komplexképzésének, illetve enantioszelektivitásának vizsgálatára a makrociklusba épített csoport különbözősége. Befolyásoló tényezőként beléphet a POOH csoportot tartalmazó koronaéter esetleges dimerképzése. Már a komplexek ECD-spektrumán jól látszanak az effektusok intenzitáskülönbségei, bár lefutásuk itt is nagyon hasonló. Szintén egyezik mindkét enantiomerrel való komplexképzési képességük, (S,S)-8 nagyobb mértékben részesíti előnyben az (R)-, mint az (S)-1-NEA-t. (S,S)-10 esetén nincs éles határ az enantioszelektivitásban, de a heterokirális komplex kialakulása felé tolódik a gazdamolekula irányultsága. Következtetés: Az (S,S)-8 hatékonyabb az enantioszelektivitásban, azonban fennáll a dimerizáció lehetősége az (S,S)-10-el ellentétben.

36

Mindkét esetben a spektrális eltérések és viselkedés fő oka a makrociklusba épített csoport különbözősége.

30

a)

20 10 0 -10 -20

Δε

(S,S)-8-(R)-2-NEA (S,S)-8-(S)-2-NEA (S,S)-11-(R)-2-NEA (S,S)-11-(S)-2-NEA

30

b)

20 10 0 -10 -20 190

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm 24. ábra Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter és dimetil-foszfinsav-21-korona-7 éter gazdamolekulák 2-NEA-val képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai és b) differenciaspektrumai

Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter (S,S)-8 és dimetil-foszfinsav-21-korona-7 éter (S,S)-11 2NEA-val képzett komplexeinek összehasonlítása (24. ábra) - A két koronaéter közös tulajdonsága, hogy POOH egységet tartalmaznak a makrociklusban. Kiralitáscentrumaik szubsztituensei (Oc és Me), valamint üregméretük is eltér. Mindkettő esetén a heterokirális megkülönböztetés az erősebb, ebből is az (S,S)-11-nél látható az intenzívebb effektus. Mindkét esetben homokirális komplex is létrejön, csekély mértékben. Spektrumaik hasonló intenzitásúak. Következtetés: Az (S,S)-11 nagyobb üregmérete segítheti a 2-NEA legjobb elhelyezkedését a makrociklusban, ehhez hozzájárulhat a só naftilcsoportjának 1-NEA-hoz viszonyított eltérő helyzete is.

37

Δε

100 80 60 40 20 0 -20 -40 -60

a)

100 80 60 40 20 0 -20 -40 -60

b)

190

(S,S)-9-(R)-2-NEA (S,S)-9-(S)-2-NEA (S,S)-10-(R)-2-NEA (S,S)-10-(S)-2-NEA

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm 25. ábra Dimetil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter és dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter gazdamolekulák 2-NEA-val képzett komplexeinek a) ECD-spektruma és b) differenciaspektrumai

Dimetil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter (S,S)-9 és dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter (S,S)10 2-NEA-val képzett komplexeinek összehasonlítása (25. ábra) - Az (S,S)-9-10 gazdamolekulák 2-NEA sóval alkotott komplexeinek spektrumlefutása az 1-NEA sóval történő komplexálás során mért görbékkel egyezik, azonban lényeges intenzitáskülönbség látszik. Ezen koronaéterek gyűrűikben POOEt csoportot tartalmaznak, üregméretük megegyezik, egyetlen különbség kiralitáscentrumaik szubsztituenseiben van (Me és Oc). Mindkettő egyértelműen előnyben részesíti az (R)-2-NEA sót, de gyenge kötődés az (S)-sóval is alakul. Következtetés: A komplexek spektruma és differenciaspektruma alapján a kiralitáscentrumok szubsztituensei nem játszanak nagy szerepet a megkülönböztetésben, annál inkább a só naftilcsoportjának 1-NEA-hoz viszonyított elhelyezkedése a komplexálás folyamatában. Ennek köszönhetően erősebb π-π kölcsönhatás alakulhat ki a gazda- és vendégmolekula aromás gyűrűi között. A POOEt csoport jelenléte miatt a koronaéterek aggregációja sem valósulhat meg.

38

100

a)

80 60 40 20 0 -20 -40

Δε

(S,S)-8-(R)-2-NEA (S,S)-8-(S)-2-NEA (S,S)-10-(R)-2-NEA (S,S)-10-(S)-2-NEA

80 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80

b)

190

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm 26. ábra Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter és dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter gazdamolekulák 2-NEA sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai és b) differenciaspektrumai

Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter (S,S)-8 és dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter (S,S)-10 2-NEA sóval képzett komplexeinek összehasonlítása (26. ábra) - A két koronaéter üregméretben és kiralitáscentrumaik szubsztituenseiben egyeznek meg. A komplexek spektrumából és a differenciaspektrumból a makrociklusba épített foszfinsav/foszfinát egység, valamint a 2-NEA koordinálásából származó effektusok szerepéről tudunk következtetéseket levonni. Az (S,S)-8 foszfinsav egységet tartalmaz a gyűrűben, spektruma gyenge az etil-foszfinát egységgel rendelkező (S,S)-10-hez képest. Az (S,S)-10 jelentős intenzitású pozitív csúcs arra utal, hogy egyértelműen előnyben részesíti az (R)-sót, de az (S,S)-8 is nagyobb arányban köti meg a vendégmolekulát, heterokirális komplexet alakítva. Homokirális komplexek nem alakulnak. Az (S,S)-8 gyenge intenzitású spektruma utalhat a gazdamolekulák POOH csoporton keresztül történő aggregációjára.

39

4.6 Alkil diaril-foszfinsav és alkil diaril-foszfinát egységet tartalmazó gazdamolekulák (D/L)-TrpOMe sóval képzett komplexeinek összehasonlítása

40 20 0 -20

(S,S)-8-D-TrpOMe (R) (S,S)-8-L-TrpOMe (S) (S,S)-10-D-TrpOMe (R) (S,S)-10-L-TrpOMe (S) (S,S)-11-D-TrpOMe (R) (S,S)-11-L-TrpOMe (S)

Δε

-40 30 20 10 0 -10 190

200

210

220

230

240

250

260

λ / nm

27. ábra Dioktil-foszfinsav-18-korona-6 éter, dioktil-etil-foszfinát-18-korona-6 éter és dimetil-foszfinsav21-korona-7 éter gazdamolekulák TrpOMe sóval képzett komplexeinek a) ECD-spektrumai és b) differenciaspektrumai

Kiralitáscentrumaiban oktil- és gyűrűjében POOEt csoportot tartalmazó (S,S)-10 koronaéter alakít ki leghatékonyabban kölcsönhatást a TrpOMe vendégmolekulával. Mind homo- mind heterokirális komplex létrejön, a csúcsok intenzitása hasonló és csak a pozitív sáv lefutásában különböznek kis mértékben. Az (S,S)-8 koronaéter, amely POOH- és oktilcsoportokkal rendelkezik, csekély mértékű heterokirális megkülönböztetést mutat, továbbá még gyengébben köti az L-TrpOMe vendégmolekulát. Nem hatékony a TrpOMe sók enantioszelektivitásában az (S,S)-11 gazdamolekula sem, amely nagyobb üregméretű az előző makrociklusoknál, valamint POOH egységet tartalmaz a gyűrűbe építve.. Ez adja a leggyengébb effektusokat mind homo- mind heterokirális komplex kialakulása esetén.

40

5. Összefoglalás Munkám során piridino-18-korona-6 éter és alkil diaril-foszfinsav/foszfinát egységet tartalmazó 18-korona-6, illetve 21-korona-7 éter típusú királis koronaéter származékok szerves protonált primer amin, illetve aminosav-észter vendégmolekulákkal alkotott komplexeit vizsgáltam ECD-spektroszkópiával. Tanulmányoztam a gazdamolekulák: 1. aromás csoportjának szubsztituensei, 2. makrociklusba épített heteroatom tartalmú csoportjainak, 3. kiralitáscentrumaikhoz kapcsolt csoportjainak, 4. azokhoz kapcsolódó különböző térszerkezetű vendégmolekulák komplexképződésre és enantiomer-felismerő képességére gyakorolt hatását. Továbbá meghatároztam az alkil diaril-foszfinsav/foszfinát egységet tartalmazó gazdamolekulák különböző polaritású oldószerekben mutatott viselkedését. 1. Az aromás csoport szubsztituensei hatásának tanulmányozására kiváló modellvegyületek a piridino-18-korona-6 éterek. A piridingyűrű 4’-helyzetű szubsztituensei közül 1db elektronküldő, 3 db elektronszívó csoport hatását állapítottam meg. A Br-szubsztituens hatékony, illik a piridingyűrűn szubsztituensekkel nem rendelkező gazdamolekulák ECD-ben tapasztalt viselkedésének

sorába.

A

legerősebben

elektronszívó

CN-szubsztituens

kiemelkedő, kivételes hatással bír mind az 1-, mind a 2-NEA esetén. A szóban forgó makrociklus 1-NEA vendégmolekula kötődésekor hetero-, 2-NEA-val létrejött komplex esetén homokirális preferenciát mutatott. Az aromás csoporthoz kapcsolódó szubsztituensek kétféle hatással rendelkeznek: egyrészt befolyásolják az aromás gyűrű elektronszerkezetét és ezzel hatással vannak a π-π kölcsönhatásra, másrészt a piridingyűrű esetén a nitrogén nemkötő elektronpárján keresztül a komplexképzésben fontos három pontos H-híd erősségét is befolyásolják. Emiatt válik a CNcsoportot tartalmazó származék fontos célmolekulává a diasztereomer kialakításában fontos kölcsönhatások tanulmányozásában. A komplexek stabilitásvizsgálata munkámba nem került bele. Konkrét stabilitásbeli különbségeket nem, csak következtetéseket tudtam levonni az eredményekből. A 2-NEA vendégmolekula komplexálása során nagyobb effektusokat észleltem, általánosságban elmondhatom, hogy valamennyi szubsztituensű gazdamolekula heterokirális

41

preferenciája nagymértékű. Az imént felsorolt és vizsgált szempontok mindegyike fontos szerepet játszik a gazdamolekulák tervezésnél. 2. A makrociklusba épített új, heteroatom tartalmú csoportok savas és észter jellegűek. Más sajátságú csoportokról esik szó, mint amit eddig a csoportunkban tanulmányoztak. A savas, deprotonálható koronaéterek jobb jelöltek lennének a folyadéktömb-membrán transzporthoz, de az észter egységű makrociklus hatékonyabban komplexálja a vendégmolekula só formáját. Megállapíthatom, hogy az etil-foszfinát egységgel rendelkező koronaéter kiválóan alkalmas enantiomer-megkülönböztetésre [(S,S)-9 és (S,S)-10]. Terveim között szerepel a vendégmolekula szabad amin formájának a foszfinsav egységet tartalmazó gazdamolekulához történő kötődésének vizsgálta, mivel figyelemreméltóbb eredményeket adhat. 3. A

kiralitáscentrumokhoz

kapcsolt

szubsztituensek

esetén

az

oktil-

és

metilcsoportok hatása között nincs különbség. Az irodalomban a koronaéterbe épített aromás gyűrűhöz közelebbi C-atomhoz kapcsoltak szubsztituenseket [6]. Az általam vizsgált gazdamolekuláknál a gyűrűtől távolabbi C-atom a kiralitáscentrum, ezeknél a vegyületeknél az irodalomban közölt eredményekhez képest lényeges változást tapasztaltam. 2-NEA kötődése esetén figyeltem meg, hogy az oktilcsoport erősíti a gazdamolekula enantiomer-megkülönböztetését. A szóban forgó csoporttal rendelkező koronaéter megfelelő jelölt lehet a folyadéktömb-membrán transzportban. Ugyan nagyobb a térigénye, azonban nem gátolja meg a diszkriminációt. Méréseim során fedeztem fel, hogy néhány jelölt gazdamolekula viselkedése különösen érdekesnek mutatkozott: a Br-, a CN-szubsztituensű, illetve az etil-foszfinát csoporttal rendelkező gazdamolekulák. Mindegyik jelöltnél nagy enantioszelektivitást tapasztaltam, amely az aromás gyűrűk közötti erős π-π kölcsönhatásnak tulajdonítható. Vizsgálataim alapján a vendégmolekulák térszerkezete, illetve a bennük található aromás csoportok térigénye nagyban befolyásolja a komplexképzést. A komplex kialakításához szükséges amino- és aromás-csoportok egymáshoz viszonyított helyzete fontos hatással lehet a komplex kialakulásában. Az etil-foszfinát egységű koronaéter esetén, 2-NEA komplexálása során heterokirális megkülönböztetés jelentkezett, nagy effektust tapasztaltam. A TrpOMe vendégmolekulánál is megfigyeltem kötődést, de nem valósult meg diszkrimináció. Ezt a kutatást még tovább kell folytatni. 42

Méréseimmel

becsléseket

adhatok

arra,

hogy

a

makrociklusoknál

mely

szubsztituenseket érdemes felhasználni a komplexképzés javítása érdekében és ezek miként változtatják az aromás csoportok π-π kölcsönhatást kialakító képességét. Olyan molekulák tervezésében tudunk új ismereteket adni, amelyek felhasználhatók királis elválasztás, valamint folyadéktömb-membrán transzport modellezésére. Ezek a vizsgálatok kis anyagigényük és gyorsaságuk miatt hatékonyan segítik a hasonló jellegű kutatásokat.

43

6. Irodalmi hivatkozások jegyzéke [1] Huszthy Péter; Bakó Péter; Makó Attila és Tőke László; Magyar Kémiai Folyóirat Összefoglaló közlemények, 111 évfolyam, 2. szám, 2005. június [2] Tőke László; Természet Világa, 1988. február [3] Serap Seyhan; Yilmaz Turgut; Melek Merdivan; Halil Hosgören; Tetrahedron: Asymmetry 2006, 17, 1700-1704 [4] Baloghné Szentesi Aletta; A differencia cirkuláris dikroizmus (CD) spektroszkópia alkalmazása gyógyszervegyületek meghatározásában. Sztereoizomerek vizsgálata HPLCCD/UV módszerrel; Doktori értekezés, 2002 [5] Steed, J. W.; Atwood, J. L.; Supramolecular Chemistry: An Introduction; Wiley & Sons Ltd., 2000 [6] Huszthy Péter; Farkas Viktor; Tóth Tünde; Székely György; Hollósi Miklós; Tetrahedron 2008, 64, 10107-10115 [7] George W. Gokel; Encyclopedia of Supramolecular Chemistry 2004, 326-331 [8] Farkas Viktor; Koronaéter és ciklopeptid alapú komplexek vizsgálata; Doktori értekezés, 2007 [9] Pedersen, C.J.; Macrocyclic polyethers. Dibenzo-18-crown-6 polyether and dicyclohexyl18-crown-6 polyether. Org.Synth. 1972, 52, 66-74 [10] Hendrixson, R.R.; Mack, M.P.; Palmer, R.A.; Ottolenghi, A.; Ghirardelli, R.G.; Oral toxicity of the cyclic polyethers 12-crown-4, 15-crown-5, and 18-crown-6 in mice. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1978, 44, 263 [11] Izatt, R.M.; Wang, T.; Hathaway, J.K.; Zhang, X.X.; Curtis, J.C.; Bradshaw, J.S.; Zhu, C.Y.; J. Inclusion Phenom. Mol. Recognit. Chem. 1994, 17, 157-175 [12] Prodi, L.; Bolletta, F.; Montalti, M.; et al.; New Journal of Chemistry 2000, 24, 781-785 [13] Molekulák Térben és Időben; Magyar Tudomány 2009/07, 796 [14] Görög, S.; Estimation of enantiomeric impurities. In: Görög, S.; Identification and determination of impurities in drugs; Elsevier Amsterdam 2000, 529-574 [15] Farkas Viktor; Tóth Tünde; Orosz György; Huszthy Péter; Hollósi Miklós; Tetrahedron: Asymmetry 2006, 17, 1883-1889 [16] Gerencsér János; Oxigéntartalmú makrociklusos vegyületek szintézise; Doktori értekezés, 2004 [17] Huszthy Péter; Tóth Tünde; Magyar Kémiai Folyóirat - Összefoglaló közlemények, 111.évfolyam, 3.szám, 2005.szeptember

44

[18] Xian Xin Zhang; Jerald S. Bradshaw; Reed M. Izatt; Chem. Rev. 1997, 97, 3313-3361 [19] Somogyi László; Cirkuláris dikroizmus spektroszkópia alkalmazása királis koronaéterek enantiomer-felismerésének vizsgálatában; Doktori értekezés, 1999 [20] Hollósi Miklós; Laczkó Ilona; Majer Zsuzsa; A sztereokémia és kiroptikai spektroszkópia alapjai Nemzeti Tankönyvkiadó Rt., 2004 [21] Richard B. Davidson; Jerald S. Bradshaw; Brian A. Jones; N. Kent Dalley; James J. Christensen; Reed M. Izatt; Frederick G. Morin; David M. Grant; J. Org. Chem. 1984, 49, 353-357 [22] Somogyi László; Huszthy Péter; Jerald S. Bradshaw; Reed M. Izatt; Hollósi Miklós; Chirality 1997, 9, 545-549 [23] Live, D.; Chan, S. I.; J.Am. Chem. Soc. 1976, 98, 3769 [24] R. Brian Dyer; Richard A. Palmer; Robert G. Ghirardelli; Jerald S. Bradshaw; Brian A. Jones; J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 4780-4786 [25] Szarvas Szilvia; Majer Zsuzsa; Huszthy Péter; Vermes Borbála; Hollósi Miklós; Enantiomer 2002, 7, 241-249 [26] Gérczei Tímea; Böcskei Zsolt; Keserű M. György; Samu Erika; Huszthy Péter; Tetrahedron: Asymmetry 1999, 10, 1995-2005 [27] Davidson, R.B.; Dalley, N.K.; Izatt R.M., Bradshaw. J.S.; Campana, C.F.; Israel J. Chem. 1985, 25, 33-38 [28] Somogyi László; Huszthy Péter; Köntös Zoltán; Hollósi Miklós; Enantiomer 1998, 3, 439-451 [29] (a) Lamb, J.D.; Christensen, J.J.; Izatt, S.R.; Bedke, K.; Astin, M.S.; Izatt, R.M.; J. Amer. Chem. Soc. 1980, 102, 3399. (b) Lamb, J.D.; Izatt, R.M.; Garrich, G.D.; Bradshaw, J.S.; Christensen, J.J.; J. Membrane Sci.1981, 9, 83 [30] Izatt, R.M.; Lindh, G.C.; Bruening, R.L.; Huszthy, P.; McDaniel, C.V.; Bradshaw, J.S.; Christensen, J.J.; Anal. Chem. 1988, 60, 1694 [31] Bradshaw, J.S.; Izatt, R.M.; Huszthy, P.; Nakatsuji, Y.; Biernat, J.F.; Koyama, H.; McDaniel, C.V.; Wood, S.G.; Nielsen, R.B.; Lindh, G.C.; Bruening, R.L.; Lamb, J.D.; Christensen, J.J.; Studies in Organic Chemistry 1986, 31, 553 [32] Izatt, R.M.; Lindh, G.C.; Huszthy, P.; Clark, G.A.; Bradshaw, J.S.; Christensen, J.J.; J. Incl. Phenom. 1989, 7, 501 [33] Chen, Z.; Echegoyen, L. Redox-Active Polyether Ligands: Toward Metal Ion Isotopic Separations, In Crown Compounds: Toward Future Applications; Cooper, S. R., Ed.; VCH: New York, 1992; pp. 207-233. 45

[34] Shinkai, S.; Pure & Appl. Chem. 1987, 39, 425 [35] Shinkai, S.; Kazufumi, T.; Manabe, O.; Kojiyama, T.; J. Am.Chem. Soc. 1987, 109, 4458 [36] McDaniel, C. W.; Bradshaw, J. S.; Izatt, R. M.; Heterocycles 1990, 30, 665 [37] Bartsch, R. A.; ACS Symposium Series 1999, 716, 146.; Chem. Abstr. 1999, 130, 201386 [38] Bradshaw, J. S.; J. Incl. Phenom. Mol. Rec. Chem. 1997, 29, 221 [39] Huszthy, P.; Vermes, B.; Báthori, N.; Czugler, M.; Tetrahedron 2003, 59, 9371 [40] A.Ya. Freidzon; K.G. Vladimirova; A.A. Bagatur’yants; S.P. Gromov; M.V. Alfimov; Journal of Molecular Stucture: THEOCHEM 2007, 809, 61-71 [41] Asfin, R. E.; Denisov, G. S.; Tokhadze, K. G.; J. Mol. Struct. 2006, 790, 11–17.

46

7. Függelék 1-NEA Hetero Homo

2-NEA Hetero Homo

PEA Hetero Homo

TrpOMe Hetero Homo

X

R

bróm

metil

9

⊕

9

⊕

⊕

∅

⊕

⊕

klór

metil

9

∅

9

⊕

⊕

∅

⊕

∅

ciano

metil

9

9

9

9

∅

⊕

⊕

⊕

klór

izobutil

9

∅

9

⊕

⊕

∅

⊕

∅

bróm

izobutil

∅

9

⊕

⊕

-

-

∅

9

metoxi

metil

⊕

⊕

9

⊕

⊕

⊕

⊕

⊕

benzilamino

izobutil

9

⊕

9

∅

⊕

⊕

-

-

foszfinsav

oktil

9

⊕

9

∅

⊕

∅

⊕

⊕

etilfoszfinát

metil

9

⊕

9

⊕

-

-

-

-

etilfoszfinát

oktil

9

⊕

9

⊕

-

-

⊕

⊕

foszfinsav

metil

9

⊕

9

⊕

-

-

⊕

⊕

(S,S)-1 (S,S)-2 (S,S)-3 (S,S)-4 (S,S)-5 (S,S)-6 (S,S)-7 (S,S)-8 (S,S)-9 (S,S)-10 (S,S)-11

28. ábra A gazdamolekulák vendégmolekulákkal alkotott komplexei tulajdonságainak összefoglaló táblázata az ECD-spektrumaik alapján

Jelmagyarázat: 9: A gazdamolekula egyértelmű kölcsönhatása a vendégmolekulával ⊕: A gazdamolekula gyenge kölcsönhatást létesít a vendégmolekulával ∅: Nincs kölcsönhatás a gazda- és vendégmolekula között -: Nincs mérés

47

Koronaéter

R

X

Vendégmolekula

(S,S)-1

Me

Br

-

(R)- 1-NEA (S)-1-NEA (R)-2-NEA (S)-2-NEA

(R)-PEA (S)-PEA D-TrpOMe

L-TrpOMe

λnm Távoli UV (Δε) 225,0 218,0 209,0 223,0 205,0 223,0 203,0 226,0 206,0 233,0 222,0 186,0 206,0 188,0 206,0 185,0 224,0 189,0

2,21 2,36 1,45 -35,38 11,18 16,06 -2,49 34,67 -14,85 3,53 -6,31 3,36 -1,33 8,01 -2,80 1,02 -5,17 6,80

226,0 211,0 188,0

4,85 -1,06 5,55

λnm Közeli UV (Δε) 274,0

0,12

270,0

7,49

276,0 265,0 283,0

0,15 -0,17 -0,28

266,0

0,26

268,0

-0,55

-

-

295,0

0,27

286,0 274,0 267,0

0,27 0,65 0,49

I. Táblázat

48

λnm Differenciaspektrum (Δε)

λnm

Távoli UV

(Δε)

Közeli UV

225,0 205,0 229,0 222,0 226,0 207,0 233,0 222,0

-19,97 10,51 0,27 -4,97 29,94 -16,53 2,69 -7,24

267,0

7,01

290,0 279,0 -

0,14 0,51 -

277,0

-0,81

209,0 188,0 207,0

-2,19 8,40 -3,03

273,0 267,0 -

-0,49 -0,46 -

229,0 214,0 189,0 228,0 216,0 188,0

3,53 -10,69 9,31 -4,28 2,40 4,67

271,0

0,79

-

-

Koronaéter

R

X

Vendégmolekula

(S,S)-2

Me

Cl

-

λnm Távoli UV (Δε)

λnm Közeli UV (Δε)

λnm Differenciaspektrum (Δε)

λnm

(Δε)

246,0 235,0 226,0 216,0 209,0 222,0

0,11 0,54 0,92 1,75 1,58 -25,13

274,0 266,0

0,21 0,17

291,0 269,0

0,48 2,16

224,0 198,0

-7,07 4,92

281,0 267,0

-0,34 1,57

(S)-1-NEA

222,0 198,0

15,47 -1,63

-

-

222,0

-4,45

280,0 265,0

0,13 -0,23

(R)-2-NEA

225,0 200,0

22,29 -10,61

-

-

225,0 202,0

18,27 -11,26

287,0

-0,12

(S)-2-NEA

233,0 223,0 201,0 204,0 189,0

2,84 -4,76 -5,26 -1,83 7,50

279,0 273,0

-0,14 0,11

232,0 202,0

2,60 -5,81

277,0

-0,60

268,0

-0,41

204,0 188,0

-2,46 6,28

271,0 267,0

-0,42 -0,47

(S)-PEA

201,0

-3,68 -7,93 -4,15 7,78 6,95 -3,30 7,51

201,0 188,0 229,0 213,0 188,0 235,0 217,0 188,0

-3,27 2,52 1,68 -7,13 8,13 -1,95 1,53 4,96

-0,18

227,0 200,0 186,0 227,0 203,0 188,0

-0,10 0,11 0,21 -0,18 -0,53 0,57 1,43 1,26

268,0

D-Trp-OMe

296,0 274,0 294,0 278,0 260,0 286,0 273,0 266,0

270,0

0,70

273,0

0,43

(R)-1-NEA

(R)-PEA

L-Trp-OMe

II. Táblázat

49

λnm Távoli UV (Δε)

Koronaéter

R

X

Vendégmolekula

(S,S)-3

Me

CN

-

224,0

5,84

(R)-1-NEA

225,0 216,0

40,30 -29,96

(S)-1-NEA

225,0 215,0 221,0 205,0 224,0 213,0 223,0 217,0 192,0 225,0 215,0 196,0 230,0 215,0 226,0 188,0

-14,53 16,19 15,67 -3,00 -21,66 13,32 6,57 5,54 1,55 3,53 -1,91 -2,07 -6,46 7,31 12,69 4,3

(R)-2-NEA (S)-2-NEA (R)-PEA

(S)-PEA

D-Trp-OMe L-Trp-OMe

III. Táblázat

50

λnm Közeli UV (Δε) 290,0 266,0 290,0 283,0 262,0 292,0 265,0 269,0

-1,70 3,05 1,01 1,12 -0,89 -1,02 3,53 3,48

267,0

-2,60

290,0 266,0

-1,11 2,32

289,0 266,0 288,0 266,0 292,0 267,0

λnm Differenciaspektrum (Δε)

λnm

(Δε)

224,0 215,0

49,45 -22,79

289,0 265,0

2,06 -4,11

224,0 212,0 220,8 207,8 224,0 213,0 216,0

-34,45 6,85 7,33 -3,91 -25,44 11,47 2,75

286,0 270,0 282,0

1,26 0,40 2,36

291,0 266,0 286,0 263,0

1,28 -5,92 0,83 -0,65

-1,27 1,93

218,0 196,0

-4,45 -1,40

289,0 265,0

0,57 -1,10

-1,18 2,38 -0,93 4,25

222,0

-3,13

234,0 220,0

-2,41 3,40

286,0 276,0 281,0

1,0 0,5 0,73

λnm Távoli UV (Δε)

Koronaéter

R

X

Vendégmolekula

(S,S)-4

i-Bu

Cl

-

196,0 190,0

-1,88 -1,85

(R)-1-NEA

222,0 199,0

-29,70 6,01

(S)-1-NEA

222,0

18,10

(R)-2-NEA (S)-2-NEA

224,0 200,0 225,0

12,17 -4,27 -2,46

(R)-PEA

189,0

(S)-PEA D-Trp-OMe

220,0 227,0 211,0 196,0 228,0 210,0

L-Trp-OMe

λnm Közeli UV (Δε) 280,0 274,0 264,0 270,0

0,10 0,32 0,22 2,12

290,0 271,0 274,0

-0,35 -0,35 -0,17

274,0

-0,13

5,94

271,0

-0,49

-0,92 -9,10 2,35 -6,13 7,19 -3,06

263,0 296,0

-0,35 0,26

271,0

1,85

IV. Táblázat

51

λnm Differenciaspektrum (Δε)

223,0 218,0 196,0 225,0 200,0 224,0 200,0 230,0 189,0 189,0

-9,15 -6,28 6,87 1,10 -2,0 9,73 -3,35 2,18 4,25 8,15

229,0 198,0 189,0 216,0 188,0

2,15 -4,56 8,79 2,06 4,83

λnm

(Δε)

283,0 268,0

-0,19 1,45

268,0

1,46

274,0

-0,38

274,0

-0,79

289,0 273,0 274,0 292,0 269,0

0,26 -0,60 -0,32 0,20 0,85

282,0 271,0

0,31 0,83

λnm Távoli UV (Δε)

λnm Közeli UV (Δε)

Koronaéter

R

X

Vendégmolekula

(S,S)-5

i-Bu

Br

-

-

-

-

-

(R)-1-NEA

223,0

-20,99

(S)-1-NEA

223,0

23,72

(R)-2-NEA

225,0

5,08

289,0 281,0 271,0 292,0 282,0 272,0 260,0

0,60 0,75 0,81 -0,49 -0,61 -0,40 -0,17

(S)-2-NEA

224,0

-4,77

265,0

0,21

(R)-PEA

205,0 188,0 210,0 191,0 228,0 212,0 192,0 228,0 212,0

-1,27 1,07 -1,31 -2,26 10,50 -5,42 2,55 -9,33 5,20

262,0

(S)-PEA L-Trp-OMe (S)

D-Trp-OMe (R)

V. Táblázat

52

λnm Differenciaspektrum (Δε)

λnm

(Δε)

225,0 220,0

-1,72 1,95

281,0 262,0

-0,29 0,25

223,0

6,26

281,0 270,0

-0,25 -0,30

2,93 -1,24 0,68 -2,37 -

271,0

-0,17

-

-

-0,17

226,0 204,0 230,0 223,0 -

-

-

-

-

296,0 274,0 -

0,11 -0,22 -

263,0

0,85

229,0 213,0

-4,44 2,11

274,0

-0,32

259,0

-0,86

209,0

-1,32

-

-

Koronaéter

R

X

(S,S)-6

Me

OMe

Vendégmolekula

λnm Távoli UV (Δε)

λnm Közeli UV (Δε)

215,0 185,0 223,0 211,0 192,0 223,0 201,0

1,58 2,51 -0,63 -0,02 -0,55 0,63 0,41

297,0 268,0 282,0 265,0 259,0 268,0

0,20 0,31 1,38 1,28 1,02 0,55

(R)-2-NEA

226,0 202,0

21,66 -12,27

293,0 266,0

-0,13 0,29

(S)-2-NEA

225,0 203,0

-7,61 -3,47

258,0

-0,46

(R)-PEA

204,0 192,0

-3,84 9,15

261,0

-0,38

(S)-PEA

202,0 196,0 186,0 229,0 204,0 187,0 228,0 204,0 187,0

-3,6 -0,42 4,78 -4,53 -1,75 5,76 8,41 -3,61 7,75

259,0

-0,31

297,0 252,0

0,26 -1,20

288,0 282,0 277,0 268,0

0,70 0,78 0,89 1,06

(R)-1-NEA

(S)-1-NEA

D-Trp-OMe

L-Trp-OMe

VI. Táblázat

53

λnm Differenciaspektrum (Δε)

227,0 214,0 192,0 229,0 219,0 200,0 226,0 202,0

-5,80 -10,20 12,63 4,18 -4,77 -4,18 18,81 -13,36

220,0 203,0 187,0 204,0 192,0

-6,48 -4,10 5,62 -3,94 8,41

202,0 194,0 186,0 229,0 214,0 188,0 223,0 202,0 188,0

-3,6 -0,81 4,78 4,95 -6,58 6,59 2,88 -2,10 5,91

λnm

(Δε)

298,0 280,0 264,0 280,0

0,24 -0,59 0,73 1,28

293,0 279,0 266,0 288,0 269,0 261,0 282,0 268,0 262,0 282,0 275,0 268,0 278,0

-0,22 0,16 0,19 -0,34 -0,74 -0,76 -0,22 -0,29 -0,39 -0,17 -0,19 -0,26 0,34

289,0 253,0

0,20 -0,50

Koronaéter

R

X

Vendégmolekula λnm Távoli UV (Δε)

(S,S)-7

iBu

benzilamino -

(R)- 1-NEA

(S)-1-NEA

(R)-2-NEA

(S)-2-NEA

λnm Közeli UV (Δε)

λnm Differenciaspektrum (Δε)

208,6 186,2

-5,29 6,57

284,2

-0,42 Távoli UV

227,4 219,6 206,2 226,8 215,6 204,6 187,0 225,2 209,0 185,2

4,70 -16,43 15,12 -6,42 3,13 -2,83 5,43 12,36 -5,84 4,61

292,8 284,0 261,6 281,6

2,55 3,24 -1,47 -1,44

226,2 206,8

11,61 21,07

284,2

0,42

223,0 198,4

-19,59 3,93

281,6 261,0

-0,57 0,15

262,4

3,57

3,79

-2,92 5,52

276,8

-1,09

9,69 -2,20 3,91 -3,47 6,49 -2,25

262,4

219,6 187,6

226,2 213,6 198,4 189,2 204,2 186,2

296,8 276,8

0,12 -1,13

VII. Táblázat

54

Közeli UV

VIII. Táblázat

Koronaéter R (S,S)-8

oktil

X

Vendégmolekula

foszfinsav -

(R)-1-NEA

(S)-1-NEA

(R)-2-NEA

(S)-2-NEA

D-Trp-OMe

L-Trp-OMe

λnm Távoli UV (Δε)

λnm Közeli UV (Δε)

λnm Differenciaspektrum (Δε)

227,2 206,2 200,0 193,4 222,4 204,4

-5,36 292,0 14,77 -4,36 4,71 -35,45 292,4 33,24 274,6

-1,14 Távoli UV

239,0 229,0 220,4 206,2 227,6 219,8 206,2 195,6 239,6 227,2 217,2 206,4 198,4 227,6 217,0 206,4 197,8 193,0 236,8 206,6 198,8

1,77 -3,52 12,77 21,71 -12,73 3,91 28,50 -3,88 0,89 -5,74 3,72 18,16 -5,13 -10,45 5,29 18,55 -1,58 2,52 3,22 11,85 -4,52

290,2 280,8

-1,14 -1,13

295,0 274,8

-0,23 -0,38

294,2

-0,63

292,0 264,0

-1,16 -0,68

313,2 293,0 253,0

0,27 -0,70 0,69

188,2

3,95

55

0,44 -0,34

Közeli UV

232,0 222,4 204,0 193,4 238,6 223,0 201,6 193,4 227,0 217,0 205,2 193,4 208,2 193,6

2,52 -12,42 21,08 -5,65 1,20 -4,72 6,69 -4,32 -8,94 4,48 13,57 -8,62 4,53 -6,20

229,0 213,4 200,8 196,0 186,2 217,2 208,6 200,6

4,40 -1,09 4,03 -1,87 2,98 1,99 1,88 1,74

194,4

-4,54

292,2 278,4 260,6

0,90 -0,59 -0,11

292,2 269,9

0,42 -0,14

292,0

1,14

291,2 282,8 271,2

0,41 0,35 -0,11

279,4

0,73

313,2 266,2

0,28 -0,21

λnm Távoli UV (Δε) ACN

λnm Közeli UV (Δε) ACN

Koronaéter R

X

(S,S)-7

iBu

benzil-amin

208,6 186,2

-5,29 6,57

284,2

-0,42

(S,S)-8

oktil

foszfinsav

227,2 206,2 200,0 193,4

-5,36 14,77 -4,36 4,71

292,0

-1,14

(S,S)-9

metil

etil-foszfinát

235,8 223,0 209,0 198,4

-4,11 19,41 18,59 -32,37

294,4 275,4

-7,04 1,64

(S,S)-10

oktil

etil-foszfinát

235,6 223,2 208,8 197,8 185,6

-5,41 22,09 25,23 -33,82 -7,94

294,2 274,8

-7,69 1,41

(S,S)-11

metil

foszfinsav

231,4 217,4 207,4 199,6 192,4

-3,37 2,10 6,33 -7,85 5,59

293,4 274,0

-2,63 0,17

IX. Táblázat

56

MeOH távoli UV

MeOH közeli UV

235,2 222,0 207,4 197,4

-3,66 16,71 25,56 -26,08

295,2 272,2

-3,06 0,41

235,2 222,0 207,2 196,6

-5,07 19,2 24,98 -29,67

293,8 273,8

-5,76 1,25

H2O távoli UV

235,0 220,8 207,0 197,6

H2O közeli UV

-5,11 289,6 13,82 272,2 23,63 -27,63

-6,11 1,03

Koronaéter R

X

(S,S)-9

etil-foszfinát

metil

λnm Differenciaspektrum (Δε)

Vendégmolekula λnm Távoli UV (Δε) λnm Közeli UV (Δε)

(R)-1-NEA

(S)-1-NEA

(R)-2-NEA

(S)-2-NEA

235,8 223,0 209,0 198,4 222,4 204,4 185,4 220,2 206,8 197,4

-4,11 19,41 18,59 -32,37 -37,69 50,95 12,17 14,70 31,42 -19,85

294,4 275,4

-7,04 1,64

299,8 293,8 278,2 293,8

-0,23 0,36 -0,97 -4,86

226,8 217,8 205,4 193,8 230,4 220,8 206,8 196,8

-35,71 19,14 81,63 -17,26 -5,62 21,81 44,55 -24,30

300,2 291,8 272,8

-0,36 1,20 -1,46

289,4

-2,78

X. Táblázat

57

236,2 223,0 201,8 236,6 222,6 203,4 186,6 226,2 216,2 203,8 192,0 237,8 228,2 220,4 205,0 192,6

4,00 -37,46 56,83 2,64 -24,65 22,43 8,6 -53,97 8,23 77,44 -5,85 3,68 -14,29 4,75 32,91 -3,04

294,4 277,0

6,75 -3,24

294,4 276,8

2,47 -1,32

293,6 273,8

8,11 -2,85

294,8 276,6

4,50 -3,08

Koronaéter R

X

(S,S)-10

etil-foszfinát

oktil

λnm Differenciaspektrum (Δε)

Vendégmolekula λnm Távoli UV (Δε) λnm Közeli UV (Δε) 235,6 223,2 208,8 197,8 185,6 222,2 205,0 194,2 223,4 207,0 196,4

-5,41 22,09 25,23 -33,82 -7,94 -34,76 60,36 -14,89 15,93 47,88 -32,39

294,2 274,8

-7,69 1,41

299,4

-0,34

222,0 201,2

19,99 -1,24

294,4 277,4

7,22 -2,26

295,2

-3,84

4,23 -1,00

227,2 206,0 194,2

-33,88 93,27 -37,61

290,8 271,2

1,46 -0,72

-3,73 33,40 14,59 -35,58 -52,95 77,24 -19,82

293,6 275,0

(R)-2-NEA

234,6 221,0 211,8 200,2 226,2 204,6 192,6

293,6 272,8

8,96 -1,79

(S)-2-NEA

222,0 207,8 196,8

24,34 35,57 -38,16

295,0

-4,20

237,0 229,0 206,0 193,6

1,64 -3,38 13,66 -9,57

294,0 275,2

3,52 -1,21

L-Trp-OMe (S)

222,4 207,6 197,2 233,8 207,8 196,8

23,59 41,52 -40,91 -10,18 42,26 -32,65

294,6 274,0

-8,04 1,16

-1,05

-7,98

-6,16 22,41 -11,64 -6,51 17,94 -3,97

278,2

294,1

229,0 206,2 194,4 226,4 205,8 193,6

278,2

-0,62

(R)-1-NEA

(S)-1-NEA

D-Trp-OMe (R)

XI. Táblázat

58

XII. Táblázat

Koronaéter R

X

Vendégmolekula λnm Távoli UV (Δε) λnm Közeli UV (Δε)

(S,S)-11

foszfinsav

-

metil

(R)-1-NEA

(S)-1-NEA

(R)-2-NEA

(S)-2-NEA

D-TrpOMe

L-TrpOMe

231,4 217,4 207,4 199,6 192,4 223,6 204,6 192,6 228,2 218,8 205,6 192,0 227,6 217,8 205,4 191,0 228,0 205,8 199,2 191,2 227,2 205,8 199,6 192,6 227,4 206,2 199,4 192,4

-3,37 2,10 6,33 -7,85 5,59 -27,98 23,81 18,18 -7,50 4,08 15,28 10,70 -20,43 3,13 26,43 15,25 -10,46 10,89 -9,90 14,94 -17,98 12,53 -5,90 17,22 -6,08 6,25 -9,06 17,83

59

λnm Differenciaspektrum (Δε)

293,4 274,0

-2,63 0,17

279,0

-1,77

279,0

-1,77

276,2

-

-

-

226,0 217,8 203,8 223,0 203,6

-13,18 -2,03 20,49 -18,30 10,84

295,2 279,2

1,45 -2,64

294,0 279,0

1,86 -0,88

-1,84

226,6 204,8 190,4

-20,39 20,99 11,01

293,2 275,2

2,50 -1,79

292,6 261,2

2,50 1,67

5,11

-1,82

294,8 279,6

1,69 -1,08

285,5

-1,54

-7,01 5,34 -2,00 10,19 1,18 -8,35 4,31 13,76 -11,02 3,73 12,09

293,4

285,8

227,6 205,0 199,2 190,8 235,8 225,0 205,2 192,8 225,8 204,4 191,2

294,4 278,2

1,55 -2,16

Vendégmolekula

λnm Távoli UV (Δε) 222,0

-20,0

222,0

18,66

233,0 223,0 203,0 244,0 238,0 225,0 207,0 202,0 192,0

0,50 3,43 0,50 0,22 -0,19 -2,11 -0,12 0,15 0,18

210,0 187,0 228,0 210,0 229,0 213,0 189,0

-1,22 -2,11 6,51 -4,04 -9,53 5,65 -2,25

(R)-1-NEA

(S)-1-NEA

(R)-2-NEA

(S)-2-NEA

(R)-PEA (S)-PEA L-Trp-OMe D-Trp-OMe XIII. Táblázat

60

λnm Közeli UV (Δε) 291,0 281,0 270,0 290,0 280,0 271,0 279,0

0,71 0,91 0,49 -0,39 -0,47 -0,26 -0,18

286,0 273,0

0,32 0,38

270,0

-0,15

288,0

-0,12

267,0

0,89

261,0

-0,98

61