Skip to main content
SUPERVISOR
Mahshid Kharaziha-esfahani,Kazem Karami,Shadpour Mallakpour
مهشید خرازیهای اصفهانی (استاد مشاور) کاظم کرمی (استاد راهنما) شادپور ملک پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Azar Ramezanpour
آذر رمضان پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1393

TITLE

Synthesis and identification of palladium complexes with imidazole ligands and their interaction with biomolecules and preparation of modified graphene nanocomposites with catalytic and drug delivery applications
In part I, the trans palladium complex, trans-[Pd(Naph)2Cl2] (1), have been synthesized and characterized by elemental analysis, fourier transform infrared and nuclear magnetic resonance spectroscopy. Single crystal X-ray diffractometry has been used to determine crystal structure of 1. The interaction of the complex 1 and ligand with DNA was investigated using UV-Vis spectroscopy, fluorescence emission, circular dichroism and helix melting methods. The analysis results show that (1) and Naphazoline can interact with DNA via partial intercalation and groove binding mode. It was found the binding constant were 0.9 × 104 M-1 and 3.81 × 104 M-1 for Naphazoline and complex (1), respectively. DNA cleavage activity of complex (1) and Naphazoline was investigated; indicating that complex (1) promoted the cleavage of plasmid DNA at physiological conditions. Interaction with BSA and a competitive study in the presence of site marker drugs was performed using fluorescence emission spectroscopy. Based on the fluorescence data, the binding constant for ligand and complex (1) was 4.78×103 and 1.12×104 M-1, respectively and sites I and III were identified as BSA binding sites. In addition molecular docking studies have been conducted to investigate interaction of the DNA and BSA with ligand and complex (1). Finally, In vitro cytotoxicity of naphazoline and (1) were carried out against breast cancer (MCF-7) and cervical cancer (HeLa) cell lines. The results show cytotoxicity of (1) is more than Naphazoline. In part II, two palladacyclic, [Pd{(C,N)-C6H4NH(CH2CH3)}(NHC)] (2) and [Pd{(C,N)-C6H4NH2}(NHC)] (3), were prepared using binuclear palladium complexes and imidazolium salts as precursors of the N-heterocyclic carbene ligand (NHC) and characterized by elemental analysis and UV-Vis spectroscopic methods. The interaction of imidazolium salts and complexes (2) and (3) with DNA was investigated using UV-Vis and fluorescence emission, circular dichroism spectroscopy and viscosity. The results showed that imidazolium salts, complexes (2) and (3) interact with DNA, The results showed that imidazolium salts, complexes (2) and (3) interact with DNA, via groove and partial intercalation, respectively. BNA binding and competitive study in the presence of site marker drugs showed imidazolium salt, (2) and (3) bind to site I, I and II of BSA. Molecular docking method was used to investigate the interaction with DNA and BSA theoretically. In vitro evaluation of the anti-cancer properties of imidazolium salts and complexes against MCF-7 and cervical (HeLa) cell lines showed higher cytotoxicity of the compounds than cisplatin. In part III, magnetic nanocomposites containing manganese and graphene oxide nanoparticles were prepared. Subsequently, the third generation of polyamidoamine dendrimer was grown on the surface using methyl acrylate and ethylene diamine. In order to target drug release, end groups of trees were functionalized with folic acid. The resulting nanocomposites (m-GO-G3-F) were identified using spectroscopic and microscopic methods. To investigate the potential of nanocomposite as a drug nanocarrier, complex (1) was chosen as a drug model. Factors affecting complex loading (1) on nanocomposites including drug concentration, temperature, and loading time based on loading efficiency percentage and optimum entrapment efficiency and release in neutral and acidic media at 37 and 45 ° C. Was investigated. Based on the study of the release of complex (1) in the in vitro environment of the synthesized nanocarrier, the highest amount of complex was released in acidic medium at 45 ° C. In part IV, nanocomposite (m-GO-G3) was used as support for loading of Pd particles and was identified by various spectroscopic and microscopic methods. The final nanocomposite was used as a catalyst for the reduction reaction of nitro aromatic compounds. The reduction reactions were investigated using an ultraviolet-visible spectroscopy and in each reaction the pseudo-first-order rate constant was calculated. Based on the results, the highest rate constant was observed for the combination of 2,1-di-nitro benzene and the lowest nitro-phenylhydrazide. The catalyst was applied for up to 10 periods in the reaction of reducing paranitrophenol. In part V, complex (2) was immobilized on the reduced graphene oxide via non-covalent interactions and characterized by spectroscopic and microscopic methods. Also, its catalytic activity in the Suzuki-Miyaura coupling reaction and reduction of paranitrophenol to paranitrophenol was investigated. The results indicate the high activity of the hybrid against different aryl halides which the withdrawn electron group showed higher efficiency than the other. In the recyclability study, the catalyst was used up to 6 times without any significant reduction in efficiency.
در پژوهش اول، کمپلکس ترانس پالادیم با فرمول (1) trans-[Pd(Naph)2Cl2] (داروی نفازولین Naph=) تهیه شد و با استفاده از تجزیه عنصری، طیف¬سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه و رزونانس مغناطیسی هسته شناسایی و ساختار دقیق آن با استفاده از بلورنگاری پرتو ایکس تعیین شد. برهمکنش کمپلکس و لیگاند با DNA با استفاده از طیف¬سنجی الکترونی، نشر فلوئورسانس، دو رنگ¬نمایی دورانی و طیف¬سنجی جذبی با روبش دما بررسی شد. نتایج بررسی¬ها نشان دادند که کمپلکس و لیگاند نفازولین به شیوه شیار همراه با جایگیری جزئی حلقه¬های آروماتیک به DNA متصل می¬شوند. ثابت¬های پیوندی با DNA برای نفازولین و کمپلکس (1) به ترتیب M-1 104×90/0 و104×81/3 محاسبه شد. در بررسی فعالیت نوکلئازی کمپلکس (1) با استفاده از ژل الکتروفورز شکست قابل توجهی مشاهده شد. برهمکنش با BSA و مطالعه رقابتی در حضور داروهای نشانگر جایگاه با استفاده از طیف¬سنجی نشر فلوئورسانس انجام شد. بر اساس داده-های حاصل از فلوئورسانس، ثابت پیوندی برای لیگاند و کمپلکس (1) به ترتیب M-1 103×78/4 و 104×12/1 محاسبه و جایگاه I و III به عنوان جایگاه اتصال BSA مشخص شد. در ادامه برهمکنش کمپلکس و لیگاند با مولکول¬های DNA و BSA با روش داکینگ مولکولی مطالعه شد. در بررسی سمیت سلولی بر روی رده¬های سلولی سرطان سینه (MCF-7) و دهانه رحم (HeLa) فعالیت ضدسرطانی بالاتر کمپلکس نسبت به لیگاند مشاهده شد. در پژوهش دوم، با استفاده از کمپلکس¬های پالاداسیکل دو هسته¬ای پالادیم تهیه شده از آمین¬های نوع اول و دوم، همراه با نمک ایمیدازولیوم به¬عنوان پیش¬ساز لیگاند N-هتروسیکل کاربن (NHC)، کمپلکس¬های تک هسته¬ای و پایدار پالادیم به فرمول¬های (2) [Pd{(C,N)-C6H4NH(CH2CH3)}(NHC)] و (3) [Pd{(C,N)-C6H4NH2}(NHC)] سنتز و با استفاده از روش¬های طیف¬سنجی و تجزیه عنصری شناسایی شد. برهمکنش نمک ایمیدازولیوم و کمپلکس¬های (2) و (3) با DNA با استفاده از طیف¬سنجی الکترونی، نشر فلوئورسانس، دو رنگ نمایی دورانی و گرانروی بررسی شد. نتایج نشان دادند که نمک ایمیدازولیوم، کمپلکس (2) و (3) به ترتیب به شیوه جایگیری و شیار به همراه جایگیری جزئی با DNA برهمکنش دارند. همچنین در بررسی برهمکنش ترکیب¬ها با BSA و مطالعه رقابتی با استفاده از داروهای نشانگر جایگاه، برای نمک ایمیدازولیوم، کمپلکس (2) و (3) به ترتیب جایگاه I، I و II تعییین شد. از روش داکینگ مولکولی جهت بررسی تئوری برهمکنش با DNA و BSA استفاده شد. بررسی برون¬تنی خاصیت ضدسرطانی کمپلکس¬ها و نمک ایمیدازولیوم در مقابل رده¬های سلول سرطانی سینه (MCF-7) و دهانه رحم (HeLa) سمیت سلولی بالاتر ترکیب¬ها نسبت به سیس¬پلاتین را نشان داد. در پژوهش سوم، نخست نانوذرات مغناطیسی منگنز فریت بر روی سطح گرافن اکسید قرار گرفت. پس از آن درختسان پلی-آمیدوآمین تا نسل سوم با استفاده از متیل¬آکریلات و اتیلن دی¬آمین بر روی سطح رشد داده شد. به منظور هدفمند¬سازی رهایش دارو، گروه¬های انتهایی درختسان با فولیک¬اسید عامل¬دار شد. نانوکامپوزیت حاصل(m-GO-G3-F) با استفاده از روش¬های طیف¬سنجی و میکروسکوپی شناسایی شد. به منظور بررسی پتانسیل نانوکامپوزیت به¬عنوان یک نانوحامل دارو، کمپلکس (1) به¬عنوان مدل داروئی انتخاب شد. عامل¬های تأثیرگذار بر بارگذاری کمپلکس (1) بر نانوکامپوزیت شامل غلظت دارو، دما و زمان بارگذاری بر اساس درصد کارایی بارگیری و درصد کارایی به دام افتادن بهینه و رهایش در محیط¬های خنثی و اسیدی در دمای 37 و 45 درجه سانتی¬گراد بررسی شد. بر اساس بررسی رهایش کمپلکس (1) در محیط برون¬تنی از نانوحامل سنتز شده، بیشترین مقدار کمپلکس آزاد شده در محیط اسیدی و دمای 45 درجه سانتی¬گراد مشاهده شد. در پژوهش چهارم، نانوکامپوزیت (m-GO-G3) به¬عنوان بستر برای بارگذاری ذرات پالادیم استفاده و با روش¬های مختلف طیف-سنجی و میکروسکوپی مورد شناسایی قرار گرفت. از نانوکامپوزیت نهایی به عنوان کاتالیست در واکنش کاهش ترکیب¬های نیتروآروماتیک استفاده شد. بررسی واکنش¬های کاهش با استفاده از تغییرات طیف الکترونی انجام شد و در هر واکنش ثابت سرعت سرعت شبه مرتبه اول محاسبه گردید. بر اساس نتایج حاصل، برای ترکیب 2،1- دی نیترو بنزن بیشترین و دی نیترو فنیل هیدرازید کمترین ثابت سرعت مشاهده شد. کاتالیست تا 10 دوره در واکنش کاهش پارانیتروفنول استفاده شد. در پژوهش پنجم، کمپلکس (2) با برهمکنش‌های غیرکووالانسی بر روی بستر گرافن اکسید کاهش‌یافته قرار گرفت و پس از شناسایی با روش¬های طیف¬سنجی و میکروسکوپی، فعالیت کاتالیستی آن در واکنش جفت¬شدن سوزوکی و کاهش پارانیتروفنول به پاراآمینوفنول بررسی شد. نتایج بیانگر فعالیت بالای هیبرید در مقابل استخلاف¬های مختلف از آریل هالیدها است به طوریکه استخلاف-های االکترون کشنده بازده بالاتری نسبت به سایر استخلاف¬ها نشان دادند. در بررسی قابلیت بازیافت، کاتالیست تا 6 بار بدون کاهش قابل توجه در بازده مورد استفاده قرار گرفت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی