Synthesis and application of crown ether-based sensor and selector molecules  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
81127
Type K
Principal investigator Huszthy, Péter
Title in Hungarian Koronaéter alapú szenzor és szelektormolekulák szintézise és alkalmazása
Title in English Synthesis and application of crown ether-based sensor and selector molecules
Keywords in Hungarian szenzor molekulák, szelektor molekulák, koronaéterek, sztereoszelektív szintézisek, enantioszelektiv szenzorok, enantiomer elválasztás
Keywords in English sensor molecules, selector molecules, crown ethers, stereoselective syntheses, enantioselective sensors, enantiomeric separation
Discipline
Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)80 %
Ortelius classification: Macromolecular chemistry
Analytical Chemistry (Council of Physical Sciences)10 %
Ortelius classification: Chemical and biosensors
Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences)10 %
Ortelius classification: Photochemistry
Panel Chemistry 2
Department or equivalent Department of Organic Chemistry and Technology (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Bakó, Péter
Dr. Szilágyiné Dr. Kertész, Júlia
Hollósi, Miklós
Kormos, Attila
Kupai, József
Móczár, Ildikó
Németh, Tamás
Szabó, Tamás
Szemenyei, Balázs
Tóth, Klára
Tóth, Tünde
Starting date 2010-05-01
Closing date 2014-08-31
Funding (in million HUF) 23.600
FTE (full time equivalent) 23.94
state closed project
Summary in Hungarian
A molekuláris felismerés viszonylag egyszerű szintetikus gazdamolekulákkal – például koronaéterekkel – történő tanulmányozása nemcsak azért fontos, mert ennek révén jobban megérthetjük ezen általánosan előforduló jelenség működését az élő szervezetekben, hanem azért is, mert az ilyen jellegű kutatások széles körben alkalmazható új szenzor és szelektor molekulák kifejlesztéséhez vezethetnek. A jelen pályázatunkban leírt kutatás célja heterociklusos (piridin vagy akridin) gyűrűt, illetve könnyen deprotonálható (diarilfoszfinsav vagy fentiazin-dioxid) egységet tartalmazó enantiomertiszta koronaéterek szintézise, valamint azok szenzor vagy szelektor molekulákként történő alkalmazása. Királis protonált primer aminoknak, aminosavaknak és származékaiknak az új ligandumokkal történő enantioszelektív érzékelését potenciometriával, cirkuláris dikroizmus (ECD és VCD) és fluoreszcencia spektroszkópiával kívánjuk tanulmányozni. A fenti aminovegyületek racemátjainak enantiomer elválasztását - az új makrociklusokat, mint szelektor molekulákat alkalmazva - folyadékmembránon keresztül történő transzporttal, nagy hatékonyságú folyadék kromatográfiával és kapilláris elektroforézissel kívánjuk megvalósítani. Az új koronaétereket optikailag aktív vegyületek szintézisében enantioszelektív katalizátorként is tervezzük alkalmazni. Az új ligandumok biológiai szempontból fontos fémionok szenzor-, illetve szelektor molekuláiként történő alkalmazhatóságát szintén szeretnénk megvizsgálni.
Summary
The studies of molecular recognition using relatively simple synthetic host molecules such as crown ethers are not only important, because by these we can understand better this ubiquitous phenomenon working in living organisms, but also, because the research carried out in this field can lead to the development of new efficient sensor and selector molecules with wide applications. Th aims of our research described in this project proposal are the synthesisis of new enantiopure crown ethers containing a heterocylic (pyridine or acridine) ring and a proton-ionizable (diarylphosphinic acid or phenothiazine dioxide) subunit, respectively, and the use of them as sensor or selector molecules. Enantioselective sensing of chiral protonated primary amines, amino acids and their derivatives with these new ligands is planned to study by potentiometry, circular dichroism (ECD and VCD) and fluorescence spectroscopies. Enantioseparation of the racemates of the above amine compounds applying the new macrocycles is intended to carry out by transport across liquid membranes, by HPLC and by capillary electrophoresis. The new crown ethers are also planned to use as enantioselective catalysts for the synthesis of optically active compounds. We also wish to test our new ligands as sensor or selector molecules for biologically impoprtant metal ions.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Pályázatunk keretében számos új heterociklusos (piridin vagy akridin) egységet tartalmazó enantiomertiszta koronaéter típusú szenzormolekulát szintetizáltunk. Királis protonált primer aminoknak, aminosavaknak és származékaiknak az új szenzormolekulákkal történő enantiomerszelektív érzékelését UV-látható, cirkuláris dikroizmus és fluoreszcencia spektroszkópiával tanulmányoztuk. Kiválasztott enantiomertiszta piridino- és akridino-18-korona-6-éter származékokat kovalens kötésekkel szférikus HPLC minőségű szilikagélhez rögzítettünk, és az így kapott királis állófázisok segítségével protonált primer aminok, aminosavak és azok származékainak az enantiomerjeit sikeresen elválasztottuk. Új, könnyen deprotonálható, diarilfoszfinsav vagy fentiazin dioxid egységgel rendelkező makrociklusokat szintén előállítottunk. Az új, lipofil, diarilfoszfinsav egységet tartalmazó könnyen deprotonálható koronaétereket királis aminok vizes adófázis/lipofil szerves membrán/vizes szedőfázis folyadékmembrán rendszerben történő enantiomerszelektív transzportjára alkalmaztuk. Az új szenzor- és szelektormolekulákat biológiai szempontból fontos fémionokra szintén alkalmaztuk.
Results in English
In the frame of our project we synthetized several new enantiopure crown ethers containing a pyridine or an acridine subcyclic unit, which were applied as sensor and selector molecules. Enantioselective sensing of chiral protonated primary amines, amino acids and their derivatives by these new enantiopure crown ethers was studied with UV-vis, circular dichroism and fluorescence spectroscopies. Selected enantiopure pyridino- and acridino-18-crown-6 ether derivatives were attached covalently to spherical HPLC quality silica gel and these chiral stationary phases were applied successfully for the enatiomeric separation of chiral protonated primary amines, amino acids and their derivatives. We also prepared new proton-ionizable macrocycles containing a diarylphosphinic acid or a phenothiazine dioxide unit. The enantiopure lipophilic proton-ionizable macrocycles containing a diarylphosphinic acid unit were used for the enantioselective transport of the enantiomers of chiral amines across an aqueous source phase/lipophilic organic membrane/aqueous receiving phase bulk membrane system. The new ligands were also used as sensor or selector molecules for biologically impoprtant metal ions.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=81127
Decision
Yes





 

List of publications

  
J Kertész, P Huszthy, A Kormos, L Bezúr: Synthesis of silica gel-bound acridino-18-crown-6 ether and preliminary studies on its metal ion selectivity, TETRAHEDRON 67: 5206-5212, 2011
J. Kupai, P. Huszthy, K. Székely, T. Tóth, L. Párkányi: Synthesis of new enantiopure dimethyl- and diisobutyl-substituted pyridino-18-crown-6 ethers containing a halogen atom or a methoxy group at position 4 of the pyridine, Arkivoc, (ix), 77-93, 2011
A. Makó, Zs. Rapi, Gy. Keglevich, Á. Szöllősy, L. Drahos, L. Hegedűs, P. Bakó: Asymmetric epoxidation of substituted chalcones and chalcone analogues catalyzed by alpha-D-glucose and alpha-D-mannose-based crown ethers, Tetrahedron: Asymmetry, 21, 919-925,, 2010
P. Bakó, Zs. Rapi, Gy. Keglevich, T. Szabó, P.L. Sóti, T. Vigh, A. Grűn, T. Holczbauer: Asymmetric C-C bond formation via Darzens condensation and Michael addition using monosaccharide-based chiral crown ethers, Tetrahedron Letters, 52, 1473-1476, 2011
J. Kertész, I. Móczár, A. Kormos, P. Baranyai, M. Kubinyi, K. Tóth, P. Huszthy: Synthesis and enantiomeric recognition studies of dialkyl-substituted 18-crown-6 ethers containing an acridine fluorophore unit, Tetrahedron: Asymmetry, 22, 684-689., 2011
J. Kertész, P. Huszthy, A. Kormos, L. Bezúr: Synthesis of silica gel-bound acridino-18-crown-6 ether and preliminary studies on its metal ion selectivity, Tetrahedron, 67, 5206-5212, 2011
J. Kertész, B. Bognár, A. Kormos, I. Móczár, P. Baranyai, M. Kubinyi, T. Kálai, K. Hideg, P. Huszthy: Synthesis and metal ion complexation of spin labeled 18-crown-6 ethers containing an acridone or an acridine fluorophore unit, Tetrahedron, 67, 8860-8864, 2011
J. Kupai, P. Huszthy, M. Katz, T. Tóth: Synthesis of new enantiopure dimethyl-substituted pyridino-18-crown-6 ethers containing a hydroxymethyl, a formyl or a carboxyl group at position 4 of the pyridine ring, Arkivoc (v), 134-145, 2012
Y. Li, P. Huszthy, S. Kunsági-Máté: Effect of molecular vibrations on the selectivity character of pyridino-18-crown-6 derivatives towards potassium ion, Chemical Physics Letters, 533, 45-49, 2012
J. Kupai, S. Lévai, K. Antal, Gy.T. Balogh, T. Tóth, P. Huszthy: Preparation of pyridino-crown ether-based new chiral stationary phases and preliminary studies on their enantiomer separating ability for chiral protonated primary amines, Tetrahedron: Asymmetry, 23, 415-427, 2012
Zs. Rapi, T. Szabó, Gy. Keglevich, Á. Szöllősy, L. Drahos, P. Bakó: Enantioselective synthesis of heteroaromatic epoxyketones under phase-transfer catalysis using D-glucose- and D-mannose-based crown ethers, Tetrahedron: Asymmetry, 22, 1189-1196, 2011
P. Bakó, Gy. Keglevich, Zs. Rapi, L. Tőke: The enantiomeric differentiation ability of chiral crown ethers based on carbohydrates, Current Organic Chemistry, 16, 297-304, 2012
Gy. Székely, B. Csordás, V. Farkas, J. Kupai, P. Pogány, Zs. Sánta, Z. Szakács, T. Tóth, M. Hollósi, J. Nyitrai, P. Huszthy: Synthesis and preliminary structural and binding characterization of new enantiopure crown ethers containing an alkyl diarylphosphinate or a proton-ionizable diarylphosph, European Journal of Organic Chemistry, 3396-3407, 2012
T. Szabó, Zs. Rapi, Gy. Keglevich, Á. Szöllősy, L. Drahos, P. Bakó:: Synthesis of L-arabinose-based crown ethers and their application as enantioselective phase transfer catalysts, Arkivoc (viii), 36-48,, 2012
Zs. Rapi, P. Bakó, Gy. Keglevich, Á. Szöllősy, L. Drahos, A. Botyánszki, T. Holczbauer:: Asymmetric phase transfer Darzens reactions catalyzed by D-glucose- and D-mannose-based chiral crown ethers, Tetrahedron: Asymmetry, 23, 489-496, 2012
Zs. Rapi, P. Bakó, Gy. Keglevich, Á. Szöllősy, L. Drahos, L. Hegedűs:: Synthesis of ribo-hexopyranoside- and altrose-based azacrown ethers and their application in an asymmetric Michael addition, Carbohydrate Research, 365, 61-68, 2013
A. Kormos, I. Móczár, A. Sveiczer, P. Baranyai, L. Párkányi, K. Tóth, P. Huszthy:: Synthesis and anion recognition studies of novel 5,5-dioxidophenothiazine-1,9-diamides, Tetrahedron, 68, 7063-7069, 2012
Y. Li, P. Huszthy, I. Móczár, B. Szemenyei, S. Kunsági-Máté:: Solvent effect on the complex formation of a crown ether derivative with sodium and potassium ions. Thermodynamic background of selectivity, Chemical Physics Letter, 556, 94-97, 2013
A. Kormos, I. Móczár, D. Pál, P. Baranyai, J. Kupai, K. Tóth, P. Huszthy:: Synthesis and enantiomeric recognition studies of a novel 5,5-dioxophenothiazine-1,9-bis(thiourea) containing glucopyranosyl groups, Tetrahedron: Asymmetry, 24, 62-65, 2013
Kormos A, Huszthy P: Fentiazin egységet tartalmazó szenzor- és szelektormolekulák szintézise és molekuláris felismerőképességük vizsgálata, MAGY KÉM FOLY 119: (4) 164-168, 2013
Kormos A, Móczár I, Pál D, Baranyai P, Holzbauer T, Palló A, Tóth K, Huszthy P: Unique fluoride anion complexation in basic media by 5,5-dioxophenothiazine bis(phenylurea) and bis(phenylthiourea), TETRAHEDRON 69: 8142-8146, 2013
Kormos A, Móczár I, Pál D, Baranyai P, Kupai J, Tóth K, Huszthy P: Synthesis and enantiomeric recognition studies of a novel 5,5-dioxophenothiazine-1,9 bis(thiourea) containing glucopyranosyl groups, TETRAHEDRON ASYMMETR 24: (1) 62-65, 2013
Kormos A, Sveiczer A, Fődi T, Rohonczi Á, Huszthy P: Synthesis of novel 18-crown-6 type ligands containing a phenothiazine 5,5-dioxide unit, ARKIVOC y2013: (iv) 227-239, 2013
Kupai J, Huszthy P: Piridin egységet tartalmazó királis 18-korona-6-éterek szintézise és alkalmazásuk, MAGY KÉM FOLY 119: (-) 169-174, 2013
Li Y, Huszthy P, Móczár I, Szemenyei B, Kunsági-Máté S: Solvent effect on the complex formation of a crown ether derivative with sodium and potassium ions. Thermodymanic background of selectivity., CHEM PHYS LETT 556: 94-97, 2013
Kormos A, Móczár I, Sveiczer A, Baranyai P, Párkányi L, Tóth K, Huszthy P: Synthesis and anion recognition studies of novel 5,5-dioxidophenothiazine-1,9-diamides, TETRAHEDRON 68: (35) 7063-7069, 2012
Kupai J, Huszthy P, Katz M, Tóth T: Synthesis of new enantiopure dimethyl-substituted pyridino-18-crown-6 ethers containing a hydroxymethyl, a formyl, or a carboxyl group at position 4 of the pyridine ring for enantiomeric recognition studies, ARKIVOC v: 134-145, 2012
Kupai J, Lévai S, Antal K, Balogh GT, Tóth T, Huszthy P: Preparation of a pyridino-crown ether–based new chiral stationary phases and preliminary studies on their enantiomer separating ability for chiral protonated primary aralkylamines, TETRAHEDRON ASYMMETR 23: (6-7) 415-427, 2012
Li Y, Huszthy P, Kunsági-Máté S: Effect of molecular vibrations on the selectivity character of pyridino-18-crown-6 derivatives towards potassium ion, CHEM PHYS LETT 533: 45-49, 2012
Székely Gy, Csordás B, Farkas V, Kupai J, Pogány P, Sánta Zs, Szakács Z, Tóth T, Hollósi M, Nyitrai J, Huszthy P: Synthesis and Preliminary Structural and Binding Characterization of New Enantiopure Crown Ethers Containing an Alkyl Diarylphosphinate or a Proton-Ionizable Diarylphosphinic Acid Unit, EUR J ORG CHEM 2012: (18) 3396-3407, 2012
Kertész J, Bognár B, Kormos A, Móczár I, Baranyai P, Kubinyi M, Kálai T, Hideg K, Huszthy P: Synthesis and metal ion complexation of spin labeled 18-crown-6 ethers containing an acridone or an acridine fluorophore unit, TETRAHEDRON 67: (46) 8860-8864, 2011
Kertész J, Móczár I, Kormos A, Baranyai P, Kubinyi M, Tóth K, Huszthy P: Synthesis and enantiomeric recognition studies of dialkyl-substituted 18-crown-6 ethers containing an acridine fluorophore unit, TETRAHEDRON ASYMMETR 22: 684-689, 2011
Kupai J, Huszthy P, Székely K, Tóth T, Párkányi L: Synthesis of new enantiopure dimethyl- and diisobutyl -substituted pyridino-18-crown-6 ethers containing a halogen atom or a methoxy group at position 4 of the pyridine ring for enantiomeric recognition studies, ARKIVOC IX.: 77-93, 2011




 

Events of the project

  
2013-08-15 12:19:21
Résztvevők változása
2012-07-30 10:02:04
Résztvevők változása



Back »