Synthesis and photophysical properties of novel PDT active phthalocyanines

Głównym celem badań było otrzymanie i scharakteryzowanie dwóch nowych ftalonitryli, oraz wykorzystanie ich do syntezy ftalocyjanin cynku. Otrzymane prekursory to: •5-tert-butylo-3-jodoftalonitryl •5-tert-butylo-3-(trifluorometylo)ftalonitryl Badane ftalocyjaniny to: •1,8(11),15(18),22(25)-tetra-(trifluorometylo)-3,10(9),17(16),24(23)-tetra-tert-butyloftalocyjanina cynku •1,8(11),15(18),22(25)-tetrajodo-3,10(9),17(16),24(23)-tetra-tert-butyloftalocyjanina cynku Otrzymane prekursory, produkty pośrednie oraz ftalocyjaniny zostały scharakteryzowane przy pomocy technik spektroskopowych: MALDI-MS, ESI-MS, FT-IR, 1H NMR, 13C NMR, 19F NMR, UV-Vis. Otrzymane związki poddano analizie elementarnej.Dla uzyskanych ftalocyjanin wyznaczono molowe współczynniki absorpcji (ε), wydajność kwantową fluorescencji (ΦF) oraz wydajność kwantową tworzenia tlenu singletowego (ΦΔ). Badano również zdolność tych związków do agregacji w roztworach rozpuszczalników organicznych. Badane ftalocyjaniny charakteryzują się znikomą kwantową wydajnością fluorescencji oraz bardzo dużymi wartościami kwantowej wydajności tworzenia tlenu singletowego. Ponadto, otrzymane ftalocyjaniny charakteryzują się bardzo wysokimi wartościami molowych współczynników absorpcji co świadczy o tym, iż związki te są bardzo dobrymi absorberami promieniowania z zakresu widzialnego. Wykonane pomiary widm UV-Vis wykazały, że obie ftalocyjaniny nie agregują w roztworach rozpuszczalników organicznych w badanych zakresach stężeń. Otrzymane wyniki świadczą o tym, iż uzyskane ftalocyjaniny są doskonałymi fotouczulaczami zdolnymi do tworzenia cytotoksycznego tlenu singletowego z bardzo dużą wydajnością. Podjęcie tej tematyki badawczej podyktowane jest rosnącym zainteresowaniem syntezą nowych fotosensybilizatorów o potencjalnym zastosowaniu w terapii fotodynamicznej (PDT).The main objective of this work was synthesis and spectroscopic characterization of two phthalonitriles, viz.:•5-tert-butyl-3-iodophthalonitrile•5-tert-butyl-3-(trifluoromethyl)phthalonitrileand synthesis, spectroscopic and photophysical characterization of two novel phthalocyanines, viz.: •Zinc 1,8(11),15(18),22(25)-tetraiodo-3,10(9),17(16),24(23)-tetra-tert-butylphthalocyanine•Zinc 1,8(11),15(18),22(25)-tetra-(trifluoromethyl)-3,10(9),17(16),24(23)-tetra-tert-butylphthalocyanineAll intermediates, phthalonitriles and phthalocyanines were characterized spectroscopically (MALDI-MS, ESI-MS, FT-IR, 1H NMR, 13C NMR, 19F NMR, UV-Vis). In addition, all obtained compounds were characterized by elemental analysis.For both photosensitizers photophysical parameters such as: molar absorption coefficients (ε), fluorescence quantum yields (ΦF) and singlet oxygen quantum yields (ΦΔ) were determined. Obtained phthalocyanines are characterized by very low fluorescence quantum yields and very high singlet oxygen quatum yields. Moreover, high molar absorption coefficients were measured, indicating strong light absorption properties of these compounds. The UV-Vis spectra recorded at different concentrations indicated that the Beer-Lambert law was obeyed (lack of aggregation). The obtained results prove, that both phthalocyanines are efficient photosensitizers capable of forming cytotoxic singlet oxygen in very good quantum yields