Synthesis, electrochemical and spectroscopic studies of multidodecylated liquid crystalline phthalocyanine-ferrocenylethoxide conjugates for biochemical applications
Loading...
Date
2003-02
Authors
Davis, Wade Luke
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of the Free State
Abstract
English: This thesis is concerned with the synthesis and characterisation of some ferrocenyl and phthalocyanine derivatives. Symmetrically dodecylated phthalocyanines were obtained by the cyclisation of 3,6-bis(dodecyl)phthalonitrile. Unsymmetrically dodecyl-phthalocyanineferrocenylethoxide
conjugates were obtained by the statistical condensation of 3,6-bis(dodecyl)-
phthalonitrile and 4-(2'-ferrocenylethoxy)phthalonitrile. The anchoring of the ferrocenyl
fragment, which itself is an antineoplastic entity, onto a phthalocyanine was accomplished
utilising an ether bond.
The electrochemical behaviour of the ferrocenyl and selected phthalocyanine derivatives is
reported. Most of the ferrocenyl compounds undergo a one-electron reversible process. Four
ring-based electron transfer processes for the metal-free phthalocyanines were observed,
whereas the ferrocenyl-phthalocyanine conjugate showed an additional, fifth, redox couple
associated with the ferrocenyl moiety.
UV/VIS spectroscopy of the non-peripherally dodecyl substituted phthalocyanines showed a red
shift in absorption Qmax-band, which holds some advantages for irradiation with low-energy
diode lasers during photodynamic cancer therapy. The new phthalocyanines also obeyed the
Beer-Lambert law for the concentration range 78-163 )µM (Q-band data) in THF, thus showing
no aggregation.
The new symmetrical octadodecylated phthalocyanines as well as the hexadodecylphthalocyanine-
ferrocenylethoxide conjugates exhibited liquid crystalline mesophase behaviour,
which was studied using polarised light optical microscopy and differential scanning
calorimetry. The zinc-containing ferrocenyl-phthalocyanine conjugate displayed mesophase
behaviour over a larger temperature range (30.9-269.9°C) than the metal-free conjugate
(30.4-185.3°C). Variable temperature UVNIS spectra of thin films (ca. 1000 A thick) of the
phthalocyanine derivatives cast on glass is also reported for each mesophase.
Afrikaans: Hierdie tesis behels die sintese en karakterisering van sekere ferroseen-en ftalosianienderivate. Simmetries dodesielgesubstitueerde ftalosianine is verkry deur die siklisering van 3,6-didodesielftaloni triel. Onsimmetriese dodesiel- ftalosianien- ferrosenieletoksiedkonj ugate is verkry deur die statistiese kondensasie van 3,6-didodesielftalonitriel en 4-(2'- ferrosenieletoksie) ftalonitriel. Die koppeling van 'n ferrosenielfragment, wat self 'n neoplastiese fragment is, aan 'n ftalosianien is bereik deur van 'n eterbinding gebruik te maak. Die elektrochemiese gedrag van die ferroseniel-en geselekteerde ftalosianienderivate is ook gerapporteer. Meeste van die ferroseenbevattende verbindings ondergaan 'n een-elektron omkeerbare proses. Vier ringgebaseerde elektronoordragprosesse vir die metaalvrye ftalosianien is waargeneem, terwyl die ferroseniel-ftalosianienkonjugate 'n addisionele, vyfde redokskoppel vertoon wat geassosieer word met die ferrosenielfragment. UVNIS spektroskopie van die nie-periferiese dodesielgesubstitueerde ftalosianiene het 'n verskuiwing na rooi in die absorpsie van die Qmaks-bandgetoon. Dit hou sekere voordele in vir die bestraling met lae-energie diode lasers tydens fotodinamiese kankerterapie. Die nuwe ftalosianiene gehoorsaam ook die Beer-Lambert wet vir die konsentrasiegebied 78-163 µM (Q-band data) in THF en vertoon dus geen aggregasie nie. Die nuwe dodesielgesubstitueerde ftalosianiene asook die heksadodesiel-ftalosianienferrosenieletoksiedkonjugate vertoon vloeikristal-mesofase gedrag wat deur middel van gepolariseerde lig optiese mikroskopie en differensiële skanderingskalorimetrie bestudeer is. Die sinkbevattende ferroseniel-ftalosianienkonjugaat vertoon mesofase gedrag oor 'n wyer temperatuurgebied (30.9-269.9°C) as die metaalvrye konjugaat (30.4-185.3°C). Veranderlike temperatuur UV/VIS spektrums van die ftalosianienderivate as dun films (ca. 1000 A dik) op glas is ook gerapporteer vir elke mesofase.
Afrikaans: Hierdie tesis behels die sintese en karakterisering van sekere ferroseen-en ftalosianienderivate. Simmetries dodesielgesubstitueerde ftalosianine is verkry deur die siklisering van 3,6-didodesielftaloni triel. Onsimmetriese dodesiel- ftalosianien- ferrosenieletoksiedkonj ugate is verkry deur die statistiese kondensasie van 3,6-didodesielftalonitriel en 4-(2'- ferrosenieletoksie) ftalonitriel. Die koppeling van 'n ferrosenielfragment, wat self 'n neoplastiese fragment is, aan 'n ftalosianien is bereik deur van 'n eterbinding gebruik te maak. Die elektrochemiese gedrag van die ferroseniel-en geselekteerde ftalosianienderivate is ook gerapporteer. Meeste van die ferroseenbevattende verbindings ondergaan 'n een-elektron omkeerbare proses. Vier ringgebaseerde elektronoordragprosesse vir die metaalvrye ftalosianien is waargeneem, terwyl die ferroseniel-ftalosianienkonjugate 'n addisionele, vyfde redokskoppel vertoon wat geassosieer word met die ferrosenielfragment. UVNIS spektroskopie van die nie-periferiese dodesielgesubstitueerde ftalosianiene het 'n verskuiwing na rooi in die absorpsie van die Qmaks-bandgetoon. Dit hou sekere voordele in vir die bestraling met lae-energie diode lasers tydens fotodinamiese kankerterapie. Die nuwe ftalosianiene gehoorsaam ook die Beer-Lambert wet vir die konsentrasiegebied 78-163 µM (Q-band data) in THF en vertoon dus geen aggregasie nie. Die nuwe dodesielgesubstitueerde ftalosianiene asook die heksadodesiel-ftalosianienferrosenieletoksiedkonjugate vertoon vloeikristal-mesofase gedrag wat deur middel van gepolariseerde lig optiese mikroskopie en differensiële skanderingskalorimetrie bestudeer is. Die sinkbevattende ferroseniel-ftalosianienkonjugaat vertoon mesofase gedrag oor 'n wyer temperatuurgebied (30.9-269.9°C) as die metaalvrye konjugaat (30.4-185.3°C). Veranderlike temperatuur UV/VIS spektrums van die ftalosianienderivate as dun films (ca. 1000 A dik) op glas is ook gerapporteer vir elke mesofase.
Description
Keywords
Ferrocene, Phthalocyanine, Dodecyl, Electrochemistry, Photodynamic cancer therapy, Aggregation, Mesophase, Thin films, Phthalocyanines -- Synthesis, Dissertation (M.Sc. (Chemistry))--University of the Free State, 2003