Date of Award

4-2019

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Chemistry

First Advisor

Dr. Mohammad Ahmad Khasawneh

Second Advisor

Haythem Ali Mohammad Saadah

Abstract

Extensive literature survey reveals that 8-Hydroxyquinoline (8-HQ), urea, thiourea and piperazine exhibit wide biological activity profile such as anticancer, anti-Alzheimer, anti-viral, antibacterial and antifungal activity. Novel urea and thiourea-quinoline derivatives connected by piperazine moiety have been synthesized and purified using appropriate techniques (extraction, crystallization and column chromatography) followed by characterization using IR spectroscopy and NMR spectroscopy (both ³H and ¹³C).

Biological activity, metal chelation properties and the photo-physical properties were studied for these novel compounds. Anti-bacterial study shows moderate activity for most of the compounds against P.aereginosa, S.aureus and Enterococcus at concentration 250 μM. Antifungal study showed high potency activity for only compound, N-(4-chlorophenyl)-4-((8-hydroxyquinolin-5- yl)methyl)piperazine-1-carboxamide 62c against Botrytis cinerea which considered a high-risk of development of fungicide resistance.

Metal chelation studies showed strong interaction between these compounds and Cu²⁺ and Zn²⁺ metal ions. The trend of chelation strength for all compounds follows the trend (Cu²⁺ > Zn²⁺ > Fe³⁺), where the Cu²⁺ forms the most stable complex with all compounds. The stability of Fe³⁺complexes was the weakest among all of them. In the photophysical study, the compounds showed a photo-induced electron transfer (PET) occurring from the 8-HQ ring (donor) to urea and thiourea groups (acceptor) with the piperazine moiety serving as a spacer between them. It was assumed that the efficiency varied according to the molecular stacking, where the smaller size ring substituent resulted in higher PET efficiency. For the same reason, the efficiency of urea compounds was higher than those of thiourea.

The metal chelation and photophysical studies of these compounds are excellent indicators of the potential of these compounds in other biological activity which are to be done in the near future including anticancer, anti-Alzheimer, and anti- Parkinson diseases.

Comments

أظهرت العديد من الدراسات وعلى نطاق واسع أن مشتقات الهيدروكسيكوينولين واليوريا والثايوريا والبيبرازين لديها العديد من التطبيقات البيولوجية مثل مضادات للسرطانات وللزهايمر وللفيروسات وللبكتيريا وللفطريات. تم توليف ومشتقات اليوريا والثيوريا والكينولين في مركبات جديدة وتم ربطها بالبيبرازين، ثم تم تنقيتها باستخدام التقنيات المناسبة ولتأكد من بنية المركبات ام استخدام جهاز الرنين المغناطيسي النووي (كلا البروتون والكاربون) وجهاز التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء. تمت دراسة التطبيقات البيولوجية وخصائص ارتباط المعادن والخصائص الفيزيائية الضوئية لهذه المركبات الجديدة.

وأظهرت النتائج أن بعض من المركبات المصنعة لها فعالية كمضاد لثلاث أنواع من البكتيريا على تراكيز عالية، ومركب واحد من ضمن المركبات أظهر فعالية عالية على نوع واحد من الفطريات على تركيز منخفض. وأظهرت نتائج ارتباط المعادن وجود ارتباط قوي بين هذه المركبات والمعادن المختارة وأظهرت الدراسة أن المركبات ترتبط ارتباط وثيق مع النحاس والخارصين أما ارتباطها بالحديد فهو ارتباط ضعيف جدا. وأضهرت نتائج الدراسة الفيزيائية الضوئية أن المركبات تنقل الإلكترون المستحث من الهيدروكسيكوينولين إلى مجموعتين اليوريا والثيوريا، أما البيبرازين كان بمثابة فاصل بينهما. واعتمدت كفاءة انتقال الالكترونات على تكديس المركبات وحجمها، حيث أن المركب الأصغر حجما كان الأكثر كفاءة. مركبات اليوريا بشكل عام كانت أكثر كفاءة في نقل الالكترونات من مركبات الثايوريا. تعتبر نتائج ارتباط المعادن والخصائص الضوئية مؤشرا ممتازا على إمكانات هذه المركبات في تطبيقات بيولوجي

Download

Included in

Chemistry Commons

COinS