Οι κυκλοδεξτρίνες είναι εξαιρετικά ενδιαφέρουσα οικογένεια κυκλικών υδατανθράκων οι οποίοι ανήκουν στην κατηγορία των μοριακών ξενιστών (hosts), εφ΄ όσον έχουν την ιδιότητα να εγκλωβίζουν σε υδατικά διαλύματα σχετικώς υδρόφοβα μόρια σχηματίζοντας τα λεγόμενα σύμπλοκα εγκλεισμού. Η διαδικασία του εγκλωβισμού και της σταδιακής απελευθέρωσης του ξενιζομένου μορίου προσδίδει στις μεν κυκλοδεξτρίνες την ιδιότητα του φορέα ουσιών στις δε ουσίες ευεργετικές κατά το πλείστον ιδιότητες (αυξημένη υδατο-διαλυτότητα, χημική σταθερότητα, μειωμένη πτητικότητα, κ.λ.π). Τέλος ο υδατανθρακικός χαρακτήρας των κυκλοδεξτρινών είναι υπεύθυνος για την χαμηλή τους τοξικότητα, την καλή βιοδιαθεσιμότητα και την βιοαποικοδόμησή τους. Οι ανωτέρω ιδιότητες έχουν βρει πληθώρα εφαρμογών στον τομέα των φορέων φαρμάκων αλλά και σε άλλους βιομηχανικούς τομείς.
Η ικανότητα σχηματισμού συμπλόκων είναι απόρροια της μοριακής δομής των κυκλοδεξτρινών. Ως ολιγομερή της α-D-γλυκόζης, περιέχουν πολλές ομάδες υδροξυλίου, οι οποίες διατάσσονται σε δύο διακριτές περιοχές, την πρωτοταγή και την δευτεροταγή. Ο σχηματισμός διαγλυκοζιτικών δεσμών υδρογόνου προσδίδει στις φυσικές κυκλοδεξτρίνες άκαμπτο γεωμετρικό σχήμα. Η κοιλότητα που σχηματίζεται είναι, επομένως, καλώς καθορισμένη, έχει δε υδρόφοβο χαρακτήρα, εξ ού και φιλοξενεί υδρόφοβα μόρια ή μέρη μορίων.
Η τροποποίηση των κυκλοδεξτρινών, η οποία γίνεται μέσω των ομάδων υδροξυλίου, χωρίς την αποδόμηση του κυκλικού σκελετού, είναι ευκτέα γα πολλούς λόγους: αύξηση της υδατοδιαλυτότητας και προστασία των εγκλωβισμένων μορίων, βελτίωση του ρυθμού απελευθέρωσης, στόχευση σε όργανα/κύτταρα/υποδοχείς, επέκταση της ενεργού κοιλότητας, μετατροπή σε από υδρόφιλο σε λιπόφιλο χαρακτήρα, πρόσδεση σε επιφάνειες, μοριακή αναγνώριση, εναντιοεκλεκτική αναγνώριση, κ.λ.π.
Στην παρούσα διάλεξη θα παρουσιασθούν παραδείγματα τοποεκλεκτικής τροποποίησης των φυσικών κυκλοδεξτρινών με λιπόφιλους υποκαταστάτες, η οποία προσδίδει ευκινησία στον μακροκυκλικό δακτύλιο και την δυνατότητα να προσαρμόζεται στις στερεοδομικές επιταγές του εγκλωβιζομένου μορίου. Θα παρουσιασθεί η σύνθεση νέων κυκλοδεξτρινών με εισαγωγή υδρόφιλων, δηλαδή ανιοντικών ή κατιοντικών υποκαταστατών στην πρωτοταγή πλευρά, γεγονός που προσδιορίζει, πλέον της κοιλότητας, ένα ακόμα δυνάμει υποδοχέα στον οποίο μπορούν να προσδεθούν θετικώς ή αρνητικώς φορτιζόμενες ομάδες.
Επιπλέον, η δομή των τροποποιημένων κυκλοδεξτρινών και των συμπλόκων που προκύπτουν εξετάζεται λεπτομερώς με φασματοσκοπία NMR στο διάλυμα, και ανιχνεύονται οι διαμοριακές αλληλεπιδράσεις ξενιστού - ξενιζομένου μορίου, οι οποίες, σε περιπτώσεις κρυσταλλικών ουσιών δύνανται να αναλυθούν περαιτέρω μέσω κρυσταλλογραφίας ακτίνων Χ.
Τέλος, γίνεται σύνδεση της δομής με τις παρατηρούμενες ιδιότητες, και με αυτόν τον τρόπο η κυκλικώς επαναλαμβανόμενη διαδικασία, δομή - χημική τροποποίηση - ιδιότητες, οδηγεί σε νέα παράγωγα με ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά και πολλές διαφαινόμενες εφαρμογές.
Ομιλήτρια: Δρ. Κωνσταντίνα Γιαννακοπούλου,
Εργαστήριο Δομικής και Υπερμοριακής Χημείας
Ινστιτούτο Φυσικοχημείας, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. "Δημόκριτος" Αγία Παρασκευή Αττικής 153 10
Ώρα: Δευτέρα 27 Φεβρουαρίου 2006, 13:00