Wykorzystanie eterów benzokoronowych w projektowaniu modułowych receptorów i sensorów par jonowych

Głównym celem mojej pracy doktorskiej było otrzymanie nowych, dwufunkcyjnych receptorów par jonowych zawierających w swojej strukturze jednostkę eteru benzokoronowego jako domenę wiążącą kationy oraz jednostkę amidu kwasu kwadratowego przeznaczoną do wiązania anionów. Możliwość sekwencyjnego amidowania estrów kwasu kwadratowego została wykorzystana do opracowania modułowej syntezy receptorów. Wykonanie swojego projektu zaczęłam od zaprojektowania i syntezy grupy receptorów zawierających jednostkę pentafluoroaniliny. Ta funkcja miała nadać receptorom właściwości lipofilowe i zapewnić odpowiednią kwasowość domenie wiążącej aniony. Tak opracowany dwufunkcyjny receptor był zdolny do selektywnej ekstrakcji ekstremalnie hydrofilowej soli siarczanowej (siarczanu potasu) z warstwy wodnej do fazy organicznej oraz do kooperatywnego transportu tej soli przez grubowarstwowe membrany ciekłe. Kolejnym celem mojej pracy było opracowanie syntezy sensorów par jonowych poprzez modyfikację receptorów odpowiednimi grupami pełniącymi funkcję reporterów. Pierwszą grupę sensorów stanowiły związki zawierające jednostkę ferrocenu jako elektrochemicznego reportera. Obecność tej jednostki, bezpośrednio połączonej z miejscem wiązania anionów, pozwoliła na detekcję soli z wykorzystaniem woltamperometrii cyklicznej. Kolejna rodzina sensorów zawierała jednostkę fluorescencyjną, pochodną antracenu, która została zlokalizowana w pobliżu domeny wiążącej aniony i zapewniała nie tylko zdolność optycznego wykrywania soli ale również dodatkową stabilizację utworzonych kompleksów. Wybierając sztywne rusztowanie molekularne 1,3,5-tripodstawionego benzenu jako platformę receptora udowodniłam, że zwielokrotnienie domen wiążących w strukturze trójnożnego receptora oraz ich preorganizacja może wpływać tak na efektywność jak i na selektywność wiązania soli. W ramach pracy została również zaprojektowana i zsyntezowana rodzina makrocyklicznych receptorów par jonowych, które były w stanie kooperatywnie wiązać kationy i aniony. Dołączenie jednostki fluorescencyjnej w bliskim sąsiedztwie funkcji amidowej umożliwiło uzyskanie dwufunkcyjnego sensora makrocyklicznego, który był selektywny wobec jonu siarczanowego. W ostatnim etapie pracy skupiłam się na opracowaniu receptora par jonowych zaopatrzonego w grupę funkcyjną, którą można wykorzystać w reakcji polimeryzacji. Umożliwiło to wykorzystanie receptora jako monomeru i syntezy odpowiedniego kopolimeru. W porównaniu do monomeru, tak otrzymany układ, charakteryzował się dobrą rozpuszczalnością w rozpuszczalnikach organicznych, przez co można było wykorzystać go w ekstrakcji soli z warstwy wodnej do organicznej.