Synthesis of coumarin-appended cyclophanes and evaluation of their complexation with myoglobin

Abstract

Coumarin-appended cyclophanes bearing positively or negatively charged side chains were synthesized as a water-soluble host (1a or 1b, respectively). Host 1a and 1b showed fluorescence bands with fluorescence maxima at 404 nm originated from coumarin moiety. As a host for guest molecules by using macrocyclic cavity, cationic host 1a binds anionic guests such as 6-p-toluidinonaphthalene-2-sulfonate (TNS), 6-anilinonaphthalene-2-sulfonate (2,6-ANS), and 8-anilinonaphthalene-1-sulfonate (1,8-ANS) more strongly than anionic host 1b, reflecting intermolecular electrostatic interactions. In addition, both host 1a and 1b showed protein surface recognition and fluorescence response toward myoglobin, a small and globular protein. The fluorescence intensity originating from the hosts decreased upon the addition of myoglobin, reflecting the formation of 1a-and 1b-myoglobin complexes. On the other hand, such fluorescence response of 1a and 1b was almost negligible for other proteins such as egg white albumin, bovine serum albumin, human albumin, concanavaline A, fibrinogen, c-globlin, peanut agglutinin, trypsin, and lysozyme.

Fluorescent cyclophanes and their applications

“…Over the years, Hayashida and co-workers 48 have reported the synthesis of numerous anionic fluorescent cyclophanes based on tetraaza[6.1.6.1]paracyclophane cores bearing several side chains with terminal carboxylates. They are prepared (Fig.…”

“…Although the core is hydrophobic, the anionic side chains render the whole structure water-soluble. Furthermore, this cyclophane forms 48 moderately stable host–guest complexes, which modify the emissive properties of the ring, with naphthalene-2-sulfonate derivatives and myoglobin. The same cyclophane with other appended fluorophores, i.e.…”

Estudo computacional dos [2,2]ciclofanos

“…Como na química sintética 3 , em alguns casos até em síntese enantioseletiva [6][7][8] ; na química de polímeros sintéticos 9,10 ; polímeros receptores seletivos de ânions 11 e de moléculas neutras 11,12 ; e na complexação específica de moléculas de interesse biológico. O uso de ciclofanos pode ser utilizado na detecção da atividade enzimática [12][13][14] e como fase estacionária quiral em cromatografia líquida de alta eficiência 15 . Verificou-se que alguns ciclofanos possuem atividade contra a lechimaniose.…”

“…Através da tabela é possível observar que os doadores e receptores dos NBOs de diferentes anéis são os orbitais π → π* e são predominantemente encontrados em interações trans anulares, quando as duplas ligações do anel aromático estão alternadas, como mostrado na figura 3.1. Isso mostra que as interações through-space são fracas, o que sugere e já visto por Caramori, Galembeck e Laaila13,66 e Galembeck e colaboradores66 que a interação through-bond é mais estabilizadora para os ciclofanos, devido as pontes. E, a fim de entender melhor como as pontes influenciam nas interações through space do ciclofano, foi realizado também o cálculo NBO para os dímeros.…”