Aplicación de compuestos de metales de transición en reconocimiento molecular

Abstract

[Resumen] En el presente proyecto se han preparado y caracterizado dos receptores macrocíclicos heteroditópicos, así como sus derivados metálicos de NiII y ZnII. Todos los sistemas incorporan un grupo amidofenilborónico capaz de interaccionar con grupos cis-diol presentes en azúcares. El estudio estructural en disolución acuosa realizado mediante técnicas espectroscópicas de RMN y electrónica de absorción, ha permitido realizar un seguimiento de la interacción entre el grupo fenilborónico con la D-fructosa. Se han determinado las constantes de asociación receptor:sustrato con todos los sistemas preparados y analizado el efecto que la presencia de iones de metales de la primera serie de transición (NiII y ZnII) coordinados endocícliamente puede tener sobre la capacidad del receptor a la hora de interaccionar con el monosacárido. Todo el estudio estructural ha estado apoyado en cálculos teóricos DFT que han permitido entender el comportamiento en disolución acuosa de los ligandos y sus complejos derivados, proporcionando información sobre la posible existencia de un efecto cooperativo entre los centros de enlace ácido fenilborónico y grupo amida durante el reconocimiento de la D-fructosa.

[Resumo] No presente proxecto preparáronse e caracterizáronse dous receptores macrocíclicos heteroditópicos, así como os seus derivados de NiII e ZnII. Todos os sistemas incorporan un grupo amidofenilborónico capaz de interactuar con grupos cis-diol presentes en azucres. O estudo estrutural en disolución acuosa realizado mediante técnicas espectroscópicas de RMN e electrónica de absorción, permitiron realizar o seguimento da interacción entre o grupo fenilborónico coa D-fructosa. Determináronse as constantes de asociación receptor:substrato con todos os sistemas preparados e analizado o efecto que a presenza de ións de metais da primeira serie de transición (NiII y ZnII) coordinados endocíclicamente pode ter sobre a capacidade do receptor a hora de interactuar co monosacárido. Todo o estudo estrutural estivo apoiado en cálculos teóricos DFT que permitiron entender o comportamento en disolución acuosa dos ligandos e seus complexos derivados, ao proporcionar información sobre a posible existencia dun efecto cooperativo entre os centros de enlace ácido fenilborónico e grupo amida durante o recoñecemento da D-fructosa.

[Abstract] In this project two heteroditopic macrocyclic receptors and their metal complex with NiII and ZnII have been prepared and characterized. All systems incorporate an amidephenylboronic group able to interact with the cis-diol groups present in sugars. A structural study in aqueous solution was performed by using NMR and electronic absorption spectroscopies, which allowed monitoring the interaction between the phenylboronic group and D-fructose. These studies provided the association constants for the recognition process for all systems. Furthermore, the coordination of NiII and ZnII to the receptors has also been investigated in order to understand how complexation affects to the ability of the receptor to interact with the monosaccharide. The structural study has been supported by theoretical DFT calculations, which provided useful insight on the behavior of the ligands and their complexes in aqueous solution. The results also provide information about a cooperative binding effect involving the phenylboronic acid and the amide group during the recognition of D-fructose.