Nuevos receptores heteroditópicos derivados de urea con potencial aplicación en el reconocimiento selectivo de aniones y metabolitos fosfatados

Abstract

[Resumen]En la presente Tesis Doctoral se han desarrollado nuevas plataformas estructurales basadas en complejos de metales del bloque d (CoII, NiII, CuII y ZnII) con potencial aplicación en el reconocimiento selectivo de aniones y metabolitos con actividad biológica. Los sistemas diseñados se pueden clasificar como receptores heteroditópicos que incorporan, por un lado, una zona de reconocimiento catiónico [1,7-dioxa-4,10-diazaciclododecano, 1,4,7,10-tetraazaciclododecano (ciclen) o di(2-picolil)amina (dpa)] capaz de alojar un centro metálico y, por otro, una zona de reconocimiento aniónico, anclada a la anterior, que contiene un grupo urea y/o un grupo fenilborónico. La proximidad de ambas zonas permite promover un efecto cooperativo en el reconocimiento de los diferentes aniones, es decir, la interacción simultánea del anión con el centro metálico y con el grupo urea y/o fenilborónico del receptor, que aumentaría la estabilidad de los aductos formados. La caracterización de los complejos preparados se realizó tanto en estado sólido como en disolución. Los estudios en disolución, apoyados por cálculos teóricos DFT, han permitido determinar la estabilidad termodinámica de los aductos formados y, por tanto, la existencia o no de selectividad en la coordinación a los complejos metálicos de los aniones o metabolitos objeto de estudio. Además, se ha investigado la posible aplicación de ciertos complejos en el reconocimiento y corte de ADN y de algunos de los receptores como agentes de extracción de sales de metales de transición.

[Resumo]Na presente Tese Doutoral desenvolvéronse novas plataformas estructurais baseadas en complexos de metais do bloque d (CoII, NiII, CuII e ZnII) con potencial aplicación no recoñecemento selectivo de anións e metabolitos con actividade biolóxica. Os sistemas deseñados pódense clasificar coma receptores heteroditópicos que incorporan, por unha banda, unha zona de recoñecemento catiónico [1,7-dioxa-4,10-diazaciclododecano, 1,4,7,10-tetraazaciclododecano (ciclen) ou di(2-picolil)amina (dpa)] capaz de aloxar un centro metálico e, por outra, unha zona de recoñecemento aniónico, ancorada á anterior, que contén un grupo urea e/ou un grupo fenilborónico. A proximidade de ámbalas dúas zonas permite promover un efecto cooperativo no recoñecemento dos diferentes anións, é dicir, a interacción simultánea do anión co centro metálico e co grupo urea e/ou fenilborónico do receptor, que aumentaría a estabilidade dos aductos formados. A caracterización dos complexos preparados realizouse en estado sólido e en disolución. Os estudos en disolución, apoiados por cálculos teóricos DFT, permitiron determinar a estabilidade termodinámica dos aductos formados e, polo tanto, a existencia ou non de selectividade na coordinación ós complexos metálicos dos anións ou metabolitos obxecto de estudo. Ademáis, investigouse a posible aplicación de certos complexos no recoñecemento e corte de ADN e dalgúns receptores como axentes de extracción de sales de metais de transición.

[Abstract]In the present Doctoral Thesis new structural platforms based on d-block metal complexes (CoII, NiII, CuII and ZnII) with potential application in selective recognition of anions and metabolites with biological activity, have been developed. The designed metal-based systems can be regarded as heteroditopic receptors containing, on one hand, a cation recognition site [1,7-dioxa-4,10-diazacyclododecane, 1,4,7,10-tetraazacyclododecane (cyclen) or di(2-picolyl)amine (dpa)], capable to bind a metal centre and, on the other hand, an anion binding site, attached to the former, that includes a urea and/or a phenylboronic acid moiety. The proximity of both sites may promote a cooperative effect in the recognition of the different anions, i. e., a simultaneous interaction of the anion with the metal centre and the urea and/or the phenylboronic group of the receptor, which would increase the stability of the resulting adducts. The characterisation of the complexes has been carried out both in the solid state and in solution. The solution studies, supported by means of DFT calculations, allowed us to determine the thermodynamic stability of the adducts and, therefore, the existence of selectivity, or not, in the coordination of the studied anions and metabolites to the metal complexes. Furthermore, we have investigated the application of certain complexes in the recognition and cleavage of DNA and of some of the receptors transition metal salt extracting agents.