Receptores macrocíclicos orgánicos con resposta a estímulos para aplicacións biomédicas I

Abstract

[Resumo]: A síntese de receptores moleculares con capacidade de complexación ten un gran interese dentro da Química Supramolecular, e as súas aplicacións esténdense a outras áreas. Así, por exemplo, son especialmente prometedoras as aplicacións dos sistemas receptor-substrato no eido da biomedicina onde, grazas á súa biocompatibilidade, e a propiedades como a capacidade de autoensamblaxe ou de resposta a estímulos, serven como base para o desenrolo de sistemas de liberación controlada de fármacos. O ciclofano tetracatiónico blue box é un dos receptores máis estudados ao ter unhas características xeométricas e electrónicas que lle permiten complexar substratos aromáticos π-excedentes. Sen embargo, a súa síntese non é eficiente, o que levou á procura de novos macrociclos con propiedades semellantes e procesos sintéticos máis prácticos e/ou con mellores rendementos. Para isto foi moi importante o paso do control cinético tradicional ao termodinámico. Un exemplo destes novos macrocilos é o análogo acil hidrazona, coñecido como white box, obtido mediante química covalente de iminas e co emprego dunha plantilla. Seguindo esta liña de investigación tamén se conseguiu obter un análogo hidrazona, a red box, prescindindo do uso da plantilla e únicamente a través da formación de enlaces covalentes imínicos, resultando nun proceso sintético eficiente e sinxelo que, a pesar de rexerse polo control cinético, amosa tamén as vantaxes do control termodinámico. Este traballo céntrase na síntese e purificación do macrociclo red box e dun análogo funcionalizado do mesmo, para posteriormente, no Traballo de Fin de Grao de Bioloxía, levar a cabo un estudo de citocompatibilidade ante as prometedoras aplicacións destes ciclofanos no eido da biomedicina. Ademais, tamén se realizou un estudo preliminar da capacidade de este tipo de receptores para formación de complexos de inclusión cos substratos aromáticos de interese farmacolóxico naproxeno e o 8-metoxipsoraleno.

[Resumen]: La síntesis de receptores moleculares con capacidad de complejación tiene un gran interés dentro de la Química Supramolecular, y sus aplicaciones se extienden a otras áreas. Así, por ejemplo, son especialmente prometedoras las aplicaciones de los sistemas receptor-sustrato en el campo de la biomedicina donde, gracias a su biocompatibilidad, y a propiedades como la capacidad de autoensamblaje o de respuesta a estímulos, sirven como base para el desarrollo de sistemas de liberación controlada de fármacos. El ciclofano tetracatiónico blue box es uno de los receptores más estudiados, al tener unas características geométricas y electrónicas que le permiten complejar sustratos aromáticos π- excedentes. Sin embargo, su síntesis no es eficiente, lo que llevó a la búsqueda de nuevos macrociclos con propiedades semejantes y procesos sintéticos más prácticos y/o mejores rendimientos. Un ejemplo de estos nuevos macrociclos es el análogo acil hidrazona, conocido como white box, obtenido mediante química covalente de iminas y con el empleo de una plantilla. Siguiendo esta línea de investigación también se consiguió obtener un análogo hidrazona, la red box, prescindiendo del uso de la plantilla, y únicamente a través de la formación de enlaces covalentes imínicos. Esto resulta en un proceso sintético eficiente y sencillo que, a pesar de regirse por el control cinético, muestra también las ventajas del control termodinámico. Este trabajo se centra en la síntesis y purificación del macrociclo red box y de un análogo funcionalizado del mismo, para posteriormente, en el Trabajo de Fin de Grado de Biología, llevar a cabo un estudio de citocompatibilidad ante las prometedoras aplicaciones de estes ciclofanos en el campo de la biomedicina. Además, también se realizó un estudio preeliminar de la capacidad de este tipo de receptores para la formación de complejos de inclusión con los sustratos aromáticos de interés farmacológico naproxeno y 8-metoxipsoraleno.

[Abstract]: The synthesis of molecular receptors with complexion capacity is of great interest within Supramolecular Chemistry, and its applications extend to other areas. Thus, for example, the applications of host-guest systems in the field of biomedicine are particularly promising where, thanks to their biocompatibility, and to properties such as the ability to self-assemble or stimuli responsivness, serve as a basis for the development of controlled drug release systems. The tetracationic cyclophane blue box is one of the most studied hosts, having geometric and electronic characteristics that allow it to complexe π-electron rich aromatic guests. However, its synthesis is not efficient, which led to the search for new macrocycles with similar properties and more practical synthetic processes and/or better yields. An example of these new macrocycles is the acyl hydrazone analogue, known as white box, obtained by imine covalent chemistry and with the use of a template. Following this line of research, it was also possible to obtain a hydrazone analogue, the red box, without the use of the template, and only through the formation of iminic covalent bonds, resulting in an efficient and simple synthetic process that despite being under kinetic control, it also shows the advantages of thermodynamic control. This project focuses on the synthesis and purification of the red box macrocycle and a functionalized analogue of it, for later, in the Biology Degree Final Project, carry out a cytocompatibility study for the promising applications of these cyclophanes in the field of biomedicine. In addition, a preliminary study was also conducted on the capacity of this type of receptor for the formation of inclusion complexes with aromatic substrates of pharmacological interest naproxen and 8-methoxypsoralen.