On the verge of bioorganic and inorganic chemistry: metallacarboranes in nanomedicine

• Autores: Adnana Alina Zaulet
• Directores de la Tesis: Josefina Pons Picart (dir. tes.), Clara Viñas Teixidor (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Enrique Brillas Coso (presid.), Luis Escriche Martínez (secret.), Mª Concepción Gimeno Floría (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Química inorgánica
    • Química orgánica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • La investigación presentada en esta tesis describe la síntesis y caracterización de derivados aniónicos de metalacarboranos y las aplicaciones posteriores. La primera sección de la tesis se centra en la síntesis y caracterización de derivados metilados del cobaltacarboranos. La reacción de alquilación se ha logrado con éxito mediante acoplamiento cruzado entre el vértice BI y un reactivo de Grignard en presencia de [PdCl2(PPh3)2] como catalizador y CuI como cocatalizador. La determinación y la modulación del potencial redox de metalacarboranos con diferentes sustituientes ha sido estudiado con gran interés en nuestro grupo. Por lo tanto, se ha desarrollado con éxito una ruta sintética eficiente para obtener derivados clorados de metalacarboranos y el posterior estudio de las propiedades electroquímicas de los compuestos que se han sintetizado. El E1/2 (MIII/MII, M=Co, Fe) de los aniones B-halogenado y B-metilado de los metalacarboranos que se determinaron experimentalmente por voltametría cíclica indican que cada halógeno (Cl o I) introducido produce un efecto mayor y contrario al que produce el grupo alquilo. Basándose en su E1/2 potencial, ciertos compuestos seleccionados han sido probados como electrolitos en los dispositivos DSSC. Un logro importante reportado en esta tesis fue el aislamiento de diferentes sales de calcio, plata y hierro del cobaltacarboranos [3]- y sus derivados yodados. La posible aplicación de moléculas aniónicas altamente yodadas como agentes de contraste radiopacos para diagnóstico mediante imágenes de rayos X, requiere la síntesis y caracterización de Ca[I4-3]2 y Ca[I8-3]2. Las sales de plata derivadas del cobaltacarborano se han utilizado como precursoras para preparar las correspondientes sales de Fe(II) y Fe(III) que pueden formar nanopartículas magnéticas. La capacidad de los metalocarboranos individuales para el autoensamblaje y el agregado en soluciones acuosas se ha estudiado en los últimos años. Más recientemente, se ha demostrado que pequeños cambios en la estructura molecular de [3]- provocan modificaciones importantes en su comportamiento en disolución. Cuando se trabaja a altas concentraciones, la sustitución de dos BH por dos BI en la estructura de [3]- conduce a una fase liotrópica lamelar, mientras que las vesículas se forman a concentraciones bajas (1-9mM). Hemos preparado, aislado y caracterizado diferentes sales de cobaltacarborano y algunos derivados para los cuales se ha estudiado su comportamiento en D2O a diferentas concentraciones mediante 1H{11B}-RMN y 11B{1H}-RMN. Otro objetivo importante fue la reacción de apertura de anillo de los derivados de metalacarboranos functionalizados con un anillo de dioxano con biomoléculas, tales como vitaminas, ácidos grasos y azúcares a través de una reacción nucleófila. La reacción de yodación de estas biomoléculas con I2 natural, se realizó con éxito y con buenos rendimientos. Hemos diseñado nuevos derivados bioactivos de metalacarboranos que contienen dos posiciones reactivas diferentes: un átomo yodado para ser radiomarcado y una rama de PEG que se une al vector biológico. Las soluciones inyectables de compuestos química y radioquímicamente puras se han obtenido después de las reacciones de radiomarcaje, ya sea con 125I o 124I a través de la reacción de intercambio isotópico empleando un complejo de paladio como catalizador. Posteriormente se han realizado estudios de biodistribucion in vivo mediante Tomografía por Emisión de Positrones (PET) en ratones sanos y una vez confirmada la bioacumulation se estudió para ratones con cáncer de páncreas y pulmón.