Syntheses of high boron content polyanionic multicluster macromolecules for their potential use in medicine
- Autores: Ana María Cioran
- Directores de la Tesis: Josefina Pons Picart (dir. tes.), Clara Viñas Teixidor (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2013
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Arben Merkoçi (presid.), Rosa M. Sebastián Pérez (secret.), Hiroyuki Nakamura (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
En aquest treball es presenta la síntesi ràpida i fàcil de complexos de cobalta- i ferrabis(dicarballur) en estat sòlid. També hem estudiat la influència dels substituents en el rendiment de la reacció per a la síntesi de metal·lacarborans, amb resultats interessants. Un altre subjecte d’aquesta recerca va ser l’obertura de l’anell del derivat d’oxoni del ferrabis(dicarballur) amb grups terminals alquil-, halogen- i tiol, amb rendiments superiors al 80%. Les síntesis dels compostos amb grups halogen o tiol són d’interès particular per la seva posterior incorporació a diferent tipus de plataformes, donant lloc a l’obtenció d’una àmplia varietat de materials nous per aplicacions com, per exemple, funcionalització de superfícies. Un dels objectius principals de la tesi doctoral era la síntesi d’espècies polianiòniques solubles en aigua i amb un elevat contingut en bor, utilitzant anions carboranil com a agents nucleofílics. El camí sintètic estava basat en l’ús del clúster orto-carboranil i els seus respectius derivats (1-Me-orto-carboranil, 1-Ph-orto-carboranil), com a nucleòfils en la reacció d’obertura de l’anell de 1,4-dioxà del compost [3,3’-M-8-(OCH2CH2)2-(1,2-C2B9H10)(1’,2’-C2B9H11)] (M = Co, Fe), per aïllar estructures mono- i di-aniòniques que combinen les espècies [3,3’-M(1,2-C2B9H11)2]- i el clúster closo C2B10H12. Els clústers de carborà closo poden reaccionar amb bases de Lewis donant lloc a un procés de decapitació parcial del clúster, que condueix a l’obtenció d’estructures més obertes, anomenades nido. D’aquesta manera, s’han sintetitzat macromolècules di- i tri-aniòniques. Partint d’aquests clústers nido, es varen sintetitzar nous compostos organometàl·lics polianiònics amb estructures de tipus sandwich, mitjançant una reacció de complexació amb CoCl2 o FeCl2 anhidres. Aquestes macromolècules polianiòniques que contenen Co, Fe o els dos en la mateixa molècula, són solubles en aigua, i per tant, podrien esdevenir candidates importants per a possibles aplicacions en Teràpia de Captura de Neutrons (BNCT), principalment en el tractament de cèl·lules tumorals. Un altre objectiu de la tesi era la reacció d’obertura de l’anell del derivat zwitteriònic del cobaltabis(dicarballur) amb biomolècules, tals com aminoàcids o antibiòtics, a través d’un atac nucleofílic sobre l’àtom d’oxigen carregat positivament. En aquest cas particular, la part corresponent a la biomolècula actuaria com un vector de transport en la BNCT, distribuint el compost de bor en el lloc desitjat (tumor). Tant la presència de les biomolècules com l’augment de la seva solubilitat en aigua, converteixen aquestes macromolècules en compostos altament biocompatibles, i per tant, molt adequades per a aplicacions mèdiques. A més, hem intentat l’obertura de l’anell del derivat d’oxoni [10-(OCH2CH2)2-7,8-C2B9H11] amb nucleòfils del tipus halogen, tiol o caboranil. No obstant això, amb l’excepció de la reacció realitzada amb àcid clorhídric concentrat i amb 1-Me-orto-carboranil, aquestes reaccions varen ser infructuoses. Finalment, hem dut a terme l’ancoratge de compostos prèviament sintetitzats que incorporen grups tiol a diferents plataformes, tals com nanopartícules d’or. En primer lloc, s’han realitzat les síntesis de diferents lligands (neutres i aniònics) per a la funcionalització de les nanopartícules i en conseqüència, per a un millor estudi de les propietats de les nanopartícules resultants. Usant el mercaptocarborà com a agent estabilitzant i borhidrur de sodi com a reductor, hem preparat i caracteritzat nanopartícules d’or de 3 nm. Aquestes nanopartícules exhibeixen propietats úniques pel que fa la transferència de fase i la captació cel·lular. No obstant això, les nanopartícules d’or funcionalitzades amb els altres clústers de bor no posseeixen cap de les propietats descrites anteriorment. Així mateix, hem sintetitzat nanopartícules d’or de 10 nm solubles en aigua, amb propietats noves i interessants. També hem descobert una ruta alternativa per a la preparació de nanopartícules d’or monodisperses, sonicant el mercaptocarborà com a sòlid, amb una solució aquosa de citrat d’or. Usant aquest mètode, després de sonicar durant 22 hores, hem aconseguit la “fragmentació” de les nanopartícules d’or des dels 16 nm inicials fins a uns 3 nm. Per una altra banda, cap dels altres compostos amb bor, neutres o aniònics, varen ser capaços de reduir la mida de les nanopartícules inicials per sonicació.
