Síntese e avaliação biológica de porfirina β-funcionalizadas

Abstract

Novos métodos alternativos para a destruição de microrganismos patogénicos, devido ao aparecimento recorrente de bactérias multirresistentes a antibióticos, são objeto de uma procura constante. A presente dissertação teve como principal objetivo a síntese de fotossensibilizadores porfirínicos catiónicos para posterior aplicação na fotoinativação de microrganismos (PDI), uma metodologia que tem sido proposta como potencial alternativa a terapias convencionais (ex: antibióticos). Resumidamente, esta metodologia consiste na combinação de luz visível, de oxigénio molecular e de um fotossensibilizador para induzir o dano celular. O presente documento é composto por 3 partes distintas. Na primeira parte são abordadas as principais caraterísticas de macrociclos porfirínicos tais como as propriedades físico-químicas, metodologias de síntese, reatividade e principais aplicações. Na segunda parte é apresentado um breve resumo sobre a funcionalização de 2-formil-5,10,15,20-tetra-arilporfirinas, nomeadamente a funcionalização da 2- formil-5,10,15,20-tetrafenilporfirina via condensação aldólica. Este estudo envolveu a preparação de três derivados do tipo porfirina-piridina, que posteriormente sofreram cationização, tendo-se obtido os respetivos derivados dicatiónicos. Todos os compostos sintetizados e descritos nesta dissertação, foram caraterizados por ressonância magnética nuclear (RMN de 1H, RMN de 13C, COSY, e quando possível, HSQC e HMBC), espetrometria de massa e espetroscopia de UV-Vis. Na terceira parte deste trabalho são descritos os resultados obtidos nos estudos da atividade biológica dos novos derivados porfirínicos β- funcionalizados. Previamente foram feitos estudos de geração de oxigénio singleto, sendo possível concluir que os derivados do tipo porfirina-piridina dicatiónicos sintetizados são bons geradores de 1O2. Nos estudos de fotoinativação da bactéria Gram-negativa E. Coli bioluminescente, os derivados dicatiónicos sintetizados demonstraram ser capazes de inativar esta bactéria.

New alternatives for the destruction of pathogenic microorganisms are object of search due to the recurrent appearance of multiresistant bacteria to antibiotics, The aim of this dissertation was the synthesis of cationic porphyrins to be used as photosensitizers in photoinactivation of microorganism (PDI), a methodology that has been proposed as potential alternative to conventional therapies (eg: antibiotics). Briefly, this methodology combines visible light, molecular oxygen and a photosensitizer that induce cell damage. This document is divided into three parts. In the first part, it is presented a brief introduction considering the porphyrins characteristics, such as, methods of synthesis, reactivity and principal applications. In the second part it is described a brief resume concerning the functionalization of 2-formyl-5,10,15,20-tetra-arylporphyrins, via aldolic condensation. This study involved the synthesis of three pyridine-porphyrin derivatives and subsequently cationization, yielding the respective dicationic derivatives. All the compounds synthesized during this work were characterized by nuclear magnetic resonance (1H NMR, 13C NMR, COSY, and when it was possible, HSQC and HMBC), mass spectrometry MALDI and UV-Vis spectroscopy. In the third part is described the results obtained concerning the biological activity of the new porphyrins β-functionalized. The studies of 1O2 generation showed that the prepared compounds are able to produce this cytotoxic species. In the studies of photoinactivation of Gram-negative bacteria, the dicationic derivatives have proved to be efficient PS for PDI, inactivating cells of bioluminescent E. Coli.