Estudo de síntese e reactividade de novos derivados do tipo corrol

Abstract

A presente dissertação contempla estudos de reactividade na periferia e no interior do macrociclo corrólico, nomeadamente do 5,10,15- tris(pentafluorofenil)corrol. Nesses estudos foram estabelecidas novas rotas de síntese para a preparação de novos derivados tetrapirrólicos do tipo corrol, alguns deles com potencial aplicação medicinal. Na primeira parte, foi estudado o comportamento de 5,10,15- tris(pentafluorofenil)corrol como componente 2ʌ em reacções de cicloadição de Diels-Alder com hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, designadamente antraceno, tetraceno, nafto[2,3-a]pireno e pentaceno. Estas reacções foram efectuadas em aquecimento clássico e com radiação de microondas. Desses estudos concluiu-se que todos os hidrocarbonetos aromáticos considerados, à excepção do nafto[2,3-a]pireno, reagem segundo reacções de Diels-Alder, mas apenas com o pentaceno se obtêm aductos provenientes de reacções de cicloadição [4+4]. Os resultados obtidos em algumas destas reacções levaram a um estudo aprofundado sobre a estabilidade do macrociclo considerado. Este estudo foi efectuado sob condições térmicas, sob a acção da luz e na presença de um agente promotor de radicais. Desses estudos concluiu-se que apenas com aquecimento clássico é possível obter o dímero com o anel ciclooctatetraeno ligado pelas posições C-2, C-2’ e C-18, C-18’ e o dímero assimétrico ligado pelas posições C-2 e C-3’. Na presença de luz ou na presença de agente promotor de radicais obtém-se o dímero simétrico ligado pelas posições C-3 e C-3’. O estudo do mecanismo da reacção de dimerização na presença de luz levou ainda à síntese de um corrol mono-iodado. Foi ainda analisado o comportamento de 5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrol e de 5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrolatogálio(III)(piridina) na presença de iletos de azometino. Destes estudos resultou o desenvolvimento de novas rotas de síntese para a obtenção de novos derivados do tipo amina e do tipo éter. Na terceira parte, descrevem-se estudos de complexação do 5,10,15- tris(pentafluorofenil)corrol com diferentes sais metálicos por espectrometria de massa. Foram usados como fontes de ionização o Electrospray e o LSIMS. Os resultados obtidos comprovaram que os metalocorróis obtidos na fonte são idênticos aos metalocorróis sintetizados. Na quarta parte deste trabalho foram sintetizados novos conjugados corrolciclodextrina por meio de reacções de substituição nucleófila. A actividade fotodinâmica destes derivados foi avaliada numa linha celular cancerígena. A estrutura dos compostos sintetizados foi estabelecida recorrendo a diversas técnicas espectroscópicas actuais, principalmente espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN de 1H, 13C e 19F, DEPT, COSY, HSQC, HMBC e NOESY), espectrometria de massa em LSIMS, ESI e MALDI e ainda recorrendo a espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-vis).

This dissertation reports reactivity studies on the peripheral and internal core of the corrole macrocycle, namely of 5,10,15-tris(pentafluorophenyl)corrole. In these studies new synthetic routes for the preparation of new corroles were established. Some of the corroles prepared have potential applications in medicine. In the first part, it was studied the behavior of corrole as 2ʌ component in DielsAlder cycloaddition reactions with polycyclic aromatic hydrocarbons, namely, anthracene, tetracene, naphto[2,3-a]pyrene and pentacene. These reactions were carried out under classical heating and microwave radiation. From these studies it was concluded that with exception of naphto[2,3-a]pyrene, all the other aromatic hydrocarbons react through Diels-Alder reactions. However, only with pentacene the [4+4] cycloadduct was obtained. The previous results led to a more detailed study concerning the stability of 5,10,15- tris(pentafluorophenyl)corrole. These studies were carried out under classical heating, in the presence of light and in the presence of a radical promoter. From these studies, it was observed that the dimer with a cyclo-octatetraene ring linked by positions C-2, C-2’ and C-18, C-18’ and the asymmetric dimer linked by positions C-2 and C-3’ were only obtained with classical heating. On the other hand the symmetric dimer linked by positions C-3 and C-3’ was obtained in the presence of light or in the presence of a radical promoter. The study of the mechanism of the photodimerization led to the synthesis of a mono-halogenated corrole. The behavior of 5,10,15-tris(pentafluorophenyl)corrole and 5,10,15- tris(pentafluorophenyl)corrolategallium(III)(pyridine) in the presence of azomethine ylides was also studied. These reactions provided the development of new synthetic routes for the synthesis of new amino and ether derivatives of corrole. In the third part, complexation reactions between 5,10,15- tris(pentafluorophenyl)corrole and several metallic salts, in the ionization sources (Electrospray and LSIMS) of mass spectrometers were reported. The results obtained proved that the metallocorroles formed in the ionization sources were identical to the previously synthesized ones. In the fourth part of this work new corrole-cyclodextrin conjugates were synthesized through nucleophilic reactions. These new derivatives were tested as photosensitizers in Photodynamic Therapy, on a cancer cellular line. The structural analysis of the synthesized compounds was made by using several spectroscopic techniques mainly NMR (1H, 13C and 19F, DEPT, COSY, HSQC, HMBC and NOESY), mass spectrometry (LSIMS, ESI and MALDI) and UV-Visible spectrophotometry.