Carboranylphosphinic acids: a new class of purely Inorganic ligands to generate polynuclear compounds and multifunctional nanohybrid materials for biomedical applications
La investigación presentada en esta tesis incluye la síntesis y caracterización de ácidos carboranilfosfínicos y carboranilfosfónicos para utilizarlos como bloques versátiles puramente inorgánicos. En el Capítulo 2 se ha demostrado que, de manera similar a los fosfinatos orgánicos, se pueden prepara...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/406001 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/406001 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Carborà Carborano Carborane Fosfinato Phosphitane Nanopartícules Nanopartículas Nanoparticles Ciències Experimentals 546 |
| Sumario: | La investigación presentada en esta tesis incluye la síntesis y caracterización de ácidos carboranilfosfínicos y carboranilfosfónicos para utilizarlos como bloques versátiles puramente inorgánicos. En el Capítulo 2 se ha demostrado que, de manera similar a los fosfinatos orgánicos, se pueden preparar carboranilfosfinatos puramente inorgánicos en rendimientos de muy buenos a excelentes, mientras que la preparación de carboranilfosfonatos no sigue la misma tendencia. Los carboranilfosfonatos no se pueden preparar tan fácilmente, al menos con los métodos descritos en la presente tesis doctoral (Capítulo 3). Los ácidos carboranilfosfínicos se han preparado tanto con el orto- como con el meta-carborano. El hidrógeno en la unidad H-P del carboranilfosfinato ha sido fácilmente intercambiado por D en el disolvente de RMN deuterado, aunque se han observado diferencias en las velocidades de dicho intercambio dependiendo del sustituyente adyacente al Cc de carborano y de la sal utilizada. La influencia del carborano se ha observado en el pK del fosfinato, que es más negativo para el m-carboranilo y más positivo para el o-carboranilo, comparados con el fenilo. Teniendo suficiente información sobre los diferentes ácidos fosfínicos del orto- y meta-carborano, para su uso posterior ponemos nuestra atención en los derivados del meta-carborano, debido a su estabilidad mejorada comparada con los derivados orto-isómeros. En el capítulo 4 hemos estudiado la química de coordinación de ligandos de m-carboranilfosfinato con el primer y el segundo período de metales de transición en medios de alcohol e iniciamos estudios en el medio acuoso, con el objetivo de generar polímeros de coordinación puramente inorgánicos (CPs). Las estructuras de rayos X muestran CPs 1D de fosfinato de MnII y CdII y la formación de sales de CoII y NiII. También, se ha sintetizado un nuevo polímero 1D con ZnII y un compuesto de CuII dinuclear unidos por puentes carboranilfosfinato. La estructura polimérica 1D del polímero de coordinación MnII se mantiene en presencia del ligando quelante 2,2'-bpy, generando un nuevo compuesto polimérico 1D de MnII. Por otro lado la reactividad de CPs de MnII con agua condujo a la rotura de los polímeros en fragmentos de baja nuclearidad. Contrariamente, la estructura polimérica CP de CdII permanece en presencia de H2O. Se realizaron medidas magnéticas de compuestos polinucleares de manganeso mostrando en todos los casos interacciones antiferromagnéticas débiles entre los átomos de manganeso. Además, en el Capítulo 4 se describen algunos estudios de la reactividad de 1-R-7-OPH(OH)-1,7-closo-C2B10H10 y Na[1-OPH(O)-1,7-closo-C2B10H11] (R = CH3, H) con MnII y CoII en medio acuoso, lo que revela que el sustituyente -CH3 o -H, en uno de los Cc del ligando de carboranilfosfinato y el sustrato metálico (MnCO3 o MnCl2) define la estructura final del complejo. Por lo tanto, se encontró que el sustituyente -CH3 en el Cc era favorable a la formación de complejos polinucleares, mientras que el sustituyente -H en el Cc es favorable para los complejos o sales mononucleares. La última parte de la tesis (Capítulo 5) se refiere a la capacidad del nuevo ligando de carboranilfosfinato para unirse a la superficie de nanopartículas magnéticas (MNPs) a través de la coordinación a los átomos de hierro como un ligando puente fosfinato bidentado (1-MNPs), y permite comprender cómo el ambiente influye en la fuerza de este vínculo. De particular relevancia en lo que se refiere a la estabilidad de 1-MNPs antes y después de la esterilización en condiciones de autoclave. Los estudios biológicos confirmaron la captación de 1-MNPs por las células cultivadas (hCMEC / D3 y A172) y la presencia del m-carboranilfosfinato en muestras de células secas. La cuantificación de la captación de 1-MNPs por células mostró que las células A172 de glioblastoma presentaban contenidos de hierro celular más grandes que las células endoteliales cerebrales (hCMEC / D3). En cuanto a la seguridad de los fármacos, hemos demostrado que la administración sistematica de los nanohíbridos de 1-MNPs no muestra signos de toxicidad en ratones, apoyando su posible traducción al entorno biomédico. |
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