Resumen de Síntesis de derivados de perilenodiimida, su estudio como agentes terapéuticos y su funcionalización en materiales 2d
Las perilenodiimidas (PDI) son moléculas orgánicas cromóforas con propiedades físicas interesantes y gran versatilidad sintética. Debido a esta característica, estas moléculas, se puede modificar estratégicamente en las pociones imida, orto y bahía mediante rutas sintéticas racionales para dotarlas con propiedades totalmente nuevas y poder aplicarlas en diferentes campos de estudio, desde fotovoltaica orgánica, sensores químicos, catálisis, materiales 2D o química médica.
La presente tesis, dividida en cuatro capítulos, abarca el estudio de estas moléculas desarrollado durante el periodo de investigación.
En el capítulo uno, se presenta una pequeña revisión bibliográfica de la química de las PDI, haciendo especial hincapié en la química sintética de estas moléculas, desde sus inicios hasta las reacciones desarrolladas en los últimos años. También se recoge información sobre sus propiedades optoelectrónicas.
En los capítulos dos y tres, se han desarrollados distintas PDI para aplicarlas en el campo de la química médica.
Siendo el cáncer una de las enfermedades actuales más emergentes, uno de los objetivos primordiales en el tratamiento de esta enfermedad es el uso de terapias no invasivas, un ejemplo de estas, la terapia fotodinámica (PDT, del inglés photodynamic therapy), basada en el empleo de moléculas que, tras fotoexcitarse son capaces de generar especies reactivas de oxígeno y oxígeno singlete para causar muerte celular. Dado que las PDI son capaces de generar estas especies reactivas de oxígeno, en el capítulo dos de la tesis, se han sintetizado y caracterizado dos nuevas PDI solubles en agua. Para conseguir la solubilidad en medio acuso, se funcionalizaron las posiciones bahía de las PDI con grupos [2,6-(3’-metilimidazolio-1’-ilmetil)]-4-metilfenoxilo, obteniendo derivamos mono y disustituidos. Tras la metilación de los grupos imidazol, se formarán sales de imidazolio, lo que aportará solubilidad en medio acuoso y los ensayos biológicos se podrán realizar de forma más efectiva. Estas PDI han mostraron actividad antiproliferativa contra células de cáncer de cervix humano al ser fotoexcitadas.
Desde la antigüedad, los metales como el oro, el platino, la plata y el cobre han sido utilizados como agentes terapéuticos debido a que estos son biológicamente activos. Por ejemplo, la plata posee propiedades antibacterianas, siendo las sulfodiazinas de plata potentes fármacos antibacterianos, o el platino, que presenta propiedades anticancerígenas, siendo el cis-platino el fármaco anticancerígeno más usado en la historia de la medicina. Teniendo en cuenta las propiedades biológicas que presentan los metales, en el capítulo tres, se han sintetizado y caracterizado dos familias diferentes, mono sustituidas en la posición bahía y tetrasustituidas en la posición orto con el grupo 2,2’-dipiridilamina. Este grupo funcional es capaz de formar complejos metálicos a través de la coordinación de los átomos de nitrógeno de las piridinas con diferentes metales. De esta forma, a través de estos precursores, se sintetizaron complejos metálicos de cobre y plata, obteniéndose también en forma de sal, que ayudará su solubilidad en medio acuoso para realizar los ensayos biológicos. Estas metalo-PDI han demostrado tener también gran capacidad antiproliferativa frente a células de cáncer de cérvix humano.
El capítulo cuatro de la tesis se muestra otro gran campo de aplicación de las PDI: la funcionalización de los materiales 2D. Debido a la necesidad actual de generar energía mediante fuentes artificiales, una estrategia comúnmente empleada, es diseñar sistemas dador-aceptor de electrones. Las PDI sin funcionalización en el núcleo aromático, son excelentes aceptoras de electrones, y el MoS2, un material 2D emergente, es un sistema dador excepcional, por lo tanto, la funcionalización de este material con una PDI se convierte en un sistema dador-aceptor de electrones idóneo. En el capítulo tres, se ha sintetizado una PDI asimétrica funcionalizada con ácido lipoico , el cual, a través de los átomos de azufre presente en su estructura, permitirá unirse covalentemente a MoS2 para formar un nuevo material híbrido 2D PDI-MoS2. Los estudios fotofísicos de este nuevo material híbrido, han demostrado que es capaz de producir estados de separación de carga y transferencia de energía, pudiendo aplicar este tipo de material híbrido en dispositivos optoelectrónicos para la generación o almacenaje de energía.
