Reacções de ciclo-adição na síntese de novos dipirrometanos e hidroporfirinas

Palavras-chave: Hidroporfirinas,Dipirrometanos,Terapia Fotodinâmica,Reacções de ciclo-adição,Nitroso-alquenos,Azo-alquenos,Aniões metil diazafulvénio,Fotossensibilizadores,Melanoma,Clorinas,Bacterioclorinas

O estudo, que originou esta tese de Doutoramento, teve como objectivos principais o desenvolvimento de novas metodologias sintéticas para a obtenção de dipirrometanos funcionalizados com hidrazonas e oximas e, além disso, a síntese de novas clorinas e bacterioclorinas (hidroporfirinas) com características ideais para a sua aplicação como fotossensibilizadores em Terapia Fotodinâmica (PDT). Esses objectivos foram alcançados através de dois tipos de reacções de ciclo-adição, reacções de hetero-Diels-Alder e de ciclo-adição [8π+2π].	 	Foi descrita uma nova funcionalização-1,9 de dipirrometanos, baseada em reacções de hetero-Diels-Alder de azo- e nitroso-alquenos. Os dipirrometanos participam em reacções de ciclo-adição com azo- e nitroso-alquenos, gerados in situ a partir de α-halo-hidrazonas e α-halo-oximas, respectivamente, originando derivados com cadeias contendo hidrazonas e oximas. Em ambos os casos, os ciclo-aductos formados inicialmente sofrem abertura de anel, possibilitando a aromatização das unidades pirrólicas. Controlando a estequiometria da reacção, é possível obter derivados mono- ou bis-funcionalizados, alargando o leque de futuras aplicações. É importante realçar que estas reacções são consideravelmente mais rápidas em meios aquosos, passando de 2-3 dias de reacção, em meios orgânicos, para 2-3 horas. A redução do grupo oxima do 5,5-dietil-1-(2’-etoxicarbonil-2’-hidroxi-iminoetil)dipirrometano, a amina, permitiu obter uma nova classe de dipirrometanos funcionalizados com α-aminoésteres. 	Foi desenvolvida uma nova estratégia de síntese “on-water” de dipirrometanos 5-substítuidos. Duas reacções de Diels-Ader consecutivas (“one-pot”) de azo- e nitroso-alquenos, gerados a partir α,α-di-halo-hidrazonas e α,α-di-halo-oximas, respectivamente, com pirrol, permitiram a síntese eficiente de dipirrometanos meso-substituídos com hidrazonas e oximas. Estes resultados demonstraram a vantagem do uso de meios aquosos, levando a tempos reaccionais reduzidos. Através desta metodologia sintética, conseguiu-se introduzir grupos funcionais não muito usuais neste tipo de compostos dipirrólicos.	 	Foi descrita a síntese de uma nova classe de clorinas e bacterioclorinas que apresentam uma estabilidade considerável para macrociclos tetrapirrólicos do tipo hidroporfirinas. Apresentámos, pela primeira vez, uma reacção de ciclo-adição [8π+2π] envolvendo porfirinas que, ao reagirem com aniões metil diazafulvénio, gerados a partir da extrusão térmica de dióxido de enxofre de 2,2-dioxo-1H,3H-pirazolo[1,5-c]tiazóis, originaram clorinas fundidas com o sistema 4,5,6,7-tetra-hidropirazolo[1,5-a]piridina. Os melhores resultados foram encontrados sob irradiação de micro-ondas em apenas 20 minutos de reacção. As meso-tetraarilclorinas participam igualmente na ciclo-adição [8π+2π] com os aniões metil diazafulvénio formando novas bacterioclorinas fundidas com o sistema 4,5,6,7-tetra-hidropirazolo[1,5-a]piridina duma forma site-, regio- e estereosselectiva.  	Dados de absorção no UV-Vis e de fluorescência mostraram que as clorinas e bacterioclorinas apresentam intensas bandas de absorção em 650 nm e 730 nm, respectivamente, na desejada “janela” terapêutica para PDT (600-800 nm). Essas características fotofísicas, requeridas para PDT, aliada a uma boa estabilidade, levou-nos a avaliar a actividade biológica, como fotossensibilizadores, de algumas dessas clorinas em linhas celulares do melanoma.  	A redução dos grupos ésteres, presentes no anel fundido, a hidroximetilos permitiu aumentar a hidrofilicidade das clorinas, que foi determinante nos estudos de PDT que realizámos. O derivado di-hidroximetilo da meso-tetrafenilclorina, com um IC50 = 31 nM numa determinada linha celular do melanoma, colocou-o entre os mais eficientes em células tumorais do melanoma. O interesse deste tipo de fotossensibilizadores é reforçado pela elevada citotoxicidade observada em células do melanoma do tipo melanótico que, normalmente, apresentam alguma resistência ao tratamento de PDT, por interferência da melanina. 	Algumas das clorinas foram derivatizadas.	Foi encontrada uma via para a transformação dos grupos ésteres, presentes no anel fundido, a grupos azidas. A presença de grupos azidas nestas hidroporfirinas abriu a porta à sua exploração em reacções químicas de “click”. Aliás, estudos preliminares evidenciam que estas clorinas com azidas formam bioconjugados, por reacções de “click”, com determinadas biomoléculas, possibilitando, no futuro, uma maior selectividade destes fotossensibilizadores para os tumores.  	Globalmente, apresentámos os primeiros exemplos de reactividade de azo- e nitroso-alquenos com compostos dipirrólicos e a descrição, pela primeira vez, duma ciclo-adição [8π+2π] de aniões metil diazafulvénio com macrociclos tetrapirrólicos. Estes estudos originaram um vasto leque de compostos com elevadas potencialidades para aplicações biológicas.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais