On the verge of bioorganic and inorganic chemistry (2015)

La investigacion presentada en esta tesis describe la sintesis y caracterizacion de derivados anionicos de metalacarboranos y las aplicaciones posteriores. La primera seccion de la tesis se centra en la sintesis y caracterizacion de derivados metilados del cobaltacarboranos. La reaccion de alquilacion se ha logrado con exito mediante acoplamiento cruzado entre el vertice BI y un reactivo de Grignard en presencia de [PdCl2(PPh3)2] como catalizador y CuI como cocatalizador. La determinacion y la modulacion del potencial redox de metalacarboranos con diferentes sustituientes ha sido estudiado con gran interes en nuestro grupo. Por lo tanto, se ha desarrollado con exito una ruta sintetica eficiente para obtener derivados clorados de metalacarboranos y el posterior estudio de las propiedades electroquimicas de los compuestos que se han sintetizado. El E1/2 (MIII/MII, M=Co, Fe) de los aniones B-halogenado y B-metilado de los metalacarboranos que se determinaron experimentalmente por voltametria ciclica indican que cada halogeno (Cl o I) introducido produce un efecto mayor y contrario al que produce el grupo alquilo. Basandose en su E1/2 potencial, ciertos compuestos seleccionados han sido probados como electrolitos en los dispositivos DSSC. Un logro importante reportado en esta tesis fue el aislamiento de diferentes sales de calcio, plata y hierro del cobaltacarboranos [3]- y sus derivados yodados. La posible aplicacion de moleculas anionicas altamente yodadas como agentes de contraste radiopacos para diagnostico mediante imagenes de rayos X, requiere la sintesis y caracterizacion de Ca[I4-3]2 y Ca[I8-3]2. Las sales de plata derivadas del cobaltacarborano se han utilizado como precursoras para preparar las correspondientes sales de Fe(II) y Fe(III) que pueden formar nanoparticulas magneticas. La capacidad de los metalocarboranos individuales para el autoensamblaje y el agregado en soluciones acuosas se ha estudiado en los ultimos anos. Mas recientemente, se ha demostrado que pequenos cambios en la estructura molecular de [3]- provocan modificaciones importantes en su comportamiento en disolucion. Cuando se trabaja a altas concentraciones, la sustitucion de dos BH por dos BI en la estructura de [3]- conduce a una fase liotropica lamelar, mientras que las vesiculas se forman a concentraciones bajas (1-9mM). Hemos preparado, aislado y caracterizado diferentes sales de cobaltacarborano y algunos derivados para los cuales se ha estudiado su comportamiento en D2O a diferentas concentraciones mediante 1H{11B}-RMN y 11B{1H}-RMN. Otro objetivo importante fue la reaccion de apertura de anillo de los derivados de metalacarboranos functionalizados con un anillo de dioxano con biomoleculas, tales como vitaminas, acidos grasos y azucares a traves de una reaccion nucleofila. La reaccion de yodacion de estas biomoleculas con I2 natural, se realizo con exito y con buenos rendimientos. Hemos disenado nuevos derivados bioactivos de metalacarboranos que contienen dos posiciones reactivas diferentes: un atomo yodado para ser radiomarcado y una rama de PEG que se une al vector biologico. Las soluciones inyectables de compuestos quimica y radioquimicamente puras se han obtenido despues de las reacciones de radiomarcaje, ya sea con 125I o 124I a traves de la reaccion de intercambio isotopico empleando un complejo de paladio como catalizador. Posteriormente se han realizado estudios de biodistribucion in vivo mediante Tomografia por Emision de Positrones (PET) en ratones sanos y una vez confirmada la bioacumulation se estudio para ratones con cancer de pancreas y pulmon.