Síntese e potencialidades de aplicação de novos derivados porfirínicos

Doutoramento em QuimicaA presente dissertação colige os resultados obtidos em estudos de funcionalização de porfirinas, nomeadamente de derivados da 5,10,15,20- tetrafenilporfirina. Nestes estudos foram estabelecidas novas rotas sintéticas para a preparação de moléculas adequadamente funcionalizadas e com possíveis aplicações em química medicinal ou em sistemas supramoleculares. Esta dissertação encontra-se dividida em quatro partes: Após uma breve introdução às porfirinas, descrita na primeira parte, segue-se uma segunda parte centrada em reacções em dominó envolvendo 2-aminomeso- tetra-arilporfirinas, meso-(p-aminofenil)porfirinas e éteres enólicos cíclicos. Os resultados obtidos demonstram que porfirinas reagem como heterodienos com dienófilos ricos em electrões tais como os éteres enólicos cíclicos 3,4-di-hidro-2H-pirano e 2,3-di-hidrofurano na presença de triflato de lantânio. Os produtos formados são pirido[2,3-b] porfirinas e meso-quinolin-6- ilporfirinas com dois grupos hidroxilos terminais. A terceira parte desta dissertação é dedicada a estudos de funcionalização da posição β-pirrólica da 5,10,15,20-tetrafenilporfirina com um éter coroa segundo reacções de metátese, reacções de Heck e reacções de ciclo-adição 1,3- dipolar. Nas reacções de ciclo-adição obtiveram-se apenas produtos resultantes do acoplamento de porfirinas ao aminoácido. Para culminar estes estudos usou-se a 2-formil-5,10,15,20-tetra-arilporfirina e diversos aminoácidos como precursores de iletos de azometino porfirínicos. Segundo esta abordagem, verificou-se que a cadeia lateral do aminoácido influencia o tipo de produto formado, tendo-se obtido novas clorinas, β-imidoporfirinas e porfirinas funcionalizadas na posição β-pirrólica com grupos amino. A estrutura dos compostos sintetizados foi estabelecida recorrendo a Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN de 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC e NOESY), Espectrometria de Massa em MALDI, UV-Vis e, em alguns casos, Difractometria de raios-X. Já na quarta parte desta dissertação, o leitor é introduzido ao conceito de química supramolecular e à utilização de meso-(p-carboxifenil)porfirinas em sistemas auto-organizados. É descrita a formação de agregados J distintos a partir dos isómeros 5,10-bis-(4-carboxifenil)-15,20-difenilporfirina e 5,15-bis-(4- carboxifenil)-10,20-difenilporfirina e comprova-se que o tipo de arquitectura e a extensão deste sistema são impostas pela estrutura do cromóforo. A avaliação da formação destes sistemas foi efectuada recorrendo a técnicas de UV-vis, Fluorescência, CD, RLS e FLIM.In these studies, new synthetic routes for the preparation of new molecules with potencial application in medicine or as supramolecular systems. This document is divided into four parts. In the first part, it is presented a brief introduction considering porphyrin properties. In the second part it is described domino reactions of 2-amino-mesotetraarilporphyrins and meso-(4-aminophenyl)porphyrins with cyclic enol ethers. The results show that this type of porphyrins react as heterodienes with electron rich dienophiles as 2,3-dihydro-furan and 3,4-dihydro-2H-pyran in the presence of lanthanum triflate. The products obtained are novel pyrido[2,3- b]porphyrins and meso-quinolin-6-ylporphyrins with two vicinal hydroxyalkyl groups. In the third part of the work, functionalization studies of 5,10,15,20- tetraphenylporphyrin with a crown ether via metathesis, Heck and 1,3-dipolar cycloaddition reactions are described. The results obtained from 1,3-cycloaddition studies allowed to obtain novel chlorins, β-imido- and β- aminoporphyrins. All the compounds synthesized during this work have been characterised by nuclear magnetic resonance (RMN de 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC, NOESY), mass spectrometry MALDI and UV-Vis spectroscopy. In the last part, the self-aggregation patterns of two substituted carboxyphenyl porphyrins, 5,15- bis(4-carboxyphenyl)-10,20-diphenylporphyrin (DiCPP-opp) and 5,10-bis(4-carboxyphenyl)-15,20-diphenylporphyrin (DiCPP-adj) were investigated. We have found that these porphyrins form spontaneously pH induced aggregates in aqueous solutions. The type of molecular architectures and the extent of aggregation are related to the relative positions of the 4- carboxyphenyl units attached to the porphyrin core