Progettazione e sintesi di nuovi cavitandi macrociclici

Abstract

I cavitandi chinossalinici sono recettori molecolari sintetici aventi una cavita' idrofobica il cui diametro medio raggiunge gli 8 Ã . Questa cavita' e' in grado di inglobare al suo interno vari guest, stabilizzandoli mediante interazioni idrofobiche. Sono numerosi in letteratura gli esempi in cui questi cavitandi vengono utilizzati come host nei confronti di guest achirali. Sono pochi invece gli esempi in cui i cavitandi vengono utilizzati come recettori di guest chirali. In questo lavoro di tesi sono stati sintetizzati nuovi cavitandi chinossalinici chirali in grado di svolgere riconoscimento enantiomerico nei confronti di vari amminoacidi chirali opportunamente modificati. Questi cavitandi sono stati funzionalizzati con una unita'Ã Ã Â salen chirale in grado di coordinare un catione metallico. L'introduzione di un catione uranile ha permesso di ottenere dei recettori eteroditopici, in grado di riconoscere coppie ioniche chirali (il catione viene riconosciuto dalla cavita' chinossalinica, mentre l'anione viene coordinato dal centro metallico che agisce come acido di Lewis). E' stato sintetizzato successivamente un recettore salen-uranile strutturalmente piu' semplice, da utilizzare come sistema modello per chiarire il meccanismo di riconoscimento di questi sistemi eteroditopici. Al fine di realizzare nuovi materiali chirali a base di silice, e' stato sintetizzato un cavitando chirale funzionalizzato con una catena alifatica contenente un doppio legame terminale. La superficie cosi' realizzata e' stata caratterizzata mediante tecniche XPS, SEM e IR. Infine e' stato funzionalizzato un cavitando con una unita' fullerenica ottenendo un fotosensibilizzatore per la produzione di ossigeno singoletto in grado di ossidare, e quindi tagliare, con alta efficienza residui di DNA. Grazie alle sue caratteristiche fotochimiche, questo composto puo' trovare applicazione in terapie fotodinamiche contro alcune forme di carcinoma.

Quinoxaline cavitands are synthetic molecular receptors with an hydrophobic cavity; these compounds are able to recognize several guests via hydrophobic interactions. Many examples of achiral recognition using these cavitands are reported in literature; at the best of our knowledge there are few reports about efficient chiral recognition. In this work new chiral quinoxaline based cavitands for enantiomeric recognition of functionalized aminoacids were synthesized. We introduced a chiral salen unit in the cavitand scaffold to allow the coordination of a metal cation and in particular an uranyl site, that permits the realization of an heteroditopic receptor, able to bind chiral ion pair of aminoacid salts. After this work we synthesized as a heteroditopic model a chiral uranyl salen complex containing two pyrenil arms, in order to elucidate the recognition mechanism of the hosts. To obtain new chiral materials silica based, we designed a new chiral cavitand functionalized with an aliphatic chain double bond terminated. This new surface was characterized by XPS, SEM and IR. Moreover we synthesized a cavitand with a fullerene unit, allow a new photosensitizer that generates singlet oxygen. This compound is able to perform an efficient DNA cleavage and should be applied in photodynamic therapy.