Síntese de uma Zn(II)-porfirina hidrossolúvel do tipo A3B como fotossensibilizador para inativação fotodinâmica de Candida albicans
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Publication Date: | 2024 |
Format: | Master thesis |
Language: | por |
Source: | Repositório Institucional da UFPB |
Download full: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33041 |
Summary: | Water-soluble Zn(II) porphyrins derived from 2-N-alkylpyridylporphyrins (ZnTalkyl-2PyP4+) have been extensively investigated as photosensitizers in the photodynamic inactivation of microorganisms. Zn(II) porphyrins show in vivo efficacy due to a combination of photophysical and biodistribution properties. Our group recently introduced a new class of [ZnA3B]3+-type, cationic meso-substituted Zn(II) porphyrins, with A representing the 2-N-methylpyridyl group and B representing the O-alkylvanillin group. In this study, 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpyridinium-2yl)porphyrinatezinc(II) chloride (ZnMVanTriM-2-PyPCl3) was synthesized through simultaneous alkylation of the pyridyl and vanillin moieties of 5-(3-methoxy-4hydroxyphenyl)-10,15,20-tris(2-pyridyl)porphyrin (H2VanTri-2-PyP), resulting in the formation of 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpyridinium-2yl)porphyrin chloride (H2MVanTriM-2-PyPCl3), followed by subsequent metallation with Zn(II). ZnMVanTriM-2-PyP3+ was characterized by CCD-SiO2, UV-vis absorption spectroscopy, fluorescence spectroscopy, 1H NMR spectroscopy, and finally by highresolution mass spectrometry (ESI-HRMS). As expected, determination of the n-octanolwater partition coefficient (log Pow) for ZnMVanTriM-2-PyP3+ indicated that this [ZnA3B]3+-type ZnP is more lipophilic than its structural [ZnA4]4+-type prototype, mesotetrakis(N-methylpyridinium-2-yl)porphyrinatezinc(II) (ZnTM-2-PyP4+). ZnMVanTriM2-PyP3+ and ZnTM-2-PyP4+ were evaluated as photosensitizers in the photodynamic inactivation of Candida albicans. The greater activity of ZnMVanTriM-2-PyP3+ was attributed to its higher lipophilicity. This study demonstrated for the first time, as proof of concept in a pathogenic biological model, that [ZnA3B]3+-type Zn(II) porphyrins designed by our group are good candidates for the development of a new class of photosensitizers and suggested that the analogous Mn(III) porphyrins, of interest as redox-active therapeutic agents, may also be biologically accessible. |
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Síntese de uma Zn(II)-porfirina hidrossolúvel do tipo A3B como fotossensibilizador para inativação fotodinâmica de Candida albicansFotossensibilizaçãoZn(II)-porfirinasFotossensibilizadoresInativação fotodinâmicaZinc(II)-porphyrinsPhotosensitizersPhotodynamic inactivationCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAWater-soluble Zn(II) porphyrins derived from 2-N-alkylpyridylporphyrins (ZnTalkyl-2PyP4+) have been extensively investigated as photosensitizers in the photodynamic inactivation of microorganisms. Zn(II) porphyrins show in vivo efficacy due to a combination of photophysical and biodistribution properties. Our group recently introduced a new class of [ZnA3B]3+-type, cationic meso-substituted Zn(II) porphyrins, with A representing the 2-N-methylpyridyl group and B representing the O-alkylvanillin group. In this study, 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpyridinium-2yl)porphyrinatezinc(II) chloride (ZnMVanTriM-2-PyPCl3) was synthesized through simultaneous alkylation of the pyridyl and vanillin moieties of 5-(3-methoxy-4hydroxyphenyl)-10,15,20-tris(2-pyridyl)porphyrin (H2VanTri-2-PyP), resulting in the formation of 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpyridinium-2yl)porphyrin chloride (H2MVanTriM-2-PyPCl3), followed by subsequent metallation with Zn(II). ZnMVanTriM-2-PyP3+ was characterized by CCD-SiO2, UV-vis absorption spectroscopy, fluorescence spectroscopy, 1H NMR spectroscopy, and finally by highresolution mass spectrometry (ESI-HRMS). As expected, determination of the n-octanolwater partition coefficient (log Pow) for ZnMVanTriM-2-PyP3+ indicated that this [ZnA3B]3+-type ZnP is more lipophilic than its structural [ZnA4]4+-type prototype, mesotetrakis(N-methylpyridinium-2-yl)porphyrinatezinc(II) (ZnTM-2-PyP4+). ZnMVanTriM2-PyP3+ and ZnTM-2-PyP4+ were evaluated as photosensitizers in the photodynamic inactivation of Candida albicans. The greater activity of ZnMVanTriM-2-PyP3+ was attributed to its higher lipophilicity. This study demonstrated for the first time, as proof of concept in a pathogenic biological model, that [ZnA3B]3+-type Zn(II) porphyrins designed by our group are good candidates for the development of a new class of photosensitizers and suggested that the analogous Mn(III) porphyrins, of interest as redox-active therapeutic agents, may also be biologically accessible.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAs porfirinas hidrossolúveis de Zn(II) derivadas das 2-N-alquilpiridínioporfirinas, conhecidas como ZnTalquil-2-PyP4+, têm sido extensivamente investigadas como agentes fotossensibilizadores na inativação fotodinâmica de microrganismos. As Zn(II)-porfirinas demonstram eficácia in vivo devido à combinação de propriedades fotofísicas e biodistribuição. O nosso grupo inaugurou recentemente uma nova classe de porfirinas catiônicas de Zn(II) meso-substituídas do tipo [ZnA3B]3+, com A representando o grupo 2-N-metilpiridil e B representando o grupo O-alquilvanilina. No presente estudo, foi sintetizada a cloreto de 5-(3,4-dimetoxifenil)-10,15,20-tris(N-metilpiridínio-2- il)porfirinatozinco(II) (ZnMVanTriM-2-PyPCl3), por meio da alquilação simultânea dos piridilas e da vanilina da 5-(3-metoxi-4-hidroxifenil)-10,15,20-tris(2-piridil)porfirina (H2VanTri-2-PyP), resultando na formação da cloreto de 5-(3,4-dimetoxifenil)-10,15,20tris(N-metilpiridínio-2-il)porfirina (H2MVanTriM-2-PyPCl3), seguida pela posterior metalação com Zn(II). A ZnMVanTriM-2-PyP3+ foi caracterizada por CCD-SiO2, espectroscopias de absorção UV-vis, de fluorescência e de RMN de 1H, e, finalmente, por espectrometria de massas de alta resolução (ESI-HRMS). Conforme esperado, a determinação do coeficiente de partição n-octanol-água (logPow) para a ZnMVanTriM-2PyP3+ indicou que esta ZnP do tipo [ZnA3B]3+ é mais lipofílica do que seu protótipo estrutural do tipo [ZnA4]4+, meso-tetraquis(N-metilpiridínio-2-il)porfirinatozinco(II) (ZnTM-2-PyP4+). A ZnMVanTriM-2-PyP3+ e a ZnTM-2-PyP4+ foram avaliadas como fotossensibilizadores na inativação fotodinâmica de Candida albicans. A maior atividade da ZnMVanTriM-2-PyP3+ foi atribuída à sua maior lipofilia. Este estudo demonstrou pela primeira vez, como prova de conceito em um modelo biológico patogênico, que as Zn(II)porfirinas do tipo [ZnA3B]3+ desenhadas pelo nosso grupo são boas candidatas para desenvolvimento de uma nova classe de fotossensibilizadores e sugeriu que as Mn(III)porfirinas análogas, de interesse como agentes terapêuticos redox-ativos, poderiam ser biologicamente acessíveis também.Universidade Federal da ParaíbaBrasilQuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFPBRebouças, Júlio Santoshttp://lattes.cnpq.br/0305007181787906Sarmento Neto, José Ferreirahttp://lattes.cnpq.br/9439076702655573Oliveira, Maria Eduarda de Lima2025-01-14T20:08:59Z2024-06-172025-01-14T20:08:59Z2024-05-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33041porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2025-01-15T06:05:11Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/33041Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpb.br/oai/requestdiretoria@ufpb.br||bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:25462025-01-15T06:05:11Repositório Institucional da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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Water-soluble Zn(II) porphyrins derived from 2-N-alkylpyridylporphyrins (ZnTalkyl-2PyP4+) have been extensively investigated as photosensitizers in the photodynamic inactivation of microorganisms. Zn(II) porphyrins show in vivo efficacy due to a combination of photophysical and biodistribution properties. Our group recently introduced a new class of [ZnA3B]3+-type, cationic meso-substituted Zn(II) porphyrins, with A representing the 2-N-methylpyridyl group and B representing the O-alkylvanillin group. In this study, 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpyridinium-2yl)porphyrinatezinc(II) chloride (ZnMVanTriM-2-PyPCl3) was synthesized through simultaneous alkylation of the pyridyl and vanillin moieties of 5-(3-methoxy-4hydroxyphenyl)-10,15,20-tris(2-pyridyl)porphyrin (H2VanTri-2-PyP), resulting in the formation of 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpyridinium-2yl)porphyrin chloride (H2MVanTriM-2-PyPCl3), followed by subsequent metallation with Zn(II). ZnMVanTriM-2-PyP3+ was characterized by CCD-SiO2, UV-vis absorption spectroscopy, fluorescence spectroscopy, 1H NMR spectroscopy, and finally by highresolution mass spectrometry (ESI-HRMS). As expected, determination of the n-octanolwater partition coefficient (log Pow) for ZnMVanTriM-2-PyP3+ indicated that this [ZnA3B]3+-type ZnP is more lipophilic than its structural [ZnA4]4+-type prototype, mesotetrakis(N-methylpyridinium-2-yl)porphyrinatezinc(II) (ZnTM-2-PyP4+). ZnMVanTriM2-PyP3+ and ZnTM-2-PyP4+ were evaluated as photosensitizers in the photodynamic inactivation of Candida albicans. The greater activity of ZnMVanTriM-2-PyP3+ was attributed to its higher lipophilicity. This study demonstrated for the first time, as proof of concept in a pathogenic biological model, that [ZnA3B]3+-type Zn(II) porphyrins designed by our group are good candidates for the development of a new class of photosensitizers and suggested that the analogous Mn(III) porphyrins, of interest as redox-active therapeutic agents, may also be biologically accessible. |
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