Nitroxilo (HNO) : complejos biomiméticos de porfirinas de hierro y nuevos métodos de generación - Mazzeo, Agostina María (2022)
En las últimas décadas, la química biológicamente relevante del óxido nítrico (NO•) y su producto de reducción, el nitroxilo o azanona (HNO/NO─), ha sido intensamente explorada debido a sus demostrados efectos fisiológicos y su protagonismo como parte de complejos intermediarios enzimáticos clave del ciclo del nitrógeno. En este trabajo de tesis se abarcaron distintos aspectos de la química y reactividad del nitroxilo. Por un lado, se desarrollaron nuevos métodos de generación de esta especie en fase gaseosa. Para ello se estudiaron reacciones heterogéneas entre donores de HNO en estado sólido y bases gaseosas, así como también la generación térmica de HNO por calentamiento de donores en ausencia de base. Los resultados obtenidos sientan una base para el potencial desarrollo de métodos de administración terapéutica de HNO por inhalación, así como para la profundización de estudios de reactividad de esta elusiva especie en fase libre. Por otro lado, se exploró la estabilidad de complejos de coordinación Fe-HNO y Fe-NO─ en medio acuoso y orgánico, utilizando una porfirina de hierro como modelo biomimético de enzimas hémicas. Partiendo de la plataforma soluble en agua [FeIII(TPPS4─)]3─ y donores de HNO, se aisló el complejo nitrosilado [FeII(TPPS4─ )(NO•)]4─ con distintos contraiones, cuya estructura pudo ser determinada por difracción de rayos X. Se exploró su reducción a [FeII(TPPS4─)(HNO)]4─ y [FeII(TPPS4─)(NO─)]5─ en medio acuoso, caracterizándose ambas especies por espectrofotometría UV- visible. Se determinó el potencial de reducción de [FeII(TPPS4─)(NO•)]4─ en función del pH mediante voltametrías cíclicas, estimándose el pKa del complejo Fe-HNO en 9.7. Este complejo mostró una estabilidad incrementada respecto a lo observado para complejos análogos en medio orgánico, efecto que puede explicarse a partir de la presencia de interacciones de puente de hidrógeno con el solvente. Su eventual reoxidación al nitrosilo de partida (t1/2 = 40 s) ocurre mediante un proceso unimolecular propuesto por primera vez, que involucra una ruptura homolítica H-NO como paso determinante, y que según cálculos DFT, podría incluir la formación de un intermediario florina no aromático. Finalmente, se prepararon derivados organosolubles de esta especie, y al caracterizarse y explorarse su reactividad se encontró una marcada influencia del medio. En todo momento, los experimentos se llevaron a cabo en condiciones de estricta ausencia de oxígeno, dentro de una caja de guantes con atmósfera de nitrógeno o bien utilizando cuidadosamente líneas de vacío/argón y material de Schlenk.