Cuando un cromóforo absorbe un fotón de energía adecuada, éste puede generar estados excitados singletes y éstos se pueden relajar dando otro estado excitado de menor energía, primer estado excitado singlete (S1). Ésta último puede relajarse alcanzando otro estado excitado como son el estado electrónico triplete (T0). Ambos estados electrónicos excitados, S1 y T0 pueden sufrir relajación al estado fundamental, mediante un proceso emisivo o no emisivo (fluorescencia y fosforescencia). Los estados excitados electrónicos son más susceptibles de sufrir oxidación o reducción en presencia de agentes dadores (D) o aceptores (A) que los estados fundamentales. La transferencia electrónica fotoinducida puede originarse tanto desde el estado electrónico excitado singlete S1, como del triplete T0, siempre que la energía de estos sea superior a la energía de las especies resultantes. Este proceso de transferencia electrónica fotoinducida, da lugar a un estado de separación de cargas (So-/Do+ o So+/Ao-). Desde los años ochenta, los procesos de transferencia electrónica fotoinducida han sido objeto de un intenso estudio, resultado del cual han surgido algunas aplicaciones de interés comercial, merecen una especial mención las celdas fotovoltaicas, fotocromismo y electroluminiscencia. Basándonos en estos principios, la presente tesis doctoral persigue la caracterización y la determinación del comportamiento de estados de separación de carga, mediante el empleo de técnicas fotofísicas y en especial de destello láser. Como se puede ver, los capítulos 3, 4 y 5 se centran en el estudio de estos estados de separación de carga en copolímeros derivados de fluoreno y unidades dadoras y aceptoras de electrones, para la determinación de los estados transitorios generados por absorción de un fotón, y en determinar si estos espectros transitorios corresponden o no a estados de separación de carga. También se estudia el comportamiento electrocrómico del copolímero PF4Ox. El capítulo 6 de la tesis estudian la transferencia electrónica fotoinducida en materiales sólidos con morfología de partícula esférica, que contiene viológeno y difenilantraceno como agentes aceptores y dadores de electrones, formando parte de la estructura o en el interior de los poros, donde la falta de difusión sirve para prolongar notablemente el tiempo de vida de ion radical resultante de la transferencia electrónica y establecer su potencial y utilidad en el desarrollo en celdas electroluminiscentes. El capítulo 7 estudia la generación fotocatalítica de hidrógeno con luz visible por irradiación de la pareja [Ru(bpy)2/3+-MV++ en presencia de cucurbit[n]uriles, estableciendo cuál de estas capsulas orgánicas influye favorablemente en la eficiencia global del proceso mediante la técnica de fotolisis de destello laser. Finalmente se estudia el comportamiento como semiconductor de los nuevos materiales reticulares metal orgánico, donde la absorción de un fotón puede conducir a una transferencia electrónica. / De Miguel De La Torre, M. (2012). Estudio de los fenómenos de transferencia electrónica fotoinducida en nuevos polifluorenos, sistemas conteniendo viológeno y materiales reticulares metal-orgánico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15578

Neste trabalho uma classe de carboxilatos trinucleares de rutênio coordenados a ligantes ortometalados foi apresentada. As propriedades eletrônicas, eletroquímicas e fotofísicas destes complexos foram investigadas, bem como a atividade anticâncer e interações com biomoléculas alvo, DNA e HSA. Foram realizadas as sínteses e caracterização dos ligantes (L2) C18H10N4, (L3) C19H12N4, (L4) C18H9ClN4, dos precursores (1) [Ru3O(OAc)6(CH3OH)3]CH3COO, (2) [Ru3O(OAc)6(CO)(CH3OH)2], (3) [Ru3O(OAc)6(CO)(py)2], (4) [Ru3O(OAc)6(H2O)(py)2]PF6 e dos novos complexos (1-5), [Ru3O(OAc)5(py)2(L)]PF6, (onde py = piridina, L1 = dppn, L2 = dppz, L3 = dppzCH3, L4 = dppzCl, L5 = phen). Os dados de RMN mostraram que a ortometalação dos ligantes fenazínicos afeta a estrutura dos complexos, com severo abaixamento de simetria. Já a investigação das propriedades eletrônicas e eletroquímicas indicaram que a presença de diferentes substituintes e a basicidade dos ligantes ortometalados influenciaram pouco as propriedades da unidade [Ru3O]+. Em termos da estrutura eletrônica dos complexos, este efeito indica que não há interações de natureza significativas entre os orbitais da unidade [Ru3O]+ e dos ligantes ortometalados. Esse fato pode se originar na falta de planaridade entre a unidade [Ru3O]+ e os ligantes fenazínicos. Os resultados de citotoxicidade em linhagem de célula tumoral (B16F10) e não tumoral (L929) mostraram que os complexos apresentam efeito citotóxico maior contra as células tumorais do que os ligantes livres, bem como baixa citotoxicidade contra a célula não tumoral. Estes resultados mostraram que a série com ligantes ortometalados traz os exemplos com os melhores desempenhos já observados em nosso grupo de pesquisa, em comparação com outros clusters com ponte -oxo, frente ao câncer de melanoma. Os estudos de interação com biomoléculas alvo mostraram que os complexos interagem com o DNA e a HSA. Com o DNA observou-se interações de natureza eletrostática, com contribuição do mecanismo de intercalação à medida que o tamanho e a extensão da conjugação dos ligantes ortometalados aumentam, sendo que o processo de intercalação é favorecido no caso do complexo (1) com o ligante dppn. Foram realizados estudos de interação dos complexos (1-5) com a HSA. Constataram-se valores altos das constantes de ligação complexos-HSA (da ordem 109 M-1) e alterações na estrutura secundária da proteína. Os parâmetros termodinâmicos de interação com o DNA e HSA indicaram que as interações clusters-biomoléculas também apresentam contribuições de caráter hidrofóbico / In this work a class of trinuclear ruthenium carboxylates coordinated to ortho-metallated ligands was presented. The electronic, electrochemical and photophysical properties of these complexes were investigated, as well as anticancer activity and interactions with target biomolecules, DNA and HSA. Synthesis and characterization of ligands (L2) C18H10N4, (L3) C19H12N4, (L4) C18H9ClN4, precursors (1) [Ru3O(OAc)6(CH3OH)3]CH3COO, (2) [Ru3O(OAc)6(CO)(CH3OH)2], (3) [Ru3O(OAc)6(CO)(py)2], (4) [Ru3O(OAc)6(py)2(CH3OH)]PF6 and the complexes (1-5), [Ru3O(OAc)5(py)2(L)] PF6, (where py = pyridine, L1 = dppn, L2 = dppz, L3 = dppzCH3, L4 = dppzCl, L5 = phen). NMR data showed that the ortho-metallation of phenazine ligands affects the structure of the complexes, with severe symmetry lowering. On the other hand, the investigation of the electronic and electrochemical properties indicated that presence of different substituents and the basicity of the ortho-metallated ligands influence little the properties of the unit [Ru3O]+. In terms of the electronic structure of the complexes, this effect indicates that there are no significant -type interactions between the orbitals of the [Ru3O]+ unit and ortometalated ligands. This fact may arise from the lack of planarity between the [Ru3O]+ unit and the phenazine ligands. The results of cytotoxicity in tumor cell and non-tumor cell lines showed that the complexes have a greater cytotoxic effect against tumor cells than free ligands, as well as low cytotoxicity against the non-tumor cell. These results have shown that the series with ortometal ligands brings the best performing examples already observed in our research group, compared to other trinuclear acetates of ruthenium with -oxo bridge, against melanoma cancer. The interaction studies with target biomolecules showed that the complexes interact with DNA and HSA. With the DNA, we observed interactions of an electrostatic nature, with contribution of the intercalation mechanism as the size and extent of conjugation of the orthomolected ligands increases, and the intercalation process is favored in the case of complex (1) with the dppn binder. Interaction studies of the complexes (1-5) with the HSA were performed. High complex-protein association constants (of the order 109 M-1) and alterations in the secondary structure were observed in the presence of the complexes (1-5). The thermodynamic parameters of interaction with DNA and HSA indicated that the clusters-biomolecules interactions also present hydrophobic contributions