S’estudien dues estratègies sintètiques per obtenir porficensfuncionalitzats per a l'aplicació a la teràpia fotodinàmica. La introducció de substituents en el macrocicle de porficè ha de permetre modular les propietats físico-químiques i potencialment el seu efecte terapèutic en teràpia fotodinàmica. Així, es preparen dues famílies de compostos: porficens 2,7,12,17-tetrasubstituïts i porficens 9-substituïts. Així, es desenvolupa una nova ruta sintètica orientada cap a la introducció de la diversitat estructural per a obtenir porficens La primera estratègia està orientada cap a la introducció de diversitat estructural a les posicions 2, 7, 12 i 17 dels porficens. Aquesta estratègia es basa en la preparació d'un intermedi comú, el 2,7-dibromo-4H,5H-bis(trimetilsililetoximetil)tieno[3,2-b:4,5-b'] dipirrol-3,6-dicarboxilat de dietil, des del que es pot introduir una varietat de restes en el porficè utilitzant reaccions catalitzades per pal•ladi com la reacció de Suzuki. Aquesta metodologia fa innecessari el desenvolupament d'una síntesi de novo per a cada substituent. L'aplicació d'aquesta metodologia ha permès sintetitzar tres arilporficens nous: el tetra(p-metoxifenil)porficè, tetra(m-isopropoxifenil)porficè i el tetra(m-hidroxifenil)porficè. Respecte la segona família de compostos, s’estudia la N- i O-derivatització en posició 9 del 2,7,12,17-tetrafenilporficè (TPPo). Així, es sintetitzen el 9-nitro-2,7,12,17-tetrafenilporficè i el 9-amino-2,7,12,17-tetrafenilporficè que es prepara per reducció del primer. També s’obté el 9-acetoxi-2,7,12,17-tetrafenilporficè a partir del TPPo. Finalment, s’estudien les principals propietats fotofísiques dels derivats porficènics per tal de determinar la seva aplicabilitat en la teràpia fotodinàmica. Aquest treball ha donat lloc a diverses publicacions que s'inclouen com a annex. / Se estudian dos estrategias sintéticas para la obtención de porficenosfuncionalizados para su aplicación en terapia fotodinámica. La introducción de sustituyentes en el macrociclo del porficeno ha de contribuir a modular las propiedades fisicoquímicas y potencialmente su efecto terapéutico en terapia fotodinámica. Así, se preparan dos familias de compuestos: porficenos 2,7,12,17 tetrasustituidos y porficenos 9-sustituidos. En primer lugar se desarrolla una nueva ruta sintética orientada hacia la introducción de diversidad estructural para la obtención de porficenosfuncionalizados en las posiciones 2, 7, 12 y 17. Esta estrategia está basada en la preparación de un intermedio común, el 2,7-dibromo-4H,5H-bis(trimetilsililetoximetil)tieno[3,2-b:4,5-b’]dipirrol-3,6-dicarboxilato de dietilo, a partir del cual es posible introducir una gran variedad de restos funcionalizados en el porficeno utilizando reacciones catalizadas por paladio como la reacción de Suzuki. Esta metodología evita desarrollar una síntesis de novo para cada sustituyente. Aplicando esta metodología se han sintetizado tres nuevos arilporficenos: tetra-(p-metoxifenil)porficeno, tetra(m-isopropoxifenil)porficeno. y tetra(m-hidroxifenil)porficeno. Respecto la segunda familia de compuestos, se estudia la N- y la O- derivatización en la posición 9 del 2, 7 12, 17-tetrafenilporficeno (TPPo). Se sintetiza 9-nitro-2,7,12,17-tetrafenilporficeno y el 9-amino-2,7,12,17-tetrafenilporficeno que se prepara por reducción del primero. Asimismo se sintetiza el 9-acetoxi-2,7,12,17-tetrafeni-porficeno a partir de 2,7,12,17-tetrafenilporficeno (TPPo). Finalmente, se caracterizan las principales propiedades fotofísicas de dichos derivados porficénicos con el fin de determinar su aplicabilidad en la terapia fotodinámica. Este trabajo ha dado lugar a varias publicaciones que se incluyen como anexo. / Two synthetic strategies to prepare functionalized porphycenes for their application in photodynamic therapy has been envisioned. The introduction of substituents on the macrocycle of the porphycene should modulate the physicochemical properties and potentially its therapeutic effect in photodynamic therapy. According to these two strategies two families of compounds have been prepared: 2,7,12,17-tetrasubstituted porphycenes and 9-substituted porphycenes. The first strategy is based on the preparation of a common intermediate, the diethyl 2,7-dibromo-4H,5H-bis(trimethylsilyletoximethyl)thieno[3,2-b:4,5-b']dipyrrole-3,6-dicarboxylate. A variety of substituents were introduced in the porphycene using palladium catalyzed reactions such as the Suzuki reaction. This methodology avoids developing a de novo synthesis for each substituent. This new synthetic route gives access to three new arylporhycenes: tetra(p-methoxyphenyl)porphycene, tetra(m-isoproxyphenyl)porphycene and tetra(m-hydroxyphenyl)porphycene. The second family of compounds studied is characterized by the N - and O – functionalization of position 9 of the 2,7,12,17-tetraphenylporphycene (TPPo). Thus, 9-nitro-2,7,12,17-tetraphenylporphycene was obtained and reduced to 9-amino-2,7,12,17-tetraphenylporphycene. The 9-acetoxy-2,7,12,17-tetraphenylporphycene was also obtained from 2,7,12,17-tetraphenylporphycene (TPPo). Finally, the more relevant photophysical properties of these new porphycenes were characterized in order to determine its applicability in the photodynamic therapy. This work has resulted in several publications that are included as an annex.

S'ha estudiat la cinètica de fotosensibilització de l'oxigen singlet (1O2) en cèl·lules eucariotes en suspensió mitjançant un espectròmetre d'última generació amb resolució temporal per sota del microsegon. Els estudis revelen que la cinètica del 1O2 depèn del seu lloc de formació. Per una banda, la producció del 1O2 es més lenta en els lisosomes que en el nucli. Per altra banda, el 1O2 es capaç d'escapar de les cèl·lules quan es fotosensibilitza en el nucli, però es queda confinat al interior si es fotosensibilitza en els lisosomes. Malgrat que el temps de vida del 1O2 es troba en els microsegons, la desactivació principal ve donada per interaccions amb les biomolècules característiques de cadascú dels orgànuls. La incertesa respecte a la producció de 1O2 en un orgànul determinat es pot eliminar mitjançant l'ús de fotosensibilitzadors modificats genèticament, ja que aquets poden ésser expressats selectivament. Amb aquesta finalitat, s'avaluen les propietats fotosensibilitzants de mutants de proteïna fluorescent verd (GFP). Algunes de les GFPs estudiades sensibilitzen la formació del 1O2 malgrat amb baixa eficiència. Els resultats obtinguts es comparen amb els del cromòfor de la GFP i mostren que l'estructura proteínica, a sobre de modular les propietats fotofísiques del cromòfor, també el protegeix de la desactivació col·lisional. Finalment, s'estudien les propietats d'absorció bifotónica del 2,7,12,17-tetrafenilporficé i del seu complex de pal·ladi (II). L'eficiència de formació del 1O2 per part dels dos compostos, desprès de l'absorció simultània de dos fotons, es aproximadament 100 vegades superior a la dels seus anàlegs porfirínics, amb seccions d'absorció bifotòniques δ ~ 25 GM. Les excel·lents propietats d'aquestos compostos s'expliquen mitjançant arguments qualitatius i s'analitzen les seves perspectives de cara al seu ús en teràpia fotodinámica. / Se ha estudiado la cinética de fotosensibilización de 1O2 en células eucariotas en suspensión, usando un espectrómetro de última generación con resolución temporal por debajo del microsegundo. Los estudios revelan que la cinética del 1O2 depende de su lugar de formación. Por una parte, la producción de 1O2 es más lenta en los lisosomas que en el núcleo. Por otra parte, el 1O2 es capaz de escapar de las células cuando es fotosensibilizado en el núcleo, mientras que queda confinado en el interior si se fotosensibiliza en los lisosomas. A pesar de que el tiempo de vida del 1O2 se encuentra en los microsegundos, la desactivación principal viene dada por interacciones con las biomoléculas características de cada orgánulo. La incertidumbre respecto a la producción de 1O2 en un orgánulo determinado puede ser eliminada mediante el uso de fotosensibilizadores modificados genéticamente ya que pueden ser expresados selectivamente. Con este fin, se evalúan las propiedades fotosensibilizantes de mutantes de proteína fluorescente verde (GFP). Algunas de las GFPs estudiadas sensibilizan la formación de 1O2 aunque con baja eficiencia. Los resultados obtenidos se comparan con los del cromóforo de la GFP y muestran que la estructura proteínica, además de modular las propiedades fotofísicas del cromofóro, también lo protege de la desactivación colisional. Finalmente, se estudian las propiedades de absorción bifotónica del 2,7,12,17-tetrafenilporficeno y de su complejo de paladio (II). La eficacia de formación de 1O2 de ambos compuestos, tras la absorción simultánea de dos fotones, es aproximadamente 100 veces superior a la de sus análogos porfirínicos, con secciones de absorción bifotónica δ ~ 25 GM. Las excelentes propiedades de estos compuestos se explican mediante argumentos cualitativos y se analizan sus perspectivas de cara a su uso en terapia fotodinámica. / The kinetics of singlet oxygen (1O2) photosensitisation in human skin fibroblasts have been investigated by means of an ultrasensitive near-infrared spectrometer with submicrosecond time resolution. The results indicate that the 1O2 kinetics are site-dependent. On one hand, the production of 1O2 is slower in the lysosomes than in the nucleus. On the other hand, 1O2 is able to escape out of the cells when photosensitised in the nucleus, while 1O2 photosensitized in the lysosomes is confined. Despite showing a lifetime in the microsecond time domain, the decay of 1O2 is governed by interactions with the biomolecules within the organelle there it is produced. The uncertainty as to the intracellular site of 1O2 production may be removed by the use of genetically-encoded photosensitisers, which can be expressed in any desired organelle. Towards this end, the ability of some fluorescent proteins (GFPs) to photosensitise 1O2 has been studied. Some of the studied proteins are able to produce 1O2 albeit with a very low quantum yield. The results obtained are compared to those of the synthetic GFP chromophore and indicates that the protein scaffold not only plays a role in modulating the photophysical properties of the chromophore but also has a protective function from collisional quenching. Finally, the two-photon absorption properties of tetraphenylporphycene and its palladium (II) complex have been determined. These compounds are ca. 100-fold more efficient two-photon 1O2 photosensitisers than their isomeric porphyrin counterparts, with two-photon absorption cross sections δ ~ 25 GM. Qualitative symmetry-based arguments are provided to explain the excellent two-photon properties and the prospects for photodynamic therapy are discussed.