Devido à sua intensa absorção de luz na região visível do espectro, as porfirinas e seus derivados (clorinas e bacterioclorinas) são de grande importância na terapia fotodinâmica (TFD) para o tratamento de doenças neoplásicas. Neste trabalho foram sintetizadas as novas vinil-porfirinas estrategicamente funcionalizadas (47 e 48), seguida de uma sistemática de reações de Diels-Alder com dieófilos ativados, com o propósito de obter clorinas e/ou bacterioclorinas para potenciais aplicações em TFD. / Due to their strong absorption in the visible region, porphyrins and related derivatives (chlorins and bacteriochlorins) are very important in photodynamic therapy (PDT) for the treatment of neoplasic diseases. In this work were synthesized the novel and strategically functionalizated vinyl-porphyrins 47 and 48, followed by systematic Diels-Alder reactions with activated dienophiles to obtain chlorins and/or bacteriochlorins, potentially useful on PDT.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosana Balzer.pdf: 2986584 bytes, checksum: 00f13f9fc467f7bdab7c9138e783c610 (MD5) Previous issue date: 2010-08-02 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The properties of compounds 5, 10, 15, 20-tetrakis (2,6 difluor-5-sulfonatophenyl) sodium porphyrin, Na4[H2(TDFSPP)], and 5, 10, 15, 20-tetrakis (2,6 difluor-5-sulfonatophenyl) sodium porphyrinate zinc (II), Na4[Zn(TDFSPP)], were investigated with the objective of using them as photosensitizers in Photodynamic Therapy (PDT). LED systems were used at different emission bands, orange, green and red for irradiation of samples. Photobleaching reactions were studied through the molecular absorption analysis UV-Visible, irradiating samples with LED systems for one hour. It was observed that compounds are photostable. Oxygen singlet generation was analyzed through the uric acid test, and it was observed that the compounds generated oxygen singlet. Zinc porphyrin presented higher efficiency in the generation of the reactive species. Aggregation at different proportions of the water/ethanol system was evaluated with UV-Visible techniques and fluorescence emission. Results indicated that there was no formation of aggregates for the compounds in the conditions analyzed. The photodynamic action of compounds was analyzed through in vitro analysis with brine shrimp Artemia salina and the microorganisms Candida albicans, Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Through the analysis of results obtained in tests with Artemia salina, it was concluded that for both compounds and for the three LED systems, the highest percentage of death occurred in tests with association of compound and irradiation, which indicates photodynamic activity in the systems employed. Results obtained in the tests to evaluate photodynamic activity of compounds for inactivation of microorganisms revealed that lighting time did not influence the number of colony forming units (UFC). The lowest UFC values were observed for the systems with association of compounds and light, that is, there was photodynamic activity. Thus, results demonstrated that the compounds present potential to be used in Photodynamic Therapy. / Neste trabalho investigaram-se as propriedades dos compostos 5, 10, 15, 20 tetrakis (2,6-difluoro-5-sulfonatofenil)porfirina de sódio, Na4[H2(TDFSPP)], e 5, 10, 15, 20 tetrakis (2,6-difluoro-5-sulfonatofenil)porfirinato zinco (II) de sódio, Na4[Zn(TDFSPP)], visando aplicabilidade como fotossensibilizadores em Terapia Fotodinâmica (TFD). Utilizaram-se sistemas de LED em diferentes faixas de emissão, alaranjado, verde e vermelho para irradiação das amostras. As reações de fotobranqueamento foram estudadas através da análise da absorção molecular UV-Visível irradiando-se as amostras com sistemas de LED durante uma hora. Observou-se que os compostos são fotoestáveis. A geração de oxigênio singlete foi analisada através do teste de ácido úrico, observando-se, que os compostos geraram oxigênio singlete, a zinco porfirina apresentou uma maior eficiência na geração da espécie reativa. A capacidade de agregação em diferentes proporções do sistema água/etanol foi analisada com as técnicas de absorção molecular UV-Visível e emissão de fluorescência, os resultados indicaram que não ocorreu formação de agregados para os compostos nas condições analisadas. A ação fotodinâmica dos compostos foi analisada através de ensaios in vitro com o microcrustáceo Artemia salina e com os micro-organismos Candida albicans, Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Através da análise dos resultados obtidos nos testes com Artemia salina conclui-se que para os dois compostos e para os três sistemas de LED, a maior percentagem de mortalidade ocorreu nos testes com associação do composto e irradiação. Isso indica que houve atividade fotodinâmica dos sistemas utilizados. Os resultados obtidos nos testes para avaliar a atividade fotodinâmica dos compostos para inativação de micro-organismos mostraram que o tempo de iluminação não influenciou no número de unidades formadoras de colônia (UFC) de micro-organismos. Os menores valores de UFC foram observados para os sistemas com associação de composto e iluminação, ou seja, observou-se atividade fotodinâmica. Assim, os resultados demonstram que os compostos apresentam potencial para serem aplicáveis em Terapia Fotodinâmica.

A síntese, caracterização e propriedades fotofísicas e fotoquímicas de uma série de meso-(fenilpiridil)porfirinas, com n substituintes fenila e 4-n substituintes piridina (n = 1 a 4), e as respectivas espécies supermoleculares obtidas pela coordenação de complexos [Ru(2,2\'-bipy)2Cl]+ aos nitrogênios piridínicos, são descritos. Os resultados dos estudos espectroscópicos e eletroquímicos foram consistentes com as estruturas propostas. Foi constatada a ocorrência de processo de transferência de energia do estado MLCT3 dos complexos periféricos para o estado singlete da porfirina em vidro de etanol, e para o estado triplete a 25°C. Esses resultados sugerem que o estado excitado MLCT3 está energeticamente acima do estado S1, a 77 K, e existe uma interação eletrônica significativa entre os complexos de rutênio e o anel porfirínico. A temperatura ambiente, a transferência de energia para o estado singlete da porfirina é ineficiente devido a rápida desativação não radiativa do estado MLCT3. Esse fato foi confirmado pelo espectro de excitação, que reproduz apenas as bandas de absorção da porfirina. O rendimento quântico de fluorescência da porfirina sofre uma diminuição bastante pronunciada quando em presença de O2 dissolvido, que parecem ser inversamente proporcionais ao número de substituintes piridina. Além disso, o tempo de vida, a constante de velocidade de supressão pelo O2 e o rendimento quântico de formação de oxigênio singlete a partir da espécie no estado triplete T1, parecem não ser influenciados pelo número de complexos [Ru(bipy)2Cl]+ coordenados ao anel porfirínico. Nenhuma fotodecomposição foi observada durante os experimentos. Os rendimentos quânticos de oxigênio singlete (~O,5) obtidos para as porfirinas supermoleculares são comparável ao de outros fotossensibilizadores porfirínicos utilizados em estudos de terapia fotodinâmica. Logo, a estratégia de se introduzir complexos de rutênio bipiridina como modificadores das propriedades das meso(fenilpiridil)porfirinas, e também como novos sítios de interação, por exemplo, com biomoléculas, parece ser adequada para a preparação de novos sensibilizadores supramoleculares. / The preparation, characterization and photophysical and photochemical properties of a series of meso-(phenylpyridyl)porphyrins, with n phenyl and 4n pyridyl substituents (n =1 to 4), and the respective supermolecular species obtained by the coordination of [Ru{2,2\'-bipy)2Cl]+ complexes to the pyridine nitrogen atoms, are described. The results of the spectroscopic and electrochemical studies were consistent . with the proposed molecular structures. The occurrence of energy transfer processes from the MLCT3 state of the peripheral ruthenium complexes to the porphyrin singlet state in ethanol glass, and to the triplet state at room temperature, were observed. These strongly suggest that the excited MLCT3 state is energetically above the porphyrin S1 state (77 K), and that there is a sufficiently strong electronic interaction between the ruthenium complexes and the porphyrin ring. The energy transfer from MLCT3 to the porphyrin S1 state is inefficient at room temperature, because ofthe fast non-radiactive deactivation of that excited state. This was confirmed by the excitation spectra, that exhibited only the absorption bands ofthe porphyrin moiety. The fluorescence quantum yield of the porphyrin is decreased in presence of dissolved O2, and this behavior seems to be inversely proportional to the number of pyridyl substituents. Furthermore, the lifetime, the quenching rate constant by 02 and the singlet oxygen quantum yields for the porphyrin triplet state, seems to be independent of the number of [Ru(bipy)2Cl]+ complexes coordinated to the ring. No photodecomposition were observed during the above experiments. The singlet oxygen quantum yields (~O,5) determined for the supermolecular porphyrins are comparable to that of other porphyrin type photosensitizers used in studies on photodynamic terapy. Consequently, the strategy of coordinating ruthenium bipyridyl complexes as modifiers ofthe meso-(phenylpyridyl)porphyrins and also as new interaction sites, for example for biomolecules, seems adequate for the preparation of new supermolecular photosensitizers.

A síntese, caracterização e propriedades fotofísicas e fotoquímicas de uma série de meso-(fenilpiridil)porfirinas, com n substituintes fenila e 4-n substituintes piridina (n = 1 a 4), e as respectivas espécies supermoleculares obtidas pela coordenação de complexos [Ru(2,2\'-bipy)2Cl]+ aos nitrogênios piridínicos, são descritos. Os resultados dos estudos espectroscópicos e eletroquímicos foram consistentes com as estruturas propostas. Foi constatada a ocorrência de processo de transferência de energia do estado MLCT3 dos complexos periféricos para o estado singlete da porfirina em vidro de etanol, e para o estado triplete a 25°C. Esses resultados sugerem que o estado excitado MLCT3 está energeticamente acima do estado S1, a 77 K, e existe uma interação eletrônica significativa entre os complexos de rutênio e o anel porfirínico. A temperatura ambiente, a transferência de energia para o estado singlete da porfirina é ineficiente devido a rápida desativação não radiativa do estado MLCT3. Esse fato foi confirmado pelo espectro de excitação, que reproduz apenas as bandas de absorção da porfirina. O rendimento quântico de fluorescência da porfirina sofre uma diminuição bastante pronunciada quando em presença de O2 dissolvido, que parecem ser inversamente proporcionais ao número de substituintes piridina. Além disso, o tempo de vida, a constante de velocidade de supressão pelo O2 e o rendimento quântico de formação de oxigênio singlete a partir da espécie no estado triplete T1, parecem não ser influenciados pelo número de complexos [Ru(bipy)2Cl]+ coordenados ao anel porfirínico. Nenhuma fotodecomposição foi observada durante os experimentos. Os rendimentos quânticos de oxigênio singlete (~O,5) obtidos para as porfirinas supermoleculares são comparável ao de outros fotossensibilizadores porfirínicos utilizados em estudos de terapia fotodinâmica. Logo, a estratégia de se introduzir complexos de rutênio bipiridina como modificadores das propriedades das meso(fenilpiridil)porfirinas, e também como novos sítios de interação, por exemplo, com biomoléculas, parece ser adequada para a preparação de novos sensibilizadores supramoleculares. / The preparation, characterization and photophysical and photochemical properties of a series of meso-(phenylpyridyl)porphyrins, with n phenyl and 4n pyridyl substituents (n =1 to 4), and the respective supermolecular species obtained by the coordination of [Ru{2,2\'-bipy)2Cl]+ complexes to the pyridine nitrogen atoms, are described. The results of the spectroscopic and electrochemical studies were consistent . with the proposed molecular structures. The occurrence of energy transfer processes from the MLCT3 state of the peripheral ruthenium complexes to the porphyrin singlet state in ethanol glass, and to the triplet state at room temperature, were observed. These strongly suggest that the excited MLCT3 state is energetically above the porphyrin S1 state (77 K), and that there is a sufficiently strong electronic interaction between the ruthenium complexes and the porphyrin ring. The energy transfer from MLCT3 to the porphyrin S1 state is inefficient at room temperature, because ofthe fast non-radiactive deactivation of that excited state. This was confirmed by the excitation spectra, that exhibited only the absorption bands ofthe porphyrin moiety. The fluorescence quantum yield of the porphyrin is decreased in presence of dissolved O2, and this behavior seems to be inversely proportional to the number of pyridyl substituents. Furthermore, the lifetime, the quenching rate constant by 02 and the singlet oxygen quantum yields for the porphyrin triplet state, seems to be independent of the number of [Ru(bipy)2Cl]+ complexes coordinated to the ring. No photodecomposition were observed during the above experiments. The singlet oxygen quantum yields (~O,5) determined for the supermolecular porphyrins are comparable to that of other porphyrin type photosensitizers used in studies on photodynamic terapy. Consequently, the strategy of coordinating ruthenium bipyridyl complexes as modifiers ofthe meso-(phenylpyridyl)porphyrins and also as new interaction sites, for example for biomolecules, seems adequate for the preparation of new supermolecular photosensitizers.

Devido à sua intensa absorção de luz na região visível do espectro, as porfirinas e seus derivados (clorinas e bacterioclorinas) são de grande importância na terapia fotodinâmica (TFD) para o tratamento de doenças neoplásicas. Neste trabalho foram sintetizadas as novas vinil-porfirinas estrategicamente funcionalizadas (47 e 48), seguida de uma sistemática de reações de Diels-Alder com dieófilos ativados, com o propósito de obter clorinas e/ou bacterioclorinas para potenciais aplicações em TFD. / Due to their strong absorption in the visible region, porphyrins and related derivatives (chlorins and bacteriochlorins) are very important in photodynamic therapy (PDT) for the treatment of neoplasic diseases. In this work were synthesized the novel and strategically functionalizated vinyl-porphyrins 47 and 48, followed by systematic Diels-Alder reactions with activated dienophiles to obtain chlorins and/or bacteriochlorins, potentially useful on PDT.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ariana Rodrigues.pdf: 4102019 bytes, checksum: 823cb458ebe2eea53b3ba0d11aed9880 (MD5) Previous issue date: 2012-03-06 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The increasing pathogenic bacteria resistance to antibiotics has led to the development of new alternatives to replace them. The Photodynamic Antimicrobial Chemotherapy (PACT) is one of the alternatives recently researched. Several associations between photosensitizer (PS) and light sources are used to inactivate different micro-organisms. The porphyrin derivatives have interesting features and are amongst the most investigated compounds in PACT, showing promising results. The light-emitting diode (LED) source presents advantages, since this device has been shown efficient against bacteria and is economically feasible. The present study investigated the photodynamic activity of different porphyrin derivatives/LED systems for application in PACT. The following porphyrin derivatives were used: 5,10,15,20-tetrakis(2,6-difluor-5-sulfonatophenyl) sodium porphyrinate, Na4[H2(TDFSPP)], 5,10,15,20-tetrakis(2,6-difluor-5-sulfonatophenyl) zinc (II) sodium porphyrinate, Na4[Zn(TDFSPP)]) and 5,10,15,20-tetrakis(4-sulfonatophenyl) manganese (III) sodium porphyrinate, Na4[Mn(TSPP)]. LED systems were used in different emission bands: orange, red, green and blue. The photodynamic activity of PS/LED systems were analyzed through the photobleaching test, photoxidation of bovine serum albumin (BSA) protein, uric acid and microbiological assay with ATCC and hospital Staphylococcus aureus strains. The results showed no significant photobleaching of porphyrin derivatives using LED as a light source. The PS/LED systems led to oxidation of the BSA protein and uric acid, except for the derivative Na4[Mn(TSPP)]. The photoxidation constant rate for Na4[H2(TDFSPP)]/green and blue LED, Na4[Zn(TDFSPP)]/green and blue LED systems, were close to the constant rate for drugs with application in photodynamic therapy (PDT). The uric acid test result indicated that compounds are capable of generating singlet oxygen. The Na4[H2(TDFSPP)]/blue LED system had a higher photodynamic activity against ATCC and hospital S. aureus strains. The results demonstrated that the systems under study present potential to be used in PDT and PACT. / A crescente resistência de bactérias patogênicas a antibióticos levou ao desenvolvimento de novas alternativas que possam substituí-los. Uma das alternativas investigadas atualmente é a quimioterapia fotodinâmica antimicrobiana (PACT). Várias associações entre fotossensibilizadores (FS) e fontes de luz são utilizadas para inativar diferentes micro-organismos, comprovando a eficiência dessa terapia. Os derivados porfirínicos apresentam características interessantes para aplicação em PACT e estão entre os compostos mais investigados, apresentando resultados promissores. O uso de LED como fonte de luz apresenta vantagens, uma vez que esse dispositivo tem mostrado bons resultados na eliminação de bactérias e é economicamente mais viável. Assim, no presente estudo, investigou-se a atividade fotodinâmica de diferentes sistemas derivados porfirínicos/LEDs para possível aplicação em PACT. Para isso, utilizou-se os seguintes derivados porfirínicos: 5,10,15,20-tetrakis (2,6-difluoro-5-sulfonatofenil) porfirinato de sódio, Na4[H2(TDFSPP)], 5,10,15,20-tetrakis (2,6-difluoro-5-sulfonatofenil) zinco (II) porfirinato de sódio, Na4[Zn(TDFSPP)], e 5,10,15,20-tetrakis (4-sulfonatofenil) manganês (III) porfirinato de sódio, Na4[Mn(TSPP)]. A irradiação dos compostos foi feita utilizando-se sistemas de LED com diferentes faixas de emissão: alaranjado, vermelho, verde e azul. A atividade fotodinâmica dos sistemas FS/LED foi avaliada por meio dos testes de fotobranqueamento, foto-oxidação da proteína BSA, ácido úrico e de ensaio microbiológico, utilizando-se a bactéria Staphylococcus aureus de origem ATCC e hospitalar. Os resultados mostraram que os derivados porfirínicos não sofreram fotobranqueamento quando associados aos diferentes LEDs. Os sistemas FS/LED levaram à oxidação da proteína BSA e à degradação da molécula de ácido úrico, exceto para o derivado Na4[Mn(TSPP)]. As constantes de foto-oxidação obtidas para os sistemas Na4[H2(TDFSPP)]/LED verde e azul; Na4[Zn(TDFSPP)]/LED verde e azul, ficaram próximas aos valores obtidos para fármacos com aplicação em Terapia Fotodinâmica (TFD). Os resultados do teste do ácido úrico para esses mesmos sistemas indicaram que eles são capazes de gerar oxigênio singlete. O sistema Na4[H2(TDFSPP)]/LED azul apresentou maior atividade fotodinâmica sobre as cepas de S. aureus ATCC e hospitalar. Assim, os resultados demonstram que os sistemas investigados apresentam potencial para aplicação em TFD e PACT.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8420094 bytes, checksum: e38d9fce0fc67703d2f3e878474b7c32 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Piper L. genus is the largest one among the Piperaceae. Containing at least 1000 species, they are located mainly on the neotropical region of Earth and it draws our attention due to its medical, economical, chemical and cultural properties, such as anti-inflamatory, antibacterial and fungicide actions. Piper genus species have been becoming research sources for specific classes of secondary metabolites which play an important role concerning biological activities, including alkaloids, amides, chalcones, chromenes, flavonoids, lignans, terpenes, cyclopentanediones, steroids, porphyrin derivatives and benzoic acid derivatives. Piper caldense C. DC., which is commonly known as Pimenta D arda , is used in Paraíba as sedative, snake venom antidote, anti-toothache agent, and as active in located pain treatments through the use of compresses. This research reports the phytochemical study of P. caldense C. DC. leaves and fruits. Through usual chromatographic methods and spectroscopic techniques such as IR and one and two-dimensional ¹H and ³CNMR techniques and comparison with literature data it was possible to isolate and identify an mixture of the β-sitosterol and sitgmasterol steroids, besides porphyrin substances: 15-hydroxy-A-pophyrinlactone and a phaeophytin. Those fractions were obtained from crude ethanolic extract of P. caldense C. DC. leaves. Three benzoic acid derivatives were isolated from the hexane extract of P. caldense C. DC. fruits. From its leaves and fruits it was possible to obtain seven compunds commonly found it many vegetal species, but for the first time stated from P. caldense C. DC. The hexane and dichloromethane fruit extracts and isolated substances were submitted to microbiological assay and antifungal activites were detected concerning Candida genus yeast. This test is being done for the first time in the fruits of the studied species. / O gênero Piper L. é o maior da família Piperaceae, compreendendo pelo menos 1000 espécies, que se encontram distribuídas especialmente na região neotropical do globo terrestre e se destaca por suas propriedades medicinais, econômicas, químicas e culturais (anti-inflamatória, antibacteriana, anestésia e fungicida, dentre outros). Espécies do gênero Piper têm-se tornado fontes de pesquisa de classes específicas de metabólitos secundários com marcantes atividades biológicas, incluindo alcaloides, amidas, chalconas, cromenos, flavonoides, lignanas, terpenos e ciclopentanodionas, esteroides, derivados porfirínicos e derivados do ácido benzoico. Piper caldense C. DC., conhecida popularmente como pimenta d arda , é utilizada na Paraíba como sedativa, antídoto para picadas de cobras, para dores de dente, bem como na forma de compressa no local afetado para alívio da dor. Este trabalho reporta o estudo fitoquímico das folhas e frutos de P.caldense C. DC. Utilizando-se métodos cromatográficos usuais e técnicas espectroscópicas de IV e RMN de 1H e 13C uni e bidimensionais e a comparação dos dados com a literatura foi possível isolar e identificar do extrato etanólico bruto das folhas de Piper caldense C.DC., uma mistura de esteroides, o β-sitosterol e o estigmasterol, e duas substâncias porfirínicas, a 15-hidroxi-porfirionolactona A e a feofitina a, e, do extrato hexânico dos frutos, três derivados do ácido benzoico, compreendendo ao total sete substâncias, descritas pela primeira vez em Piper caldense C. DC. Os extratos hexânico e diclorometânico dos frutos e suas substâncias isoladas foram submetidos a ensaios microbiológicos, apresentando atividade antifúngica frente a leveduras do gênero Candida. Este ensaio está sendo feito pela primeira vez nos frutos da espécie estudada.