Síntesis y caracterización electroquímica de nuevos 4-nitroimidazoles sustituidos

Abstract

Los nitroimidazoles en general, han presentado un gran interés desde el punto de vista biológico, debido a que dichos compuestos son drogas efectivas contra enfermedades infecciosas, utilizándose algunas como drogas antibacterianas o antiprotozoarias y además, como agentes citotóxicos en la terapia del cáncer. Durante el desarrollo de esta tesis se realizó la síntesis y caracterización electroquímica de dos series de compuestos derivados del 4-nitroimidazol. Las series fueron diseñadas para estudiar y/o evaluar la influencia de diferentes sustituyentes en las posiciones 1 y 2 del anillo nitroimidazólico, sobre la reducción del grupo nitro, en cuanto a energética, estabilidad del anión radical generado y mecanismo involucrado. La reducción del grupo nitro es el paso fundamental para la actividad biológica de estos compuestos, debido a que se generan intermediarios altamente reactivos. Se estudió la reducción electroquímica de éstos derivados sobre diferente material de electrodo, en medio acuoso, no acuoso y en presencia de surfactantes (aniónico, catiónico y no iónico), encontrándose que el mecanismo de reducción es fuertemente dependiente de las variables antes mencionadas. Utilizando voltamperometría cíclica (VC) entre otras técnicas, se logró estudiar la generación del anión radical nitro y su estabilidad en medio micelar. Los experimentos por VC demostraron que la reducción de los derivados nitroimidazólicos en presencia de micelas catiónicas genera un anión radical nitro bien estabilizado en medio acuoso desde pH 7.4 en adelante. Teniendo en cuenta que el ambiente micelar es considerado como un modelo primitivo de la membrana biológica, este trabajo otorgó una herramienta muy útil para estudiar la formación, estabilidad y reactividad del anión radical nitro en estas condiciones. Por otra parte, se realizó un estudio acerca del comportamiento electroquímico de dos derivados sintetizados del 4-nitroimidazol, sobre electrodo de carbón vítreo (GCE) y GCE modificado con nanotubos de carbono de (NTCs). La respuesta electroquímica de los electrodos modificados con NTCs fue evaluada por técnicas electroquímicas, optimizando varios parámetros, como pH del medio, naturaleza y concentración de la dispersión de NTCs y tiempo de acumulación. El electrodo modificado exhibió atractivas propiedades electroquímicas, como el aumento de la intensidad de corriente y una reducción significativa en el valor de potencial comparado con el GCE sin modificar.

Nitroimidazoles generally have a strong interest from the biological point of view, because these compounds are effective drugs against infectious diseases, such as using certain drugs or antibacterial antiprotozoarias and as cytotoxic agents in cancer therapy. During the development of this thesis was the synthesis and electrochemical characterization of two series of compounds derived from 4-nitroimidazole. The series was designed to study and / or evaluate the influence of different substituents in positions 1 and 2 of the ring nitroimidazoles, on reducing the nitro group, in terms of energy stability of the radical anion generated and mechanism involved. The reduction of nitro group is a key step for the biological activity of these compounds, because they generate highly reactive intermediate. We studied the electrochemical reduction of these derivatives on different electrode material in aqueous media, non-aqueous and in the presence of surfactants (anionic, cationic and nonionic), found that the mechanism of reduction is heavily dependent on the variables mentioned above. Using cyclic voltammetry (CV) among other techniques, were able to study the generation of the nitro and anion radical in micellar stability. The experiments showed that VC reduction nitroimidazólicos derivatives in the presence of cationic micelles creates a good stable nitro radical anion in water pH from 7.4 onwards. Taking into account that the micellar environment is considered a model of primitive biological membrane, this paper gave a very useful tool for studying the formation, stability and reactivity of the nitro radical anion in these conditions. Moreover, a study on the electrochemical behavior of two derivatives synthesized from 4- nitroimidazole on glassy carbon electrode (GCE) and GCE modified with carbon nanotubes (NTCs). The electrochemical response of the electrodes modified NTCs was evaluated by electrochemical techniques, optimizing various parameters such as pH of the environment, nature and concentration of dispersed NTCs and time of accumulation. The modified electrode exhibited attractive electrochemical properties, such as increasing the intensity of flow and a significant reduction in the value of potential compared to the CGE unchanged.