Caracterización electroquímica y reactividad con anión radical superóxido de C-4-hidroxifenil-1,4-dihidropiridinas

Abstract

En esta Memoria se estudió la reactividad de tres nuevas 1,4-dihidropiridinas (1,4-DHP) frente al anión radical superóxido (O2 .-), y se evaluó la influencia de los sustituyentes en posición 4 del anillo dihidropiridínico. Estas moléculas también se caracterizaron electroquímicamente mediante Voltamperometría de pulso diferencial (VPD), Voltamperometría cíclica (VC), electrólisis a potencial controlado (EPC) y Voltamperometría de barrido lineal con electrodo de disco rotatorio (DR). Los estudios electroquímicos demuestran que en medio acuoso las 1,4-dihidropiridinas son más fáciles de oxidar a pHs básicos, mostrando el siguiente orden en cuanto a la facilidad de oxidación: 4-HIDROXIFENIL-DHP (4-OH-DHP) > 3-HIDROXIFENIL-DHP (3-OH-DHP) > 4-FENIL-DHP (DHP). Este mismo orden se observó en medio no acuoso. La oxidación de las 1,4-DHPs en ambos medios correspondió a un proceso irreversible, en que la corriente fue controlada por difusión. La cinética de reacción fue seguida mediante espectroscopía UV-Visible con arreglo de diodos. Las constantes de formación del anión dihidropiridínico se calcularon usando un equipo de flujo retenido. El orden para la constante fue: NADH > 4-OH-DHP > 3-OH-DHP > DHP. Por otra parte, las constantes cinéticas para la reacción entre el anión radical superóxido y las DHPs fueron calculadas a través de cinética continua. Claramente, las DHPs que tienen un grupo hidroxifenilo en la posición 4 del anillo dihidropiridínico presentaron constantes cinéticas significativamente mayores que las 1,4-DHP comerciales estudiadas con el siguiente orden: 3-OH-DHP > 4-OHDHP > DHP > AMLODIPINO > NISOLDIPINO > NIMODIPINO. La reactividad entre el anión superóxido y las 1,4-DHPs ocurriría a través de un mecanismo que incluye en una primera etapa la rápida formación del anión dihidropiridínico, el que se forma como resultado de un equilibrio ácido-base entre anión radical superóxido que actúa como base de Brönsted, y la 1,4-dihidropiridina, posteriormente, el anión dihidropiridínico actuaría como reservorio para reponer la 1,4-dihidropiridina que se está oxidando a piridina en un proceso que duraría en total 6 horas aproximadamente.

this Thesis the reactivity of three new 1,4-dihydropyridines (1,4-DHP) with superoxide radical anion (O2. - ) was studied and the influence of substituents in the 4-position on the dihydropyridine ring was also evaluated. These molecules also were electrochemically characterized by means of differential pulse voltammetry (DPV), cyclic voltammetry (CV), controlled potential electrolysis (CPE) and linear sweep voltammetry with rotating disc electrode (RDE). The basic electrochemical studies demonstrate that in aqueous medium the 1,4-dihydropyridines were oxidized easier at alkaline pHs than that acidic pHs. The order of easiness of oxidation was as follows: 4-HIDROXIPHENYL-DHP (4-OH-DHP) > 3-HIDROXIPHENYL-DHP (3-OH-DHP) > 4-PHENYL-DHP (DHP). This same order was observed for non-aqueous medium. The oxidation of 1,4-DHPs in both media corresponded to an irreversible process, in which the current was diffusion-controlled. The kinetic of reaction was followed through UV-Vis spectroscopy with diode array. The kinetic rate constants on the formation of the dihydropyridinic anion were calculated by the stopped flow technique. The magnitude for the constant was: NADH > 4-OH-DHP > 3-OH-DHP > DHP. On the other hand, the kinetic rate constants for the reaction between the radical anion superoxide and the 1,4-DHPs were calculated through kinetic continuous. Clearly, the DHPs having an hydroxyphenyl group in 4-position on the dihydropyridinic ring exhibited kinetic rate constants significantly greater than the commercial 1,4-DHPs with the following order: 3-OH-DHP > 4-OH-DHP > DHP > AMLODIPINE > NISOLDIPINE > NIMODIPINE. The reactivity between the superoxide anion and the 1,4-DHPs occurred through a mechanism including, as first step a fast formation of the dihydropyridinic anion, which resulted from a acid-basic equilibrium between superoxide radical anion, which acts as Brönsted base, and the 1,4-dihidrophyrydine. then, the dihydropyridinic anion would act like reservoir to replace the 1,4-dihydropyridine which is being oxidized to pyridine, in a 6 hours process.