Síntesis, caracterización electroquímica y reactividad con anión superóxido de nuevas cumarinas híbridas

Abstract

Las cumarinas (2H-1-benzopiran-2-ona) son estructuras químicas presentes en especies vegetales ampliamente distribuidas en la naturaleza con una reconocida actividad biológica, entre las que destacan sus propiedades antioxidantes. En el presente trabajo de Tesis se describe la síntesis de derivados polifenólicos. La cumarina dihidroxilada como estructura de partida fue esterificada con distintos ácidos orgánicos polifenólicos. Se estudió su electro-oxidación y se evaluó su actividad antioxidante frente a especies reactivas de oxígeno por medio de diversas metodologías in vitro. Se estudió el comportamiento anódico de los compuestos mediante voltametría cíclica (VC) y voltametría de pulso diferencial (VPD) en medio aprótico, como una aproximación a los procesos redox que ocurren en membranas biológicas. Se determinó la presencia de especies radicalarias en el proceso electro-oxidativo a través de la técnica de resonancia de espín electrónico (REE). Las constantes de acoplamiento hiperfino junto con cálculos teóricos (índice de Fukui) permitieron discriminar distintos sitios reactivos en las nuevas moléculas donde se desarrolla el proceso oxidativo. Además, se evaluó la capacidad antioxidante de los compuestos a través de los ensayos capacidad antioxidante frente a radicales de oxígeno-fluoresceína (ORAC-FL), capacidad antioxidante reductora de hierro (FRAP), apagamiento del radical hidroxilo mediante spin trapping, inactivación de anión superóxido y capacidad antioxidante celular (CAC) en un modelo biológico in vitro simple. Para los ensayos antioxidantes no biológicos, la introducción de las distintas estructuras fenólicas en el anillo cumarínico permite obtener derivados que presentan una capacidad antioxidante mejor que el precursor cumarínico inicial. Se estableció la respectiva correlación entre el potencial de inicio del proceso electroquímico (potencial onset) y los resultados encontrados en el ensayo en medio aprótico frente a anión superóxido. Considerando el ensayo biológico de capacidad antioxidante celular, éste sugiere que la actividad antioxidante de los nuevos derivados está circunscrita a medios de naturaleza lipofílica

Coumarins (2H-1-benzopyran-2-one) are chemical structures from vegetal sources widely distributed in vegetable species with recognized biological activities, among which their antioxidant capacity. In this Thesis work the syntheses of coumarin polyphenolic derivatives is described. Coumarin was the starter scaffold and it was sterified with different organic phenolic acids. The electro-oxidation of polyphenolic derivatives is studied and their antioxidant capacity towards ROS through methodologies in vitro is evaluated. The anodic behavior of the compounds by cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (VPD) was studied in aprotic medium as an approximation to the redox processes in biological membranes. The presence of radical species is determined in the electro-oxidation process through the technique electron spin resonance (ESR).The hyperfine coupling constants and theoretical calculations (Fukui index values) allow to discriminate between the different reactive sites in the new molecules where the oxidative process is taking place. Moreover, antioxidant capacity of derivatives was evaluated through oxygen radical antioxidant assay-fluorescein (ORAC-FL), ferric reducing ability of plasma (FRAP), spin trapping, superoxide scavenging assays and cellular antioxidant (CAC) in a simple biological model in vitro. In the non-biological antioxidant assays, the addition of various phenolic structures to the coumarin scaffold yielded derivatives with improved antioxidant capacity related to initial coumarin. We studied the correlations between the starting potential of the electrochemical process (onset potential) and the antioxidant results obtained in aprotic media against superoxide anion. In regard to the biological cellular antioxidant capacity assay, it suggests that the antioxidant activity of new derivatives could be limited to lipophilic media