Estudi estructural d'adenines N(6) substituïdes amb anàlegs d'aminoàcids. Síntesi de derivats d'adenina amb l'àcid 5-Aminovalèric, l'àcid 6-Aminohexanoic i la GABapentina

TREBALL DE FI DE GRAU

ESTUDI ESTRUCTURAL D'ADENINES N(6) SUBSTITUÏDES AMB ANÀLEGS D'AMINOÀCIDS.

SÍNTESI DE DERIVATS D'ADENINA AMB L'ÀCID 5-AMINOVALÈRIC, L'ÀCID 6-AMINOHEXANOIC I

LA GABAPENTINA

Bartomeu Balle Sitges

Grau de Química Facultat de Ciències

Any Acadèmic 2019-2020

ESTUDI ESTRUCTURAL D'ADENINES N(6) SUBSTITUÏDES AMB ANÀLEGS

D'AMINOÀCIDS. SÍNTESI DE DERIVATS D'ADENINA AMB L'ÀCID 5-AMINOVALÈRIC,

L'ÀCID 6-AMINOHEXANOIC I LA GABAPENTINA

Bartomeu Balle Sitges

Treball de Fi de Grau Facultat de Ciències

Universitat de les Illes Balears

Any Acadèmic 2019-2020

Paraules clau del treball:

Adenines modificades, Àcid 5-aminovalèric, Àcid 6-aminohexanoic, GABApentina

Dr. Joan Jesús Fiol Arbòs

S'autoritza la Universitat a incloure aquest treball en el Repositori Institucional per a la seva consulta en accés obert i difusió en línia, amb finalitats exclusivament acadèmiques i d'investigació

Autor Tutor Sí No Sí No

Abreviatures ... 6

Resum ... 7

1. Introducció ... 8

1.1. La química bioinorgànica ... 8

1.2. Bases nitrogenades i la seva importància als àcids nucleics. ... 8

1.3. Modificació de bases nitrogenades ... 11

1.4. Modificació d'adenines ... 11

1.5. Ús de metalls en farmacologia ... 16

1.6. Interaccions dèbils ... 18

2. Objectius generals ... 21

2.1. Objectius específics ... 21

3. Experimental ... 22

3.1. Instruments i tècniques d'estudi ... 22

3.2. N-(7H-purin-6-il)5-aminovalèric, N⁶-5AValAde ... 23

3.3. N-(7H-purin-6-il)6-aminohexanoic, N⁶-6AHexAde ... 24

3.4. N-(7H-purin-6-il)GABApentina·H2O, N⁶-GABApenAde·H2O ... 26

3.5. Síntesi dels complexos d'Ir ... 27

4. Resultats i discussió ... 29

4.1. Preparació dels productes ... 29

4.2. Estructures cristal·logràfiques ... 29

4.3. Espectroscopia de resonància magnètica nuclear (¹H-RMN) ... 32

4.4. Espectroscopia d'infrarroig (IR) ... 33

5. Conclusions ... 34

Abreviatures

Abreviatura Forma no abreviada Estructura

DMSO Dimetilsulfòxid

MeOH Metanol

EtOH Etanol

N⁶-5AValAde N-(7H-purin-6-il)5- aminovalèric

N⁶-6AHexAde N-(7H-purin-6-il)6- aminohexanoic

N⁶-GABApenAde·H2O N-(7H-purin-6- il)GABApentina·H2O

ADN Àcid desoxiribonucleic

ARN Àcid ribonucleic

AMPc Adenosín monofosfat cíclic

ATP Adenosin trifosfat

1N

2 3N 4

5 6

N9 8

HN⁷ NH

1a 2a 3a

HO 4a

O

1N

2 3N 4

5 6

N⁹

8

HN⁷ NH

1a 2a 3a 4a

HO 5a

O

1N

2 N

3 4 5 6

N9 8

HN7

HN ^1a

2a 3a 8a OH

6a 7a 5a

4a

O

· H₂O

N N N N

NH₂

O

OH O O P O HO

N N N N

NH₂

O OH OH O P O

OH O P O

OH O P OH HO

O

H₃C CH₂OH H₃C OH

S O H₃C CH₃

Resum

S'han sintetitzat i caracteritzat tres nous composts d'adenina en els quals la posició N(6) es troba modificada per l'addició d'un anàleg d'aminoàcid (àcid 5-aminovalèric, àcid 6- aminohexanoic i GABApentina): N⁶-5AValAde (1), N⁶-6AHexAde (3) i N⁶-GABApenAde·H2O (5), respectivament; juntament amb les formes protonades dels derivats (1) i (3), que enumerarem com (2) i (4), respectivament. Aquests composts han estat caracteritzats per anàlisi elemental, espectroscòpia d'infraroig (IR), ressonància magnètica nuclear de protó (¹H- RMN), termogravimetria (TGA), espectroscòpia de masses (ESI-HRMS) i difracció de raigs X [(1), (3), (4), (5)]¹.

1 Per altra banda, es tenia intenció d'obtenir i caracteritzar d'igual manera la forma protonada de (5), a més de tres complexos d'Ir(III), un per cada un dels lligands sintetitzats prèviament, però a causa de la situació desencadenada pel brot de COVID-19 la seva realització va ser impossible dins del termini establert. Una vegada s'hagi superat aquesta difícil tessitura i les condicions sanitàries i les autoritats ho permetin, es continuarà amb la investigació des del punt on es va deixar.

1. Introducció

1.1. La química bioinorgànica

La química bioinorgànica és, com el seu propi nom indica, la branca que es troba entre la química inorgànica i la biològica. Encara que pugui semblar una contradicció, ja que "bio"

significa vida i "inorgànic" es refereix, en general, a tot allò que no té vida, s'ha comprovat que un gran nombre d'elements inorgànics són imprescindibles per als organismes vius. Així doncs, la química bioinorgànica s'encarrega de l'estudi de la funció dels metalls i altres espècies inorgàniques als sistemes biològics i del seu mecanisme d'actuació.

La química bioinorgànica és un camp relativament nou, ja que la majoria dels elements inorgànics amb importància biològica es troben en quantitats molt petites en els éssers vius (segons la quantitat parlem d'elements traça, microtraça o ultramicrotraça) i no va ser fins als anys vuitanta quan es van desenvolupar tècniques i instruments adequats per al seu estudi².

Stephen J. Lippard, considerat uns dels pares de la química bioinorgànica, va definir les principals directrius d'aquesta³:

1. Estudi de la funció dels biometalls i dels seus mecanismes d'actuació.

2. Síntesi de models senzills que puguin reproduir el comportament de sistemes més complexos per tal d'entendre el funcionament d'aquests darrers.

3. Addició d'ions metàl·lics o complexos de coordinació a sistemes biològics per dur a terme proves d'estructura i funció.

1.2. Bases nitrogenades i la seva importància als àcids nucleics.

Les bases nitrogenades són composts orgànics cíclics que presenten, com a mínim, 2 àtoms de nitrogen. L'adenina, guanina, citosina i timina (ADN), i l'uracil (ARN) són una part imprescindible d'aquests àcids nucleics. Presenten un gran nombre de possibilitats d'enllaç, tant amb molècules orgàniques com amb ions metàl·lics.

Segons la seva estructura bàsica es classifiquen en dos grups diferents (Figura 1):

1. Bases púriques, derivades de l'estructura de la purina (adenina i guanina). Per aquestes, existeixen dues formes tautomèriques: la N(9)-H i la N(7)-H, encara que a la Figura 1 només es representa la forma N(9)-H.

2. Bases pirimidíniques, derivades de l'estructura de la pirimidina (citosina, timina i uracil).

2 Fuertes Villadangos, M. Á.; i Pérez Martín, J. M. (2000). Química bioinorgánica. Una ciencia interdisciplinar en desarrollo.

Encuentros Multidisciplinares, 1(5)

3 Lippard, S. J.; i Berg, J. M. (1994). Principles of Bioinorganic Chemistry. Mill Valley, Estats Units: University Science Books

Figura 1. Classificació de les bases nitrogenades.

La unió covalent d'aquestes amb una pentosa (2'-desoxiribosa a l'ADN, i ribosa a l'ARN) dona lloc als nucleòsids, i l'addició d'un grup fosfat enllaçat covalentment a la pentosa d'un nucleòsid forma el que es coneix com a nucleòtids. La base nitrogenada es troba enllaçada al carboni 1 de la pentosa a través d'un àtom de nitrogen (N(9) en bases púriques i N(1) en bases pirimidíniques), mentre que el grup fosfat s'enllaça al carboni 5 de la pentosa.

Cal remarcar que els nucleòtids poden ser monofosfat, difosfat o trifosfat segons si compten amb un, dos o tres grups fosfat, respectivament, però com a constituents dels àcids nucleics tan sols trobem nucleòtids monofosfat.

A la Figura 2 es presenta un exemple d'un nucleòsid i d'un nucleòtid, tant amb una base púrica (adenina) com amb una base pirimidínica (citosina).

Figura 2. a) Nucleòsid i nucleòtid monofosfat d'adenina. b) Nucleòsid i nucleòtid monofosfat de citosina.

HN⁷

N₉ N3

N¹

Purina Bases púriques

N

1 3N

6NH₂

NH N7

9

Adenina (A)

NH⁹ N⁷

3N

2

H₂N HN

1

O

Guanina (G)

Bases pirimidíniques

N 2 1 6 5

4

N³

Pirimidina

N O NH NH₂

NH

1 2 O

3

NH

4

6 5

4

NH

1 2 O

3

NH

4 5 6

O O

Citosina (C) Timina (T) Uracil (U)

1 3 2 5 6

2 4 4

5 5

8 8

6

2 4

6 5

8

N N N

N

NH₂

O X OH HO

N N N

N

NH₂

O X OH P O

-O O^- O

X = OH; Adenosina

X = H; Desoxiadenosina X = OH; Adenosina monofosfat X = H; Desoxiadenosina monofosfat

O X OH HO

N N NH₂

O

N NH₂

O N O

X OH O

-O P O^- O

X = OH; Citidina X = H; Desoxicitidina

X = OH; Citidina monofosfat X = H; Desoxicitidina monofosfat a)

b)

Com es pot apreciar a la Figura 3 ⁴, els nucleòtids s'uneixen entre ells formant cadenes mitjançant un enllaç fosfodièster que involucra el grup fosfat d'un nucleòtid amb el grup hidroxil present al carboni 3 de la pentosa del següent.

Figura 3. Cadena de nucleòtids.

Les cadenes d'ADN estan formades per dues cadenes de nucleòtids que s'uneixen mitjançant enllaços d'hidrogen entre dues bases nitrogenades complementàries (interaccions Watson-Crick), és a dir, entre adenina i timina, i entre citosina i guanina. A més, l'estructura de doble hèlix que presenta l'ADN es veu estabilitzada per interaccions de stacking entre bases nitrogenades consecutives dins una mateixa cadena (Figura 4).

Figura 4. Interaccions intracatenàries i intercatenàries entre bases nitrogenades.

4 Casas Fernández, J. S.; Moreno, V.; Sánchez, Á.; Sánchez, J. L.; i Sordo, J. (2002). Química Bioinorgánica. Madrid, España:

Síntesis

1.3. Modificació de bases nitrogenades

Donada la importància biològica de les bases nitrogenades, la seva modificació és d'un gran interès en diversos àmbits, com la química de coordinació o la farmacologia, entre d'altres. Aquests canvis, entre els quals destaquen la introducció de cadenes alifàtiques, grups funcionals o anàlegs d'altres molècules, o fins i tot la coordinació metàl·lica⁵, provoquen variacions en el comportament, la reactivitat, les possibles interaccions intermoleculars⁶ i les característiques estructurals de la base nitrogenada en qüestió. Els complexos metàl·lics formats amb bases nitrogenades modificades mereixen menció especial, ja que les seves aplicacions són importants. S'han emprat com a model per a estudiar la interacció del catió metàl·lic en qüestió amb l'ADN, disseny de fàrmacs i també com a bases estructurals per a la formació de noves arquitectures moleculars⁷, MOFs⁸, polímers porosos de coordinació i nanomaterials funcionals⁹. Un bon exemple són els materials porosos basats en pèptids, els quals s'han analitzat com a sistemes d'administració de fàrmacs hidròfobs^10,11.

1.4. Modificació d'adenines

La recerca sobre els derivats d'adenina començà fa molts anys i ha obtingut una repercussió cada vegada major gràcies a la gran quantitat d'usos que s'han anat descobrint.

Per exemple, n'hi ha que són fàrmacs prometedors pel tractament de malalties com l'osteoporosi^12,13 (mitjançant la inhibició de la cisteïno-proteasa catepsina K) o el càncer de mama¹⁴. D'altres són inhibidors de la fosfodiesterasa 4 ^15,16 (útils en el tractament

5 Sigel, H. (1993). Chem. Soc. Rev., 22(4), 255-267. https://doi.org/10.1039/cs9932200255

6 Oyelere, A. K.; Kardon, J. R.; i Strobel, S. A. (2002). Biochemistry, 41(11), 3667–3675. https://doi.org/10.1021/bi011816v

7 Galindo, M. A.; i Houlton, A. (2009). Inorg. Chim. Acta, 362(3), 625-633. https://doi.org/10.1016/j.ica.2008.04.049

8 Imaz, I.; Rubio-Martínez, M.; An, J.; Solé-Font, I.; Rosi, N. L.; i Maspoch, D. (2011). Chem. Commun., 47(26), 7287-7302.

https://doi.org/10.1039/c1cc11202c

9 Pu, F., Ren, J., & Qu, X. (2018). Chem. Soc. Rev., 47(4), 1285–1306. https://doi.org/10.1039/c7cs00673j

10 Bracco, S.; Asnaghi, D.; Negroni, M.; Sozzani, P.; i Comotti, A. (2018). Chem. Commun., 54(2), 148–151.

https://doi.org/10.1039/c7cc06534e

11 Martí-Gastaldo, C.; Warren, J. E.; Stylianou, K. C.; Flack, N. L. O.; i Rosseinsky, M. J. (2012). Angew. Chem. Int. Ed., 51(44), 11044–11048. https://doi.org/10.1002/anie.201203929

12 Robichaud, J.; Oballa, R.; Prasit, P.; Falgueyret, J.; Percival, M. D.; Wesolowski, G.; Rodan, S.B.; Kimmel, D.; Johnson, C.;

Bryant, C.; Venkatraman, S.; Setti, E.; Mendonca, R.; i Palmer, J. T. (2003). J. Med. Chem., 46(17), 3709–3727.

https://doi.org/10.1021/jm0301078

13 Altmann, E.; Cowan-Jacob, S. W.; i Missbach, M. (2004). J. Med. Chem., 47(24), 5833–5836.

https://doi.org/10.1021/jm0493111

14 Figueiredo, P.; Costa, M.; Pontes, O.; Baltazar, F.; i Proença, F. (2018). Eur. J. Org. Chem., 2018(29), 3943–3956.

https://doi.org/10.1002/ejoc.201800629

15 Whitehead, J. W. F.; Lee, G. P.; Gharagozloo, P.; Hofer, P.; Gehrig, A.; Wintergerst, P.; Smyth, D.; McCoull, W.; Hachicha, M.; Patel, A.; i Kyle, D. J. (2005). J. Med. Chem., 48(4), 1237-1243. https://doi.org/10.1021/jm030603w

16 Raboisson, P.; Lugnier, C.; Muller, C.; Reimund, J.-M.; Schultz, D.; Pinna, G., Le Bec, A.; Basaran, H.; Desaubry, L.; Gaudiot, F.; Seloum, M.; i Bourguignon, J.-J. (2003). Eur. J. Med. Chem., 38(2), 199-214. https://doi.org/10.1016/s0223- 5234(02)01446-0

d'inflamacions, asma o malalties autoimmunes on l'AMPc està involucrat) o de proteïnes quinasa¹⁷ (on inhibeixen competitivament l'ATP).

A més, s'ha demostrat que els receptors d'adenosina tenen interés en una gran quantitat de processos fisiopatològics¹⁸ (inflamació¹⁹, càncer²⁰, malalties autoimmunes com l'esclerosi múltiple²¹ o la diabetis²²).

El derivat d'adenina natural més comú present a l'ADN és la N(6)-metiladenina (Figura 5), la qual es pot trobar al genoma d'organismes tant eucariotes²³ com procariotes²⁴ i que s'ha comprovat que regula l'expressió dels gens i modula la replicació i reparació de l'ADN²⁵. Altres derivats N(6) substituïts, com la isopenteniladenina, la trans-zeatina i la benzilaminopurina (Figura 5), conformen les citoquinines naturals²⁶, un grup d'hormones vegetals que regulen el cicle cel·lular de la planta promovent la divisió cel·lular i inhibint l'acció de proteïnes quinasa dependents de ciclina (CDK), és a dir, són responsables del creixement i diferenciació cel·lular²⁷. El nostre grup d'investigació va estudiar l'activitat citoquinina d'adenines mono i di N(6)-alquilsubstituïdes²⁸ depenent de la capacitat d'unió als receptors AHK3 i CRE1/AHK4 de la planta model Arabidopsis. Es va concluir que la N(6)-butiladenina i la N(6)-pentiladenina eren les més actives.

Figura 5. Derivats de l'adenina N(6)-substituïts

17 Laufer, S. A.; Domeyer, D. M.; Scior, T. R. F.; Albrecht, W.; i Hauser, D. R. J. (2005). J. Med. Chem., 48(3), 710-722.

https://doi.org/10.1021/jm0408767

18 Jacobson, K. A.; i Gao, Z.-G. (2006). Nat. Rev. Drug Discov., 5(3), 247-264. https://doi.org/10.1038/nrd1983

19 Haskó, G.; Linden, J.; Cronstein, B.; i Pacher, P. (2008). Nat. Rev. Drug Discov., 7(9), 759-770.

https://doi.org/10.1038/nrd2638

20 Muller-Haegele, S.; Muller, L.; i Whiteside, T. L. (2014). Expert Rev. Clin. Immunol., 10(7), 897-914.

https://doi.org/10.1586/1744666x.2014.915739

21 Safarzadeh, E.; Jadidi-Niaragh, F.; Motallebnezhad, M.; i Yousefi, M. (2016). Inflamm. Res., 65(7), 511-520.

https://doi.org/10.1007/s00011-016-0936-z

22 Antonioli, L.; Blandizzi, C.; Csóka, B.; Pacher, P.; i Haskó, G. (2015). Nat. Rev. Endocrinol., 11(4), 228-241.

https://doi.org/10.1038/nrendo.2015.10

23 Zhu, S.; Beaulaurier, J.; Deikus, G.; Wu, T. P.; Strahl, M.; Hao, Z.; Luo, G.; Gregory, J. A.; Chess, A.; He, C.; Xiao, A.; Sebra, R.;

Schadt, E. E.; i Fang, G. (2018). Genome Res., 28(7), 1067-1078. https://doi.org/10.1101/gr.231068.117

24 Wion, D.; i Casadesús, J. (2006). Nat. Rev. Microbiol., 4(3), 183-192. https://doi.org/10.1038/nrmicro1350

25 Pfeifer, G. P. (2016). Nature, 532, 319-320. https://doi.org/10.1038/nature17315

26 Sakakibara, H. (2006). Annu. Rev. Plant Biol., 57(1), 431-449. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.57.032905.105231

27 Strnad, M. (1997). Physiol. Plant., 101(4), 674-688. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1997.tb01052.x

28 García-Raso, A.; Cabot, C.; Fiol, J. J.; Spíchal, L.; Nisler, J.; Tasada, A.; Luna, J. M.; Albertí, F. M.; i Sibole, J. V. (2009). J. Plant Physiol., 166(14), 1529-1536. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2009.03.012

N N N

H N

NH

N N N

H N

NH

N N N

H N HO NH

N N N

H N

HN

N(6)-metiladenina N(6)-isopenteniladenina Trans-zeatina N(6)-benciladenina (BAP)

Derivats del BAP substituïts al carboni 2, com són l'olomoucina i la roscovitina (Figura 6), són capaços d'aturar el cicle cel·lular, ja que actuen com a inhibidors antagonistes de CDK competint pel lloc d'unió de l'ATP i en conseqüència, s'han estudiat com a agents antitumorals²⁹.

Un altre grup important de derivats de l'adenina són els N(9)-substituïts, encara que no han estat tan estudiats com els substituïts en el nitrogen 6, ja que la seva síntesi és més complicada. Un exemple d'aquest conjunt és la eritadenina o lentinacina (Figura 6), la qual s'obté de la shiitake³⁰ (nom comú de la Lentinula edodes, un bolet comestible originari de l'est d'Àsia) i que actua com a hipocolestèric³¹.

Figura 6. Altres derivats de l'adenina.

Per altra banda, un camp amb molta importància és l'estudi de la química de coordinació amb metalls de transició d'adenines modificades. Per exemple, s'han sintetitzat i caracteritzat complexos de Ru(III)³² i Ir(III)³³ amb adenines N(6)-substituïdes. En tots els casos, l'ió metàl·lic presenta una geometria octaèdrica, coordinat a quatre ions clorur al pla equatorial, i a una molècula de DMSO i al derivat d'adenina a l'eix axial.

En el cas de l'ió ruteni(III), es coordina amb l'adenina a través del N(9), quedant el N(3) protonat (Figura 7). Per altra banda, en el cas de l'ió iridi(III) s'obtenen dos complexos diferents, cinètic o termodinàmic, segons el mètode d'obtenció utilitzat. El complex termodinàmic és igual que el complex de ruteni, el N(3) es troba protonat i el N(9) coordina amb el metall, mentre que en el complex cinètic l'iridi es coordina amb l'adenina a través del N(7) i és el N(1) el que es troba protonat (Figura 8).

29 Jorda, R.; Havlíček, L.; McNae, I. W.; Walkinshaw, M. D.; Voller, J.; Šturc, A.; Navrátilová, J.; Kuzma, M.; Mistrík, K.; Bártek, J.; Strnad, M.; i Kryštof, V. (2011). J. Med. Chem., 54(8), 2980-2993. https://doi.org/10.1021/jm200064p

30 Enman, J.; Rova, U.; i Berglund, K. A. (2007). J. Agric. Food Chem., 55(4), 1177-1180. https://doi.org/10.1021/jf062559+

31 Chibata, I.; Okumura, K.; Takeyama, S.; i Kotera, K. (1969). Experientia, 25(12), 1237–1238.

https://doi.org/10.1007/bf01897467

32 Fiol, J. J.; García-Raso, A.; Albertí, F. M.; Tasada, A.; Barceló-Oliver, M.; Terrón, A.; Prieto, M. J.; Moreno, V.; i Molins, E.

(2008). Polyhedron, 27(13), 2851-2858. https://doi.org/10.1016/j.poly.2008.06.013

33 García-Raso, A.; Fiol, J. J.; Albertí, F. M.; Lagos, Y.; Torres, M.; Barceló-Oliver, M.; Prieto, M.J.; Moreno, V.; Mata, I.; Molins, E.; Estarellas, C.; Frontera, A.; Quiñonero, D.; i Deyà, P. M. (2010). Eur. J. Inorg. Chem., 2010(36), 5617-5628.

https://doi.org/10.1002/ejic.201000821 N

N N N

HN

NH

OH

N N N

N HN

NH H HO

Olomoucina Roscovitina

N

N N

N NH₂

HO OH

OH O

Eritadenina

Figura 7. Exemple d'un complex de Ru(III) amb un derivat d'adenina N(6)-substituït. [Ru^IIICl4(DMSO)[H-(N6-pentiladenina)]].

Figura 8. Exemple d'un complex de Ir(III) amb un derivat d'adenina. a) Producte cinètic, [Ir^IIICl4((DMSO)-κS)[H-(N7- butiladenina)]]; b) Producte termodinàmic, [Ir^IIICl4((DMSO)-κS)[H-(N9-butyladenine)]].

1.4.1. Modificació d'adenines amb aminoàcids o pèptids

Un tipus de modificació d'adenines d'especial interés és la introducció d'aminoàcids (o anàlegs d'aquests) o pèptids al N(6) de la purina. El nostre grup d'investigació ha treballat recentment amb aquest tipus de composts seguint el mètode de síntesi descrit per Ward, Wade, Walborg i Osdene (1961)³⁴: es col·loca a reflux, durant 3 hores, en proporció 1:2 i en medi bàsic, 6-cloropurina i l'aminoàcid o pèptid en qüestió.

Dins d'aquest marc, el grup de bioInorgànica i bioOrgànica ha descrit la síntesi i caracterització per difracció de raigs X de la N-(7H-purin-6-il)glicina³⁵ i del seu clorhidrat, de la N-(7H-purin-6-il)glicilglicina³² , de la N-(7H-purin-6-il)-ß-alanina³⁶ i del seu clorhidrat, i de la N- (7H-purin-6-il)-γ-aminobutíric³³ i del seu clorhidrat (Figura 9).

Figura 9. Adenines N(6)-substituïdes sintetitzades pel nostre grup.

34 Ward, D. N.; Wade, J.; Walborg, E. F.; i Osdene, T. S. (1961). J. Org. Chem. 26(12), 5000–5005.

35 García-Raso, A.; Terrón, A.; Bauzá, A.; Frontera, A.; Molina, J. J.; Vázquez-López, E. M.; Fiol, J. J. (2018). New J. Chem., 42 (18), 14742–14750.

36 García-Raso, A.; Terrón, A.; López-Zafra, A.; García-Viada, A.; Barta, A.; Frontera, A.; Lorenzo, J.; Rodríguez-Calado, S.;

Vázquez-López, E. M.; i Fiol, J. J. (2019). New J. Chem., 43(24), 9680-9688. https://doi.org/10.1039/c9nj02279a NH H

N N N N

NH H N N N N

NH H N N N N

NH H N N N N HN

HO

O O

HO O

HO O

HO O

N-(7H-purin-6-il)glicina N-(7H-purin-6-il)glicilglicina N-(7H-purin-6-il)-ß-alanina N-(7H-purin-6-il)-γ- aminobutíric

A més, s'han sintetitzat i caracteritzat per difracció de raigs X tres complexos d'Ir(III)³⁷ anàlegs del NAMI-A³⁸, amb tres de les quatre adenines N(6)-substituïdes mencionades a la Figura 9. Els tres complexos mencionats són [trans-Ir^IIICl4(DMSO-κS)(N³-H)-(7H-purin-6- il)glicina-κN⁹], [trans-Ir^IIICl4(DMSO-κS)(N³-H)-(7H-purin-6-il)-β-alanina-κN⁹] i [trans- Ir^IIICl4(DMSO-κS)(N³-H)-(7H-purin-6-il)-γ-aminobutiril-κN⁹]. En aquests complexos, el N(3) de l'adenina es troba protonat i el N(9) és el que es coordina al metall.

En aquesta memòria es planteja una continuació d'aquesta línia d'investigació amb la síntesi i caracterització d'adenines N(6)-substituïdes amb molècules anàlogues a aminoàcids com l'àcid 5-aminovalèric, l'àcid 6-aminohexanoic i la GABApentina (Figura 10). Els dos primers són derivats³⁹ i a la vegada anàlegs de la L-Lisina (Figura 10), pel que poden actuar com inhibidors d'alguns enzims on enllaça aquest aminoàcid.

Figura 10. Molècules emprades per la síntesi d'adenines N(6) substituïdes presents en aquest treball i el seu precursor (L- Lisina).

L'àcid 5-aminovalèric és un agonista dèbil del GABA⁴⁰, ja que és homòleg d'aquest. A més, té propietats antifibrinolítiques, és a dir, afavoreix la formació de coàguls sanguinis⁴¹.

L'àcid 6-aminohexanoic, igual que l'àcid 5-aminovalèric, també és un antifibrinolític, comercialitzat sota el nom comercial d'Amicar. Actua inhibint competitivament l'activació de plasminogen reduint així la conversió d'aquest a plasmina, que és la proteïna encarregada de degradar, entre altres proteïnes del plasma sanguini, els coàguls de fibrina. Clínicament, s'empra off-label (prescrit en condicions diferents de les autoritzades i de les que figuren en el prospecte) per controlar el sagnat de pacients amb trombocitopènia⁴² (disminució de la quantitat de plaquetes en el torrent sanguini per davall dels nivells habituals), controlar el sagnat en operacions cardíaques^43,44 i reduir el risc de sofrir una hemorràgia important en pacients amb leucèmia promielocítica aguda⁴⁵ (subtipus de leucèmia mieloide aguda on es produeixen un excés de glòbuls blancs immadurs, anomenats promielòcits, que s'acumulen

37 García-Raso, A.; Terrón, A.; Ortega-Castro, J.; Barceló-Oliver, M.; Lorenzo, J.; Rodríguez-Calado, S.; Franconetti, A.; Frontera, A.; Vázquez-López, E. M.; i Fiol, J. J. (2020). J. Inorg. Biochem. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2020.111000

38 El NAMI-A és un complex de Ru(III) amb fórmula [imidazolH][trans-Ru^IIICl4(DMSO-κS)(imidazol)] amb propietats antimetastàtiques que va passar la fase clínica 1 i després d'uns anys es va aturar a la 2 per problemes amb la dosi.

39 Fothergrill, J. C.; i Guest, J. R. (1977). J. Gen. Microbiol., 99(1), 139-155. https://doi.org/10.1099/00221287-99-1-139

40 Callery, P. S.; i Geelhaar, L. A. (1985). J. Neurochem., 45(3), 946-948. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.1985.tb04085.x

41 Cole, K. R., & Castellino, F. J. (1984). Arch. Biochem. Biophys., 229(2), 568-575. https://doi.org/10.1016/0003- 9861(84)90189-9

42 Bartholomew, J. R.; Salgia, R.; i Bell, W. R. (1989). Arch. Intern. Med., 149(9), 1959-1961.

https://doi.org/10.1001/archinte.1989.00390090039008

43 Lu, J.; Meng, H.; Meng, Z.; Sun, Y.; Pribis, J. P.; Zhu, C.; i Li, Q. (2015). Int. J. Clin. Exp. Pathol., 8(7), 7978–7987.

44 Chen, R. H.; Frazier, O. H.; i Cooley, D. A. (1995). Tex. Heart Inst. J., 22(3), 211–215.

45 Wassenaar, T.; Black, J.; Kahl, B.; Schwartz, B.; Longo, W.; Mosher, D.; i Williams, E. (2008). Hematol. Oncol., 26(4), 241–

246. https://doi.org/10.1002/hon.867

HO NH₂

O

HO NH₂

O

HO NH₂

O

Àcid 5-aminovalèric Àcid 6-aminohexanoic GABApentina

NH₂ H₂N

O OH L-Lisina

en la medul·la òssia i provoquen que les cèl·lules sanguínies no es desenvolupin ni funcionin de manera normal).

Per la seva banda, la GABApentina és un medicament antiepilèptic comercialitzat amb el nom de Neurontin. En un principi, es va sintetitzar per mimetitzar l'estructura química de l'àcid γ-aminobutíric i es creu que actua en els mateixos receptors cerebrals. Pel que fa a la seva utilització, està aprovada per crisis parcials d'epilèpsia i pel dolor neuropàtic perifèric⁴⁶ (dolor crònic causat per danys en els nervis). També s'ha documentat l'efectivitat de la GABApentina en el tractament de la síndrome de les cames inquietes⁴⁷ i en la prevenció de migranyes freqüents⁴⁸ i del nistagme⁴⁹, encara que no està aprovada per aquests usos.

1.5. Ús de metalls en farmacologia

La utilització de complexos metàl·lics va començar, segons Baran (2014)⁵⁰, l'any 1890 quan Robert Koch va demostrar que el dicianoaurat (I) de potassi, K[Au(CN)2], era letal in vitro pel bacil de la tuberculosi, fet que va suposar el primer pas en l'ús de complexos d'or en medicina. Paul Elrich va ser un altre pilar fonamental en la utilització de drogues inorgàniques amb propietats farmacològiques, ja que va aconseguir desenvolupar l'arsfenamina, un compost d'arseni, comercialitzat sota el nom de Salvarsan, que es va convertir en un dels primers tractaments efectius contra la sífilis, i va plantejar els fonaments de la relació estructura/activitat i del concepte d'índex quimioterapèutic⁵¹.

Tot i això, la fita més important i que va acabar d'impulsar definitivament aquest camp d'estudi va ser el descobriment fortuït de l'activitat com a inhibidor del creixement bacterià del cis-diaminodicloroplatí (II) fet per Rosenberg, Van Camp i Krigas (1965)⁵². Més tard, aquest complex, anomenat també cisplatí, va començar a utilitzar-se com a antitumoral, sent el primer metal·lofàrmac capaç d'inhibir la replicació de l'ADN de les cèl·lules tumorals, i ara encara és un dels principals⁵³.

A partir d'aquest descobriment es va impulsar l'estudi de nous complexos metàl·lics per tractat de disminuir els efectes secundaris⁵⁴, ja que aquests composts poden interaccionar també amb cèl·lules sanes. Així, s'han estudiat complexos amb diversos ions metàl·lics de

46 Agencia española de medicamentos y productos sanitarios - CIMA. (2019). FICHA TÉCNICA NEURONTIN 300 mg CÁPSULAS DURAS; recuperat de https://cima.aemps.es/cima/dochtml/ft/60621/FichaTecnica_60621.html (Consultat el 25/04/2020).

47 Wijemanne, S.; i Jankovic, J. (2015). Sleep Med., 16(6), 678-690. https://doi.org/10.1016/j.sleep.2015.03.002

48 Mathew, N. T.; Rapoport, A.; Saper, J.; Magnus, L.; Klapper, J.; Ramadan, N.; Stacey, B.; i Tepper, S. (2001). Headache, 41(2), 119-128. https://doi.org/10.1046/j.1526-4610.2001.111006119.x

49 Choudhuri, I., Sarvananthan, N., & Gottlob, I. (2006). Eye, 21(9), 1194-1197. https://doi.org/10.1038/sj.eye.6702434

50 Baran, E. J. (2014). Anales de la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 66, 5-21.

51 L'índex quimioterapèutic o índex terapèutic (IT) és una mesura de la seguretat d'un medicament. 𝐼𝑇 =^!"_!#^!"

!", on DL50 és la

dosi letal del medicament en el 50 % de la població estudiada, i DE50 és la dosi efectiva en la mateixa proporció de la població.

A major IT, més inocu és el medicament.

52 Rosenberg, B.; Van Camp, L.; i Krigas, T. (1965). Nature, 205, 698-699. https://doi.org/10.1038/205698a0

53 Sadler, P. J.; i Liu, Z. (2014). Acc. Chem. Res., 47(4), 1174-1185.

54 Terenzi, A.; Pirker, C.; Keppler, B. K.; i Berger, W. (2016). J. Inorg. Biochem., 165, 71-79.

https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2016.06.021

transició com Ti(IV), Au(III), Pd(II), Cu(II), Ru(II), Ru(III), Rh(III) o Ir(III). Un dels més destacats ha estat el ruteni, tant el Ru(II) com el Ru(III), ja que s'han sintetitzat diversos complexos que han mostrat una elevada activitat citotòxica in vitro, com són el ja mencionat NAMI-A^55,56, el NKP-1339⁵⁷ o el KP1019^58,59. Sembla que la molècula diana d'aquests són les proteïnes circumdants a l'ADN⁶⁰, mentre que el cisplatí actua directament damunt l'ADN.

1.5.1. Iridi

L'iridi (Ir) és un metall de transició que està situat en el cinquè període i el novè grup de la taula periòdica. Va ser descobert l'any 1803 entre les impureses insolubles del platí. És un metall poc abundant a la natura, el més resistent a la corrosió i el segon element més dens⁶¹ (després de l'osmi).

Presenta una gran varietat d'estats d'oxidació, des de (-III) fins a (IX)⁶², però els més habituals són el (III) i el (IV). A més, el catió Ir(III) és el més estable per formar complexos de coordinació⁵². Aquests complexos són tant catiònics, aniònics o neutres, i amb diferents tipus de lligands, encara que especialment amb els considerats blans (segons el criteri dur-bla de Pearson⁶³. L'índex de coordinació del catió Ir(III) és sis, fet que determina la inèrcia química i el diamagnetisme propi dels seus complexos de coordinació. Una característica destacable d'alguns composts d'Ir(III) és que presenten luminescència i poden ser emprats com a detectors de l'apoptosi⁶⁴.

Molts complexos d'Ir(III) presenten una elevada activitat farmacològica, però els anàlegs del NAMI-A són menys efectius que l'original a causa de l'elevada dificultat de l'intercanvi de lligands i a la falta d'activitat redox. Tot i això, lluny de descartar-se el seu ús, aquests complexos s'empren per estudiar la ruta del NAMI-A i altres complexos de Ru(III), ja que es mantenen inalterats al ser introduïts dins el cos. A més, s'han sintetitzat composts d'Ir(III) amb derivats de benzimidazol que semblen ser capaços d'inhibir l'agregació plaquetària in vitro del pèptid ß-amiloide, causant de la malaltia d'Alzheimer⁶⁵.

55 Sava, G.; Gagliardi, R.; Bergamo, A.; Alessio, E.; i Mestroni, G. (1999). Anticancer Res., 19(2A), 969–972.

56 Rademaker-Lakhai, J. M.; Van Den Bongard, D.; Pluim, D.; Beijnen, J. H.; i Schellens, J. H. M. (2004). Clin. Cancer Res., 10(11), 3717–3727. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-03-0746

57 Trondl, R.; Heffeter, P.; Kowol, C. R.; Jakupec, M. A.; Berger, W.; i Keppler, B. K. (2014). Chem. Sci., 5(8), 2925–2932.

https://doi.org/10.1039/C3SC53243G

58 Hartinger, C. G.; Jakupec, M. A.; Zorbas-Seifried, S.; Groessl, M.; Egger, A.; Berger, W.; Zorbas, H.; Dyson, P. J.; i Keppler, B.

K. (2008). Chem. Biodivers., 5, 2140-2155. https://doi.org/10.1002/cbdv.200890195

59 Bergamo, A.; Masi, A.; Jakupec, M. A.; Keppler, B. K.; i Sava, G. (2009). Metal-based drugs, 2009, 1-9.

https://doi.org/10.1155/2009/681270

60 Riccardi, C.; Musumeci, D.; Trifuoggi, M.; Irace, C.; Paduano, L.; i Montesarchio, D. (2019). Pharmaceuticals (Basel, Switzerland), 12(4), 146-192. https://doi.org/10.3390/ph12040146

61 Arblaster, J. W. (1989). Platin. Met. Rev., 33(1), 14-16.

62 Wang, G.; Zhou, M.; Goettel, J. T.; Schrobilgen, G. J.; Su, J.; Li, J.; Schlöder, T; i Riedel, S. (2014). Nature, 514, 475-477

63 Pearson, R. G. (1963). J. Am. Chem. Soc., 85(22), 3533-3539. https://doi.org/10.1021/ja00905a001

64 Hisamatsu, Y.; Shibuya, A.; Suzuki, N.; Suzuki, T.; Abe, R.; i Aoki, S. (2015). Bioconj. Chem., 26(5), 857-879.

https://doi.org/10.1021/acs.bioconjchem.5b00095

65 Yellol, G. S.; Yellol, J. G.; Kenche, V. B.; Liu, X. M.; Barnham, K. J.; Donaire, A.; Janiak, C.; i Ruiz, J. (2015). Inorg. Chem., 54(2), 470–475. https://doi.org/10.1021/ic502119b

1.6. Interaccions dèbils

Les interaccions no covalents que es donen entre les adenines modificades així com als seus complexos de coordinació són responsables de l'empaquetament i l'estructura tridimensional del cristall. Aquestes interaccions es consideren dèbils, ja que la seva energia d'enllaç és de l'ordre d'1-5 kcal/mol i és uns dos ordres de magnitud menor que l'energia d'enllaç de les interaccions covalents (Figura 11)⁶⁶. L'enllaç d'hidrogen i les interaccions π-π i π-anió són les interaccions no covalents més importants.

Figura 11. Energies d'enllaç de les interaccions covalents i no covalents.

1.6.1. Enllaç d'hidrogen

Segons la IUPAC⁶⁷, l'enllaç d'hidrogen es defineix com a una interacció atractiva entre un àtom d'hidrogen unit covalentment a un àtom donador (D), i un àtom acceptor (A), que pot ser de la mateixa molècula o d'una diferent i al qual s'uneix de manera més feble.

Figura 12. Representació esquemàtica d'un enllaç d'hidrogen.

A la Figura 12 es pot apreciar com D i A tenen cert caràcter electronegatiu, fet que provoca la polarització dels enllaços D-H i H--A. Per una altra banda, la longitud de D-H és major del que seria sense la presència de H--A, ja que A atreu l'àtom d'hidrogen. Aquest tipus d'interaccions presenten direccionalitat, el que significa que l'energia d'enllaç és màxima quan α = 180º, tot i que α pot disminuir en funció de l'entorn i de les característiques estructurals de la molècula.

66 Lodish, H.; Berk, A.; Kaiser, C. A.; Krieger, M.; Scott, M. P.; Bretscher, A.; Ploegh, H.; i Matsudaira, P. (2003). Molecular Cell Biology (5th ed.). New York, Estats Units: W. H. Freeman, p. 32.

67 Arunan, E.; Desiraju, G. R.; Klein, R. A.; Sadlej, J.; Scheiner, S.; Alkorta, I.; Clary, D. C.; Crabtree, R. H.; Dannenber, J. J.; Hobza, P.; Kjaergaard, H. G.; Legon, A. C.; Mennucci, B.; i Nesbitt, D. J. (2011). Pure Appl. Chem., 83(8), 1637–1641.

http://dx.doi.org/10.1351/PAC-REC-10-01-02

A la Taula 1 es presenten els diferents tipus d'enllaç d'hidrogen, segons la naturalesa dels àtoms presents i la seva electronegativitat, i l'energia de cada tipus segons la distància i l'angle d'enllaç⁶⁸.

Taula 1. Classificació dels tipus d'enllaç d'hidrogen.

Forts Moderats Dèbils

Tipus d'interacció Principalment covalent

Majoritàriament electrostàtica

Electrostàtica/

Dispersió

Longitud H--A (Å) 1,2-1,5 1,5-2,2 >2,2

Increment de

longitud D-H (Å) 0,08-0,25 0,02-0,08 <0,02

Distància entre D i A 2,2-2,5 2,5-3,2 >3,2

Angle d'enllaç (º) 170-180 >130 >90

Direccionalitat Forta Moderada Dèbil

Energia d'enllaç H--

A (kcal/mol) 15-40 4-15 <4

1.6.2. Interacció π-π (stacking)

És un tipus d'interacció dèbil no covalent que té lloc entre els niguls π de dos anells aromàtics adjacents^69,70. Tot i la seva baixa fortalesa, aporten una gran estabilitat a determinats sistemes biològics, per exemple a l'ADN, ja que les bases nitrogenades tenen predisposició a adoptar aquest tipus d'interaccions perquè són hidrocarburs aromàtics deficients electrònicament.

Es coneixen diferents tipus d'apilaments (Figura 13): els grups heteroaromàtics com les purines interaccionen de forma paral·lela (face to face stacked), mentre que si hi ha heteroàtoms o grups acceptors d'electrons que disminueixin la densitat electrònica del sistema π, aquests tendeixen a repel·lir-se, fet que provoca que la interacció sigui entre el sistema π d'un anell i un dels hidrògens de l'anell adjacent i viceversa, conduint a una disposició paral·lela desplaçada (parallel-displaced stacked). Una altra disposició important és la coneguda com a forma de T (edge to face stacked), on l'hidrogen d'un anell interacciona amb el sistema π d'un altre anell col·locat perpendicularment al primer.

68 Steiner, T. (2002). Angew. Chem. Int. Ed., 41(1), 48–76. http://doi.org/10.1002/1521-3773(20020104)41:1<48::aid- anie48>3.0.co;2-u

69 Blanchard, M. D.; Hughes, R. P.; Concolino, T. E.; i Rheingold, A. L. (2000). Chem. Mater., 12(6), 1604–1610.

https://doi.org/10.1021/cm000093j

70 Sokolov, A. N.; Friščić, T.; i MacGillivray, L. R. (2006). J. Am. Chem. Soc., 128(9), 2806–2807.

https://doi.org/10.1021/ja057939a

Figura 13. Tipus d'interaccions π-π.

1.6.3. Interacció π-anió

És un tipus d'interacció de caràcter electroestàtic entre un anió i un sistema aromàtic desactivat electrònicament^71,72, descrita tant sistemes biològics com estructures cristal·lines.

Presenta una energia d'enllaç de l'ordre de 5-10 kcal/mol, valors comparables als de l'enllaç d'hidrogen. L'anió normalment no es col·loca en el centre de l'anell (Figura 14), ja que els sistemes aromàtics desactivats electrònicament no són simètrics respecte a la distribució de la densitat electrònica, encara que en determinades ocasions sí que pot ocórrer. La localització de l'anió no provoca un canvi remarcable pel que fa a l'energia d'enllaç de la interacció.

Figura 14. Interacció anió-π.

A més, s'han descrit interaccions semblants a aquestes on no hi ha present un anió, sinó que és un parell d'electrons d'una molècula que actua com a tal i interacciona amb un sistema aromàtic desactivat. Aquestes interaccions es coneixen com a lone pair-π (lp-π)⁷³ (Figura 15).

Figura 15. Interacció lone pair-π.

71 Frontera, A.; Gamez, P.; Mascal, M.; Mooibroek, T. J.; i Reedijk, J. (2011). Angew. Chem. Int. Ed., 50(41), 9564–9583.

https://doi.org/10.1002/anie.201100208

72 Quiñonero, D.; Garau, C.; Rotger, C.; Frontera, A.; Ballester, P.; Costa, A.; i Deyà, P. M. (2002). Angew. Chem. Int. Ed., 41(18), 3389–3392. https://doi.org/10.1002/1521-3773(20020916)41:18<3389::AID-ANIE3389>3.0.CO;2-S

73 Mooibroek, T. J.; Gamez, P.; i Reedijk, J. (2008). CrystEngComm, 10(11), 1501–1515

2. Objectius generals

En aquest projecte es pretén preparar i caracteritzar tres adenines amb cadenes tipus aminoàcid (àcid 6-aminohexanoic, àcid 5-aminovalèric i GABApentina). Els compostos sintetitzats es caracteritzaran per les tècniques espectroscòpiques habituals.

2.1. Objectius específics

• Preparació de l’adenina N(6) substituïda: N-(7H-purin-6-il)5-aminovalèric (N⁶- 5AValAde).

• Preparació de l’adenina N(6) substituïda: N-(7H-purin-6-il)6-aminohexanoic (N⁶- 6AHexAde).

• Preparació de l’adenina N(6) substituïda: N-(7H-purin-6-il)GABApentina (N⁶- GABApenAde).

• Obtenció dels corresponents clorhidrats de les adenines substituïdes: N⁶- 5AValAde·HCl, N⁶-6AHexAde·HCl)

• Caracterització dels compostos mitjançant les tècniques habituals: anàlisi elemental, espectroscòpia d'infraroig (IR), ressonància magnètica nuclear de protó (¹H-RMN), termogravimetria (TGA), espectroscòpia de masses (ESI-HRMS) i difracció de raigs X.

• En cas d’obtenir cristalls idonis, analitzar mitjançant difracció de raigs X de monocristall les estructures de les adenines N(6) substituïdes i els corresponents clorhidrats.

3. Experimental

3.1. Instruments i tècniques d'estudi

Els espectres d'infraroig (IR) s'han dut a terme en fase sòlida en forma de pastilles de KBr, amb un espectrofotòmetre Bruker Tensor 27, registrant l'interval de longitud d'ona 4000-400 cm^-1.

Els espectres de ressonància magnètica nuclear de ¹H (¹H-RMN) s'han obtingut amb un espectròmetre Bruker AMX 300 MHz a temperatura ambient. Els desplaçaments químics de protó es van referenciar a DMSO-d⁶ (¹H-RMN δ = 2,50 ppm).

Les anàlisis elementals realitzats pels distints composts s'han realitzat en un dispositiu Carlo-Erba 1108 i en un Microanalitzador Thermo Finnigan Flash 1112, al Servei de Microanàlisi del CSIC de Barcelona.

Les anàlisis de termogravimetria (TGA) s'han obtingut en una termobalança DSC-TGA amb un TA Instruments 2690 SDT, amb un corrent de N2 i un increment de temperatura de 2 °C/min fins a arribar a una temperatura de 800 °C.

L'espectrometria de masses d'alta resolució amb ionització per electrospray (ESI-HRMS, ElectroSpray Ionitation-High Resolution Mass Spectra) s'ha dut a terme en un AUTOSPECT 3000, emprant DMSO o DMSO/metanol com a dissolvent i patrons Pierce LTQ Velos ESI Positive i Pierce ESI Negative Ion per a la calibració i determinació de les masses exactes.

Les anàlisis de TGA, ¹H-RMN i ESI-HRMS s'han realitzat als Serveis Científico-Tècnics de la UIB; mentre que els espectres d'IR s'han dut a terme al laboratori instrumental de pràctiques (Q26) de la UIB.

Les dades cristal·logràfiques de (3) es van obtenir en un difractòmetre BRUKER-NONIUS X8 APEX-II KAPPA CCD, a 300 K; mentre que les de (1), (4) i (5) es van obtenir en un difractòmetre D8 Venture amb un detector Photon III 14, a 100 K.

Per (3), les dades es van corregir per efecte de Lorentz i polarització, i els efectes d'absorció amb el programa SADABS⁷⁴, el procediment de resolució estructural es va fer emprant el paquet WinGX⁷⁵, la resolució de les fases del factor d'estructura es va dur a terme amb el programa SHELXT-2014/5⁷⁶, i el refinament de la matriu total es va realitzar amb el SHELXL-2017/1^76,77.

Per (1), (4) i (5), la reducció de dades i els refinamens de cel·la es van dur a terme mitjançant el programa Bruker APEX3⁷⁸, en les correccions d'escala i absorció es va emprar el programa SADABS⁷⁸. Les estructures es van resoldre emprant el programa de resolució d'estructures XT⁷⁶ i refinades amb el paquet de refinament XL⁷⁹, ambdós pertanyents al

74 SADABS, Versió 1; Bruker-AXS Inc., Madison, WI, 2004

75 L.J. Farrugia, (1999). J. Appl. Crystallogr., 32, 837−838.

76 G.M. Sheldrick. (2015). Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Adv., A71, 3−8.

77 G.M. Sheldrick, SHELXL-2017/1, Program for the Solution of Crystal Structures; University of Göttingen, Germany, 2017

78 Bruker ASX Inc., APEX3, SAINT and SADABS. Madison, Wisconsin, USA (2014).

79 G.M. Sheldrick. (2008). Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Adv., A64, 112-122.

programa Olex2⁸⁰. Posteriorment, per a un estudi de major simetria de les estructures cristal·logràfiques es va utilitzar el programa PLATON⁸¹, mentre que el material gràfic es va preparar mitjançant el Mercury⁸².

Els càlculs de les interaccions no covalents es van obtenir emprant el conjunt de programes del Gaussian-16⁸³ i el nivell de teoria PBE1PBE-D3/def2-TZVP^84,85,86. Per evaluar les interaccions en estat sòlid, es van emprar les coordenades cristal·logràfiques obtingudes⁸⁷. Les energies d'interacció s'obtenen a partir del càlcul de la diferència entre les energies dels monòmers aïllats i el seu acoblament.

3.2. N-(7H-purin-6-il)5-aminovalèric, N⁶-5AValAde 3.2.1. Síntesi del N⁶-5AValAde (1)

Es prepara una suspensió de 2,02 mmol de 6-cloropurina (312,4 mg), 4,04 mmol d'àcid 5- aminovalèric (472,8 mg) i 2,6 mmol de carbonat de sodi (275,6 mg), en 12 mL d’aigua destil·lada, i es manté a reflux durant 3 hores. S’obté una dissolució de color groguenc, que es refreda i acidifica, amb àcid fòrmic al 85%, fins a pH 3-4. A aquest pH, precipita un residu de color blanc groguenc que es filtra i es deixa assecar a l’aire. El rendiment és aproximadament del 51 %.

Per estudiar l'estructura mitjançant difracció de raigs X, es recristal·litza en H2O:EtOH (1:2) i s'obtenen monocristalls de color groc pàl·lid.

80 Dolomanov, O. V.; Bourhis, L. J.; Gildea, R. J.; Howard, J. A. K.; i Puschmann, H. (2009). J. Appl. Crystallogr., 42, 339-341.

81 Spek, A. L. (2003). J. Appl. Crystallogr., 36, 7-13.

82 Macrae, C. F.; Sovago, I.; Cottrell, S. J.; Galek, P. T. A.; McCabe, P.; Pidcock, E.; Platings, M.; Shields, G. P.; Stevens, J. S.;

Towler, M.; i Wood, P. A. (2020). J. Appl. Crystallogr., 53, 226-235.

83 Gaussian 16, Revision A.01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J.

L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T.

Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R.

Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M.

Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, i D. J. Fox, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009.

84 Weigend, F.; i Ahlrichs, R. (2005). Phys. Chem. Chem. Phys., 7, 3297-3305.

85 Weigend, F. (2006). Phys. Chem. Chem. Phys., 8, 1057-1065.

86 Adamo, C.; i Barone, V. (1999). J. Chem. Phys., 110, 6158-6169.

87 Els càlculs teòrics varen ser realitzats pel Dr. Antonio Frontera (Departament de Química, UIB). No han estat inclosos en aquesta memòria, ja que no entraven dins l'abast de la memòria.. No obstant això, s'ha enviat una publicació al New Journal of Chemistry (la qual es troba acceptada i pendent de publicació a dia de l'entrega del present treball) on sí que es troben els càlculs.

N

N N

H N

H2N OH ¹N

2 3N 4

5 6

NH⁹

8

N⁷ NH

1a 2a 3a

HO 4a

+ ^Na2CO3

H2O/Δ, 3h

O Cl

O

Anàlisi elemental. Teòric: C, 51.06; H, 5.57; N, 29.77. Experimental: C, 51.27; H, 5.49; N, 29.73.

FT-IR (cm^-1): 3231w, 3065w, 2926w, 2869w, 1799w, 1681m, 1605s, 1539m, 1504w, 1459m, 1413m, 1363w, 1332s, 1299s, 1256s, 1215m, 1185m, 1163m, 1140m, 1087m, 1071m, 1002w (br), 966m, 948s, 929m, 910m, 849w, 838w, 816w, 794w, 774w, 741w, 696w, 668m, 639s, 558w, 536m, 469m, 452w (br), 440w.

1H RMN, δ (300 MHz); DMSO-d⁶: 12.72br s [1H, OH], 12.02br s [1H, N9-H], 8.16s [1H, C8-H], 8.07s [1H, C2-H], 7.62br s [1H, N6-H], 3.48br m [2H, N-CH2], 2.25t [2H, J = 6.9 Hz, H2C-COOH], 1.59br m [4H, C2a-H i C3a-H]

ESI-HRMS: C10H12O2N5. Massa exacta experimental, 234.0991; teòrica, 234.0990.

TGA: El compost no presenta una pèrdua de massa significativa entre 25-100 °C que es pugui associar a la presència d’H2O.

3.2.2. Síntesi del N⁶-5AValAde·HCl (2)

Per preparar el clorhidrat, es parteix del producte (1), del qual es dissolen 0,42 mmol (99,6 mg) en 3 mL d’HCl/EtOH 2M. Es duu a reflux durant 2 hores, i s’obté una dissolució de color groc ataronjat que es deixa evaporar fins que es formen uns cristalls de color taronja- marró molt pàl·lid. El rendiment de la reacció és d'aproximadament el 52 %.

Anàlisi elemental. Teòric: C, 44.21; H, 5.19; N, 25.78. Experimental: C, 43.75; H, 5.15; N, 25.23.

FT-IR (cm^-1): 3117m, 2948m, 2552m (br), 1808w, 1766w, 1700s, 1654s, 1596s, 1500w, 1448m, 1435m, 1387m, 1348m, 1304w, 1284w, 1252m, 1203s, 1172w, 1149w, 1090w, 1070w, 1031w, 957m, 908m, 887w, 842w (br), 782w, 754w, 737w, 639m, 602w, 543w, 516w.

1H RMN, δ (300 MHz); DMSO-d⁶: 9.95br s [1H, N9-H], 8.62s [1H, H8], 8.57s [1H, H2], 3.62dd [2H, N-CH2], 2.27t [2H, CH2-COOH], 1.64br m [4H, C2a-H i C3a-H]

ESI-HRMS: C10H14O2N5. Massa exacta experimental, 236.1135; teòrica, 236.1142.

TGA: El compost no presenta una pèrdua de massa significativa entre 25-100 °C que es pugui associar a la presència d'H2O.

3.3. N-(7H-purin-6-il)6-aminohexanoic, N⁶-6AHexAde 3.3.1. Síntesi del N⁶-6AHexAde (3)

Es pesen 2,04 mmol de 6-cloropurina (316,1 mg), 4,08 mmol de àcid 6-aminohexanoic (534,7 mg) i 2,45 mmol de carbonat de sodi (260,1 mg) i s'afegeixen 12 mL d’aigua destil·lada.

La dissolució obtinguda es col·loca a reflux durant 3 hores, obtenint-se un color groguenc.

Després es refreda, i amb àcid fòrmic 85 % s'acidifica fins a pH 3-4. A aquest pH, precipita un residu de color blanc groguenc (molt semblant al N⁶-5AValAde) que es filtra i es deixa assecar a l’aire. El rendiment és d’aproximadament el 60 %.

N

N N

H N

OH

Na2CO3

H₂O/Δ, 3h

1N

2 3N 4

5 6

NH⁹

8

N⁷ NH

1a 2a 3a 4a 5a

H₂N

HO

+

O Cl

O

Realitzant una recristal·lització en H2O:EtOH (1:1), s’obtenen monocristalls grocs que serveixen per estudiar l’estructura per difracció de raigs X.

Anàlisi elemental. Teòric: C, 53.00; H, 6.07; N, 28.10. Experimental: C, 53.30; H, 6.17; N, 28.50.

FT-IR (cm^-1): 3410w, 3275m, 3218m, 3123w, 3076m, 2933s, 2861m, 2807m, 2736m, 2701m, 2575w, 1911w, 1700s, 1625vs (br), 1606vs, 1537w, 1503w, 1463s, 1436w, 1412m, 1362w, 1322s, 1305m, 1283m, 1254m, 1232m, 1209w, 1176m, 1142w, 1121w, 1078w, 1000w, 984w, 953m, 916m, 866m, 796m, 770w, 733w, 695w, 669w, 644m, 557w, 536w, 470w, 457w.

1H RMN, δ (300 MHz); DMSO-d⁶: 12.84br s [1H, OH], 12.00br s [1H, N9-H], 8.16s [1H, H8], 8.06s [1H, H2], 7.61br s [1H, N6H], 3.46br s [2H, H2C-N], 2.20t [2H, H2C-COOH], 1.57br m [4H, C2a-H i C4a-H], 1.33br m [2H, C3a-H].

ESI-HRMS: C11H14O2N5. Massa exacta experimental, 248.1147; teòrica, 248.1142.

TGA: El compost no presenta una pèrdua de massa significativa entre 25-100 °C que es pugui associar a la presència d’H2O.

3.3.2. Síntesi del N⁶-6AHexAde·HCl (4)

Es dissolen 0,41 mmol de (3) (102,6 mg) en 3 mL d’HCl/EtOH 2M i es deixen a reflux durant 2 hores. La dissolució final té un color groc ataronjat, i es deixa evaporar fins que es formen uns cristalls de color blanc marronós. S'obté un rendiment del 59 %, aproximadament.

Anàlisi elemental. Teòric: C, 46.24; H, 5.64; N, 24.51. Experimental: C, 46.28; H, 5.57; N, 24.23.

FT-IR (cm^-1): 3095m, 3043m, 2938m, 2858m, 2535m (br), 1984w, 1890w (br), 1815w, 1770w, 1694s, 1664s, 1598s, 1480m, 1460m, 1455m, 1406s, 1364m, 1334w, 1273w, 1235s, 1205s, 1154w, 1140w, 1109w, 991w (br), 960w, 903w, 857w, 783w, 757w, 728w, 657m, 639w (sh), 544w, 427w.

1H RMN, δ (300 MHz); DMSO-d⁶: 10.00br s [1H, N9-H], 8.61s [1H, H8], 8.57s [1H, H2], 3.59dd [2H, N-CH2], 2.21t [2H, J = 7.2 Hz, H2C-COOH], 1.65br m [2H, C2a-H]⁸⁸, 1.53br m [2H, C4a-H]⁸⁸, 1.38br m [2H, C3a-H].

ESI-HRMS: C11H16O2N5. Massa exacta experimental, 250.1295; teórica, 250.1299.

TGA: El compost no presenta una pèrdua de massa significativa entre 25-100 °C que es pugui associar a la presència d’H2O.

88 Asignació estimada segons Spectral Database for Organic Compounds, SDBS.