ES2912780B2 - IRIDIUM(III) COMPLEXES - Google Patents
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Description
DESCRIPCI NDESCRIPTION
COMPLEJOS DE IRIDIO(MI)IRIDIUM COMPLEXES (MI)
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓNTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La presente invención se encuadra en el campo de la química de complejos organometálicos. En concreto, la invención se refiere a complejos de Iridio(NI) catiónicos que comprenden un ligando derivado de p-carbolina, así como a sus composiciones, para su uso como medicamento, y más en particular para su uso como fotosensibilizadores en terapia fotodinámica contra el cáncer. Además, la presente invención se refiere a un proceso de tiocianación de indoles en particular que puede llevarse a cabo de manera one-pot a partir de las correspondientes indolinas, que comprende la utilización de dichos complejos de Iridio(III) para la fotooxidación de indolinas para obtener los respectivos indoles y, la posterior tiocianación regioselectiva de dichos indoles para dar los indoles funcionalizados con grupos tiocianato.The present invention falls within the field of chemistry of organometallic complexes. Specifically, the invention relates to cationic Iridium(NI) complexes comprising a ligand derived from p-carboline, as well as their compositions, for their use as a medicine, and more particularly for their use as photosensitizers in photodynamic therapy against cancer. In addition, the present invention relates to a particular indoline thiocyanation process that can be carried out in a one-pot manner starting from the corresponding indolines, which comprises the use of said Iridium(III) complexes for the photooxidation of indolines. to obtain the respective indoles and the subsequent regioselective thiocyanation of said indoles to give the indoles functionalized with thiocyanate groups.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
La sociedad actual demanda procedimientos de síntesis de compuestos químicos sostenibles, por lo que, la eliminación de reactivos corrosivos, como son algunos oxidantes, o la eliminación de pasos suplementarios de purificación, son objetivos deseados en la industria química actual. Además, el diseño de procedimientos sintéticos a temperatura ambiente es también un objetivo deseado, permitiendo ahorros en la utilización de energía, que hacen el procedimiento más sostenible y más económico y haciendo que las reacciones sean más selectivas en tanto en cuanto tienen lugar en condiciones más suaves que evitan reacciones secundarias.Today's society demands sustainable chemical compound synthesis procedures, therefore, the elimination of corrosive reagents, such as some oxidants, or the elimination of additional purification steps, are desired objectives in the current chemical industry. In addition, the design of synthetic procedures at room temperature is also a desired objective, allowing savings in energy use, making the procedure more sustainable and more economical, and making the reactions more selective as long as they take place under more favorable conditions. soft that avoid secondary reactions.
Los indoles están presentes en una amplia gama de productos naturales como el triptófano o las triptaminas, mientras que el uso de algunos de los indoles naturales o sintéticos ha sido aprobado para tratar diversas patologías, tales como diabetes, hipertensión, inflamación, enfermedades del sistema nervioso central o cáncer, y se ha constatado que otros tipos de indoles tienen propiedades antibacterianas.Indoles are present in a wide range of natural products such as tryptophan or tryptamines, while the use of some of the natural or synthetic indoles has been approved to treat various pathologies, such as diabetes, hypertension, inflammation, nervous system diseases. central or cancer, and other types of indoles have been found to have antibacterial properties.
Por otro lado, el cáncer sigue siendo una de las enfermedades que requieren el desarrollo de nuevas terapias más efectivas. A este respecto, algunos autores han descrito cómo algunos complejos de Iridio(III) muestran capacidad para inducir muerte celular por autofagia en la oscuridad en varias líneas celulares cancerígenas (He et al., Angewandte Chemie International Edition, 2014, 53, 45, 12137-12141). Otros autores han descrito complejos de Iridio(NI) que muestran capacidad de inducir muerte celular paraptótica (tipo de muerte celular programada que cursa con vacuolación citoplasmática) derivada de su acumulación en la mitocondria, inhibiendo el crecimiento de tumores in vivo (Zheng et al., Dalt. Trans., 2018, 47, 6942-6953). Sin embargo, sigue siendo una necesidad el desarrollo de nuevas terapias que permitan un tratamiento más localizado, por si solas, o en combinación con otras terapias ya existentes y, que disminuyan los efectos secundarios indeseados en partes del organismo sanas.On the other hand, cancer continues to be one of the diseases that require the development of new, more effective therapies. In this regard, some authors have described how some Iridium(III) complexes show the ability to induce cell death by autophagy in the dark in various cancer cell lines (He et al., Angewandte Chemie International Edition, 2014, 53, 45, 12137 -12141). Other authors have described complexes of Iridium(NI) that show the ability to induce paraptotic cell death (type of programmed cell death that occurs with cytoplasmic vacuolation) derived from its accumulation in mitochondria, inhibiting the growth of tumors in vivo (Zheng et al., Dalt. Trans., 2018, 47, 6942-6953). However, there is still a need to develop new therapies that allow a more localized treatment, by themselves, or in combination with other existing therapies, and that reduce unwanted side effects in healthy parts of the body.
Los indoles pueden ser preparados mediante varias rutas sintéticas, incluyendo la oxidación de indolinas en presencia de oxidantes y catalizadores. Sin embargo, estos procedimientos requieren a menudo condiciones agresivas (altas temperaturas, oxidantes corrosivos y tóxicos). Se han desarrollado también procedimientos de deshidrogenación oxidativa de enlaces C-N y C-C (Haiti et al., Beilstein Journal of Organic Chemistry 2017, 13, 1670-1692) que utilizan cantidades catalíticas de 1,10-fenantrolina-5,6-diona, Znh y p-toluensulfonato de piridinio (PPTS); o por aromatización oxidativa mediada por un catalizador oxidante formado por [Cu(MeCN)4]BF4 y carbonato de tert-butilperoxi-2-etilhexilo (TBPC).Indoles can be prepared by several synthetic routes, including the oxidation of indolines in the presence of oxidants and catalysts. However, these procedures often require aggressive conditions (high temperatures, corrosive and toxic oxidants). Oxidative dehydrogenation procedures for CN and CC bonds have also been developed (Haiti et al., Beilstein Journal of Organic Chemistry 2017, 13, 1670-1692) using catalytic amounts of 1,10-phenanthroline-5,6-dione, Znh and pyridinium p-toluenesulfonate (PPTS); or by oxidative aromatization mediated by an oxidizing catalyst formed by [Cu(MeCN) 4 ]BF 4 and tert-butylperoxy-2-ethylhexyl carbonate (TBPC).
Por otro lado, el grupo funcional tiocianato (-SCN) se encuentra en algunos compuestos bioactivos y, de manera más importante, los tiocianatos orgánicos son utilizados como precursores en la síntesis de otros derivados sulfurados como compuestos con tioles (R-SH), tioeteres (R-S-R’), enlaces disulfuro (R-S-S-R’), isocianatos (R-N=C=S), fosfonotioatos (RS-P(O)R2), tiocarbamatos (RSC(O)NR2), ácidos sulfónicos (RS(O)2OH), cloruros de sulfonilo (RS(O)2Cl) o sulfonil cianidas (RS(O)2CN), así como también en la preparación de heterociclos como piridinas con grupos tioéter en posición orto respecto al nitrógeno, o de sulfenil tetrazoles. La mayor parte de los procedimientos de preparación de compuestos con el grupo tiocianato implican la utilización de oxidantes corrosivos como K2S2O8 , Mn(OAc)3 , ozono, DDQ (2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona) o reactivos de iodo hipervalente, entre otros, cuya utilización no es sencilla por su carácter corrosivo en muchos casos y que, además generan desechos tóxicos. Se han podido también desarrollar procedimientos que hacen uso de O2 como oxidante, pero frecuentemente requieren el uso de altas temperaturas.On the other hand, the thiocyanate functional group (-SCN) is found in some bioactive compounds and, more importantly, organic thiocyanates are used as precursors in the synthesis of other sulfur derivatives such as compounds with thiols (R-SH), thioethers (RS-R'), disulfide bonds (RSS-R'), isocyanates (RN=C=S), phosphonothioates (RS-P(O)R 2 ), thiocarbamates (RSC(O)NR 2 ), sulfonic acids ( RS(O) 2 OH), sulfonyl chlorides (RS(O) 2 Cl) or sulfonyl cyanides (RS(O) 2 CN), as well as in the preparation of heterocycles such as pyridines with thioether groups ortho to nitrogen , or from sulfenyl tetrazoles. Most of the preparation procedures for compounds with the thiocyanato group involve the use of corrosive oxidants such as K 2 S 2 O 8 , Mn(OAc) 3 , ozone, DDQ (2,3-dichloro-5,6-dicyano- 1,4-benzoquinone) or hypervalent iodine reagents, among others, whose use is not easy due to its corrosive nature in many cases and which also generate toxic waste. It has also been possible to develop procedures that make use of O 2 as an oxidant, but frequently require the use of high temperatures.
Finalmente, la oxidación fotocatalítica ha aparecido como una opción atractiva. Por ejemplo, Fan et al. (Journal of Organic Chemistry 2014, 79, 10588-10592) utiliza aire como oxidante y Rosa de Bengala como fotocatalizador. Además, dichos autores también describen complejos de rutenio como fotocatalizadores en la tiocianación de indoles con buenos rendimientos. Finally, photocatalytic oxidation has appeared as an attractive option. For example, Fan et al. (Journal of Organic Chemistry 2014, 79, 10588-10592) uses air as the oxidant and Rose Bengal as the photocatalyst. In addition, these authors also describe ruthenium complexes as photocatalysts in the thiocyanation of indoles with good yields.
Finalmente, en el mismo trabajo también se describen complejos de iridio para uso como fotocatalizadores en la tiocianación de índoles, pero los rendimientos obtenidos son solamente moderados.Finally, in the same work iridium complexes for use as photocatalysts in the thiocyanation of indoles are also described, but the yields obtained are only moderate.
Sin embargo, no se ha descrito un procedimiento que utilice oxidantes suaves, que no generen desechos tóxicos, y que permita la obtención de indoles con un grupo tiocianato de manera regioselectiva, a partir de las correspondientes indolinas.However, a procedure that uses mild oxidants, that does not generate toxic waste, and that allows indoles with a thiocyanate group to be obtained in a regioselective manner, from the corresponding indolines, has not been described.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un complejo de Iridio(IM) de fórmula (M+)nXn-, donde n = 1 a 3, en el que Xn- es un anión y M+ es un complejo catiónico de fórmula (I), o un estereoisómero del mismo:A first aspect of the present invention refers to an Iridium(IM) complex of formula (M + ) n X n- , where n = 1 to 3, in which X n- is an anion and M + is a complex cation of formula (I), or a stereoisomer thereof:
en el que:in which:
- R1 y R2 se seleccionan independientemente entre H y C1-C6 alquilo;- R1 and R2 are independently selected from H and C 1 -C 6 alkyl;
oeither
- R1 y R2 están unidos formando un anillo aromático de 6 átomos de carbono para formar un grupo B:- R1 and R2 are joined forming an aromatic ring of 6 carbon atoms to form a group B:
Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento de obtención one-pot de un compuesto de fórmula (II):Another aspect of the invention refers to a one-pot process for obtaining a compound of formula (II):
en donde R3, R4, R5 y R6 se seleccionan cada uno independientemente de entre el grupo que consiste en H, halógeno, C1-C6 alquilo y C1-C6 alcoxi y en el que dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:wherein R3, R4, R5, and R6 are each independently selected from the group consisting of H , halogen, C1-C6 alkyl, and C1- C6 alkoxy and wherein said process comprises the following steps:
(i) oxidar un compuesto de fórmula (III):(i) oxidizing a compound of formula (III):
para obtener una primera mezcla que comprende un compuesto de fórmula (IV):to obtain a first mixture comprising a compound of formula (IV):
yY
(ii) añadir a dicha primera mezcla una sal del anión "SCN;(ii) adding to said first mixture a salt of the "SCN" anion;
en donde ambas etapas se llevan a cabo a temperatura ambiente, irradiando con luz azul y en presencia de O2 y un complejo de Iridio(III) de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención. wherein both stages are carried out at room temperature, irradiating with blue light and in the presence of O 2 and an Iridium(III) complex according to the first aspect of the present invention.
Otro aspecto adicional se refiere al complejo de Iridio(NI) de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención para uso como medicamento y, en particular, para uso como fotosensibilizador en terapia fotodinámica en el tratamiento del cáncer.Another further aspect relates to the Iridium(NI) complex according to the first aspect of the present invention for use as a medicament and, in particular, for use as a photosensitizer in photodynamic therapy in the treatment of cancer.
Finalmente, la presente invención se refiere a una composición farmacéutica que comprende una cantidad efectiva de un complejo de Iridio(III), de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención y, al menos, un excipiente farmacéuticamente aceptable, así como dichas composiciones farmacéuticas para uso como medicamento y en particular para uso antitumoral en terapia fotodinámica.Finally, the present invention refers to a pharmaceutical composition comprising an effective amount of an Iridium(III) complex, according to the first aspect of the present invention and, at least, one pharmaceutically acceptable excipient, as well as said pharmaceutical compositions for use as a medicament and in particular for antitumor use in photodynamic therapy.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figura 1: Representación esquemática que muestra las energías calculadas (eje de ordenadas) para los orbitales moleculares frontera y los intervalos de energía entre HOMO y LUMO para el complejo de referencia [1]+ ([Ir(ppy)2(bpy)]+ , en donde ppy es 2-fenilpiridinato y bpy es bipiridina) y para los complejos de la invención [IrL1]+, [IrL2]+ e [IrL3]+.Figure 1: Schematic representation showing the calculated energies (ordinate axis) for the frontier molecular orbitals and the energy intervals between HOMO and LUMO for the reference complex [1]+ ([Ir(ppy) 2 (bpy)] + , where ppy is 2-phenylpyridinate and bpy is bipyridine) and for the complexes of the invention [IrL1]+, [IrL2]+ and [IrL3]+.
Figura 2: Caracterización [energía (eV) y A (nm)] de los estados singlete y triplete (Si , S2 , S3 y T i , T2 y T3 respectivamente) del complejo de referencia [1]+ y de los complejos de la invención [IrL1]+, [IrL2]+ e [IrL3]+.Figure 2: Characterization [energy (eV) and A (nm)] of the singlet and triplet states (S i , S 2 , S 3 and T i , T 2 and T 3 respectively) of the reference complex [1]+ y of the complexes of the invention [IrL1]+, [IrL2]+ and [IrL3]+.
Figura 3: Diagrama de energía mostrando la diferencia de energía calculada entre el estado excitado de menor energía triplete (Ti ) y el estado singlete manteniendo la geometría del respectivo triplete (So*) para los complejos de la invención [IrL1]+, [IrL2]+ e [IrL3]+ en comparación con la del complejo de referencia [1]+.Figure 3: Energy diagram showing the difference in energy calculated between the excited state with the lowest triplet energy (T i ) and the singlet state maintaining the geometry of the respective triplet (S o *) for the complexes of the invention [IrL1]+, [IrL2]+ and [IrL3]+ compared to that of the reference complex [1]+.
Figura 4: Espectros de emisión fosforescente de los complejos de la invención [IrL1]Cl, [IrL2]Cl e [IrL3]Cl en acetonitrilo (10-5 M) a 25 °C.Figure 4: Phosphorescent emission spectra of the complexes of the invention [IrL1]Cl, [IrL2]Cl and [IrL3]Cl in acetonitrile (10 -5 M) at 25 °C.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un complejo de Iridio(III) de fórmula (M+)nXn-, donde n = 1 a 3, en el que Xn" es un anión y M+ es un complejo catiónico de fórmula (I), o un estereoisómero del mismo: The present invention relates to an Iridium(III) complex of formula (M + ) n X n- , where n = 1 to 3, in which X n" is an anion and M + is a cationic complex of formula ( I), or a stereoisomer thereof:
en el que:in which:
- R1 y R2 se seleccionan independientemente entre H y C1-C6 alquilo;- R1 and R2 are independently selected from H and C 1 -C 6 alkyl;
oeither
- R1 y R2 están unidos formando un anillo aromático de 6 átomos de carbono para formar un grupo B:- R1 and R2 are joined forming an aromatic ring of 6 carbon atoms to form a group B:
(B).(B).
Así, la presente invención se refiere a complejos de Iridio(III) en los que el átomo de Iridio se encuentra coordinado a dos ligandos 2-fenilpiridinato, a través del átomo de nitrógeno del anillo piridina y uno de los átomos de carbono del grupo fenilo; y a un ligando derivado de beta-carbolina, a través de dos átomos de nitrógeno.Thus, the present invention refers to iridium(III) complexes in which the iridium atom is coordinated to two 2-phenylpyridinate ligands, through the nitrogen atom of the pyridine ring and one of the carbon atoms of the phenyl group. ; and to a ligand derived from beta-carboline, through two nitrogen atoms.
El ligando 2-fenilpiridinato se abrevia, a efectos de la presente descripción, como (CAN) indicando los dos átomos de unión de dicho ligando al metal Ir(III), por un lado, el átomo de nitrógeno (N) de la piridina y, por otro, un átomo de carbono (C) del grupo fenilo. De manera análoga, a efectos de la presente descripción, el ligando derivado de p-carbolina se abrevia como NAN, para indicar que la unión entre el ligando y el metal Ir(III) se lleva a cabo, por un lado, por el átomo de nitrógeno (N) piridínico de la p-carbolina y, por otro, por el átomo de nitrógeno (N) del grupo tiazolilo.The 2-phenylpyridinate ligand is abbreviated, for the purposes of this description, as (CAN) indicating the two bond atoms of said ligand to the metal Ir(III), on the one hand, the nitrogen atom (N) of the pyridine and , on the other, a carbon atom (C) of the phenyl group. Similarly, for purposes of this disclosure, the p-carboline-derived ligand is abbreviated as NAN, to indicate that the binding between the ligand and the metal Ir(III) is accomplished, by a On the one hand, by the pyridine nitrogen (N) atom of p-carboline and, on the other, by the nitrogen (N) atom of the thiazolyl group.
A efectos de la presente invención el término estereoisómeros se define formalmente por la IUPAC como compuestos, que tienen constitución química idéntica, pero difieren con respecto a la disposición u orientación de los átomos o grupos en el espacio, y no son superponibles, incluyendo, por tanto, enantiómeros A/A. La mezcla de estereoisómeros que contiene la misma proporción de estereoisómeros A y A, se denomina mezcla racémica o racemato. En una realización preferente la presente invención se refiere al complejo catiónico de fórmula (I), a un racemato del mismo, o a cualquiera de los enantiómeros A o A del mismo, o a una mezcla no racémica de dichos enantiómeros.For the purposes of the present invention the term stereoisomers is formally defined by IUPAC as compounds, which have identical chemical constitution, but differ with respect to the arrangement or orientation of atoms or groups in space, and are not superimposable, including, for therefore, A/A enantiomers. The mixture of stereoisomers that contains the same proportion of A and A stereoisomers is called a racemic mixture or racemate. In a preferred embodiment, the present invention refers to the cationic complex of formula (I), to a racemate thereof, or to any of the A or A enantiomers thereof, or to a non-racemic mixture of said enantiomers.
A efectos de la presente invención el anión Xn" puede ser cualquier anión que conforme un compuesto estable con el catión de fórmula (I) de la invención. Así, los aniones Xn" incluyen, pero no se limitan a, por ejemplo, cloruro, bromuro, ioduro, sulfato, nitrato, fosfato, acetato, trifluoroacetato, maleato, fumarato, citrato, oxalato, succinato, tartrato, malato, mandelato, metanosulfonato, trifluorometansulfonato o triflato, p-toluenosulfonilo o tosilato, hexafluorofosfato o tetrafluoroborato. En una realización preferente Xn" se selecciona de entre el grupo que consiste en C l, I , CF3SO3 , CH3-C6H4-SO3 , PF6 , BF4~ y NO3 .For the purposes of the present invention, the Xn" anion can be any anion that forms a stable compound with the cation of formula (I) of the invention. Thus, Xn" anions include, but are not limited to, for example, chloride, bromide, iodide, sulfate, nitrate, phosphate, acetate, trifluoroacetate, maleate, fumarate, citrate, oxalate, succinate, tartrate, malate, mandelate, methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate or triflate, p-toluenesulfonyl or tosylate, hexafluorophosphate or tetrafluoroborate. In a preferred embodiment Xn" is selected from the group consisting of Cl, I, CF 3 SO 3 , CH 3 -C 6 H 4 -SO 3 , PF 6 , BF 4 ~ and NO 3 .
El ejemplo 1 proporciona detalles sobre la obtención de 3 complejos de Iridio(III) de la invención, así como su caracterización. En los complejos de Iridio(III) de la invención obtenidos experimentalmente en el ejemplo 1, Xn" es Cl" y, además:Example 1 provides details on the preparation of 3 Iridium(III) complexes of the invention, as well as their characterization. In the Iridium(III) complexes of the invention obtained experimentally in Example 1, Xn" is Cl" and, furthermore:
- en una realización preferente de la invención, R1 y R2 son ambos H. La síntesis de dicho complejo de la invención, que comprende un catión M+ de fórmula (la) y es denominado, a efectos de la presente invención [IrL1]+, se muestra en el ejemplo 1.4. Así, en una realización de los complejos de Iridio(lll) de la invención R1 y R2 son ambos H y, M+ es un complejo catiónico de fórmula (la), o un estereoisómero del mismo: - In a preferred embodiment of the invention, R 1 and R 2 are both H. The synthesis of said complex of the invention, which comprises a cation M+ of formula (la) and is called, for the purposes of the present invention, [IrL1] +, is shown in Example 1.4. Thus, in one embodiment of the Iridium(III) complexes of the invention R 1 and R 2 are both H and M+ is a cationic complex of formula (la), or a stereoisomer thereof:
en otra realización preferente de la invención, R1 es metilo y R2 es H. La síntesis de dicho complejo de la invención, que comprende un catión M+ de fórmula (Ib) y es denominado, a efectos de la presente invención [IrL2]+, se muestra en el ejemplo 1.5. Por tanto, en una realización de los complejos de Iridio(III) de la invención R1 es metilo y R2 es H y, M+ es un complejo catiónico de fórmula (Ib), o un estereoisómero del mismo:In another preferred embodiment of the invention, R1 is methyl and R2 is H. The synthesis of said complex of the invention, which comprises a cation M+ of formula (Ib) and is called, for the purposes of the present invention, [IrL2]+, It is shown in Example 1.5. Therefore, in one embodiment of the Iridium(III) complexes of the invention R1 is methyl and R2 is H and, M+ is a cationic complex of formula (Ib), or a stereoisomer thereof:
en otra realización preferente de la invención, R1 y R2 están unidos formando un anillo aromático de 6 átomos de carbono. La síntesis de dicho complejo de la invención, que comprende un catión M+ de fórmula (Ic) y es denominado, a efectos de la presente invención [IrL3]+, se muestra en el ejemplo 1.6. Por tanto, en una realización de los complejos de Iridio(III) de la invención R1 y R2 están unidos formando un anillo aromático de 6 átomos de carbono para formar un grupo benzotiazol (B): In another preferred embodiment of the invention, R1 and R2 are joined to form an aromatic ring of 6 carbon atoms. The synthesis of said complex of the invention, which comprises an M+ cation of formula (Ic) and is called, for the purposes of the present invention, [IrL3]+, is shown in example 1.6. Therefore, in one embodiment of the Iridium(III) complexes of the invention R1 and R2 are linked to form an aromatic ring of 6 carbon atoms to form a benzothiazole group (B):
y M+ es un complejo catiónico de fórmula (Ic), o un estereoisómero del mismo:and M+ is a cationic complex of formula (Ic), or a stereoisomer thereof:
Los complejos de Iridio(IM) de la invención son fotocatalizadores o fotosensibilizadores, que, interaccionan con el oxígeno en presencia de la luz. En concreto, dichos complejos absorben energía proveniente de la luz, para acceder a un estado electrónico excitado y son capaces de transferir dicha energía al oxígeno formando especies reactivas, tales como oxígeno singlete o radicales superóxido que actúan como oxidantes.The Iridium(IM) complexes of the invention are photocatalysts or photosensitizers, which interact with oxygen in the presence of light. Specifically, these complexes absorb energy from light to access an excited electronic state and are capable of transferring said energy to oxygen, forming reactive species, such as singlet oxygen or superoxide radicals that act as oxidants.
La actividad fotocatalítica es el resultado de varios factores. Así, a la hora de escoger un fotosensibilizador las siguientes características pueden ser relevantes:Photocatalytic activity is the result of several factors. Thus, when choosing a photosensitizer, the following characteristics may be relevant:
(1) poseer buena capacidad de absorción en la región del visible, dado que esto permite, por un lado, el uso de fuentes de luz convencionales, e incluso de la luz solar y, por otro lado, son fuentes de luz con menor energía que la luz ultravioleta, por lo que ayudan a minimizar la posible formación de productos secundarios debido a la activación de enlaces en los sustratos o en los productos resultantes;(1) have good absorption capacity in the visible region, since this allows, on the one hand, the use of conventional light sources, and even sunlight, and, on the other hand, they are light sources with lower energy than ultraviolet light, so they help to minimize the possible formation of secondary products due to the activation of bonds in the substrates or in the resulting products;
(2) ser capaces de generar el estado excitado triplete T al absorber dicha luz visible; (3) tener un alto rendimiento cuántico de fotoluminiscencia, como prueba de su capacidad para generar el estado excitado triplete T1;(2) be capable of generating the T triplet excited state upon absorbing said visible light; (3) have a high quantum yield of photoluminescence, as evidence of its ability to generate the T 1 triplet excited state;
(4) ser fotoestable, es decir que no se degrade bajo irradiación con la luz visible;(4) be photostable, that is, it does not degrade under irradiation with visible light;
(5) que el tiempo de vida media del estado excitado triplete T1 sea lo más prolongado posible, para permitir que se produzca la transferencia de energía al oxígeno de manera lo más eficaz posible.(5) that the half-life of the T 1 triplet excited state be as long as possible, to allow the transfer of energy to oxygen to occur as efficiently as possible.
De manera sorprendente, las propiedades estructurales y físico-químicas de los complejos de la invención hacen que tengan propiedades que los diferencian de otros complejos conocidos en el estado de la técnica. Así, tal como se muestra en el ejemplo 1.7, la estructura molecular de los complejos [IrL2]Cl e [IrL3]Cl, de la invención muestra ángulos de torsión (C-C-C-N) y (N-C-C-N) pequeños (< 4° para [IrL2]+ y < 7° para [IrL3]+), en contraste marcado con los descritos para complejos también octaédricos del estado de la técnica, con otros grupos azolil-P-carbolina, en los cuales se observan ángulos N-C-C-N mayores debido a impedimentos estéricos elevados. Así, parece que la presencia del grupo tiazolil proporciona una mayor estabilidad a los complejos que, además, presentan enlaces de hidrógeno y otras interacciones débiles que estabilizan la red cristalina.Surprisingly, the structural and physicochemical properties of the complexes of the invention give them properties that differentiate them from other complexes known in the state of the art. Thus, as shown in Example 1.7, the molecular structure of the [IrL2]Cl and [IrL3]Cl complexes of the invention shows small torsion angles (C-C-C-N) and (N-C-C-N) (< 4° for [IrL2] + and < 7° for [IrL3]+), in marked contrast to those described for also octahedral complexes of the state of the art, with other azolyl-P-carboline groups, in which larger N-C-C-N angles are observed due to high steric hindrances . Thus, it seems that the presence of the thiazolyl group provides greater stability to the complexes, which also present hydrogen bonds and other weak interactions that stabilize the crystal lattice.
Por otro lado, tal como se muestra en el ejemplo 1.9, en los complejos del tipo [Ir(CAN)2(NAN)]+ conocidos en el estado de la técnica, como el complejo de referencia [Ir(ppy)2(bpy)]+ (a continuación, indicado como [1]+) y en los complejos de la invención, el orbital molecular desocupado de menor energía (LUMO) se encuentra localizado predominantemente sobre los ligandos NAN y, en consecuencia, su energía se encuentra afectada de manera significativa por la identidad y las propiedades electrónicas de dicho ligando. Así, la sustitución del ligando bipiridina del complejo [1]+ por un ligando p-carbolina de los complejos de la invención estabiliza de manera importante el LUMO. Esto puede ser interpretado en base a la mayor conjugación n -n de las p-carbolinas en comparación con la bipiridina.On the other hand, as shown in Example 1.9, in complexes of the type [Ir(CAN) 2 (NAN)]+ known in the state of the art, such as the reference complex [Ir(ppy) 2 (bpy )]+ (hereinafter, indicated as [1]+) and in the complexes of the invention, the lowest energy unoccupied molecular orbital (LUMO) is predominantly located on the NAN ligands and, consequently, its energy is affected significantly by the identity and electronic properties of said ligand. Thus, the substitution of the bipyridine ligand of the [1]+ complex by a p-carboline ligand of the complexes of the invention significantly stabilizes the LUMO. This can be interpreted based on the higher n -n conjugation of p-carbolines compared to bipyridine.
Finalmente, tal como se muestra en el ejemplo 1.9, los complejos de la invención muestran energías de emisión desplazadas hacia valores de menor energía (mayores longitudes de onda) en comparación con las del complejo de referencia [1]+, en concordancia con un valor de energía similar del orbital HOMO en todos ellos, pero un valor de mayor energía para el orbital LUMO en el complejo de referencia [1]+. Además, tal como se muestra en el ejemplo 1.8. los complejos de la invención presentan una buena fotoestabilidad bajo diferentes fuentes de luz. Finally, as shown in example 1.9, the complexes of the invention show emission energies shifted towards lower energy values (longer wavelengths) compared to those of the reference complex [1]+, in agreement with a value of similar energy of the HOMO orbital in all of them, but a value of higher energy for the LUMO orbital in the reference complex [1]+. Also, as shown in Example 1.8. the complexes of the invention have good photostability under different light sources.
Así, los complejos de Iridio(NI) de la invención presentan una serie de características que los diferencian de los complejos conocidos en el estado de la técnica que los hacen útiles como fotocatalizadores o fotosensibilizadores, absorbiendo energía proveniente de la luz, y transfiriéndola al oxígeno para formar especies reactivas, tales como oxígeno singlete o radicales superóxido que actúan como oxidantes. Gracias a dichas características pueden ser usados de manera efectiva en varias aplicaciones, tanto en procedimientos de síntesis orgánica (reacciones de fotooxidación), como fotocatalizadores, como en aplicaciones terapéuticas.Thus, the Iridium(NI) complexes of the invention present a series of characteristics that differentiate them from the complexes known in the state of the art that make them useful as photocatalysts or photosensitizers, absorbing energy from light and transferring it to oxygen. to form reactive species, such as singlet oxygen or superoxide radicals that act as oxidants. Thanks to these characteristics, they can be used effectively in various applications, both in organic synthesis procedures (photo-oxidation reactions), as photocatalysts, and in therapeutic applications.
En concreto, la sustitución del ligando bipiridina del complejo [1]+ por un ligando p-carbolina de los complejos de la invención estabiliza de manera importante el LUMO, en base a la mayor conjugación n -n de las p-carbolinas en comparación con la bipiridina y hace que sea posible una excitación/irradiación con luz menos energética (de mayor longitud de onda), lo cual proporciona a los complejos de Iridio(III) de la invención ciertas ventajas como fotocatalizadores y en aplicaciones terapéuticas:Specifically, the substitution of the bipyridine ligand of the complex [1]+ by a p-carboline ligand of the complexes of the invention significantly stabilizes LUMO, based on the higher n -n conjugation of the p-carbolines compared to bipyridine and makes excitation/irradiation with less energetic light (of longer wavelength) possible, which gives the Iridium(III) complexes of the invention certain advantages as photocatalysts and in therapeutic applications:
1) el uso de luz de menor energía implica un menor riesgo de reacciones secundarias en fotocatálisis y por lo tanto procesos más selectivos; y1) the use of lower energy light implies a lower risk of secondary reactions in photocatalysis and therefore more selective processes; Y
2) la mayor capacidad de penetración de la luz de mayor longitud de onda, a través de los tejidos, permite el tratamiento de tejidos y órganos internos.2) the greater penetration capacity of the light of longer wavelength, through the tissues, allows the treatment of internal tissues and organs.
Así, un aspecto descrito en la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un compuesto de fórmula Thus, one aspect described in the present invention refers to a process for obtaining a compound of formula
en donde R3, R4, R5 y R6 se seleccionan cada uno independientemente de entre el grupo que consiste en H, halógeno, C1-C6 alquilo y C1-C6 alcoxi y en el que dicho procedimiento comprende: (ii) mezclar un compuesto de fórmula (IV): wherein R3, R4, R5 and R6 are each independently selected from the group consisting of H, halogen, C 1 -C 6 alkyl and C 1 -C 6 alkoxy and wherein said process comprises: (ii) mixing a compound of formula (IV):
con una sal del anión -SCN, a temperatura ambiente, irradiando con luz azul y en presencia de O2 y de un complejo de Iridio(NI) de acuerdo con la invención.with a salt of the -SCN anion, at room temperature, irradiating with blue light and in the presence of O 2 and an Iridium(NI) complex according to the invention.
Otro aspecto adicional descrito en la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un compuesto de fórmula (IV):Another additional aspect described in the present invention refers to a process for obtaining a compound of formula (IV):
en donde R3, R4, R5 y R6 se seleccionan cada uno independientemente de entre el grupo que consiste en H, halógeno, C1-C6 alquilo y C1-C6 alcoxi y en el que dicho procedimiento comprende: (i) oxidar un compuesto de fórmula (III):wherein R3, R4, R5 and R6 are each independently selected from the group consisting of H, halogen, C 1 -C 6 alkyl and C 1 -C 6 alkoxy and wherein said process comprises: (i) oxidizing a compound of formula (III):
a temperatura ambiente, irradiando con luz azul y en presencia de O2 y de un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la invención.at room temperature, irradiating with blue light and in the presence of O 2 and an Iridium(III) complex according to the invention.
Además, la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención one-pot de un compuesto de fórmula (II): In addition, the present invention refers to a one-pot process for obtaining a compound of formula (II):
en donde R3, R4, R5 y R6 se seleccionan cada uno independientemente de entre el grupo que consiste en H, halógeno, C1-C6 alquilo y C1-C6 alcoxi y en el que dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:wherein R3, R4, R5, and R6 are each independently selected from the group consisting of H , halogen, C1-C6 alkyl, and C1- C6 alkoxy and wherein said process comprises the following steps:
(i) oxidar un compuesto de fórmula (III):(i) oxidizing a compound of formula (III):
para obtener una primera mezcla que comprende un compuesto de fórmula (IV):to obtain a first mixture comprising a compound of formula (IV):
yY
(ii) añadir a dicha primera mezcla una sal del anión "SCN;(ii) adding to said first mixture a salt of the "SCN" anion;
en donde cada una de dichas etapas (i) e (ii) se llevan a cabo a temperatura ambiente, irradiando con luz azul y en presencia de O2 y un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la invención.wherein each of said steps (i) and (ii) are carried out at room temperature, irradiating with blue light and in the presence of O 2 and an Iridium(III) complex according to the invention.
A efectos de la presente invención el término “temperatura ambiente” se refiere a la temperatura a la cual se encuentra el medio en el cual se lleva a cabo la reacción sin que se utilice calor o medios de enfriamiento. Preferentemente dicha temperatura ambiente es de 15 °C a 30 °C.For the purposes of the present invention, the term "ambient temperature" refers to the temperature at which the medium in which the reaction is carried out is found without use heat or cooling media. Preferably said ambient temperature is from 15°C to 30°C.
A efectos de la presente invención el término "luz azul” se refiere a luz de longitud de onda de 400 nm a 495 nm.For purposes of the present invention the term "blue light" refers to light of wavelength from 400 nm to 495 nm.
Preferentemente, cada una de dichas etapas se llevan a cabo en un disolvente orgánico aprótico, a una temperatura de entre 15 °C a 30 °C, irradiando con luz de longitud de onda de entre 400 nm a 495 nm y, en presencia de O2 y un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la invención. Ejemplos no limitantes de disolventes orgánicos apróticos son tetrahidrofurano, acetonitrilo, dimetilformamida y acetona entre otros.Preferably, each of said stages is carried out in an aprotic organic solvent, at a temperature between 15 °C to 30 °C, irradiating with light with a wavelength of between 400 nm and 495 nm and, in the presence of O 2 and an Iridium(III) complex according to the invention. Non-limiting examples of aprotic organic solvents are tetrahydrofuran, acetonitrile, dimethylformamide and acetone among others.
Más preferentemente, cada una de dichas etapas se llevan a cabo en un disolvente orgánico aprótico, a una temperatura de entre 15 °C a 30 °C, irradiando con luz de longitud de onda de entre 450 nm a 470 nm y, en presencia de O2 y un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la invención.More preferably, each of said steps is carried out in an aprotic organic solvent, at a temperature between 15 °C to 30 °C, irradiating with light of wavelength between 450 nm and 470 nm and, in the presence of O 2 and an Iridium(III) complex according to the invention.
Aún más preferentemente, cada una de dichas etapas se llevan a cabo en tetrahidrofurano a una temperatura de entre 15 °C a 30 °C, irradiando con luz de longitud de onda de entre 450 nm a 470 nm y, en presencia de O2 y un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la invención. En una realización preferente, R3, R4, R5 y R6 son H. En otra realización preferente de la invención, R3, R4 y R5 son H y R6 es un halógeno. En otra realización preferente adicional de la invención, R4, R5 y R6 son H y R3 es un C1-C6 alquilo.Even more preferably, each of said steps is carried out in tetrahydrofuran at a temperature between 15 °C to 30 °C, irradiating with light of wavelength between 450 nm and 470 nm and, in the presence of O 2 and an Iridium(III) complex according to the invention. In a preferred embodiment, R3, R4, R5 and R6 are H. In another preferred embodiment of the invention, R3, R4 and R5 are H and R6 is a halogen. In yet another preferred embodiment of the invention, R4, R5 and R6 are H and R3 is C1-C6 alkyl.
Tal como se observa en los resultados obtenidos en el ejemplo 2, tanto el procedimiento onepot de tiocianación de indoles a partir de indolinas, como cada una de sus etapas, es decir, el procedimiento de tiocianación de indoles y el procedimiento de deshidrogenación de indolinas, todos ellos llevados a cabo en presencia de los complejos de Iridio(III) de la presente invención, muestran buenos rendimientos, tanto cuando los sustratos comprenden sustituyentes electro-donadores (electron-donating) (p.ej.: alcóxido, alquilo), como sustituyentes que retiran electrones (electron-withdrawing) (p.ej.: halógeno), en varias posiciones (C-1, C-2, C-5 y C-6), mostrando la gran versatilidad de dichos procedimientos.As observed in the results obtained in Example 2, both the onepot process for thiocyanation of indoles from indolines, as well as each of its stages, that is, the process for thiocyanation of indoles and the process for dehydrogenation of indolines, All of them carried out in the presence of the Iridium(III) complexes of the present invention show good yields, both when the substrates comprise electron-donating substituents (eg: alkoxide, alkyl), and substituents that withdraw electrons (electron-withdrawing) (eg: halogen), in several positions (C-1, C-2, C-5 and C-6), showing the great versatility of these procedures.
Además, la utilización del complejo de la invención proporcionó un resultado en el proceso one-pot mejor que el de los experimentos comparativos con eosina Y o con Rosa de Bengala. In addition, the use of the complex of the invention gave a better result in the one-pot process than that of the comparative experiments with eosin Y or with Rose Bengal.
Además, todos los procesos y etapas pueden ser llevadas a cabo a temperatura ambiente, por lo que se reducen significativamente los costes energéticos, frente a otros procedimientos del estado de la técnica que requieren el uso de temperaturas más elevadas. Simultáneamente, el uso de oxígeno como oxidante, en presencia de los complejos de Iridio(III) de la presente invención, permite evitar la utilización de oxidantes más agresivos, por lo que no se generan desechos tóxicos.In addition, all the processes and stages can be carried out at room temperature, thus energy costs are significantly reduced, compared to other state-of-the-art procedures that require the use of higher temperatures. Simultaneously, the use of oxygen as an oxidant, in the presence of the Iridium(III) complexes of the present invention, makes it possible to avoid the use of more aggressive oxidants, therefore toxic waste is not generated.
Por otro lado, y de manera más preferente, los complejos de Iridio(III) de la presente invención permiten llevar a cabo la tiocianación regioselectiva de indoles, en la posición C-3, a partir de las correspondientes indolinas, de manera one-pot, produciéndose primero una deshidrogenación de la indolina y, posteriormente, la tiocianación, en ambos casos, con utilización de oxígeno, en presencia de luz y con el uso de los complejos de Iridio(III) de la invención como fotocatalizadores. Dicho procedimiento es de tipo one-pot, es decir, sin necesidad de aislar el indol intermedio, por lo que es más económico, dado que se evitan etapas de aislamiento y purificación de dichos productos intermedios. Además, la tiocianación es regioselectiva, es decir, ocurre en una posición específica del indol, sin dar lugar de manera significativa a otros productos que comprenden el grupo tiocianato en otras posiciones del indol.On the other hand, and more preferably, the Iridium(III) complexes of the present invention allow the regioselective thiocyanation of indoles to be carried out, in the C-3 position, from the corresponding indolines, in a one-pot manner. , producing first a dehydrogenation of the indoline and, later, the thiocyanation, in both cases, with the use of oxygen, in the presence of light and with the use of the Iridium(III) complexes of the invention as photocatalysts. Said procedure is of the one-pot type, that is, without the need to isolate the intermediate indole, so it is more economical, since isolation and purification steps of said intermediate products are avoided. Furthermore, thiocyanation is regioselective, ie, it occurs at a specific position on the indole, without significantly giving rise to other products comprising the thiocyanate group at other positions on the indole.
El término "comprende” indica que incluye un grupo de determinadas características (por ejemplo, un grupo de características A, B y C). Se interpreta que significa que incluye esas características (A, B y C), pero que no excluye la presencia de otras características (por ejemplo, las características D o E), siempre que no hagan impracticable la reivindicación. Adicionalmente, los términos "contiene”, "incluye”, "tiene” o "engloba”, y las formas en plural de los mismos, deben tomarse como sinónimos del término "comprende” con los propósitos de la presente invención. Por otro lado, si se usa la expresión "consiste(n) en”, entonces no están presentes características adicionales en el aparato/método/producto, aparte de las que siguen a dicha expresión. En este sentido, con los propósitos de la presente invención, el término "comprende” puede ser reemplazado por cualquiera de los términos "consisten en”, o "consiste esencialmente en”. Por consiguiente, "comprende” puede referirse a un grupo de características A, B y C, que pueden incluir adicionalmente otras características, tales como E y D, con la condición de que dichas características no hagan impracticable la reivindicación, pero dicho término "comprende” también incluye la situación en la que el grupo de características "consiste en” o "consiste esencialmente” en A, B y C. The term "comprises" indicates that it includes a group of certain characteristics (for example, a group of characteristics A, B and C). It is interpreted to mean that it includes those characteristics (A, B and C), but does not exclude the presence of other features (for example, features D or E), as long as they do not make the claim impracticable. Additionally, the terms "contains", "includes", "has" or "encompasses", and the plural forms thereof , are to be taken as synonymous with the term "comprising" for the purposes of the present invention. On the other hand, if the expression "consists of" is used, then no additional characteristics are present in the apparatus/method/product, apart from those that follow said expression. In this sense, for the purposes of the present invention, the term "comprises" may be replaced by any of the terms "consist of" or "consists essentially of". Accordingly, "comprising" may refer to a group of features A, B and C, which may additionally include other features, such as E and D, provided that such features do not render the claim impracticable, but said term "comprising ” also includes the situation where the group of characteristics “consists of” or “consists essentially” of A, B and C.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a una composición farmacéutica que comprende al menos un complejo de Iridio(NI) de acuerdo con la presente invención y al menos un excipiente farmacéuticamente aceptable.Another aspect of the present invention refers to a pharmaceutical composition comprising at least one Iridium(NI) complex according to the present invention and at least one pharmaceutically acceptable excipient.
El término “farmacéuticamente aceptable” se refiere, a efectos de la presente invención, a aquel autorizado o autorizable por una agencia reguladora del gobierno federal o un gobierno estatal o enumerado en la farmacopea europea, estadounidense u otra farmacopea generalmente reconocida para su uso en animales, y más particularmente en seres humanos. El excipiente incluido en las composiciones farmacéuticas descritas en la presente invención se refiere, a un componente inerte tal como, pero sin limitarse a, codisolventes, tensioactivos, aceites, humectantes, emolientes, conservantes, estabilizadores y antioxidantes. Puede usarse cualquier tampón farmacológicamente aceptable, tal como TRIS o cualquier tampón fosfato.The term "pharmaceutically acceptable" refers, for the purposes of the present invention, to that authorized or authorizable by a regulatory agency of the federal government or a state government or listed in the European Pharmacopoeia, United States or other generally recognized pharmacopoeia for use in animals. , and more particularly in humans. The excipient included in the pharmaceutical compositions described in the present invention refers to an inert component such as, but not limited to, cosolvents, surfactants, oils, humectants, emollients, preservatives, stabilizers, and antioxidants. Any pharmacologically acceptable buffer can be used, such as TRIS or any phosphate buffer.
El experto en la materia podrá seleccionar uno o más vehículos o excipientes farmacéuticamente aceptables conocidos en el estado del arte, de tal forma que las composiciones farmacéuticas sean aptas para ser administradas tanto a un sujeto humano como a un animal. Dicha administración puede ser dentro de un tratamiento de un adulto o un paciente pediátrico.The person skilled in the art will be able to select one or more pharmaceutically acceptable vehicles or excipients known in the state of the art, in such a way that the pharmaceutical compositions are suitable for administration to both a human subject and an animal. Such administration may be within a treatment of an adult or a pediatric patient.
Por otro lado, otro aspecto de la invención se refiere a un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la presente invención, o una composición farmacéutica que lo comprende, para uso como medicamento.On the other hand, another aspect of the invention relates to an Iridium(III) complex according to the present invention, or a pharmaceutical composition comprising it, for use as a medicament.
En particular, la presente invención se refiere a un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la presente invención, o una composición farmacéutica que lo comprende, para uso en el tratamiento del cáncer, y en particular para uso como antitumoral en terapia fotodinámica. Así, la presente invención se refiere a un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la presente invención, o una composición farmacéutica que lo comprende, para uso como fotosensibilizador en terapia fotodinámica en el tratamiento del cáncer. Preferentemente, la presente invención se refiere a un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la presente invención, o una composición farmacéutica que lo comprende para uso en el tratamiento del cáncer, en el que dicho complejo de Iridio(III) de la invención es administrado junto a, o antes de radioterapia. In particular, the present invention relates to an Iridium(III) complex according to the present invention, or a pharmaceutical composition comprising it, for use in the treatment of cancer, and in particular for use as an antitumor in photodynamic therapy. Thus, the present invention relates to an Iridium(III) complex according to the present invention, or a pharmaceutical composition comprising it, for use as a photosensitizer in photodynamic therapy in the treatment of cancer. Preferably, the present invention relates to an Iridium(III) complex according to the present invention, or a pharmaceutical composition comprising the same for use in the treatment of cancer, wherein said Iridium(III) complex of the invention it is administered together with, or before radiation therapy.
A efectos de la presente invención, el término terapia fotodinámica se refiere a un tratamiento terapéutico en el que se utiliza un medicamento fotosensibilizador y un tipo concreto de luz. Al exponer los compuestos fotosensibilizadores a la irradiación de luz de una longitud de onda concreta producen especies reactivas de oxígeno que provocan la muerte de las células cercanas. Así, dado que los complejos de Iridio(III) de la invención, son fotocatalizadores efectivos y producen especies reactivas de oxígeno, son útiles en terapia fotodinámica para el tratamiento de tumores de manera localizada.For the purposes of the present invention, the term photodynamic therapy refers to a therapeutic treatment using a photosensitizing drug and a specific type of light. By exposing photosensitizing compounds to light irradiation of a particular wavelength, they produce reactive oxygen species that cause nearby cells to die. Thus, since the iridium(III) complexes of the invention are effective photocatalysts and produce reactive oxygen species, they are useful in photodynamic therapy for localized treatment of tumors.
Los complejos de Iridio(III) de la invención, o las composiciones farmacéuticas que los comprenden, también pueden ser administradas conjuntamente, antes de, o de manera posterior, a una terapia adicional. Preferiblemente, dicha terapia adicional es radioterapia, inmunoterapia o quimioterapia.The Iridium(III) complexes of the invention, or pharmaceutical compositions comprising them, may also be administered concurrently, prior to, or subsequent to additional therapy. Preferably, said additional therapy is radiotherapy, immunotherapy or chemotherapy.
Una realización preferente de la invención se refiere a un complejo de Iridio(III) de la invención, o a una composición farmacéutica que lo comprende, para uso en el tratamiento del cáncer, caracterizado porque dicho complejo de Iridio(III) de la invención, o dicha composición farmacéutica que lo comprende, se administra junto con, antes de, o de manera posterior a un tratamiento radioterapéutico, un tratamiento quimioterapéutico, o un tratamiento inmunoterapéutico.A preferred embodiment of the invention refers to an Iridium(III) complex of the invention, or a pharmaceutical composition comprising it, for use in the treatment of cancer, characterized in that said Iridium(III) complex of the invention, or Said pharmaceutical composition comprising it is administered together with, before, or after a radiotherapeutic treatment, a chemotherapeutic treatment, or an immunotherapeutic treatment.
Una realización más preferentemente de la invención se refiere a un complejo de Iridio(III) de la invención, o a una composición farmacéutica que lo comprende, para uso en el tratamiento del cáncer, caracterizado porque dicho complejo Iridio(III) de la invención, o dicha composición farmacéutica que lo comprende, se administra junto con, o antes de, la administración de radioterapia.A more preferably embodiment of the invention refers to an Iridium(III) complex of the invention, or a pharmaceutical composition comprising it, for use in the treatment of cancer, characterized in that said Iridium(III) complex of the invention, or said pharmaceutical composition comprising it, is administered together with, or before, the administration of radiotherapy.
Una realización de la invención se refiere al uso de un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la presente invención, en la elaboración de un medicamento para el tratamiento del cáncer. Preferentemente, en la elaboración de un medicamento antitumoral de terapia fotodinámica. Otra realización se refiere uso de un complejo de Iridio(III) de acuerdo con la presente invención, en la elaboración de un medicamento para el tratamiento del cáncer, en combinación con radioterapia, es decir, en donde dicho medicamento se administra junto con, o antes de, la administración de radioterapia. One embodiment of the invention relates to the use of an Iridium(III) complex according to the present invention, in the manufacture of a medicament for the treatment of cancer. Preferably, in the preparation of a photodynamic therapy antitumor drug. Another embodiment refers to the use of an Iridium(III) complex according to the present invention, in the preparation of a medicine for the treatment of cancer, in combination with radiotherapy, that is, where said medicine is administered together with, or before the administration of radiotherapy.
Otra realización de la presente invención se refiere a un método de tratamiento del cáncer que comprende la administración de un complejo de Irido(IN) de acuerdo con la invención, o de una composición farmacéutica que lo comprende, a un sujeto que lo necesita, junto con, o antes de, la administración de radioterapia.Another embodiment of the present invention relates to a method of treating cancer comprising administering an Irido(IN) complex according to the invention, or a pharmaceutical composition comprising it, to a subject in need thereof, together with, or before, the administration of radiotherapy.
Se entiende como cantidad efectiva, o como cantidad terapéuticamente efectiva, a efectos de la presente invención, como aquella que proporciona un efecto terapéutico sin provocar efectos tóxicos inaceptables en el paciente. La cantidad o dosis efectiva del medicamento depende del compuesto y de la condición o enfermedad tratada y de, por ejemplo, la edad, peso y condición clínica del paciente tratado, la forma de administración, el historial clínico del paciente, la gravedad de la enfermedad y la potencia del compuesto administrado.An effective amount, or a therapeutically effective amount, for the purposes of the present invention, is understood as that which provides a therapeutic effect without causing unacceptable toxic effects in the patient. The effective amount or dose of the medicament depends on the compound and the condition or disease being treated and, for example, the age, weight and clinical condition of the treated patient, the method of administration, the patient's medical history, the severity of the disease and the potency of the compound administered.
Existen múltiples tipos de cáncer entre los que se encuentra, por ejemplo, cáncer de la cavidad oral y faringe, cáncer de otros órganos digestivos, cáncer de otros órganos respiratorios, cáncer de hueso y cartílago articular, melanoma y otras neoplasias malignas de piel, cáncer de tejidos mesoteliales y tejidos blandos, cáncer de órganos genitales, cáncer del tracto urinario, cáncer de ojo, cerebro y otras regiones de sistema nervioso, cáncer de tiroides y otras glándulas endocrinas, tumores malignos neuroendocrinos, cáncer de tejidos linfoides, hematopoyético y relacionados, carcinomas in situ, tumores benignos, neoplasias de comportamiento incierto, policitemia vera y síndromes mielodisplásicos, neoplasias de otras localizaciones y neoplasia de comportamiento no especificado.There are multiple types of cancer, among which are, for example, cancer of the oral cavity and pharynx, cancer of other digestive organs, cancer of other respiratory organs, cancer of bone and articular cartilage, melanoma and other malignant neoplasms of the skin, cancer of mesothelial tissues and soft tissues, cancer of the genital organs, cancer of the urinary tract, cancer of the eye, brain and other regions of the nervous system, cancer of the thyroid and other endocrine glands, malignant neuroendocrine tumors, cancer of lymphoid, hematopoietic and related tissues, carcinomas in situ, benign tumors, neoplasms of uncertain behaviour, polycythemia vera and myelodysplastic syndromes, neoplasms of other locations and neoplasms of unspecified behaviour.
Son de especial interés el cáncer pancreático, carcinoma de vías biliares, neuroblastoma, cáncer de colon, cáncer de mama, mieloma, cáncer gástrico, cáncer de hígado, glioblastoma, cáncer de ovarios, cáncer colorrectal, linfoma no Hodgkin, cáncer de pulmón, cáncer de próstata, cáncer de pulmón de células pequeñas, cáncer de pulmón de células grandes, cáncer de riñón, cáncer de esófago, cáncer de estómago, cáncer cervical o tumores de linfoma. La modificación lipídica de la membrana celular puede ser utilizada como estrategia para la prevención o tratamiento de múltiples tipos de cáncer.Of special interest are pancreatic cancer, bile duct carcinoma, neuroblastoma, colon cancer, breast cancer, myeloma, gastric cancer, liver cancer, glioblastoma, ovarian cancer, colorectal cancer, non-Hodgkin lymphoma, lung cancer, cancer prostate cancer, small cell lung cancer, large cell lung cancer, kidney cancer, esophageal cancer, stomach cancer, cervical cancer, or lymphoma tumors. The lipid modification of the cell membrane can be used as a strategy for the prevention or treatment of multiple types of cancer.
En una realización de la invención el cáncer se selecciona del grupo que consiste en: cáncer de colon, carcinoma colorrectal, adenocarcinoma colorrectal, cáncer de próstata, adenocarcinoma de próstata, carcinoma de próstata, cáncer de mama, carcinoma de mama, adenocarcinoma de mama, cáncer de mama triple negativo, cáncer cerebral, adenocarcinoma cerebral, neuroblastoma cerebral, cáncer de pulmón, adenocarcinoma de pulmón, carcinoma de pulmón, cáncer de pulmón de células pequeñas, cáncer de ovario, carcinoma de ovario, adenocarcinoma de ovario, cáncer de útero, cáncer gastroesofágico, carcinoma de células renales, carcinoma de células renales de células claras, cáncer endometrial, carcinoma de endometrio, sarcoma de estroma de endometrio, carcinoma de cuello uterino, carcinoma de tiroides, carcinoma de tiroides papilar metastatizante, carcinoma de tiroides folicular, carcinoma de vejiga, carcinoma de vejiga urinaria, carcinoma de células de transición de la vejiga urinaria, cáncer de hígado, cáncer metastásico de hígado, cáncer de páncreas, cánceres neuroendocrinos, carcinoma de células escamosas, osteosarcoma, rabdomiosarcoma, cánceres embrionarios, glioma, neuroblastoma, meduloblastoma, retinoblastoma, nefroblastoma, hepatoblastoma, melanoma, neoplasias hematológicas tales como leucemias, linfomas y mielomas.In one embodiment of the invention the cancer is selected from the group consisting of: colon cancer, colorectal carcinoma, colorectal adenocarcinoma, prostate cancer, prostate adenocarcinoma, prostate carcinoma, breast cancer, breast carcinoma, breast adenocarcinoma, triple negative breast cancer, brain cancer, brain adenocarcinoma, brain neuroblastoma, lung cancer, lung adenocarcinoma, carcinoma lung, small cell lung cancer, ovarian cancer, ovarian carcinoma, ovarian adenocarcinoma, uterine cancer, gastroesophageal cancer, renal cell carcinoma, clear cell renal cell carcinoma, endometrial cancer, endometrial carcinoma, sarcoma endometrial stromal cancer, cervical carcinoma, thyroid carcinoma, metastatic papillary thyroid carcinoma, follicular thyroid carcinoma, bladder carcinoma, urinary bladder carcinoma, transitional cell carcinoma of the urinary bladder, liver cancer, metastatic cancer liver, pancreatic cancer, neuroendocrine cancers, squamous cell carcinoma, osteosarcoma, rhabdomyosarcoma, embryonal cancers, glioma, neuroblastoma, medulloblastoma, retinoblastoma, nephroblastoma, hepatoblastoma, melanoma, hematologic malignancies such as leukemias, lymphomas, and myelomas.
En una realización adicional de la presente invención, las composiciones farmacéuticas dadas a conocer en el presente documento comprenden al menos un componente terapéutico o compuesto activo adicional. Dicho componente terapéutico o compuesto activo adicional proporciona actividades biológicas aditivas o sinérgicas. Con los propósitos de la presente descripción, los términos "compuesto activo” o "componente terapéutico” deben tomarse como sinónimos y significar una entidad química o biológica que ejerce efectos terapéuticos cuando se administra a seres humanos o animales. Dicho compuesto activo o componente terapéutico ejerce efectos terapéuticos cuando se administra a seres humanos o animales, y puede ser una terapia celular, una terapia con molécula pequeña, una inmunoterapia, radioterapia, entre otros. Preferiblemente, dicho compuesto activo o dicha terapia es un agente quimioterapéutico, una terapia celular o un agente inmunoterapéutico.In a further embodiment of the present invention, the pharmaceutical compositions disclosed herein comprise at least one additional therapeutic component or active compound. Said additional therapeutic component or active compound provides additive or synergistic biological activities. For the purposes of the present description, the terms "active compound" or "therapeutic component" should be taken as synonymous and mean a chemical or biological entity that exerts therapeutic effects when administered to humans or animals. Said active compound or therapeutic component exerts therapeutic effects when administered to humans or animals, and can be cell therapy, small molecule therapy, immunotherapy, radiotherapy, among others. Preferably said active compound or said therapy is a chemotherapeutic agent, cell therapy or immunotherapeutic agent.
En una realización preferente, dicha composición farmacéutica comprende adicionalmente un agente quimioterapéutico que se selecciona del grupo que consiste en agentes antineoplásicos basados en platino, agentes quimioterapéuticos antimitóticos, un inhibidor de poli adenosina difosfato ribosa polimerasa (PARP), inhibidores de topoisomerasa de tipo I, inhibidores de topoisomerasa de tipo II, epotilonas, perturbadores cicloesqueléticos, agentes alquilantes, epotilonas, inhibidores de histona desacetilasa, inhibidores de cinasas, antifolatos, inhibidores de cinasas, antibióticos peptídicos, retinoides, alcaloides de la vinca e inhibidores de timidilato sintasa. Más preferentemente, el agente quimioterapéutico se selecciona del grupo que consiste en bevacizumab, carmustina, ciclofosfamida, ifosfamida, busulfano, temozolomida, mecloretamina, clorambucilo, melfalán, dacarbazina, daunorubicina, doxorubicina, daunorubicina, epirubicina, idarubicina, mitoxantrona, valrubicina, paclitaxel, docetaxel, abraxano, taxotere, epotilona, vorinostat, romidepsina, irinotecán, topotecán, camptotecina, exatecán, lurtotecán, etopósido, tenipósido, taflupósido, bortezomib, erlotinib, gefitinib, imatinib, vemurafenib, vismodegib, azacitadina, azatioprina, capecitabina, citarabina, cladribina, fludarabina, doxifluridina, fluorouracilo, gemcitabina, hidroxiurea, mercaptopurina, metotrexato, pemetrexed, tioguanina, bleomicina, actinomicina, carboplatino, cisplatino, oxaliplatino, tretinoína, alitretinoína, bexaroteno, vinblastina, vincristina, vindesina y vinorelbina.In a preferred embodiment, said pharmaceutical composition further comprises a chemotherapeutic agent selected from the group consisting of platinum-based antineoplastic agents, antimitotic chemotherapeutic agents, a poly adenosine diphosphate ribose polymerase (PARP) inhibitor, type I topoisomerase inhibitors, type II topoisomerase inhibitors, epothilones, skeletal cycle disruptors, alkylating agents, epothilones, histone deacetylase inhibitors, kinase inhibitors, antifolates, kinase inhibitors, peptide antibiotics, retinoids, vinca alkaloids, and thymidylate synthase inhibitors. More preferably, the chemotherapeutic agent is selected from the group consisting of bevacizumab, carmustine, cyclophosphamide, ifosfamide, busulfan, temozolomide, mechlorethamine, chlorambucil, melphalan, dacarbazine, daunorubicin, doxorubicin, daunorubicin, epirubicin, idarubicin, mitoxantrone, valrubicin, paclitaxel, docetaxel, abraxane, taxotere, epothilone, vorinostat, romidepsin, irinotecan, topotecan, camptothecin, exatecan, lurtotecan, etoposide, teniposide, tafluposide, bortezomib, erlotinib, gefitinib, imatinib, vemurafenib, vismodegib, azacitadine, azacitadine, capecitabine cytarabine, cladribine, fludarabine, doxifluridine, fluorouracil, gemcitabine, hydroxyurea, mercaptopurine, methotrexate, pemetrexed, thioguanine, bleomycin, actinomycin, carboplatin, cisplatin, oxaliplatin, tretinoin, alitretinoin, bexarotene, vinblastine, vincristine, vindesine, and vinorelbine.
Las composiciones de la invención pueden incluirse en cápsulas, comprimidos, saquitos o sobres o cualquier otro tipo de presentación. Para elaborar dichas composiciones, se pueden utilizar técnicas convencionales para la preparación de composiciones farmacéuticas. Por ejemplo, el compuesto de interés puede ser mezclado con un vehículo, o diluido en un vehículo, o contenido en un vehículo en forma de ampolla, cápsula, comprimido, sobre, saquito u otro recipiente. Cuando el vehículo sirve como disolvente, puede ser sólido, semisólido o líquido y actuar como excipiente o medio para dicho compuesto activo. El compuesto de interés puede ser adsorbido en un medio granular sólido. Algunos ejemplos de vehículos adecuados son agua, soluciones salinas, alcoholes, polietilenglicoles, aceite de ricino polihidroxietoxilado, aceite de cacahuete, aceite de oliva, lactosa, terra alba, sacarosa, ciclodextrinas, amilosa, estearato de magnesio, talco, gelatina, agar, pectina, acacia, ácido esteárico, éteres de alquilo de celulosa, ácido silicio, ácidos grasos, aminas de ácidos grasos, monoglicéridos y diglicéridos de ácidos grasos, esteres grasos de pentaeritrol, polietileno, hidroximetilcelulosa y polivinilpirrolidona. Asimismo, el vehículo o soporte puede incluir materiales de liberación sostenida conocidos en el estado de la técnica, tales como gliceril monoestearato o diesterato solo o mezclado con una cera. Las formulaciones pueden también incluir agentes humectantes, emulsificadores, agentes de suspensión, preservantes, edulcorantes o saborizantes. Las composiciones pueden ser formuladas para proporcionar una liberación rápida, sostenida o retardada del agente activo después de que sea administrada al paciente empleando métodos conocidos en el estado de la técnica.The compositions of the invention can be included in capsules, tablets, sachets or sachets or any other type of presentation. To make such compositions, conventional techniques for the preparation of pharmaceutical compositions can be used. For example, the compound of interest can be mixed with a vehicle, or diluted in a vehicle, or contained in a vehicle in the form of an ampule, capsule, tablet, sachet, sachet, or other container. When the vehicle serves as a solvent, it can be solid, semi-solid or liquid and act as an excipient or medium for said active compound. The compound of interest can be adsorbed on a solid granular medium. Some examples of suitable vehicles are water, saline solutions, alcohols, polyethylene glycols, polyhydroxyethoxylated castor oil, peanut oil, olive oil, lactose, terra alba, sucrose, cyclodextrins, amylose, magnesium stearate, talc, gelatin, agar, pectin , acacia, stearic acid, cellulose alkyl ethers, silicon acid, fatty acids, fatty acid amines, fatty acid monoglycerides and diglycerides, pentaerythrol fatty esters, polyethylene, hydroxymethylcellulose and polyvinylpyrrolidone. Likewise, the vehicle or support can include sustained release materials known in the state of the art, such as glyceryl monostearate or distearate alone or mixed with a wax. The formulations may also include wetting agents, emulsifiers, suspending agents, preservatives, sweeteners, or flavors. The compositions can be formulated to provide rapid, sustained or delayed release of the active agent after it is administered to the patient using methods known in the art.
Las composiciones farmacéuticas pueden ser esterilizadas y mezcladas, si así se desea, con agentes adicionales, emulsificantes, sal para influenciar la presión osmótica, tampones y/o sustancias colorantes que no reaccionan de manera adversa con los compuestos activos.The pharmaceutical compositions can be sterilized and mixed, if desired, with additional agents, emulsifiers, salt to influence osmotic pressure, buffers and/or coloring substances that do not react adversely with the active compounds.
Una realización preferida dada a conocer en el presente documento se refiere a la vía de administración, que puede ser cualquier vía que transporte de manera eficaz el compuesto dado a conocer anteriormente en el presente documento, al sitio de acción apropiado o deseado, tal como oral, nasal, tópica, pulmonar, transdérmica o parenteral, por ejemplo, rectal, subcutánea.A preferred embodiment disclosed herein relates to the route of administration, which can be any route that efficiently transports the compound. disclosed herein above, to the appropriate or desired site of action, such as oral, nasal, topical, pulmonary, transdermal, or parenteral, eg, rectal, subcutaneous.
Para administración oral, se pueden preparar tanto formas de dosificación sólidas como líquidas. Para preparar composiciones sólidas como comprimidos, el compuesto de interés se mezcla en una formulación con otros ingredientes convencionales tales como talco, estearato de magnesio, fosfato bicálcico, silicato de aluminio y magnesio, almidón, lactosa, acacia, metilcelulosa y materiales similares funcionalmente tales como vehículos y diluyentes farmacéuticos. Las cápsulas pueden ser preparadas mezclando el compuesto de interés con un disolvente inerte farmacéuticamente y rellenando la mezcla en una gelatina dura de tamaño apropiado. Cápsulas blandas se preparan con máquinas de encapsulación de suspensiones del compuesto de interés con un aceite vegetal, una parafina ligera o un aceite inerte aceptables. Pueden ser preparadas también, formas de dosificación líquidas tales como jarabes, elixires y suspensiones. Las formas solubles en agua pueden ser disueltas en un vehículo acuoso junto con azúcar, aromas saborizantes y conservantes para formar un jarabe. Un elixir es preparado usando un vehículo hidroalcohólico (p.ej. etanol) con edulcorantes adecuados tales como azúcar o sacarina, junto con agentes aromáticos saborizantes. Las suspensiones pueden ser preparadas con un vehículo acuoso y la ayuda de un agente de suspensión tal como acacia, tragacanto, metilcelulosa y similares.For oral administration, both solid and liquid dosage forms can be prepared. To prepare solid compositions such as tablets, the compound of interest is mixed in a formulation with other conventional ingredients such as talc, magnesium stearate, dicalcium phosphate, magnesium aluminum silicate, starch, lactose, acacia, methylcellulose, and functionally similar materials such as carriers and pharmaceutical diluents. Capsules can be prepared by mixing the compound of interest with a pharmaceutically inert solvent and filling the mixture into an appropriately sized hard gelatin. Soft capsules are made by machines for encapsulating suspensions of the compound of interest with an acceptable vegetable oil, light paraffin or inert oil. Liquid dosage forms such as syrups, elixirs and suspensions can also be prepared. The water soluble forms can be dissolved in an aqueous vehicle together with sugar, flavorings, and preservatives to form a syrup. An elixir is prepared using a hydroalcoholic vehicle (eg ethanol) with suitable sweeteners such as sugar or saccharin, together with aromatic flavoring agents. Suspensions can be prepared with an aqueous vehicle and the aid of a suspending agent such as acacia, tragacanth, methylcellulose and the like.
Para aplicación parenteral son evidentes para el experto en la materia, el uso de soluciones o suspensiones inyectables, para uso intradermal, intramuscular, intravascular y subcutáneo. Además del compuesto de interés las composiciones pueden incluir otros diluyentes y excipientes no tóxicos farmacéuticamente aceptables, incluyendo vehículos de utilización común en composiciones farmacéuticas de uso habitual en humanos o animales. El diluyente se selecciona de manera que no afecte a la actividad biológica de la composición. Ejemplos de diluyentes usados especialmente en formulaciones inyectables son soluciones salinas orgánicas e inorgánicas, solución de Ringer, solución de dextrosa y solución de Hank. Además, las composiciones pueden incluir aditivos como otros excipientes, agentes adyuvantes, estabilizadores no terapéuticos y no inmunogénicos y similares. Ejemplos de excipientes que pueden incluirse en la formulación incluyen, pero no se limitan a codisolventes, tensioactivos, aceites, humectantes, emolientes, conservantes, estabilizantes y antioxidantes. Se puede utilizar cualquier tampón fisiológicamente aceptable, tal como Tris o tampones de fosfato. Cantidades efectivas de diluyentes o aditivos o excipientes son aquellas que son efectivas para obtener una formulación farmacéuticamente aceptable en términos de solubilidad y actividad biológica.For parenteral application, the use of injectable solutions or suspensions, for intradermal, intramuscular, intravascular and subcutaneous use, are evident to the person skilled in the art. In addition to the compound of interest, the compositions may include other non-toxic pharmaceutically acceptable diluents and excipients, including vehicles commonly used in pharmaceutical compositions commonly used in humans or animals. The diluent is selected so that it does not affect the biological activity of the composition. Examples of diluents used especially in injectable formulations are organic and inorganic saline solutions, Ringer's solution, dextrose solution and Hank's solution. In addition, the compositions can include additives such as other excipients, adjuvant agents, non-therapeutic and non-immunogenic stabilizers, and the like. Examples of excipients that can be included in the formulation include, but are not limited to, cosolvents, surfactants, oils, humectants, emollients, preservatives, stabilizers, and antioxidants. Any physiologically acceptable buffer can be used, such as Tris or phosphate buffers. Effective amounts of diluents or additives or excipients are those that are effective in obtaining a pharmaceutically acceptable formulation in terms of solubility and biological activity.
Otra realización se refiere al régimen de dosificación. El término dosis unitaria se refiere a unidades físicamente discretas adecuadas como dosis unitarias para un sujeto en donde cada unidad contiene una cantidad predeterminada de material activo calculada para producir el efecto terapéutico adecuado en asociación con el diluyente, soporte o vehículo adecuado.Another embodiment relates to the dosage regimen. The term "unit dose" refers to physically discrete units suitable as unit doses to a subject wherein each unit contains a predetermined amount of active material calculated to produce the appropriate therapeutic effect in association with the appropriate diluent, carrier, or vehicle.
EJEMPLOSEXAMPLES
Los ejemplos descritos a continuación tienen carácter ilustrativo y no pretenden limitar el ámbito de la presente invención. Se detallan a continuación los materiales y métodos utilizados en los ejemplos descritos en el presente documento.The examples described below are for illustrative purposes and are not intended to limit the scope of the present invention. The materials and methods used in the examples described herein are detailed below.
Materiales y métodosMaterials and methods
Todas las manipulaciones sintéticas se llevaron a cabo bajo una atmósfera seca, libre de oxígeno usando técnicas de Schlenk estándar. Los disolventes se secaron y destilaron bajo atmósfera de nitrógeno antes de su uso. Los análisis elementales se llevaron a cabo en un Thermo Fisher Scientific Flash 2000 Elemental Microanalyzer. En algunos casos se introdujeron moléculas de disolvente en la fórmula molecular para ajustar los valores en los que el % de carbono difería en más del 0,4%.All synthetic manipulations were carried out under a dry, oxygen-free atmosphere using standard Schlenk techniques. Solvents were dried and distilled under a nitrogen atmosphere before use. Elemental analyzes were carried out on a Thermo Fisher Scientific Flash 2000 Elemental Microanalyzer. In some cases solvent molecules were introduced into the molecular formula to adjust for values where % carbon differed by more than 0.4%.
Los espectros de absorción de UV fueron medidos en un espectrofotómetro Evolution 300 UV-Vis de doble haz (Thermo Scientific). Los espectros de fluorescencia y los tiempos de vidade fluorescencia se midieron con un fluorímetro FLS980 (Edinburg Instruments) con una lámpara de arco de Xenon de 450 W y un láser TCSPC, respectivamente. Los rendimientos cuánticos se determinaron usando el citado fluorímetro FLS980 y una esfera integrada Red PMT como detector. Los espectros de masas HR-ESI(+) (posición de los picos en Dalton) se registraron con un sistema Agilent LC-MS (espectrómetro de masas 1260 Infinity LC / 6545 Q-TOF MS) usando DCM/DMSO (4:1) como disolvente para la muestra y HCOOH/MeOH 0,1% en agua como fase móvil. Los valores m/z experimentales se expresan en Dalton y encajan bien con los valores m/z calculados para los fragmentos monoisotópicos. Las muestras de RMN se prepararon disolviendo una cantidad apropiada del compuesto de interés en 0,5 mL del respectivo disolvente deuterado y los espectros se llevaron a cabo a 298 K en un Varian Unity Inova-400 (399.94 MHz para 1H; 376.29 MHz para 19F; 100.6 MHz para 13C). En general, los espectros de 1H RMN se tomaron con 32 escaneos en 32 k mediciones en un ancho espectral de 16 ppm. Los desplazamientos de 1H y 13C{1H} se referenciaron internamente respecto a TMS teniendo en cuenta las señales de 1H y 13C{1H} residuales de DMSO (5 = 2.50 ppm y 5 = 39.52 ppm) y CDCh (5 = 7.26 ppm y 5 = 77.16 ppm), de acuerdo con los datos publicados por Fulmer et al, Organometallics 2010, 29, 2176-2179. Los valores de los desplazamientos químicos (5) se indicaron en ppm y las constantes de acoplamiento (J) en Hertz. Los desdoblamientos de las resonancias de protón indicadas en los datos de 1H RMN se definen como s = singlete, d = doblete, t = triplete, q = cuartete, m = multiplete, bs = singlete ancho. Los espectros de RMN 2D tales como 1H-1H gCOSY, 1H-1H NOESY, 1H-13C gHSQC and 1H-UV absorption spectra were measured on a double beam Evolution 300 UV-Vis spectrophotometer (Thermo Scientific). Fluorescence spectra and fluorescence lifetimes were measured with an FLS980 fluorimeter (Edinburg Instruments) with a 450 W Xenon arc lamp and a TCSPC laser, respectively. Quantum yields were determined using the aforementioned FLS980 fluorimeter and a Red PMT integrated sphere as detector. HR-ESI(+) mass spectra (position of peaks in Dalton) were recorded with an Agilent LC-MS system (1260 Infinity LC / 6545 Q-TOF MS mass spectrometer) using DCM/DMSO (4:1) as solvent for the sample and HCOOH/MeOH 0.1% in water as the mobile phase. Experimental m/z values are expressed in Daltons and fit well with calculated m/z values for monoisotopic fragments. NMR samples were prepared by dissolving an appropriate amount of the compound of interest in 0.5 mL of the respective deuterated solvent and spectra were performed at 298 K on a Varian Unity Inova-400 (399.94 MHz for 1H; 376.29 MHz for 19F ; 100.6 MHz for 13C). In general, the 1H NMR spectra were taken with 32 scans in 32k measurements in a spectral width of 16ppm. The 1 H and 13 C{ 1 H} shifts were internally referenced to TMS taking into account the residual 1 H and 13 C{ 1 H} signals from DMSO (5 = 2.50 ppm and 5 = 39.52 ppm) and CDCh ( 5 = 7.26 ppm and 5 = 77.16 ppm), according to data published by Fulmer et al, Organometallics 2010, 29, 2176-2179. The values of the chemical shifts (5) were indicated in ppm and the coupling constants (J) in Hertz. The splittings of the proton resonances indicated in the 1 H NMR data are defined as s = singlet, d = doublet, t = triplet, q = quartet, m = multiplet, bs = broad singlet. 2D NMR spectra such as 1 H- 1 H gCOSY, 1 H- 1 H NOESY, 1 H- 13 C gHSQC and 1 H-
13C gHMBC se llevaron a cabo utilizando secuencias de pulsos estándar. 13 C gHMBC were carried out using standard pulse sequences.
La temperatura (±1 K) fue controlada por una unidad estándar calibrada con metanol como referencia. Todo el procesado de los datos de RMN se llevó a cabo utilizando el programa de software MestReNova versión 10.0.2.The temperature (±1 K) was controlled by a standard unit calibrated with methanol as a reference. All NMR data processing was carried out using the MestReNova version 10.0.2 software program.
Ejemplo 1: Síntesis y caracterización de los complejos de Ir(NI) de la presente invención El procedimiento sintético para la preparación de p-carbolinas fue adaptado a partir de protocolos descritos previamente (Pakhare, D. S. et al Tetrahedron Lett., 2015, 56, 6012 6015. y Tan, C. et al. J. Med. Chem., 2010, 53, 7613-7624.). En concreto se hizo reaccionar triptamina con el carboxaldehído correspondiente en presencia de MnO2 , usando anisol como disolvente (Esquema 1). Los complejos catiónicos de Iridio(III) de fórmula (I) con los ligandos L1, L2 y L3, se prepararon a través de una reacción de ruptura de puentes entre el precursor de Iridio(III), rac-[Ir(^-Cl)(ppy)2]2 y el respectivo ligando p-carbolina L1 - L3, utilizando una relación molar 1:2 y una mezcla de disolventes MeOH/CH2Ch (2:1) a la temperatura de reflujo de la mezcla (Esquema 1). Example 1: Synthesis and characterization of the Ir(NI) complexes of the present invention The synthetic procedure for the preparation of p-carbolines was adapted from previously described protocols (Pakhare, DS et al Tetrahedron Lett., 2015, 56, 6012 6015. and Tan, C. et al. J. Med. Chem., 2010, 53, 7613-7624.). Specifically, tryptamine was reacted with the corresponding carboxaldehyde in the presence of MnO 2 , using anisole as solvent (Scheme 1). The cationic complexes of Iridium(III) of formula (I) with the ligands L1, L2 and L3, were prepared through a bridge-breaking reaction between the Iridium(III) precursor, rac-[Ir(^-Cl )(ppy) 2 ] 2 and the respective p-carboline ligand L1 - L3, using a 1:2 molar ratio and a MeOH/CH 2 Ch (2:1) solvent mixture at the reflux temperature of the mixture (Scheme one).
Esquema 1: Síntesis y estructura molecular de los ligandos L1-L3 y de los complejos [IrL1]Cl a [IrL3]Cl.Scheme 1: Synthesis and molecular structure of the ligands L1-L3 and the complexes [IrL1]Cl to [IrL3]Cl.
La sal de iridio, IrCh XH2O, fue comprada a Johnson Matthey y se usó tal como se recibió. Los precursores dinucleares de iridio [Ir(^-Cl)(ppy>2]2 (ppy = 2-fenilpiridinato), fueron preparados de acuerdo con el procedimiento descrito por S. Sprouse et al., J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 6647-6653. Otros reactivos como, triptamina, tiazolil-2carboxaldehido, 4-metil-2-tiazolilcarbozaldehido y benzotiazolil-2-carboxaldehido fueron comprados en Sigma-Aldrich y usados sin purificación adicional. Los disolventes deuterados (CDCh y DMSO-d6) fueron obtenidos en Eurisotop.The iridium salt, IrCh XH 2 O, was purchased from Johnson Matthey and used as received. Iridium dinuclear precursors [Ir(^-Cl)(ppy > 2]2 (ppy = 2-phenylpyridinate), were prepared according to the procedure described by S. Sprouse et al., J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 6647-6653.Other reagents such as tryptamine, thiazolyl-2-carboxaldehyde, 4-methyl-2-thiazolylcarbozaldehyde, and benzothiazolyl-2-carboxaldehyde were purchased from Sigma-Aldrich and used without further purification.The deuterated solvents (CDCh and DMSO -d6) were obtained in Eurisotop.
1.1. Síntesis de 1-(thiazol-2-M)-p -carbolina (L1):1.1. Synthesis of 1-(thiazol-2-M)-p -carboline (L1):
En un matraz Schlenk se calentó una mezcla de triptamina (200 mg, 1,22 mmol) y tiazolil-2-carboxaldehido (113 ^L, 1,22 mmol) a 155 °C en anisol seco (50 mL) durante 3 h con agitación continua. A continuación, se añadió MnO2 activado (20 equiv.) y la mezcla se calentó a reflujo durante un periodo adicional de 21 h. La suspensión se filtró en caliente y el disolvente fue eliminado a vacío para obtener un sólido amarillo. 227 mg, Rendimiento 74 %.In a Schlenk flask, a mixture of tryptamine (200 mg, 1.22 mmol) and thiazolyl-2-carboxaldehyde (113 ^L, 1.22 mmol) was heated at 155 °C in dry anisole (50 mL) for 3 h with continuous stirring. Activated MnO 2 (20 equiv) was then added and the mixture was refluxed for an additional 21 h. The suspension was filtered hot and the solvent was removed in vacuo to obtain a yellow solid. 227 mg, Yield 74%.
1.2. Síntesis de 1-(5-metMtiazol-2-M)-p-carbolma (L2):1.2. Synthesis of 1-(5-methMthiazol-2-M)-p-carbolma (L2):
4-metil-2-tiazolilcarboxaldehido (145 ^L, 1,35 mmol) a 155 °C en anisol seco (50 mL) durante 21 h con agitación continua. A continuación, se añadió MnO2 activado (20 equiv.) y la mezcla se calentó bajo reflujo durante un periodo adicional de 21 h. La suspensión fue filtrada en caliente y el disolvente fue eliminado a vacío para dar lugar a un sólido amarillo. 0,198 g. Rendimiento 55,34 %.4-methyl-2-thiazolylcarboxaldehyde (145 ^L, 1.35 mmol) at 155 °C in dry anisole (50 mL) for 21 h with continuous stirring. Activated MnO 2 (20 equiv) was then added and the mixture was heated under reflux for an additional 21 h. The suspension was filtered hot and the solvent was removed in vacuo to give a yellow solid. 0.198g. Yield 55.34%.
1.3. Síntesis of 1-(benzotiazol-2-M)-p-carbolma (L3):1.3. Synthesis of 1-(benzothiazole-2-M)-p-carbolm (L3):
y benzotiazolil-2-carboxaldehido (0,216 g, 1,28 mmol) a 155 °C en anisol seco (50 mL) durante 21 h con agitación continua. A continuación, se añadió a la mezcla MnO2 activado (20 equiv.) y se calentó a reflujo durante un periodo adicional de 21 h. La suspensión fue filtrada en caliente y el disolvente fue eliminado a vacío para dar lugar a un sólido amarillo. 0,089 g. Rendimiento 58,86 %.and benzothiazolyl-2-carboxaldehyde (0.216 g, 1.28 mmol) at 155 °C in dry anisole (50 mL) for 21 h with continuous stirring. Activated MnO 2 (20 equiv.) was then added to the mixture and refluxed for an additional 21 h. The suspension was filtered on hot and the solvent was removed in vacuo to give a yellow solid. 0.089g. Yield 58.86%.
1.4. Síntesis de rac-[Ir(ppy)2(L1)]Cl, ([IrL1]Cl):1.4. Synthesis of rac-[Ir(ppy)2(L1)]Cl, ([IrL1]Cl):
En un matraz Schlenk de 100 mL, purgado previamente con nitrógeno, se añadió el ligando L1 obtenido en el ejemplo 1.1. (0,05 g, 0,199 mmol) a una disolución de [Ir(ppy)2(^-Cl) ]2 (0,100 g, 0,093 mmol) en una mezcla de diclorometano/metanol (25 mL, 2:1). La mezcla se agitó durante la noche a 50 °C bajo atmósfera de nitrógeno. El disolvente fue eliminado a vacío y el crudo de reacción sólido fue lavado con metil tert-butil éter (6 mL). Finalmente, el producto fue filtrado, y secado a vacío durante 5 horas. Sólido naranja: 0,120 g. Rendimiento 82 %.In a 100 mL Schlenk flask, previously purged with nitrogen, the L1 ligand obtained in example 1.1 was added. (0.05 g, 0.199 mmol) to a solution of [Ir(ppy) 2 (^-Cl ) ]2 (0.100 g, 0.093 mmol) in a dichloromethane/methanol mixture (25 mL, 2:1). The mixture was stirred overnight at 50 °C under a nitrogen atmosphere. The solvent was removed in vacuo and the solid reaction crude was washed with methyl tert-butyl ether (6 mL). Finally, the product was filtered and dried in vacuo for 5 hours. Orange solid: 0.120 g. Yield 82%.
1.5. Síntesis de rac-[Ir(ppyML2)]Cl, ([IrL2]Cl):1.5. Synthesis of rac-[Ir(ppyML2)]Cl, ([IrL2]Cl):
En un matraz Schlenk de 100 mL, purgado con nitrógeno previamente, se añadió el ligando L2 (0,054 g, 0,202 mmol) a una disolución de [Ir(ppy)2(^-Cl) ]2 (0,100 g, 0,093 mmol) en una mezcla de diclorometano/metanol (25 mL, 2:1). La mezcla se mantuvo con agitación bajo atmósfera de nitrógeno durante la noche a 50 °C. Se añadieron 30 mL de dietil éter para precipitar el producto y cuando el sólido se formó completamente se filtró el éter bajo atmósfera de nitrógeno. El sólido se lavó con 5 mL adicionales de Et2O bajo agitación (10 min.), se filtró y secó a vació durante 5 horas. Sólido naranja 0,111 g. Rendimiento: 71,55 %.In a 100 mL Schlenk flask, previously purged with nitrogen, the ligand L2 (0.054 g, 0.202 mmol) was added to a solution of [Ir(ppy) 2 (^-Cl ) ]2 (0.100 g, 0.093 mmol) in a mixture of dichloromethane/methanol (25 mL, 2:1). The mixture was kept stirred under a nitrogen atmosphere overnight at 50 °C. 30 mL of diethyl ether were added to precipitate the product and when the solid was completely formed the ether was filtered off under a nitrogen atmosphere. The solid was washed with an additional 5 mL of Et 2 O with stirring (10 min), filtered, and dried in vacuo for 5 hours. Orange solid 0.111 g. Yield: 71.55%.
1.6. Síntesis de rac-[Ir(ppy)2(L3)]Cl, ([IrL3]Cl):1.6. Synthesis of rac-[Ir(ppy)2(L3)]Cl, ([IrL3]Cl):
En un matraz Schlenk de 100 mL, previamente purgado con nitrógeno se añadió el ligando L3 (0,054 g, 0,202 mmol) a una solución de [Ir(ppy)2(^-Cl)]2 (0,116 g, 1,08 mmol) en una mezcla de diclorometano/metanol (25 mL, 2:1). La mezcla se mantuvo con agitación a 50 °C bajo atmósfera de nitrógeno durante una noche. Se añadieron 30 mL de dietil éter para precipitar el producto y cuando el sólido estuvo totalmente formado, se descartó el disolvente por filtración bajo atmósfera de nitrógeno. El sólido fue lavado con 5 mL adicionales de Et2O bajo agitación (10 min.), filtrado, y secado a vacío durante 5 horas. Sólido naranja 0,102 g. Rendimiento: 57,92%.In a 100 mL Schlenk flask, previously purged with nitrogen, the ligand L3 (0.054 g, 0.202 mmol) was added to a solution of [Ir(ppy) 2 (^-Cl)] 2 (0.116 g, 1.08 mmol) in a dichloromethane/methanol mixture (25 mL, 2:1). The mixture was kept stirred at 50 °C under a nitrogen atmosphere overnight. 30 mL of diethyl ether were added to precipitate the product and when the solid was fully formed, the solvent was filtered off under a nitrogen atmosphere. The solid was washed with an additional 5 mL of Et 2 O under stirring (10 min.), filtered, and dried in vacuo for 5 hours. Orange solid 0.102 g. Yield: 57.92%.
Los complejos catiónicos de Ir(III) de fórmula (I) de la invención se obtuvieron en forma de racematos (A y A) en forma de sólidos naranjas o marrones con una pureza y rendimiento aceptables. Los complejos de Ir(III) de la invención sintetizados son solubles en disolventes orgánicos comunes como DMSO, acetona, metanol y diclorometano y, solo ligeramente solubles en CH3CN y agua. Los ligandos y complejos sintetizados fueron caracterizados mediante RMN multinuclear, espectrofotometría de IR y espectrometría de masas y también, mediante análisis elemental. Los espectros de RMN de 1H se llevaron a cabo en DMSO-d6 a 25 °C y muestran las siguientes características distintivas: (a) dos grupos de señales para los ligandos CAN no equivalentes (16H) en consonancia con la falta de simetría de los complejos (simetría Ci); (b) un singlete ancho por encima de 12,2 ppm para el grupo N-H del ligando de P-carbolina coordinado, en comparación con la correspondiente resonancia por debajo de 11,8 ppm de los ligandos libres; y (c) un singlete a 1,74 (Me) ppm para el complejo [IrL2]Cl. Los espectros de masas (HR ESI(+) MS) de los complejos catiónicos de fórmula (I) de la invención muestran relaciones masa/carga y distribuciones isotópicas completamente compatibles con sus estructuras moleculares. Así, los ligandos (Ln=L1, L2 o L3) muestran picos para los iones [(Ln)+H]+, mientras que los complejos muestran picos para los cationes [Ir(CAN)2(NAN)]+.The cationic Ir(III) complexes of formula (I) of the invention were obtained as racemates (A and A) as orange or brown solids in acceptable purity and yield. The synthesized Ir(III) complexes of the invention are soluble in common organic solvents such as DMSO, acetone, methanol and dichloromethane, and only slightly soluble in CH 3 CN and water. The synthesized ligands and complexes were characterized by multinuclear NMR, IR spectrophotometry and mass spectrometry and also, by elemental analysis. 1H NMR spectra were carried out in d6-DMSO at 25 °C and show the following distinctive features: (a) two sets of signals for the non-equivalent CAN ligands (16H) consistent with the lack of symmetry of the complexes (Ci symmetry); (b) a broad singlet above 12.2 ppm for the NH group of the coordinated P-carboline ligand, compared to the corresponding resonance below 11.8 ppm for the free ligands; and (c) a singlet at 1.74 (Me) ppm for the [IrL2]Cl complex. The mass spectra (HR ESI(+) MS) of the cationic complexes of formula (I) of the invention show mass/charge ratios and isotopic distributions fully compatible with their molecular structures. Thus, ligands (Ln=L1, L2 or L3) show peaks for [(Ln)+H]+ ions, while complexes show peaks for [Ir(CAN)2(NAN)]+ cations.
1.7. Caracterización por difracción de rayos X1.7. X-ray diffraction characterization
Se obtuvieron monocristales de [IrL2]ClCH2Ch y [IrL3]Cl0.5CH3OH0.75H2O adecuados para difracción de rayos X, mediante difusión lenta de diclorometano en una solución metanólica de [IrL2]Cl y por evaporación lenta de una solución de [IrL3]Cl en metanol. En la Tabla 1 se recogen las distancias y los ángulos de enlace con las correspondientes desviaciones estándar.Single crystals of [IrL2]ClCH2Ch and [IrL3]Cl0.5CH3OH0.75H2O suitable for X-ray diffraction were obtained by slow diffusion of dichloromethane in a methanolic solution of [IrL2]Cl and by slow evaporation of a solution of [IrL3]Cl in methanol. Table 1 shows the distances and bond angles with the corresponding standard deviations.
Ir(1)-N(1) 2.159(7) Ir(1)-N(1) 2.164(8)Go(1)-N(1) 2.159(7) Go(1)-N(1) 2.164(8)
Ir(1)-N(2) 2.148(8) Ir(1)-N(2) 2.172(8)Go(1)-N(2) 2.148(8) Go(1)-N(2) 2.172(8)
Ir(1)-N(4) 2.042(7) Ir(1)-N(4) 1.97(2)Go(1)-N(4) 2.042(7) Go(1)-N(4) 1.97(2)
Ir(1)-N(5) 2.052(7) Ir(1)-N(5) 2.047(9)Go(1)-N(5) 2.052(7) Go(1)-N(5) 2.047(9)
Ir(1)-C(33) 2.008(10) Ir(1)-C(25) 2.039(4)Go(1)-C(33) 2.008(10) Go(1)-C(25) 2.039(4)
Ir(1)-C(22) 2.020(9) Ir(1)-C(36) 2.07(2)Go(1)-C(22) 2.020(9) Go(1)-C(36) 2.07(2)
N(2)-Ir(1)-N(1) 76.5(3) N(1)-Ir(1)-N(2) 76.4(3)N(2)-Ir(1)-N(1) 76.5(3) N(1)-Ir(1)-N(2) 76.4(3)
C(33)-Ir(1)-N(5) 81.9(4) C(25)-Ir(1)-N(5) 79.9(3)C(33)-Ir(1)-N(5) 81.9(4) C(25)-Ir(1)-N(5) 79.9(3)
C(22)-Ir(1)-N(4) 80.8(3) C(36)-Ir(1)-N(4) 82.1(8)C(22)-Ir(1)-N(4) 80.8(3) C(36)-Ir(1)-N(4) 82.1(8)
Tabla 1: Distancias y ángulos de enlace seleccionados para los complejos [IrL2]Cl e [IrL3]Cl.Table 1: Selected bond distances and angles for the [IrL2]Cl and [IrL3]Cl complexes.
La estructura molecular de los complejos analizados tiene una geometría pseudo-octaédrica con una disposición trans-N,N y cis-C,C para los ligandos CAN. En ambos complejos las distancias entre el átomo de iridio y los átomos de nitrógeno de los ligandos P-carbolina (2,148(8) Á a 2,172(8) Á) son más largos que los correspondientes a los de los átomos de nitrógeno de los ligandos CAN (2-fenilpiridinato). Los ángulos de torsión (C-C-C-N) y (N-C-CN) para el ligando CAN y ligandos auxiliares NAN respectivamente, son pequeños (< 4 Á para [IrL2]+ y < 7 Á para [IrL3]+), lo cual confirma la coplanaridad virtual de las dos entidades aromáticas que forman cada ligando. Esta coplanaridad contrasta fuertemente con los ángulos descritos para complejos octaédricos con otros ligandos azolil-p-carbolina, en los que se observan ángulos N-C-C-N mayores debido a un impedimento estérico elevado entre los grupos N-H o N-Me de la p-carbolina, y los grupos C-H y N-H del anillo azolilo. Por ejemplo, para complejos de Ir(III) similares se han descrito ángulos N-C-C-N de 23,3° y 20,5° para 1-(quinolin-2-il)-p-carbolina (He L. et al. Chem. Sci., 2015, 6, 5409-5418.) y 9-metil-1-(quinolin-2-il)-p-carbolina (He L., et al., Dalt. Trans., 2018, 47, 6942-6953.), respectivamente. Así, podemos inferir que la sustitución de anillos de piridilo o imidazolilo por una entidad tiazolil puede proporcionar mayor estabilidad a los complejos catiónicos de Ir(III) de fórmula (I) de la invención. El análisis de las estructuras cristalinas de los complejos de la invención también reveló la existencia de diferentes enlaces de hidrógeno e interacciones n- n que estabilizan la red cristalina.The molecular structure of the analyzed complexes has a pseudo-octahedral geometry with a trans-N,N and cis-C,C arrangement for the CAN ligands. In both complexes the distances between the iridium atom and the nitrogen atoms of the P-carboline ligands (2,148(8) Á to 2,172(8) Á) are longer than those of the ligand nitrogen atoms. CAN (2-phenylpyridinate). The torsion angles (CCCN) and (NC-CN) for the CAN ligand and NAN ancillary ligands respectively, are small (<4 Á for [IrL2]+ and <7 Á for [IrL3]+), which confirms the virtual coplanarity of the two aromatic entities that form each ligand. This coplanarity contrasts strongly with the angles described for octahedral complexes with other azolyl-p-carboline ligands, in which larger NCCN angles are observed due to high steric hindrance between the NH or N-Me groups of the p-carboline, and the CH and NH groups on the azolyl ring. For example, for similar Ir(III) complexes NCCN angles of 23.3° and 20.5° have been reported for 1-(quinolin-2-yl)-p-carboline (He L. et al. Chem. Sci ., 2015, 6, 5409-5418.) and 9-methyl-1-(quinolin-2-yl)-p-carboline (He L., et al., Dalt. Trans., 2018, 47, 6942-6953 .), respectively. Thus, we can infer that the substitution of pyridyl or imidazolyl rings by a thiazolyl entity can provide greater stability to the cationic complexes of Ir(III) of formula (I) of the invention. The analysis of the crystal structures of the complexes of the invention also revealed the existence of different hydrogen bonds and n-n interactions that stabilize the crystal lattice.
1.8. Estabilidad de los complejos de la invención1.8. Stability of the complexes of the invention
La estabilidad de los complejos en disolución (10-2 M, CD3CN) se estudió a oscuras y, a continuación, bajo diferentes fuentes de luz (sol y luz azul), recogiendo su evolución mediante espectroscopia 1H RMN. La figura 1 muestra el estudio de fotodegradación llevado a cabo para el complejo de la invención [IrL2]Cl como ejemplo representativo. No se observaron síntomas de degradación en ausencia de luz (24h), o bajo exposición solar (5 días).The stability of the complexes in solution (10 -2 M, CD 3 CN) was studied in the dark and then under different light sources (sun and blue light), recording their evolution by 1H NMR spectroscopy. Figure 1 shows the photodegradation study carried out for the complex of the invention [IrL2]Cl as a representative example. No degradation symptoms were observed in the absence of light (24h), or under sun exposure (5 days).
1.9. Propiedades electroquímicas y fotofísicas de los complejos de la invención Se llevaron a cabo cálculos teóricos de tipo (DFT) y de tipo (TD-DFT) para los complejos catiónicos de fórmula (I) de los complejos de la invención [IrL1]+ -[IrL3]+, así como para el complejo de referencia [Ir(ppy)2(bpy)]+, [1]+ para entender mejor las propiedades electroquímicas y fotofísicas de los complejos de la invención en comparación con los del complejo de referencia. Los cálculos se llevaron a cabo al nivel B3LYP/(6-31G(d,p)+LANL2DZ) (Becke et al., Chem. Phys., 1993, 985648-5652; Lee et al. (Phys. Rev. B., 1988, 37, 785-789; Hay et al., J. Chem. Phys., 1985, 82, 299-310), e incluyeron los efectos del disolvente (CH3CN).1.9. Electrochemical and photophysical properties of the complexes of the invention Theoretical type (DFT) and type (TD-DFT) calculations were carried out for the cationic complexes of formula (I) of the complexes of the invention [IrL1]+ -[ IrL3]+, as well as for the reference complex [Ir(ppy) 2 (bpy)]+, [1]+ to better understand the electrochemical and photophysical properties of the complexes of the invention compared to those of the reference complex. Calculations were carried out at the B3LYP/(6-31G(d,p)+LANL2DZ) level (Becke et al., Chem. Phys., 1993, 985648-5652; Lee et al. (Phys. Rev. B. , 1988, 37, 785-789, Hay et al., J. Chem. Phys., 1985, 82, 299-310), and included the effects of solvent (CH 3 CN).
Los cálculos predicen una estructura -pseudo-octaédrica en su estado electrónico fundamental (S0), de acuerdo con las estructuras moleculares determinadas por difracción de rayos X. Las topologías de los orbitales moleculares (MOs) frontera desde el HOMO-2 (HOMO= orbital molecular ocupado de más energía) hasta el LUMO+2 (LUMO= orbital molecular desocupado de menor energía) son similares para los tres complejos [IrL1]+ -[IrL3]+ estudiados. En general, en este tipo de complejos [Ir(CAN)2(NAN)]+ , como los complejos de la invención, o el complejo de referencia [1]+, el orbital LUMO se encuentra localizado predominantemente sobre los ligandos NAN y, en consecuencia, su energía se encuentra afectada de manera significativa por la identidad y las propiedades electrónicas de dicho ligando. Así, de manera general, el reemplazo de un ligando bipiridina del complejo [1]+ por un ligando p-carbolina de los complejos de la invención estabiliza de manera importante el LUMO. Esto puede ser interpretado sobre la base de la mayor conjugación n de las pcarbolinas en comparación con la bipiridina. Esto se confirma con la aún mayor estabilidad del orbital LUMO en el complejo [IrL3]+ en comparación con los otros complejos de la invención estudiados, debido a la presencia de la unidad benzotiazol con mayor aromaticidad. Las diferencias de energía entre los orbitales HOMO-LUMO calculados para los complejos de la invención [IrL1]+ , [IrL2]+ e [IrL3]+ son menores que la obtenida para el complejo de referencia [1]+ como consecuencia de la importante estabilización del orbital LUMO con los ligandos derivados de p-carbolina. La figura 1 muestra una representación esquemática de los valores de energía de los orbitales moleculares frontera para el complejo de referencia [1]+ y los complejos de la invención [IrL1]+ , [IrL2]+ e [IrL3]+ .The calculations predict a -pseudo-octahedral structure in its ground electronic state (S 0 ), in agreement with the molecular structures determined by X-ray diffraction. The topologies of the frontier molecular orbitals (MOs) from HOMO-2 (HOMO= highest energy occupied molecular orbital) to LUMO+2 (LUMO= lowest energy unoccupied molecular orbital) are similar for the three complexes [IrL1] + -[IrL3] + studied. In general, in this type of [Ir(CAN) 2 (NAN)] + complexes, such as the complexes of the invention, or the reference complex [1] + , the LUMO orbital is located predominantly on the NAN ligands and, consequently, its energy is significantly affected by the identity and electronic properties of said ligand. Thus, in general, the replacement of a bipyridine ligand of the [1] + complex by a p-carboline ligand of the complexes of the invention significantly stabilizes the LUMO. This can be interpreted on the basis of the higher n conjugation of the p-carbolines compared to bipyridine. This is confirmed by the even higher stability of the LUMO orbital in the [IrL3] + complex compared to the other complexes of the invention studied, due to the presence of the benzothiazole unit with higher aromaticity. The energy differences between the HOMO-LUMO orbitals calculated for the complexes of the invention [IrL1] + , [IrL2] + and [IrL3] + are smaller than those obtained for the reference complex [1] + as a consequence of the important stabilization of the LUMO orbital with the ligands derived from p-carboline. Figure 1 shows a schematic representation of the energy values of the frontier molecular orbitals for the reference complex [1] + and the complexes of the invention [IrL1] + , [IrL2] + and [IrL3] + .
Para los 3 complejos de la invención estudiados de manera representativa, se caracterizaron mediante TD-DFT en el nivel B3LYP/(6-31G**+LANL2DZ) los estados excitados triplete y singlete, tal como se recoge en la tabla de la figura 2. Las energías de emisión fosforescente (Eem) estimada como la diferencia de energía vertical entre T i y So en la geometría de mínima energía del estado T i se incluyen en la Tabla 2 y se muestran de manera esquemática en la figura 3.For the 3 complexes of the invention studied in a representative manner, the triplet and singlet excited states were characterized by TD-DFT at the B3LYP/(6-31G**+LANL2DZ) level, as shown in the table of Figure 2. The phosphorescent emission energies (E em ) estimated as the vertical energy difference between T i and S or in the minimum energy geometry of the T i state are included in Table 2 and shown schematically in Figure 3.
Tabla 2: Diferencias de energía entre los estados So y T i y la energía de emisión para el estado T i .Table 2: Differences in energy between states S o and T i and the emission energy for state T i .
Los valores calculados recogidos en la tabla 2 predicen adecuadamente las tendencias observadas para los valores experimentales determinados para las longitudes de onda de The calculated values listed in Table 2 adequately predict the observed trends for the experimental values determined for the wavelengths of
3 i 3 i
emisión. Así, los complejos de la invención muestran energías de emisión desplazadas hacia valores de menor energía (mayores longitudes de onda) en comparación con las del complejo de referencia [1]+, en concordancia con un valor de energía similar del orbital HOMO en todos ellos, pero un valor de mayor energía para el orbital LUMO del complejo de referencia [1]+. Este resultado confirma una emisión con una marcada naturaleza HOMO^-LUMO.issue. Thus, the complexes of the invention show emission energies shifted towards lower energy values (longer wavelengths) compared to those of the reference complex [1]+, in agreement with a similar energy value of the HOMO orbital in all of them. , but a higher energy value for the LUMO orbital of the reference complex [1]+. This result confirms an emission with a marked HOMO^-LUMO nature.
1.10 Espectroscopia de emisión1.10 Emission spectroscopy
Los espectros de emisión para los complejos de la invención [IrL1]Cl, [IrL2]Cl e [IrL3]Cl se determinaron en acetonitrilo desoxigenado (10-5 M) a temperatura ambiente y se muestran en la figura 4. Todos los complejos muestran una única banda ancha desestructurada compatible con una transferencia de carga (CT) dominante para el estado excitado emisor. El máximo de la banda de emisión (tabla 3) se observa a 641 nm para el complejo [IrL1]Cl, mientras que para el complejo [IrL2]Cl el correspondiente máximo se mueve hacia el azul (605 nm) y en el caso del complejo [IrL3]Cl (652 nm) hacia el rojo. Además, dichos complejos tienen desplazamientos de Stokes amplios (Aem - Aex > 200 nm) que son concordantes con un mecanismo de emisión por fosforescencia.The emission spectra for the complexes of the invention [IrL1]Cl, [IrL2]Cl and [IrL3]Cl were determined in deoxygenated acetonitrile (10-5 M) at room temperature and are shown in Figure 4. All complexes show a single unstructured broadband compatible with a dominant charge transfer (CT) for the emitter excited state. The maximum of the emission band (table 3) is observed at 641 nm for the [IrL1]Cl complex, while for the [IrL2]Cl complex the corresponding maximum moves towards blue (605 nm) and in the case of [IrL3]Cl complex (652 nm) toward red. In addition, such complexes have large Stokes shifts (Aem - Aex > 200 nm) which are consistent with a phosphorescence emission mechanism.
Adicionalmente, se determinaron experimentalmente los tiempos de vida media del estado excitado (^) de dichos complejos de la invención en acetonitrilo desoxigenado. El complejo [IrL2]Cl muestra un tiempo de vida cinco veces más largo que los otros dos complejos tal como se puede ver en la tabla 3, probablemente debido a un papel protector del grupo metilo, que evita procesos de extinción de la emisión (quenching). Una vez más dichos valores son compatibles con la fosforescencia como mecanismo de emisión.Additionally, the half-life times of the excited state (^) of said complexes of the invention in deoxygenated acetonitrile were determined experimentally. The [IrL2]Cl complex shows a lifetime five times longer than the other two complexes, as can be seen in Table 3, probably due to a protective role of the methyl group, which prevents emission quenching processes. ). Once again, these values are compatible with phosphorescence as the emission mechanism.
Tabla 3: Propiedades fotofísicas determinadas en acetonitrilo a 25 °C.Table 3: Photophysical properties determined in acetonitrile at 25 °C.
1.11. Ensayos electroquímicos.1.11. Electrochemical tests.
Los potenciales redox de los complejos de la invención [IrL1]Cl, [IrL2]Cl e [IrL3]Cl se determinaron de manera experimental en disoluciones (5x10-4 M) en acetonitrilo desoxigenado con [nBu4N][PF6] (0,1 M) como electrolito soporte y usando un sistema con 3 electrodos, que incluía un electrodo de trabajo de carbono vítreo. El oxígeno fue eliminado utilizando un flujo de argón (burbujeo). Los potenciales se dan frente al par ferricinio/ferroceno (Fc+/Fc).The redox potentials of the complexes of the invention [IrL1]Cl, [IrL2]Cl and [IrL3]Cl were determined experimentally in solutions (5x10-4 M) in deoxygenated acetonitrile. with [nBu 4 N][PF 6 ] (0.1 M) as supporting electrolyte and using a 3-electrode system, including a glassy carbon working electrode. Oxygen was removed using a flow of argon (sparging). The potentials occur in front of the ferricinium/ferrocene pair (Fc+/Fc).
Las tendencias que se observan para los band gaps electroquímicos determinados experimentalmente (AE1/2), incluidos en la tabla 4, encajan aproximadamente con los band gaps HOMO-LUMO determinados de manera teórica. Por ejemplo, los 3 complejos de la invención [IrL1]Cl, [IrL2]Cl e [IrL3]Cl muestran valores de AE1/2 y band gaps HOMO-LUMO menores que los descritos por E. Zysman-Colman et al. (Inorg. Chem. 2011, 50 (22), 11514 11526) para el complejo de referencia [1]PF6.The trends observed for the experimentally determined electrochemical band gaps (AE 1 / 2 ), included in Table 4, roughly match the theoretically determined HOMO-LUMO band gaps. For example, the 3 complexes of the invention [IrL1]Cl, [IrL2]Cl and [IrL3]Cl show lower AE 1/2 values and HOMO-LUMO band gaps than those described by E. Zysman-Colman et al. (Inorg. Chem. 2011, 50(22), 11514-11526) for the reference complex [1]PF6.
Complex Complex
[b][1]PF6 0.87 (r) -1.78 (r) 2.65[b][1]PF6 0.87 (r) -1.78 (r) 2.65
0.64 (ir) -1.63 (ir)0.64 (go) -1.63 (go)
[IrL1]Cl 2.47[IrL1]Cl 2.47
0.84 (qr) -2.06 (rev)0.84(qr)-2.06(rev)
0.64 (ir) -1.65 (ir)0.64 (go) -1.65 (go)
[IrL2]Cl 2.51[IrL2]Cl 2.51
0.88 (qr) -2.07 (rev)0.88(qr)-2.07(rev)
0.65 (ir) -1.52 (ir)0.65 (go) -1.52 (go)
[IrL3]Cl 2.42[IrL3]Cl 2.42
0.90 (qr) -1.92 (rev)0.90(qr)-1.92(rev)
Tabla 4: Datos de voltamperometría cíclica referenciada para FcVFc en solución de acetonitrilo 5x10-4 M para los complejos [IrL1]Cl, [IrL2]Cl e [IrL3]Cl de la invención. [b] Datos publicados por Zysman-Colman et al., 2011.Table 4: Referenced cyclic voltammetry data for FcVFc in 5x10 -4 M acetonitrile solution for the [IrL1]Cl, [IrL2]Cl and [IrL3]Cl complexes of the invention. [b] Data published by Zysman-Colman et al., 2011.
Ejemplo 2: Actividad fotocatalítica de los complejos de la invenciónExample 2: Photocatalytic activity of the complexes of the invention
2.1. Tiocianación de 1H-indoles.2.1. Thiocyanation of 1H-indoles.
En primer lugar, se evaluó la actividad de los complejos de la invención como fotocatalizadores en reacciones de tiocianación de 1H-indoles. Para ello, se añadieron, en un tubo de ensayo grande para catálisis (20 ML), 3 equivalentes de NH4SCN, una disolución con el correspondiente indol indicado en la tabla 5 en THF (0,5 mmol), y una disolución del correspondiente complejo de la invención ([IrL1]Cl, [IrL2]Cl e [IrL3]Cl en THF (% molar final indicado en la tabla 5) y THF. El tubo se selló con un septum y se llenó a continuación con un globo de O2 (1 atm, 10 min) a través de una aguja. La mezcla se sometió a agitación durante 24 h bajo irradiación con luz (ver tabla 5) a temperatura ambiente. Después de 24 h la mezcla de reacción fue diluida con diclorometano (15 mL) y lavada con salmuera. Las fases orgánicas combinadas fueron secadas sobre MgSO4. Después de eliminar el disolvente bajo presión reducida, el crudo de reacción fue purificado en una columna cromatográfica de gel de sílice usando éter de petróleo/ acetato de etilo (7:1-2:1).First, the activity of the complexes of the invention as photocatalysts in thiocyanation reactions of 1H-indoles was evaluated. For this, 3 equivalents of NH 4 SCN, a solution with the corresponding indole indicated in Table 5 in THF (0.5 mmol), and a solution of the corresponding complex of the invention ([IrL1]Cl, [IrL2]Cl and [IrL3]Cl in THF (final mole %) and THF. The tube was sealed with a septum and then filled with a balloon of O 2 (1 atm, 10 min) through a needle.The mixture was stirred for 24h under light irradiation (see table 5) at room temperature.After 24h the reaction mixture was diluted with dichloromethane (15 mL) and washed with brine.The combined organic phases were dried over MgSO 4 .After removing the solvent under pressure reduced, the reaction crude was purified on a silica gel column chromatography using petroleum ether/ethyl acetate (7:1-2:1).
Esquema 2: tiocianación regioselectiva del indol 2a.Scheme 2: Regioselective thiocyanation of indole 2a.
Tabla 5: condiciones de las reacciones de tiocianación fotocatalítica del 1H-indol, 2a, 0.5 mmol), NH4SCN (3 equiv), complejo de la invención o RB (Rosa de bengala) (0.1 o 0.2 mol %), THF (5 mL), O2 (1 atm, 10 min), bajo luz azul (LED,Airr = 460 nm, 23 W) o *luz blanca (Lámpara Compacta de Fluorescencia, 23 W), temperatura ambiente durante el tiempo especificado. Los rendimientos fueron determinados por 1H RMN de los crudos de reacción y se expresan como el promedio de dos experimentos independientes. Se usó 1,3,5-trimetoxibenzeno como referencia interna para la determinación cuantitativa por RMN de1H .Table 5: conditions of the photocatalytic thiocyanation reactions of 1H-indole, 2a, 0.5 mmol), NH 4 SCN (3 equiv), complex of the invention or RB (Rose Bengal) (0.1 or 0.2 mol %), THF ( 5 mL), O 2 (1 atm, 10 min), under blue light (LED,Airr = 460 nm, 23 W) or *white light (Compact Fluorescence Lamp, 23 W), room temperature for the specified time. The yields were determined by 1H NMR of the reaction crudes and are expressed as the average of two independent experiments. 1,3,5-Trimethoxybenzene was used as an internal reference for the quantitative determination of 1H NMR.
Los resultados obtenidos fueron en la mayor parte de los casos muy superiores a los obtenidos con el complejo de referencia [1]Cl, y comparables a los obtenidos con Rosa de Bengala (Fan et al.). Es de remarcar que el rendimiento fue cuantitativo con la utilización de 0,1% mol de [IrL2]Cl al cabo de 24 horas, mientras que al aumentar la cantidad a 0,2% mol se obtuvo un rendimiento de 97% y cuantitativo (> 99%) a las 16 y 20 horas de reacción, respectivamente. Por otro lado, la utilización de luz azul proporciona mejores rendimientos que la luz blanca. La tiocianación es regioselectiva, dado que solamente se obtuvo el producto de tiocianación en la posición C-3. El proceso es además eficiente, seguro y sostenible dado que el rendimiento obtenido es elevado, y gracias al empleo de luz visible y oxígeno, sin generar desechos tóxicos.The results obtained were in most cases much higher than those obtained with the reference complex [1]Cl, and comparable to those obtained with Rose Bengal (Fan et al.). It is noteworthy that the yield was quantitative with the use of 0.1% mol of [IrL2]Cl after 24 hours, while increasing the quantity to 0.2% mol gave a quantitative yield of 97% ( > 99%) at 16 and 20 hours of reaction, respectively. On the other hand, the use of blue light provides better performance than white light. The Thiocyanation is regioselective, since only the thiocyanation product at position C-3 was obtained. The process is also efficient, safe and sustainable since the yield obtained is high, and thanks to the use of visible light and oxygen, without generating toxic waste.
Para comprobar la naturaleza del mecanismo de la reacción se llevaron a cabo ensayos en ausencia, bien del complejo de la invención (en este caso [IrL2]Cl), o bien de luz, o bien de NH4SCN (Tabla 6). En todos los casos se obtuvieron rendimientos nulos o muy bajos probando la naturaleza fotocatalítica del proceso y demostrando que tanto el O2 como el NH4SCN participan activamente en la reacción. Además, se realizaron experimentos adicionales para determinar cuál es el agente oxidante efectivo o real en la reacción. Para ello se llevaron a cabo ensayos en presencia de TEMPO, dado que elimina o neutraliza superóxidos (scavanger) y de DABCO, dado que es un compuesto que desactiva (quenching) al oxígeno singlete (Tabla 6). En ambos casos el rendimiento se redujo drásticamente sugiriendo que tanto superóxido como oxígeno singlete están involucrados en el mecanismo de reacción.To verify the nature of the reaction mechanism, tests were carried out in the absence of either the complex of the invention (in this case [IrL2]Cl), or light, or NH 4 SCN (Table 6). In all cases, zero or very low yields were obtained, proving the photocatalytic nature of the process and demonstrating that both O 2 and NH 4 SCN actively participate in the reaction. In addition, additional experiments were performed to determine what is the actual or effective oxidizing agent in the reaction. For this, tests were carried out in the presence of TEMPO, since it eliminates or neutralizes superoxides (scavanger) and DABCO, since it is a compound that deactivates (quenches) singlet oxygen (Table 6). In both cases the yield was drastically reduced suggesting that both superoxide and singlet oxygen are involved in the reaction mechanism.
Tabla 6. Condiciones generales de reacción: 1H-indol (2a, 0,5 mmol), NH4SCN 3 equiv o 0[b], [IrL2]Cl (0,1 mol %), disolvente (5 mL), O2 (1 atm), luz azul (LED, Aexc = 460 nm), temperatura ambiente durante 24 h. Los rendimientos son el promedio de dos experimentos independientes. 1,3,5-Trimetoxibenzeno fue usado como referencia interna para las determinaciones por RMN de 1H cuantitativo. Table 6. General reaction conditions: 1H-indole (2a, 0.5 mmol), NH 4 SCN 3 equiv o 0 [b] , [IrL2]Cl (0.1 mol %), solvent (5 mL), O 2 (1 atm), blue light (LED, A exc = 460 nm), room temperature for 24 h. Yields are the average of two independent experiments. 1,3,5-Trimethoxybenzene was used as internal reference for quantitative 1H NMR determinations.
Para comprobar la versatilidad del procedimiento en función del tipo de indol de partida, se llevaron a cabo también experimentos con una variedad de índoles (2a a 2h) como sustratos, utilizando el complejo de la invención representativo [IrL2]Cl como fotocatalizador. Los resultados se recogen en la tabla 7:To check the versatility of the procedure depending on the type of starting indole, experiments were also carried out with a variety of indoles (2a to 2h) as substrates, using the representative [IrL2]Cl complex of the invention as photocatalyst. The results are collected in table 7:
Tabla 7: Condiciones generales de reacción: indol (0,5 mmol), NH4SCN (1,5 mmol, 3 equiv), [Ir2]Cl (0,1 mol %), THF (5 mL), O2 (1 atm, 10 min), luz azul (LED, Airr = 460 nm, 23 W), temperatura ambiente durante 24 h. Los rendimientos fueron determinados por RMN de 1H mediante el análisis de los crudos de reacción usando 1,3,5-trimetoxibenzeno como referencia interna. Los valores entre paréntesis muestran el rendimiento aislado.Table 7: General reaction conditions: indole (0.5 mmol), NH 4 SCN (1.5 mmol, 3 equiv), [Ir2]Cl (0.1 mol %), THF (5 mL), O 2 ( 1 atm, 10 min), blue light (LED, Airr = 460 nm, 23 W), room temperature for 24 h. Yields were determined by 1H NMR by analysis of reaction crudes using 1,3,5-trimethoxybenzene as internal reference. Values in parentheses show isolated performance.
Los resultados muestran rendimientos muy elevados tanto para indoles con sustituyentes electro-donadores (electrondonating) (p.ej.: alcóxido, alquilo), como con sustituyentes que retiran electrones (electron-withdrawing) (p.ej.: halógeno), en varias posiciones (C1, C-2, C-5 y C-6 ), mostrando la gran versatilidad del procedimiento.The results show very high yields both for indoles with electron-donating substituents (eg: alkoxide, alkyl), and with electron-withdrawing substituents (eg: halogen), in several positions (C1, C-2, C-5 and C- 6 ), showing the great versatility of the procedure.
2.2. Deshidrogenación de indolinas.2.2. Indoline dehydrogenation.
Se llevaron a cabo también experimentos de deshidrogenación oxidativa de diferentes indolinas con la utilización de los complejos de la invención como fotocatalizadores. Oxidative dehydrogenation experiments of different indolines were also carried out with the use of the complexes of the invention as photocatalysts.
Para ello se añadió en un tubo de ensayo para catálisis grande (20 ML) una disolución de la correspondiente indolina en THF y una disolución de [IrL2]Cl en THF (ver tabla 8 para las condiciones y cantidades específicas de reacción). Los tubos se sellaron con un septum y se llenaron a continuación con un globo de O2 (1 atm) usando una aguja. La mezcla se mantuvo con agitación durante 24 h bajo irradiación con luz azul (460 nm, 23 W). Tras las 24 h se eliminó el disolvente y el rendimiento fue estimado por RMN de 1H usando 1,3,5-trimetoxibenzeno como referencia interna. El espectro de RMN de 1H coincide con el descrito en la bibliografía (Ruchun Yang et al., J. Org. Chem 2020, 85 (11), 1-39).For this, a solution of the corresponding indoline in THF and a solution of [IrL2]Cl in THF were added to a large test tube for catalysis (20 ML) (see table 8 for the specific reaction conditions and quantities). The tubes were sealed with a septum and then filled with an O 2 balloon (1 atm) using a needle. The mixture was kept stirring for 24 h under irradiation with blue light (460 nm, 23 W). After 24h the solvent was removed and the yield was estimated by 1H NMR using 1,3,5-trimethoxybenzene as internal reference. The 1H NMR spectrum is consistent with that described in the literature (Ruchun Yang et al., J. Org. Chem 2020, 85 (11), 1-39).
Esquema 3: deshidrogenación oxidativa de la indolina 1a.Scheme 3: oxidative dehydrogenation of indoline 1a.
También se llevaron a cabo ensayos comparativos con Rosa de Bengala a diferentes concentraciones, obteniéndose rendimientos mucho peores que los obtenidos con el complejo de la invención (Tabla 8).Comparative tests were also carried out with Rose Bengal at different concentrations, obtaining much worse yields than those obtained with the complex of the invention (Table 8).
Además, para obtener información sobre el mecanismo de la reacción se llevaron a cabo ensayos en ausencia, del complejo de la invención (en este caso [IrL2]Cl), o bien de luz, o bien de NH4SCN (Tabla 8). En todos los casos se obtuvieron rendimientos nulos o muy bajos probando la naturaleza fotocatalítica del proceso y demostrando que tanto el O2 como el NH4SCN participan activamente en la reacción.In addition, to obtain information on the reaction mechanism, assays were carried out in the absence of the complex of the invention (in this case [IrL2]Cl), or light, or NH 4 SCN (Table 8). In all cases, zero or very low yields were obtained, proving the photocatalytic nature of the process and demonstrating that both O 2 and NH 4 SCN actively participate in the reaction.
Los experimentos de control realizados mostraron (tabla 8) que el mecanismo de reacción es fotocatalítico dado que para la obtención de un rendimiento adecuado se requiere tanto la presencia del fotocatalizador (complejo de la invención) como la presencia de luz.The control experiments carried out showed (table 8) that the reaction mechanism is photocatalytic since to obtain an adequate yield both the presence of the photocatalyst (complex of the invention) and the presence of light are required.
Un experimento con N2 confirmó que la participación de O2 es necesaria en el proceso de deshidrogenación y, los experimentos con DABCO y TEMPO sugieren que el oxidante real es el oxígeno singlete, aunque el radical O2 ' también parece participaren la oxidación. An experiment with N 2 confirmed that the participation of O 2 is necessary in the dehydrogenation process, and the experiments with DABCO and TEMPO suggest that the real oxidant is singlet oxygen, although the O 2 ' radical also seems to participate in the oxidation.
Tabla 8: indolina (1a, 0,5 mmol), fotocatalizador (0,1 mol %), disolvente (5 mL), O2 (1 atm), luz azul (LED, Airr = 460 nm, 23 W), temperatura ambiente durante 8 o 24 h. Los rendimientos fueron determinados mediante análisis por 1H RMN de los crudos de reacción usando 1,3,5-trimetoxibenzeno como referencia interna.Table 8: indoline (1a, 0.5 mmol), photocatalyst (0.1 mol%), solvent (5 mL), O 2 (1 atm), blue light (LED, Airr = 460 nm, 23 W), temperature environment for 8 or 24 h. Yields were determined by 1H NMR analysis of reaction crudes using 1,3,5-trimethoxybenzene as internal reference.
Las condiciones de reacción se aplicaron a otras indolinas diferentes, comprobando que los complejos de la invención pueden ser utilizados con éxito como fotocatalizadores para la deshidrogenación de indolinas con grupos funcionales electro-donadores (alquilo, por ejemplo) o que retiran electrones (halógenos, por ejemplo) en diferentes posiciones (C-2, C-5).The reaction conditions were applied to other different indolines, verifying that the complexes of the invention can be successfully used as photocatalysts for the dehydrogenation of indolines with electron-donating (alkyl, for example) or electron-withdrawing (halogen, for example) functional groups. example) in different positions (C-2, C-5).
Tabla 9: Condiciones generales de reacción: indolina (0,5 mmol), [Ir2]Cl (0,1 mol %), THF (5 mL), O2 (1 atm, 10 min), luz azul (LED, 460 nm, 23 W), agitación a temperatura ambiente durante 24 h. Los rendimientos fueron determinados mediante análisis de 1H RMN de los crudos de reacción usando 1,3,5-trimetoxibenzeno como referencia interna. Los valores de rendimiento son el resultado de dos experimentos independientes.Table 9: General reaction conditions: indoline (0.5 mmol), [Ir2]Cl (0.1 mol %), THF (5 mL), O 2 (1 atm, 10 min), blue light (LED, 460 nm, 23 W), stirring at room temperature for 24 h. Yields were determined by 1H NMR analysis of reaction crudes using 1,3,5-trimethoxybenzene as internal reference. Performance values are the result of two independent experiments.
2.3. Procedimiento one-pot para la tiocianación de índoles a partir de la correspondiente indolina23. One-pot procedure for the thiocyanation of indoles from the corresponding indoline
A continuación, se llevaron a cabo diferentes ensayos en los que se obtuvieron indoles con el grupo tiocianato de manera regioselectiva en la posición C-3, a partir de las correspondientes indolinas, de manera one-pot, es decir, sin la necesidad de aislar el indol intermedio. La tabla 10 recoge los resultados obtenidos tomando como sustrato indolina y usando como complejo de la invención representativo [IrL2]Cl (esquema 4), en comparación con los resultados obtenidos con Rosa de Bengala o con eosina Y.Next, different assays were carried out in which indoles with the thiocyanate group were obtained regioselectively in the C-3 position, from the corresponding indolines, in a one-pot manner, that is, without the need to isolate the intermediate indole. Table 10 shows the results obtained taking indoline as a substrate and using [IrL2]Cl as a representative complex of the invention (scheme 4), in comparison with the results obtained with Rose Bengal or with eosin Y.
Esquema 4: Obtención de tiocianato-índoles a partir de indolinas mediante un proceso OnepotScheme 4: Obtaining thiocyanate-indoles from indolines by means of a Onepot process
Tabla 10. Condiciones de reacción: indolina (1a, 0,5 mmol), NH4SCN (1,5 mmol, 3 equiv), catalizador (0,1 mol %), disolvente (5 mL), O2 (1 atm), luz azul LED (460 nm) a temperatura ambiente durante 2 periodos de 24 24 h. Los valores de % se refieren a A= % de la indolina de partida 1a al final del procedimiento one-pot de la presente invención; B= % del indol intermedio 2a al final del procedimiento one-pot de la presente invención; y C= % del C-3 tiocianato-indol final 3a después del procedimiento one-pot de la presente invención. Table 10. Reaction conditions: indoline (1a, 0.5 mmol), NH 4 SCN (1.5 mmol, 3 equiv), catalyst (0.1 mol %), solvent (5 mL), O 2 (1 atm ), blue LED light (460 nm) at room temperature for 2 periods of 24 24 h. The % values refer to A=% of the starting indoline 1a at the end of the one-pot process of the present invention; B=% of the indole intermediate 2a at the end of the one-pot process of the present invention; and C=% of the final C-3 thiocyanate-indole 3a after the one-pot process of the present invention.
Tal, como se puede observar, la utilización del complejo de la invención proporcionó un resultado mucho mejor que el de los experimentos comparativos con eosina y Rosa de Bengala.As can be seen, the use of the complex of the invention provided a much better result than that of the comparative experiments with eosin and Rose Bengal.
El procedimiento one-pot de la invención se llevó a cabo también, tomando otras indolinas como sustratos de partida, tanto con sustituyentes electro-donadores, como con sustituyentes que retiran electrones en diferentes posiciones, tal como se muestra en la tabla 11:The one-pot procedure of the invention was also carried out, taking other indolines as starting substrates, both with electron-donating substituents and with substituents that withdraw electrons in different positions, as shown in Table 11:
Tabla 11. Condiciones generales de reacción: indolina (0,5 mmol), [Ir2]Cl (0,1 mol % o [b] 0,3 mol %), THF (5 mL), O2 (1 atm, 10 min), luz azul (LED, 460 nm, 23 W), agitación a temperatura ambiente durante 2 periodos de 24+24 h. Los rendimientos fueron determinados por análisis de 1H RMN de los crudos de reacción usando 1,3,5-trimetoxibenzeno como referencia interna. Los valores de rendimiento son el resultado de dos experimentos independientes.Table 11. General reaction conditions: indoline (0.5 mmol), [Ir2]Cl (0.1 mol % or [b] 0.3 mol %), THF (5 mL), O 2 (1 atm, 10 min), blue light (LED, 460 nm, 23 W), shaking at room temperature for 2 periods of 24+24 h. Yields were determined by analysis from 1H NMR of reaction crudes using 1,3,5-trimethoxybenzene as internal reference. Performance values are the result of two independent experiments.
Ejemplo 3: Complejos de Iridio(IM) de la invención para uso antitumoral en terapia fotodinámica.Example 3: Iridium(IM) complexes of the invention for antitumor use in photodynamic therapy.
Se ha evaluado la actividad citotóxica de estos mismos complejos frente a células humanas de cáncer de próstata (PC-3), tanto en la oscuridad, como tras irradiación con luz.The cytotoxic activity of these same complexes against human prostate cancer cells (PC-3) has been evaluated, both in the dark and after irradiation with light.
Para realizar este ensayo, se sembraron las células PC-3 (obtenidas comercialmente de American Type Culture Collection) en placas de cultivo de 96 pocillos a una densidad de 4000 células por pocillo. Después de una incubación de 24 h para permitir que las células se adhieran a la base de los pocillos, se trataron dos placas en paralelo con diferentes concentraciones del complejo [IrL3]Cl de la presente invención (entre 10 y 0,01 mM) disueltos en medio de cultivo. Las placas se incubaron 1 h a 37 °C para permitir la internalización de los compuestos en las células y seguidamente, una de las placas se mantuvo en la oscuridad y la otra se irradió con una lámpara LED a una longitud de onda de 450 nm durante 60 minutos, aplicando una dosis de luz de 24 J/cm2. Seguidamente se incubaron ambas placas a 37 °C en atmósfera de CO2 al 5% en la oscuridad durante 48 h.To perform this assay, PC-3 cells (commercially obtained from American Type Culture Collection) were seeded in 96-well culture plates at a density of 4000 cells per well. After a 24 h incubation to allow the cells to adhere to the bottom of the wells, two plates were treated in parallel with different concentrations of the [IrL3]Cl complex of the present invention (between 10 and 0.01 mM) dissolved in culture medium. The plates were incubated for 1 h at 37 °C to allow the internalization of the compounds in the cells and then one of the plates was kept in the dark and the other was irradiated with an LED lamp at a wavelength of 450 nm for 60 minutes, applying a light dose of 24 J/cm 2 . Both plates were then incubated at 37 °C in a 5% CO 2 atmosphere in the dark for 48 h.
Para determinar la viabilidad celular después del tratamiento, se realizó un ensayo MTT, que se basa en la reducción metabólica del Bromuro de 3-(4,5- dimetiltiazol-2-ilo)-2,5-difeniltetrazol (MTT). Para ello se eliminó el medio de cultivo y se lavaron los pocillos con PBS (solución salina tamponada con fosfato). Se añadieron 110 ^L de solución MTT en proporción 1:10 con medio de cultivo a cada pocillo. Las células se incubaron durante otras 2h. Al final del período de incubación, el medio se eliminó y los cristales de formazán formados a partir del MTT se disolvieron en DMSO (200 ^L por pocillo).To determine cell viability after treatment, an MTT assay was performed, which is based on the metabolic reduction of 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazole Bromide (MTT). To do this, the culture medium was removed and the wells were washed with PBS (phosphate-buffered saline solution). 110 ^L of MTT solution was added in a 1:10 ratio with culture medium to each well. The cells were incubated for another 2h. At the end of the incubation period, the medium was removed and the formazan crystals formed from the MTT were dissolved in DMSO (200 ^L per well).
La viabilidad celular se evaluó determinado la absorbancia de cada pocillo a 570 nm con un espectrofotómetro (BioTek, Winooski, USA). Los valores de IC50 (concentración de compuesto necesaria para reducir el crecimiento de las células en un 50 por ciento) se calcularon mediante una curva de regresión no lineal ajustada a cuatro parámetros, usando el programa Gen5 Data Analysis (BioTeck). El índice fototóxico (PI) se estableció aplicando la fórmula: PI — IC50oscuridad/IC50irradiación) . Cell viability was evaluated by determining the absorbance of each well at 570 nm with a spectrophotometer (BioTek, Winooski, USA). IC 50 values (concentration of compound required to reduce cell growth by 50 percent) were calculated by a non-linear regression curve fitted to four parameters, using Gen5 Data Analysis software (BioTeck). The phototoxic index (PI) was established by applying the formula: PI — IC 50darkness / IC 50irradiation ) .
Tabla 12. * Para irradiar se ha utilizado luz azul LED (Airr= 460 nm)Table 12. * Blue LED light (Airr= 460 nm) has been used to irradiate.
Así, se ha podido constatar cómo su actividad antiproliferativa se ve potenciada considerablemente tras activación con luz azul, lo que permite considerar su utilización como fotosensibilizadores para el tratamiento de este tipo de enfermedades mediante terapia fotodinámica. Thus, it has been possible to verify how their antiproliferative activity is considerably enhanced after activation with blue light, which allows considering their use as photosensitizers for the treatment of this type of disease through photodynamic therapy.
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