PT103828B - NANOMAGNETE-PORFIRIN HYBRID MATERIALS, PROCESS FOR ITS SYNTHESIS AND THEIR APPLICATION IN FORMULATIONS FOR DISINFECTION OF WATERS - Google Patents

NANOMAGNETE-PORFIRIN HYBRID MATERIALS, PROCESS FOR ITS SYNTHESIS AND THEIR APPLICATION IN FORMULATIONS FOR DISINFECTION OF WATERS Download PDF

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PT103828B
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Jose Abrunheiro Da S Cavaleiro
Augusto Costa Tome
Joao Paulo Costa Tome
Joao Carlos Matias Celes Rocha
Zhi Lin
Carla Marisa Brito De Carvalho
Liliana Andreia Dos Sant Costa
Eliana Sousa Cruz Ferrei Alves
Maria Angela Sousa Dias Cunha
Maria Do Amparo Ferre Faustino
Maria Da Graca De Pinho Neves
Jose Paulo Jesus Rainho
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Univ Aveiro
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  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO À SÍNTESE DE NOVOS MATERIAIS HÍBRIDOS NANOMAGNETE-PORFIRINA DE FÓRMULA GERAL (I) E À SUA UTILIZAÇÃO PARA FOTOINACTIVAR MICRORGANISMOS PRESENTES EM ÁGUAS CONTAMINADAS.O PROCESSO UTILIZADO PARA A SÍNTESE DESTES MATERIAIS HÍBRIDOS ENVOLVE A IMOBILIZAÇÃO, ATRAVÉS DE LIGAÇÃO COVALENTE, DE MESO-TETRA-ARILPORFIRINAS EM NANOPARTÍCULAS COMPOSTAS POR UM NÚCLEO MAGNÉTICO REVESTIDO DE SÍLICA.OS NOVOS MATERIAIS HÍBRIDOS NANOMAGNETE-PORFIRINA APRESENTAM A FÓRMULA GERAL I, EM QUE:AR1 REPRESENTA 4-TETRAFLUOROFENILENO; AR2= AR3 = AR4 É AR1-X-R-Z, 4-PIRIDILO, 4-N-METILPIRIDINIO E FENILO;X É AMINO; R É UM GRUPO PROPILENO; Z SÃO NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS REVESTIDAS COM SÍLICA FUNCIONALIZADA COM GRUPOS TRIMETILAMONIOPROPILENO.The present invention relates to the synthesis of novel NANOMAGNETE-PORFIRIN HYBRID MATERIALS OF GENERAL FORMULA (I) AND TO ITS USE FOR PHOTOINACTIVATING MICRORGANISMS PRESENT IN CONTAMINATED WATERS. THE PROCESS USED FOR THE SYNTHESIS OF THESE HYBRID MATERIALS INVOLVES THE IMMOBILIZATION, THROUGH COVALENT CONNECTION, OF MESO-TETRA-ARILPORFIRINES IN NANOPARTICLES COMPOSED BY A SILIC-COATED MAGNETIC NUCLEUS. NEW NANOMAGNETE-PORFIRIN HYBRID MATERIALS PRESENT GENERAL FORMULA I, IN WHICH: AR1 REPRESENTS 4-TETRAFLUOROPHENYLENE; AR2 = AR3 = AR4 is AR1 -X-R-Z, 4-PYRIDYL, 4-N-METHYLPYRIDINYL AND PHENYL; X is AMINO; R IS A PROPYLENE GROUP; Z ARE MAGNETIC NANOPARTICLES COATED WITH SILICA FUNCTIONALIZED WITH TRIMETHYLAMONIOPROPYLENE GROUPS.

Description

DESCRIÇÃODESCRIPTION

MATERIAIS HÍBRIDOS NANOMAGNETE-PORFIRINA, PROCESSO PARA A SUA SÍNTESE E RESPECTIVA APLICAÇÃO EM FORMULAÇÕES PARA DESINFECÇÃO DE ÁGUASNANOMAGNETE-PORPHYRIN HYBRID MATERIALS, PROCESS FOR THE SUMMARY AND APPLICATION IN WATER DISINFECTION FORMULATIONS

Campo do InventoInvention Field

A presente invenção descreve novos materiais híbridos nanomagnete-porfirina, a sua síntese bem como o efeito que estes novos materiais apresentam na inactivação de microrganismos presentes em águas contaminadas microbiologicamente.The present invention describes novel nanomagnete-porphyrin hybrid materials, their synthesis as well as the effect these new materials have on the inactivation of microorganisms present in microbiologically contaminated waters.

Antecedentes da invençãoBackground of the invention

Quimicamente as porfirinas apresentam um macrociclo base, composto por quatro anéis de tipo pirrol unidos entre si por pontes metínicas.Chemically, porphyrins have a base macrocycle composed of four pyrrole rings joined together by metal bridges.

Os nanomateriais são caracterizados por se inserirem numa escala nanométrica (IO-9 m) de uma, duas ou três dimensões. Actualmente, tem surgido um interesse particular por nanoparticulas magnéticas nomeadamente as constituídas por óxido de ferro (FesOJ .Nanomaterials are characterized by being on a nanometer scale (10 -9 m) of one, two or three dimensions. At present, there has been a particular interest in magnetic nanoparticles, namely those made of iron oxide (FesOJ).

Os híbridos nanomagnete-porfirina referem-se a materiaisNanomagnete-porphyrin hybrids refer to materials

constituídos por estes made up of these dois two ; sistemas. ; systems. A possibilidade The possibility de in usar use porfirinas, porphyrins, como as fotossensibilizadores, photosensitizers, no at the tratamento treatment de doenças causadas of diseases caused por microrganismos by microorganisms (bactérias, (bacteria, fungos, vírus fungi virus e and protozoários) é bastante protozoa) is quite promissora promising e pode ser uma and it can be a boa good

alternativa relativamente aos agentes antimicrobianos existentes [1].alternative to existing antimicrobial agents [1].

Para além disso, a utilização de fotossensibilizadores com acção antimicrobiana pode também ser ampliada à desinfecção de águas, superfícies, como por exemplo, superfícies hospitalares, etc.In addition, the use of antimicrobial photosensitizers can also be extended to disinfect water, surfaces such as hospital surfaces, etc.

Neste caso a necessidade de recuperação e reutilização do fotossensibilizador tornam imperativo o uso de suportes que satisfaçam esses requisitos [2—6].In this case the need for recovery and reuse of the photosensitizer makes it imperative to use supports that meet these requirements [2–6].

Na literatura são reportados vários trabalhos que mostram que é possível aumentar a solubilidade do fotossensibilizador em fluidos biológicos e aumentar a sua selectividade para microrganismos patogénicos relativamente a células saudáveis, recorrendo à imobilização dos compostos, nomeadamente em polímeros como a polilisina [7,8] .Several studies have been reported in the literature showing that it is possible to increase the solubility of the photosensitizer in biological fluids and to increase its selectivity for pathogenic microorganisms with respect to healthy cells, using the immobilization of the compounds, particularly in polymers such as polylysine [7,8].

Na área da catálise, o conceito de recuperação e reutilização é muito valorizado uma vez que a grande maioria dos catalisadores, como por exemplo as metaloporfirinas, apresentam um custo elevado e necessário que a separação do catalisador de reagentes produtos da reacção seja fácil, viável e sem perda de actividade por parte do catalisador.In the area of catalysis, the concept of recovery and reuse is highly valued since the vast majority of catalysts, such as metalloporphyrins, have a high cost and it is necessary for catalyst separation of reaction product reagents to be easy, feasible and feasible. without loss of activity by the catalyst.

Uma das formas de solucionar este problema é ancorar o catalisador numa superfície sólida, nomeadamente por ligação covalente [9].One way to solve this problem is to anchor the catalyst on a solid surface, namely by covalent bonding [9].

A possibilidade de aliar a capacidade fotoinactivadora das porfirinas às vantagens da utilização de um suporte que permita a reutilização do agente antimicrobiano abre a perspectiva de construir novos compostos para a desinfecção de águas.The possibility of combining the photoinactivating capacity of porphyrins with the advantages of using a support that allows the reuse of the antimicrobial agent opens the prospect of building new compounds for water disinfection.

Assim sendo, a escolha de um derivado porfirinico eficaz que permita a ligação covalente a uma superfície insolúvel em água (e que facilmente possa ser removida do meio aquoso) é imperativa.Therefore, the choice of an effective porphyrin derivative that allows covalent attachment to a water-insoluble surface (and which can easily be removed from the aqueous medium) is imperative.

No que diz respeito a derivados porfirinicos que se tenham mostrado eficazes na fotoinactivação de microrganismos, nomeadamente na fotoinactivação de bactérias, destacam-se os derivados catiónicos [8], como por exemplo o triiodeto de 5- (4-carboxifenil)-10,15,20-tris(N-metilpiridínio-4il)porfiri-na.As regards porphyrin derivatives that have been shown to be effective in photoinactivating microorganisms, notably in photoinactivating bacteria, cationic derivatives [8] such as 5- (4-carboxyphenyl) -10,15 triiodide stand out. .20-tris (N-methylpyridinium-4yl) porphyrin.

No que concerne à actividade bacteriana, existem diferenças significativas entre células Gram-positivas e Gramnegativas, nomeadamente no que respeita à constituição das paredes de cada um destes tipos de células. Estas diferenças ditam a diferente sensibilidade de Grampositivas e Gram-negativas ao processo de fotoinactivação.With regard to bacterial activity, there are significant differences between Gram-positive and Gram-negative cells, particularly as regards the constitution of the walls of each of these cell types. These differences dictate the different sensitivity of Gram-positive and Gram-negative to the photoinactivation process.

Fotossensibilizadores neutros, nomeadamente porfirinas, como por exemplo 5- (4-carboxifenil)-10,15,20-tri (4piridil)porfirina, e ftalocianinas, destroem eficazmente bactérias Gram-positivas, não promovendo, no entanto, uma inactivação apreciável de estirpes bacterianas Gramnegativas, a menos que a permeabilidade da membrana externa deste tipo de bactérias seja alterada antes de ser iniciada a irradiação. Esta alteração da permeabilidade da membrana externa é conseguida com um pré-tratamento com agentes químicos ou biológicos, como CaCl2, EDTA (ácido etilenodiaminoteiracético) nonapéptido) [10-13] .Neutral photosensitizers, including porphyrins, such as 5- (4-carboxyphenyl) -10,15,20-tri (4pyridyl) porphyrin, and phthalocyanines, effectively destroy Gram-positive bacteria, but do not promote appreciable strain inactivation. Gram-negative bacteria unless the outer membrane permeability of these bacteria is altered before irradiation is initiated. This change in outer membrane permeability is achieved by pretreatment with chemical or biological agents such as CaCl 2 , EDTA (ethylenediaminethoacetic acid) nonapeptide) [10-13].

ouor

PBNP [polimixinaPBNP [polymyxin

A menor sensibilidade de bactérias Gram-negativas à fotoinactivação deve-se à presença da membrana externa, que diminui a permeabilidade a compostos grandes ou hidrofóbicos comparativamente com as membranas biológicas comuns [14]. A membrana externa apresenta uma estrutura dupla assimétrica constituída por uma camada interna de fosfolipidos e uma camada externa de lipopolissacarídeos (LPS). Os LPS possuem grupos carregados negativamente, responsáveis pela carga negativa ligação de catiões divalentes à superfície da membrana A como é o caso de Mg2+, diminuem a repulsão electrostática entreThe lower sensitivity of gram-negative bacteria to photoinactivation is due to the presence of the outer membrane, which decreases the permeability to large or hydrophobic compounds compared to common biological membranes [14]. The outer membrane has an asymmetric double structure consisting of an inner layer of phospholipids and an outer layer of lipopolysaccharides (LPS). LPS have negatively charged groups, responsible for negatively charging divalent cation binding to membrane A surface such as Mg 2+ , decreasing electrostatic repulsion between

LPS adjacentes, tendo portanto um papel fundamental na estrutura e integridade da membrana externa[15]. Nesta membrana existem proteínas de transporte, as porinas, que permitem a passagem de compostos de baixa massa molecular (<600-700 daltons para mas impedem a passagem de compostos de alta massa molecular.Adjacent LPS, thus playing a key role in the structure and integrity of the outer membrane [15]. In this membrane there are transport proteins, porins, which allow low molecular weight compounds to pass (<600-700 daltons to but prevent high molecular weight compounds to pass through).

A baixa sensibilidade das bactérias Gram-negativas à f otoinactivação pode ser superada pelo uso de fotossensibilizadores catiónicos, que desta forma poderão fotoinactivar eficientemente os dois grupos de bactérias [16,17].The low sensitivity of gram-negative bacteria to photoactivation can be overcome by the use of cationic photosensitizers, which can thus effectively photoinactivate both groups of bacteria [16,17].

Relativamente à escolha do suporte, há um conjunto de requisitos a ter em conta para assegurar a eficácia do processo de fotoinactivação. Um suporte adequado deve permitir que o fotossensibilizador esteja acessível e disponível para o processo fotodinâmico, deve possuir grupos funcionais que permitam a ligação covalente ao fotossensibilizador impedindo a perda do mesmo na água, deve ser inerte ou aumentar a capacidade inactivadora do fotossensibilizador e deve possuir características que permitam uma recuperação fácil, rápida e eficaz do fotossensibilizador.Regarding the choice of media, there are a number of requirements to consider to ensure the effectiveness of the photoinactivation process. Proper support should allow the photosensitizer to be accessible and available for the photodynamic process, have functional groups that allow covalent attachment to the photosensitizer preventing water loss, be inert or increase the inactivating capacity of the photosensitizer, and have characteristics allow easy, fast and effective recovery of the photosensitizer.

As nanopartículas de sílica com propriedades magnéticas podem ser usadas como suporte, uma vez que possibilitam a acessibilidade do fotossensibilizador, devido a: (1) têm dimensões que permitem a sua entrada em células (por exemplo bacterianas); (2) estes materiais podem ser derivatizados com grupos funcionais adequados; (3) dadas as suas características magnéticas podem facilmente ser recuperados por aplicação de um campo magnético externo[18— 21] .Silica nanoparticles with magnetic properties can be used as a support, since they allow photosensitizer accessibility, due to: (1) they have dimensions that allow them to enter cells (eg bacterial); (2) these materials may be derivatized with suitable functional groups; (3) Given their magnetic characteristics they can easily be recovered by applying an external magnetic field [18–21].

Os nanomateriais magnéticos de sílica são normalmente constituídos por um núcleo magnético de óxido de ferro (Fe3O4) que posteriormente é revestido por uma rede de sílica. As nanopartículas do óxido de ferro podem ser sintetizadas por co-precipitação de sais de Fe(II) e Fe(III) por adição de base, em ambiente oxidante, segundo a equação[22,23]:Magnetic silica nanomaterials are usually made up of a magnetic iron oxide (Fe 3 O 4 ) core which is subsequently coated with a silica mesh. Iron oxide nanoparticles can be synthesized by co-precipitation of Fe (II) and Fe (III) salts by addition of base in an oxidizing environment according to equation [22,23]:

Fe2+ + 2Fe3+ + 80H” -> Fe3O4 + 4H2OFe 2+ + 2Fe 3+ + 80H ”-> Fe 3 O 4 + 4H 2 O

A natureza dos contra-iões e do pH da suspensão tem um papel de grande importância na estabilização de partículas magnéticas.The nature of the counterions and the pH of the suspension plays a major role in the stabilization of magnetic particles.

As aplicações de fluidos magnéticos, que são estabilizados unicamente por repulsão electrostática, são restritas uma vez que o sistema é muito sensível a variações de pH e apresenta baixa flexibilidade no que diz respeito ao ajustamento das propriedades da superfície das partículas. A estabilização das nanoparticulas magnéticas surge então como um importante alvo de estudo uma vez que a aplicabilidade deste tipo de nanomateriais depende da estabilidade[24].Applications of magnetic fluids, which are stabilized solely by electrostatic repulsion, are restricted as the system is very sensitive to pH variations and has low flexibility in adjusting particle surface properties. The stabilization of magnetic nanoparticles then appears as an important study target since the applicability of this type of nanomaterials depends on the stability [24].

A estabilização de suspensões de fluidos magnéticos pode ser conseguida seguindo várias estratégias: através do revestimento da superfície das partículas com surfactantes orgânicos, utilizando polímeros com o polietilenoglicol, etc. [25,26] .Stabilization of magnetic fluid suspensions can be achieved by following several strategies: by coating the surface of the particles with organic surfactants, using polyethylene glycol polymers, etc. [25.26].

A estabilização pode também ser alcançada recorrendo a processos de revestimento, por exemplo, com sílica. Esta é uma das metodologias actualmente mais utilizada, uma vez que a rede de sílica actua como agente protector do núcleo magnético, previne a formação de grandes agregados em líquidos e possibilita posterior funcionalização dos grupos silanol superficiais com vários agentes acoplantes.Stabilization can also be achieved by using coating processes, for example with silica. This is one of the most commonly used methodologies since the silica mesh acts as a protective agent for the magnetic core, prevents the formation of large aggregates in liquids and enables further functionalization of surface silanol groups with various coupling agents.

A funcionalização, para além de permitir a ligação de outros agentes estabilizantes, permite também o acoplamento de outras moléculas com fins terapêuticos[18-21] .Functionalization, in addition to allowing the binding of other stabilizing agents, also allows the coupling of other molecules for therapeutic purposes [18-21].

Existem dois métodos principais para preparação de nanoparticulas de sílica magnéticas: o método de Stõber e o método do ácido silícico.There are two main methods for preparing magnetic silica nanoparticles: the Stöber method and the silicic acid method.

No método de Stõber, a sílica é formada in situ através de hidrólise e condensação de um precursor sol-gel, como os tetra-alquilorto-silicatos.In Stöber's method, silica is formed in situ by hydrolysis and condensation of a sol-gel precursor such as tetraalkylorthoxylates.

No método do ácido silicico, o ácido silicico é formado gradualmente a partir de uma solução de um silicato durante a adição de um ácido que promove uma reacção de polimerização. A partir dos grupos silanol (Si-OH) formamse ligações siloxano (Si-O-Si) via reacção de condensação e o revestimento de sílica forma-se progressivamente à volta do núcleo magnético. Assume-se que as moléculas de ácido silicico se associam às partículas de Fe3O4 que contêm grupos -OH à superfície por formação de ligações covalentes após condensação. Há evidências que o método do ácido silicico é o mais eficaz, uma vez que permite revestir maiores porções de superfície do núcleo magnético. [19,2730] .In the silicic acid method, silicic acid is gradually formed from a solution of a silicate during the addition of an acid that promotes a polymerization reaction. From the silanol (Si-OH) groups siloxane (Si-O-Si) bonds are formed via condensation reaction and the silica coating progressively forms around the magnetic core. Silicic acid molecules are assumed to associate with Fe 3 O 4 particles that contain surface -OH groups by forming covalent bonds after condensation. There is evidence that the silicic acid method is the most effective as it allows coating larger surface portions of the magnetic core. [19,2730].

Após o revestimento com sílica é possível derivatizar a sua superfície com grupos funcionais que tornem possível a ligação covalente a outros compostos. A funcionalização com alcoxi-silanos é muito utilizada, uma vez que à superfície do revestimento existem grupos hidroxilo que podem reagir, por exemplo, com o alcoxi-silano aminopropiltrietoxisilano, permitindo posteriores reacções com o grupo amino deste agente derivatizante[30,31].After coating with silica it is possible to derivatize its surface with functional groups that make possible covalent bonding to other compounds. Functionalization with alkoxysilanes is widely used, as there are hydroxyl groups on the surface of the coating which can react, for example, with the aminopropyltriethoxysilane alkoxysilane, allowing further reactions with the amino group of this derivatizing agent [30,31].

De acordo com a presente invenção, foi possível observar-seIn accordance with the present invention, it has been observed

resultados surpreendentes amazing results pois because envolvem involve um one fotossensibilizador eficaz, de effective photosensitizer, largo broad espectro spectrum de in acção action antimicrobiana, e que pode ser antimicrobial, and that can be removido removed de uma forma someway fácil easy do meio aquoso a desinfectar. of the aqueous medium to be disinfected. Descrição geral da invenção General Description of the Invention A presente invenção diz respeito à The present invention relates to the obtenção obtaining de in novos new

materiais híbridos de nanomagnete-porfirina, ao processonanomagnete-porphyrin hybrid materials, the process

X o amb i c o da X ambience of atesas a s attentive to s i.noançdo, a express i.new, the expression lo ''materiais'· lo '' materials' · designs: todas designs: all os oomgos oomgos tos so.nstituiS.es por Replacements by uaooparti calas uaooparti calas magnatacas ue eu tycoons st..:. ica.· st ..:. ica · testo ;<.: ar· ® ea<.ws testo; <.: ar · ® ea <.ws sis; campos toa sis; idle fields pranuirsores pranuirsores de curau of cured ma o o r i a i s r i b r 1 do a ma o o r i a s s r i b r 1 a Os nitridos Nitrides

rodoram-ss a materi.aiS: stitsldos polos uíwws :w omagnete e pors ira na .rotoram ss materi.aiS: stitsldos polos uíwws: w omagnete and pors ira na.

riovos materiais hibrioos, de narwpartloulat magnéticas e porf i.r.l.nas f do formula gerai. I, et pat:riovos hibrioos materials, and magnetic narwpartloulat porphyrinogenic irlnas general formula f. I, et pat:

Ar4 Ar 4

Ar<; Ar <;

ΑιΛ representa 4-~tetraf inorofeni leno;Λι Λ represents 4-tetrafluorophenylene;

Arz- .p;t;. pp; a Ar3'--X--R-Zf 4-p.iridilo, íwòworilpir.bddnío e feuilo;Ar z - .p; t; pp ; Ar 3 '- X - R-Zf 4-pyridyl, wworylpyridyl and feuyl;

X è wwX is ww

R é um grupo propileno;R is a propylene group;

i sào nanoparticulas magnéticas revestidas coxn sílica fureianalicada com grupos trimetllamoníopropíleno.These are magnetic nanoparticles coated with furyanalicated silica with trimethylammonopropylene groups.

Reais asoec:rr> da invenção,· meneiona-se de forma particular os materiais u°s 3, 3a, 5, 7, 8, 10, 11.In accordance with the invention, particular mention is made of materials 3, 3a, 5, 7, 8, 10, 11.

Os materiais acima mencionados apresentam as geqoinres estruturas químicas:The above materials have the following chemical structures:

•η• η

XX

??

Material rb 8Rb material 8

X ν ν F Γ i Ν''\· bd b-< rMNbCHbiX ν ν F Γ i Ν '' \ · bd b- <rMNbCHbi

A ~j j / vA ~ j j / v

materiais híbridos sâo obtidos apôs imobilização de meso-tetra-arilporfi ríuas sm. nanoparticulas magnetloas revestidas de sílica derivat irada gue apresentam,· preferencialmentê, os gr upos 1nd1ca dos:hybrid materials are obtained after immobilization of meso-tetraarylphyrids sm. magnetically-coated nanoparticles of silica derivative which preferably have the following groups:

Ar5 Ar 5 ári Ar’, At Ari Ar ', At X X £ £ ϊ z ; Z.v ϊ z ; Z.v F F F F .................................. F F .................................. F F : ............. ..................... ; 10:,:¾ <im» : S10·· dubSlab: u?m I : ............. ..................... ; 10:,: im <im » : S10 ·· dubSlab: u? M I ...../ d..... \;™-ς F Ϊ ..... / d ..... \; ™ -ς F Ϊ s-i —m Ç,,y w » r s-i —M Ç ,, y w »R ......:.b..... ......:.B..... qCíi,g. Ci , g. yv > —V «sssz ...,/d .... yv> —V «Sssz ..., / d .... F F -d V R5 w F FFF FF w d VR 5 Nu-CO-Nu ” Nu-CO-Nu ” •-o4chg::R?d'• -o4chg :: R ? d ' i hjdroxidquiki, .. i hímOXicsómmslqmk·, : ρ»:ί>;»Οί;0§::Κΰί, ; feíiopírnsf:;»»qmí-<>1 o»i hjdroxidquiki, .. i hímOXicsómmslqmk ·,: ρ »: ί>;» Οί ; 0§ :: Κΰί,; feíiopírnsf:; »» qmí - <> 1 o » n XZ no XZ : 'o':?j\í ύ:31ίϊΰ’:<Χνίί?·ίί <íu !?<> i i í í i i: 'o':? j \ í ύ : 31ίϊΰ ': <Χνίί? · ίί <íu!? <> i i í í i i

R5 « -'CHy —(CH2ÚCH3 , —[.(x:h?€h2hghR 5 '-'CHy - (CH2ÚCH3, - [. (X: h ? € h 2 hgh

No âmbito da. presente invenção, forem testados vários híbridos cati.6r.doos e riso caiilóriicos em estirpes oactcrcanas oram—psosm. vos o 001:101-000001000 a em coiita^QS somátices íbaoteriôfegos de l'sohsrichia coli) .In the context of. In the present invention, a variety of cationic and cationic laughter hybrids are tested in oracetic-like strains. 001: 101-000001000 a (in terms of the Ibaoteriophobic somatic samplings of Isohsrichia coli).

Fizeram-se ainda alguns ensaios prelimlriares do f otuinacti. vação, usando como modelo bactérias decais presentes em águas residuais çooliformas iscais e enteoooccos fecais), frequoutemente usadas como indicadores de poluição focai.Some preliminary trials of photuinacti were also made. using decal bacteria present in ischemic wastewater and faecal entoocholes as a model), often used as indicators of focal pollution.

Os melhores resultados foram obtidos som os híbridos catióncoos tenuo-se verificado inibições da ordem dos 10Q%The best results were obtained only with cationic hybrids and inhibitions of about 10%.

assou, baked, a gresenue zztsrtao tmnouaura que os nz.Czzuus gresenue zztsrtao tmnouaura that the nz.Czzuus uauomagn uauomagn ste-purtzrlne ohm eoozvloaue arrtzmlcro.ozana a podem ste-purtzrlne ohm eoozvloaue arrtzmlcro.ozana may ser usad be used os na desuniencho de áouas reslanais. the ones in the disenchantment of resilient eagles.

s?‘ «tes novos oomcosto ué z uz na muar, aqante reasperaso maquét i tems? ‘« teh newcomer ué z uz na muar, hen reasperaso maquét i has

X. Preparação das nanoparti cuias xáagaófcicas:X. Preparation of shapho-nanoparticles:

Na síntese dos nones mater.íals híbridos de nanuparticul.as maguêzmas s porflrlnas, descritos ue presente invenção, foram utilizadas nanopa rt leu la s magnét i cas revestidas do sílica derítatizada. com grupos amínopropilo.In the synthesis of the non-hybrid hybrid materials and porphyrous nanoparticles described in the present invention, nanoparticles coated with the deritized silica were used. with aminopropyl groups.

Para efeitos de suporte foram escolhidas nanopartículas de sílica com propriedades magnéticas uma ves pua permitem que o fotossensibilizador esteja acessível e disponível. para o processo fotodinânico, possui, grupos funcionais (grupes amluopropiloj que permitem a ligação covalente ao fotossensibilizador impedindo a perda do mesmo na água, podendo aumentar a capacidade Inactivadora do fotossensibilizador. vara além disso permite uma recuperação fácil, rápida, e eficaz do fotossensibilizador.For support purposes, silica nanoparticles with magnetic properties have been chosen since they allow the photosensitizer to be accessible and available. For the photodynamic process, it has functional groups (amluopropyl groups) that allow covalent attachment to the photosensitizer preventing its loss in water, which may increase the Inactivating capacity of the photosensitizer.

assim, este material foi preparado em 3 etapasx a; si atese do ·'zunias de oxido da ferro íFallp, b) revestimento cem sílica e c) funoionallzação recorrendo a um. alcoxi--sila.no, de acordo com as seguintes transi armações qulm.ieas:thus, this material was prepared in 3 steps x a; (b) silica coating and (c) functionalization using one. alkoxy-silica according to the following chemical transitions:

Λ preparação οο núcleo da ferro é realizada recorrendo ao màrodc da co-preelpitaçào de aais de Fe UI) e Fe í 111: por adição de tara solução aquosa de amoníaco qoe proporcionou a rápida formação de um precipitado de óxido de /11! e Fe í .H l ) .The preparation of the iron core is carried out using the co-pre-precipitation method of Fe (1) and Fe (111): by the addition of an aqueous ammonia solution which provided for the rapid formation of a / 11 oxide precipitate. and Fe (1H).

Ror fia· as iisn-opartíoslas são derlrati sodas: recorrondo a Ιο .4 ;';Op.0000 40tOXr -:50.4 3.00 :.4:8, 4 4'4 4 Λ : . 0;'Ά 003 000 3Ror fia · iisn-opartíoslas are derlrati sodas: using Ιο .4; '; Op.0000 40tOXr -: 50.4 3.00: .4: 8, 4 4'4 4 Λ:. 0; 'Ά 003 000 3

SUpS.D.Í,4O4S dO 06008 000000 00 eXVStSX; OOOpOO 60000X4 Id, OStCX sofrem reaoçdes oo ooraen sapão coo·, o ambvspmpí lis i etoxí8 4..·. 300: .SUpS.D.I, 404S from 06008 000000 00 eXVStSX; OOOpOO 60000X4 Id, OStCX undergo reactions like the frog, which is ambiguous. 300:.

2.2.

Reparação das purfixinas forem atilixadas porfitmas do partida meso-sobstctuidas s«métricas [Ar: ··· âr - Ar' - Ara o cão simétricas ·Α' ?. Arç ãrç Ari , seleecionadas por aprescooarar gtopos pentafí.torof enile, que possibilitam ligação covaleste ao suporte magnético.Repair of purfixins are affected by meso-superstitious start-up symmetric [Ar : ··· - r - Ar '- Ara symmetrical dog · Α' , Λ ? Arç arç, selected by presenting pentafí.torofenile gopes, which allow covalest connection to the magnetic support.

As porfirinas simétricas de partida foram preparadas por condensação de pirrol com o aldeído adequado asma xtissura, da acido ncéraco/iiltrobeneenó em reflexo, de acordo com métodos descritos ta literatara íoxj. Estas condições permitem o tetromerlração do pírrol e aldeído, seguida de oxidação do macroeielo..The symmetric starting porphyrins were prepared by pyrrole condensation with the appropriate aldehyde asthma xtissura, reflex acid / lyclobenene acid, according to methods described in the literature. These conditions allow the tetromerlation of pyrrole and aldehyde, followed by oxidation of the macroel.

da por f.manas não simétricas foram preparadas de formo mdloga, mas em ver de em aldeído usou-se sma mmtum de a 4-o idos, em proporçoes relativas goa possibilitaram aFor non-symmetrical weeks, they were prepared in a similar way, but in aldehyde we used 4-year old sma mmtum, in relative proportions, it was possible to

Os maerootolor; foram sssolbIdas par aprtom-ntatom em me. mars compra pentaf lacvrafso.i joc eme permto..totom a lloefeo camaleais ae> toparia mstotoiem fòntomaslltodo.. tornlm οροοοse- emaa atoi.sse cia ptofinoínas maíso-scbatit sidas slmtoremas a s ηοΙοόΡ >; feas em m.m a premamça do me em maas grspas perto flaorofatolo foi comam a iodas toas,. Etoe rampa emThe maerootolor; They were solved by aprtom-ntatom in me. mars buy pentaf lacvrafso.i joc eme permto..totom a lloefeo camaleais ae> toparia mstotoiem fòntomaslltodo .. tornlm οροοοse- emaa Acti.sse ct ptofinoins mas-scbatit sidas slmtoremas a s ηοΙοόΡ>; females in m.m the premamento of the mother in maas grspas near flaorofatolo went to eat all iodas ,. Etoe Ramp On

am kc a n i s.mc de s ub to i e. u a p aoam kc a n i s.mc from s ub to i e. u to p

bom derivados astomárricas, para alto da grnpo ptotof istotoer.:. io; atoto.heram-se c topos .recito se 4pitoto.to; tostes últ.tooa psemirem posterior catootocaçâo do meoroclclcò, para oospeamm as restantes pos.içtos kk do ptorociclc.good astermic derivatives, top of the ptotof istotoer group.:. io ; have been topped and recited if 4pitoto.to; The latter may later be removed after the cationotocation of the myocloclc to take over the remaining positions kk of the ptorocycle.

tosto fôrma foi possivto. obter-se as sessastes porfirisas:I have the form was possible. obtain the sixteenth porfirisas:

1) 5, 1Q, 15,10-tmtrapto, a (pentafinorofatol >porfiai na (2)1) 5,1Q, 15,10-tmtrapto, a (pentafinoropathol> porafine) (2)

11) 5-pent.afluoroferd 1-10,15,20-tr 1 í 4 -p.í rld.i 1) por f.i ri na (4)11) 5-pent.afluoroferd 1-10,15,20-tr1,4-p.rld.l 1) by fyrin (4)

1.11: 5,10, Itotr if atoto-toto ipsntaf Inorof etol} perfirina. (9} d poto.ir.ina. aato.dto.to trl-lodeto de 5- iptotaf Itorof anl.l) 10,10? a0Όr is (.tomtoi.lp.irid lato'4~i 1} partir ina (6) f o.í sito, to irada a partir da por farina 5-'pentaflsorofato.l 10, la, 2Ο-t.ri r4~ρ1 r xdll ? por f irisa 04 i .1.11: 5.10, Itotropha atoto-toto ipsntaf Inorophethol} perfyrin. (9} d poto.ir.ina.aato.dto.to 5-iptotaf Itorofanl trl-lodet) 10,10? ais ((ttomtoi.lp.irid lato'4-1)} from the (6) site, taken from 5-pentaflosorophate 10,1a, 2'-tri.r 4. ~ ρ1 r xdll? by irisa 04 i.

\A <'Â X J ac ager a 1 cgia 1 ante a\ A <'Â X J ac acer 1 cgia 1 before the

3. Freparaçâo dos materiais no.o ;;.-o se une <£: li:·? p. 11 ·3. Separation of materials No; P. 11 ·

i hibxxdos nano&agnete-porfisina:i hibxxdos nano & agnete-porphysine:

st ϊ nasst ϊ nas

SC.2ÇÍ2 ·· d i clor obéo z ·:-?.η.ο foi cc J. çn t ço so ” e aç .: a oSC.2ÇÍ2 · i d i chlor obéo z ·: - ?. η.ο was cc J. çn t ç so ´ and action: a o

;·;:. a t.;. :.:.:2 secundo o; ·;:. to t .; :.:.: 2 according to

adicionada ume.added ume.

suapeusao de materialmaterial overuse

rindo esta tempo a costura reacoaonal foi lavada cruco veres com olorofermlo (solvente onde a porfirina da para Ida e sollvelò, ea mede a remover /.ode a porf ia ira te partida: que não reagiu. Sata p.roosg.imanto for terminado quando, per iv-Via, se deixou da observar a Panda Soren, oaraoteristica de porfirinas, no solvente de lavagem, lolioando qoe toda a^ porfirina que não reagiu tanta sido removida.At this time the reacoaonal seam was washed crude with olorofermol (solvent where the porphyrin gives to Ida and sollvelò, and measures to remove the broken porphyria : unreacted. Sata p.roosg.imanto is terminated when Per iv-Via no longer observed Panda Soren, the porphyrin sterilizer, in the washout solvent, so that all unreacted porphyrin was removed.

o material 3 resultante,· ao contrário do material 1 que apresentava cor castanha, apresennava uma com avermelhada, confirmando assim a presença de porfirina ímobilixada.The resulting material 3, unlike the material 1 which was brown in color, had a reddish color, thus confirming the presence of immobilized porphyrin.

C:s materiais 5, 7 e 10 (constituídas par nanopar t. icu las magnéticas revestidas de sílica faccionai irada com grupos aminopropilo, alguns dos quais se encontram ligados cova Is ntemente aos radicais porfirinioos 5-(4teiraf luorcf enileno) -10,15, 21-tris (4-piridil) porfiai rd lo;C : Materials 5, 7 and 10 (made up of nanopar magnetic facets coated with aminopropyl groups, some of which are covalently bonded to 5- (4-thiofluorophenylene) porphyryl radicals -10.15 21-tris (4-pyridyl) porphyryl;

- (4 -t e t r a f 1 ao r o f « n 11 e η o) ~ 10,15,2 0 - t r i s i 4 - dmetiípiridinio)porfirinilo e ?·· í 4-tetra.fluo.rofeaileno) ··- (4 -t e t r a f 1 o r o f 'n 11 e η o) ~ 10,15,2 0 - t ri s i 4 -methylpyridinium) porphyrinyl and? ·· (4-tetra.fluorophenylene) ··

11,15, 20-trifenll-porfirinilo, respectivamente) foram obtidos por ura procedimento análogo ao descrito para o material 3, com duas ressalvas: no caso dos compostos 7 e 10, a reacção ocorreu em. dimet.il sulf óxido (DMSG), per ser o sí.ivvnre mais adequado para a dissolução das porfirinas ã e e as lavagens dos compostos obtidos foram realixadas com clorofórmio/metanol (37:2; no oaso do composto 5, oom Âç...a no caso do composto 7 a oom éter da psrincôl&oZdiolorometano (7:3) no oaso do composto 10.11.15, 20-triphenyl-porphyrinyl, respectively) were obtained by an analogous procedure to that described for material 3, with two caveats: in the case of compounds 7 and 10, the reaction occurred in. dimethyl sulfoxide (DMSG), but is most suitable for the dissolution of porphyrins, and the washings of the obtained compounds were reallocated with chloroform / methanol (37: 2; .a in the case of compound 7 to the ether of the methylene chloride (7: 3) in the case of compound 10.

Os compostos; sâo suspensos em DMF nua? Oalâo reaccional,. ao qual ò posteriormente adicionado o lobato de metllo. A mistura reaccional. ê deixada em agitação durante cerca de 16 h a 4 0 :?p, Finto este tempo ê .lavada com acetona e água de modo o remover o iod&to de me tilo em excesso (uma ver que se trata de u.m composto extremamente tóxico, que caso não seja removido se torna num perigoso contaminaste;.The compounds; are suspended in bare DMF? Reaction reaction. to which methyl lobate is subsequently added. The reaction mixture. and allowed to stir for about 16 h at 4 0: Finally, this time is washed with acetone and water to remove excess methyl iodide (as this is an extremely toxic compound which, if not removed, becomes a hazardous contaminant).

O procedimento de metíLxçào adaptado teve como objectivo cationiaar os grupos amino primários livres que não reagiram com os derivados porfírinicos.The adapted methylation procedure aimed to cationate free primary amino groups that did not react with porphyrin derivatives.

A presença de carga nestas grupos aumenta a repulsão entre nanoparticulas próximas, impedindo a formação de agregados observada nas suspensões dos seus precursores em água. Desta modo são obtidos?· os materiais 3 a, S e 11.The presence of charge in these groups increases the repulsion between nearby nanoparticles, preventing the formation of aggregates observed in the suspensions of their precursors in water. In this way, materials 3a, S and 11 are obtained.

4. Aferição da quantidade de porfirina imobilizada:4. Measurement of the amount of immobilized porphyrin:

A determinação, por especorofotometria de UV-Vis, da quantidade de porfirina existente no solvente de lavagem, permitiu calcular, por diferença, a quantidade de porfirina imobilizada.The determination, by UV-Vis spectrophotometry, of the amount of porphyrin in the washing solvent, allowed to calculate, by difference, the amount of immobilized porphyrin.

Toaos os derivados imobilizados sintetizados foram caracterizados por UV-Vis de sólidos. Nos espectros de UVVis de sólidos é possível observar o aparecimento da banda Soret característica dos precursores porfirinicos nos híbridos nanomagnete-porfirina, confirmando que estes novos materiais contêm fotossensibilizador porfirínico imobilizado.All synthesized immobilized derivatives were characterized by UV-Vis solids. In the solid UVVis spectra, it is possible to observe the appearance of the Soret band characteristic of porphyrin precursors in nanomagnete-porphyrin hybrids, confirming that these new materials contain immobilized porphyrin photosensitizer.

A partir de imagens de microscopia electrónica de varrimento (SEM) e de microscopia electrónica de transmissão (TEM) efectuadas para o material de partida 1 (nanopartículas magnéticas de sílica funcionalizadas com grupos aminopropilo) é possível observar, nomeadamente através de TEM, que o tamanho das nanopartículas é em média inferior a 20 nm. Em termos de microscopia electrónica não se verificaram diferenças significativas entre este material e os híbridos resultantes obtidos, indicando que após o processo de imobilização os materiais mantêm a sua forma e tamanho.From scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) images made for starting material 1 (aminopropyl functionalized magnetic silica nanoparticles) it is possible to observe, inter alia by TEM, that the size of nanoparticles is on average less than 20 nm. In terms of electron microscopy, no significant differences were found between this material and the resulting hybrids obtained, indicating that after the immobilization process the materials retain their shape and size.

A imagem de difracção electrónica de área seleccionada (SAED) , que diz respeito ao material 1, indica que as partículas magnéticas são cristalinas. Esta informação é importante porque as propriedades magnéticas do material dependem do tipo de estrutura do núcleo magnético (Fe2O3) .The selected area electron diffraction (SAED) image, which relates to material 1, indicates that the magnetic particles are crystalline. This information is important because the magnetic properties of the material depend on the type of magnetic core structure (Fe 2 O 3 ).

A existência de estrutura cristalina é responsável por uma melhoria nas suas características magnéticas.The existence of crystalline structure is responsible for an improvement in its magnetic characteristics.

5. Ensaios biológicos5. Biological Assays

Com o objectivo de se determinar a eficácia dos novos compostos sintetizados de acordo com a presente invenção, no tratamento de águas, efectuaram-se testes biológicos usando-se duas estirpes bacterianas de colecção, reconhecidas como das principais contaminantes neste tipo de ambientes, bem como a eficácia na inactivação dos compostos em bactérias em amostras de águas residuais. Foram igualmente realizados testes de eficácia de inactivação em vírus.In order to determine the efficacy of the novel compounds synthesized according to the present invention in water treatment, biological tests were carried out using two bacterial strains recognized as a major contaminant in such environments, as well as the effectiveness of inactivating the compounds in bacteria in wastewater samples. Virus inactivation efficacy tests were also performed.

A eficácia dos fotossensibilizadores foi avaliada em microcosmos. Um microcosmos é uma montagem experimental que visa mimetizar um evento que em circunstâncias normais deveria ocorrer naturalmente, mas que se pretende reproduzir em ambiente controlado. No caso concreto da presente invenção o microcosmos representa um conjunto de copos de 600 mL contendo amostra de microrganismos (culturas puras de bactérias e vírus ou águas residuais contaminadas) com uma coluna de solução com 2,7 cm de altura. A estas amostras foram adicionadas diferentes concentrações de fotossensibilizadores (na forma livre ou imobilizados) e foi efectuada irradiação com luz branca sob agitação a 25 °C, durante 270 minutos.The effectiveness of photosensitizers was evaluated in microcosms. A microcosm is an experimental setup that aims to mimic an event that under normal circumstances should occur naturally but is intended to be reproduced in a controlled environment. In the present case the microcosm represents a 600 ml beaker set containing sample of microorganisms (pure cultures of bacteria and viruses or contaminated wastewater) with a 2.7 cm high solution column. To these samples different concentrations of photosensitizers (in free or immobilized form) were added and white light irradiation under stirring at 25 ° C for 270 minutes.

Em seguida, avaliou-se o grau de fotoinibição, a diferentes tempos de irradiação, produzido pelos compostos e materiais testados.Then, the degree of photoinhibition at different irradiation times produced by the tested compounds and materials was evaluated.

5.1. Fotoinactivação de estirpes bacterianas de colecção5.1. Photoinactivation of collector bacterial strains

Foram utilizadas 2 estirpes bacterianas de colecção, uma Gram-negativa e outra Gram-positiva, respectivamente Escherichia coli ATCC 13706 (USA) e Enterococcus faecalis ATCC 51299 (USA) com o objectivo de testar a eficácia dos novos compostos sobre estes dois tipos.Two collector bacterial strains were used, one Gram-negative and one Gram-positive, respectively Escherichia coli ATCC 13706 (USA) and Enterococcus faecalis ATCC 51299 (USA) to test the efficacy of the new compounds on these two types.

Começou por se avaliar a eficácia fotoinactivadora do precursor porfirínico livre 6 nas referidas estirpes de E. coli e E. faecalis em diferentes concentrações para efeitos de comparação com os resultados dos compostos híbridos sintetizados de acordo com a presente invenção.The photoinactivating efficacy of the free porphyrin precursor 6 in said E. coli and E. faecalis strains at different concentrations was first evaluated for comparison with the results of the hybrid compounds synthesized according to the present invention.

Em seguida, adoptou-se um procedimento análogo para os derivados 7, 8 e 11, mas usando concentrações superiores (20 e 200 μΜ) de fotossensibilizador uma vez que neste caso os compostos não se encontravam em solução e estariam menos disponíveis para a fotoinactivação.An analogous procedure was then adopted for derivatives 7, 8 and 11, but using higher concentrations (20 and 200 μΜ) of photosensitizer since in this case the compounds were not in solution and would be less available for photoinactivation.

Em primeiro lugar, determinou-se o tempo necessário para que ocorresse fotoinactivação total das estirpes em estudo.First, the time required for total photoinactivation of the strains under study was determined.

Assim, amostras de culturas de colecção de Escherichia coli e Enterococcus faecalis, acima mencionadas, contendo os fotossensibilizadores (6, 7, 8 e 11) em diferentes concentrações foram irradiadas com luz branca durante 60, 90, 180 e/ou 270 minutos, sob agitação a 25 °C.Thus, samples of Escherichia coli and Enterococcus faecalis collection cultures, mentioned above, containing photosensitizers (6, 7, 8 and 11) at different concentrations were irradiated with white light for 60, 90, 180 and / or 270 minutes under stirring at 25 ° C.

Foram efectuados 3 controlos: controlo escuro com fotossensibilizador (controlo 1), controlo escuro sem fotossensibilizador (controlo 2) e controlo sem fotossensibilizador mas exposto ao mesmo- procedimento de irradiação (controlo 3).Three controls were performed: dark control with photosensitizer (control 1), dark control without photosensitizer (control 2) and control without photosensitizer but exposed to the same irradiation procedure (control 3).

Foram ainda estudados os efeitos do material neutro 1 (nanoparticulas magnéticas de sílica funcionalizadas com grupos aminopropilo) e do material catiónico la (nanoparticulas magnéticas de sílica funcionalizadas com grupos trimetilamoniopropilo) nas amostras bacterianas sujeitas às mesmas condições de irradiação e no escuro, tal como com os fotossensibilizadores.The effects of neutral material 1 (aminopropyl-functionalised silica magnetic nanoparticles) and cationic la (trimethylamoniopropyl-functionalised silica magnetic nanoparticles) on bacterial samples subjected to the same irradiation conditions and in the dark were also studied. photosensitizers.

teor de bactérias nas diferentes amostras foi avaliado através da contagem de colónias após sementeira por incorporação em meio TSA. A determinação do teor de bactérias permite saber, por comparação com o número inicial de bactérias presente em cada microcosmos, a redução na população bacteriana provocada pela adição de fotossensibilizador.Bacterial content in the different samples was evaluated by counting colonies after sowing by incorporation in TSA medium. By determining the bacterial content, it is possible to know, by comparison with the initial number of bacteria present in each microcosm, the reduction in the bacterial population caused by the addition of photosensitizer.

Desta forma, foi possível obter-se os seguintes resultados, em termos de tempo de fotoinactivação bacteriana:Thus, the following results were obtained in terms of bacterial photoinactivation time:

Tabela 1- Tempo de irradiação (min) ao fim do qual se observa fotoinactivação total das estirpes Escherichia coli e Enterococcus faecalis (104 UFC mL-1) para a porfirina 6 eTable 1- Irradiation time (min) after which total photoinactivation of Escherichia coli and Enterococcus faecalis strains (10 4 CFU mL -1 ) for porphyrin 6 and

para os materiais 7, for materials 7, 8 e 11. 8 and 11. Concentração Concentration (μΜ) (μΜ) Fotossensibilizador Photosensitizer 0,5 0.5 1 1 5 5th 20 20 200 200 6 6th 180 180 180 180 90 90 - - 7 7th - - - * * * * 8 8th - - - 180 180 90 90 11 11 - - - 180 180 90 90

* - Não se verificou fotoinactivação significativa até* - There was no significant photoinactivation until

270 minutos de irradiação270 minutes of irradiation

Para E. coli observou-se fotoinactivação total ao fim de 90 ou 180 minutos, conforme a concentração e a porfirina utilizada (Tabela 1) . Para E. faecalis verificou-se que a fotoinactivação foi total, para os mesmos tempos de irradiação.For E. coli total photoinactivation was observed after 90 or 180 minutes, depending on the concentration and porphyrin used (Table 1). For E. faecalis the photoinactivation was found to be total for the same irradiation times.

Para todos os casos estudou-se primeiro o tempo necessário para que ocorresse fotoinactivação total da estirpe Escherichia coli, tendo-se também verificado que, a esses tempos de irradiação, a fotoinactivação da estirpe Enterococcus faecalis era total. Este procedimento foi adoptado sabendo que as estirpes Gram-negativas são muitos menos sensíveis à fotoinactivação que as estirpes Gram-5.2.For all cases the time required for total photoinactivation of the Escherichia coli strain was first studied, and it was also found that at these irradiation times the photoinactivation of the Enterococcus faecalis strain was total. This procedure was adopted knowing that Gram-negative strains are much less sensitive to photoinactivation than Gram-5.2 strains.

Fotoinactivação de bactérias em amostras naturais de águas residuaisPhotoinactivation of bacteria in natural wastewater samples

Nas amostras de águas residuais foram analisados dois grupos de bactérias que são usados frequentemente como indicadores de poluição fecal: um grupo de bactérias Gramnegativas, os coliformes-fecais (CF), e um grupo de bactérias Gram-positivas, os enterococos fecais (EF).In the wastewater samples were analyzed two groups of bacteria that are often used as indicators of fecal pollution: a group of Gramnegative bacteria, fecal coliforms (CF), and a group of Gram-positive bacteria, fecal enterococci (EF). .

Os teores de CF e de EF foram determinados através da contagem de colónias sobre membranas de filtração.CF and EF contents were determined by counting colonies on filtration membranes.

Os resultados da inibição bacteriana, em amostras naturais de águas residuais, são apresentados na tabela 2. Os ensaios foram repetidos em experiências independentes, pelo menos duas vezes.The results of bacterial inhibition in natural wastewater samples are shown in Table 2. Assays were repeated in independent experiments at least twice.

Amostras de águas residuais contendo os fotossensibilizadores 6, 7, 8 e 11 em diferentes concentrações foram irradiadas com luz branca durante 50,Wastewater samples containing photosensitizers 6, 7, 8 and 11 at different concentrations were irradiated with white light for 50,

90, 180 e/ou 270 minutos, sob agitação a 25 °C.90, 180 and / or 270 minutes while stirring at 25 ° C.

Começou por se fazer a avaliação da eficácia fotoinactivadora do precursor 6 em bactérias Gram-negativas (indicadas pela presença de CF, 104 UFC mL'1) , usando a concentração de 5 μΜ, por esta ter sido a concentração mais eficaz para inactivar a estirpe de colecção Escherichia coli, estudada anteriormente e cujos resultados são apresentados no tópico 5.1.First, the photoinactivating efficacy of precursor 6 in Gram-negative bacteria (indicated by the presence of CF, 10 4 CFU mL ' 1 ) was evaluated using the 5 μΜ concentration, as this was the most effective concentration to inactivate the Escherichia coli strain previously studied and results are given in topic 5.1.

O tempo mínimo necessário para a fotoinactivação total de CF foi também de 90 minutos, tal como observado para a estirpe de colecção.The minimum time required for total CF photoinactivation was also 90 minutes as observed for the collection strain.

A inactivação total de EF (104 UFC mL1) também foi observada ao fim de 90 minutos para o derivado 6.Total inactivation of PE (10 4 CFU mL 1 ) was also observed after 90 minutes for derivative 6.

Adoptou-se um procedimento análogo para os derivados 7, 8 e 11, mas usando concentrações superiores de fotossensibilizador ligado ao material (20 e 200 μΜ). Tal como o efectuado para a porfirina livre 6 avaliou-se primeiro o tempo necessário para que ocorresse fotoinactivação total de CF. Posteriormente verificou-se que, a esses tempos de irradiação, a fotoinactivação da EF era também bastante elevada (>97%).An analogous procedure was adopted for derivatives 7, 8 and 11, but using higher concentrations of material-bound photosensitizer (20 and 200 μΜ). As for free porphyrin 6, the time required for total CF photoinactivation was first evaluated. Subsequently, it was found that at these irradiation times the photoinactivation of PE was also quite high (> 97%).

Tabela 2 - Tempo de irradiação (min) ao fim 0.0 qual se observa fotoinactivação total das estirpes CF e EF (104 UFC/mL) para a porfirina 6 e para os derivados 7, 8 e 11.Table 2 - Irradiation time (min) at the end 0.0 which shows total photoinactivation of CF and EF strains (10 4 CFU / mL) for porphyrin 6 and derivatives 7, 8 and 11.

Concentração Concentration (μΜ) (μΜ) Fotossensibilizador Photosensitizer 5 5th 20 20 200 200 6 6th 90 90 - - 7 7th - * * 8 8th - + + 180 180 11 11 - + + 180 180

* - Não se verificou fotoinactivação significativa até 270 minutos de irradiação* - No significant photoinactivation up to 270 minutes of irradiation.

- Fotoinactivação superior a 99,0%- Photoinactivation greater than 99.0%

5.3. Fotoinactivação de virus5.3. Virus Photoinactivation

Os resultados da inibição de colifagos somáticos, produzidos a partir de Escherichia coli (ATCC 137003), avaliadas pelos métodos descritos na parte experimental dos ensaios biológicos, são apresentados nas tabelas 3. Os ensaios foram repetidos em experiências independentes, pelo menos duas vezes.The results of somatic coliphage inhibition produced from Escherichia coli (ATCC 137003), evaluated by the methods described in the experimental part of the biological assays, are presented in Tables 3. The assays were repeated in independent experiments at least twice.

Foram estabelecidas amostras de colifagos somáticos contendo diferentes concentrações de fotossensibilizadores, que foram posteriormente irradiadas com luz branca durante 60, 90, 180 e/ou 270 minutos, sob agitação a 25 °C.Somatic coliphage samples containing different concentrations of photosensitizers were established, which were subsequently irradiated with white light for 60, 90, 180 and / or 270 minutes under agitation at 25 ° C.

A eficácia fotoinactivadora do precursor 6 em colifagos somáticos (107 UFP mL’1) , produzidos a partir de Escherichia coli foi igualmente realizada a 5 μΜ (concentração à qual se verificou um menor tempo necessário para fotoinactivação total da estirpe bacteriana Escherichia coli).The photoinactivating efficacy of precursor 6 in somatic coliphages (10 7 PFU mL ' 1 ) produced from Escherichia coli was also performed at 5 μΜ (concentration at which the shortest time needed for total photoinactivation of the bacterial strain Escherichia coli) was observed.

tempo mínimo necessário pare a fotoinactivação· total dos colifagos somáticos foi também de 90 minutos tal como observado para a Escherichia coli, Enterococcus faecalis, CF e EF (Tabela 3).The minimum time required for total photoinactivation of the somatic coliphages was also 90 minutes as observed for Escherichia coli, Enterococcus faecalis, CF and EF (Table 3).

Nas mesmas condições, mas usando concentrações superiores de fotossensibilizador (20 e 100 μΜ) , os derivados 7, 8 e 11 apresentaram fotoinactivação total a tempos de irradiação inferiores aos 90 minutos entretanto observados para as bactérias.Under the same conditions, but using higher photosensitizer concentrations (20 and 100 μΜ), derivatives 7, 8 and 11 showed total photoinactivation at irradiation times below 90 minutes, however observed for bacteria.

Tabela 3 - Tempo de irradiação (min) ao fim do qual se observa fotoinactivação total de colifagos somáticos deTable 3 - Irradiation time (min) after which total photoinactivation of somatic coliphages of

Escherichia coli (107 UFP/mL) após acção dos derivados 6,Escherichia coli (10 7 PFU / mL) following action of derivatives 6,

7, 8 e 117, 8 and 11

Concentração Concentration (μΜ) (μΜ) Fotossensibilizador Photosensitizer 5 5th 20 20 100 100 6 6th 90 90 - - 7 7th - 60 60 60 60 8 8th - 30 30 30 30 11 11 - 60 60 30 30

Breve Descrição das FigurasBrief Description of the Figures

As figuras apresentam as imagens de microscopia electrónica de varrimento (SEM) e de microscopia electrónica de transmissão (TEM) do material de partida 1.The figures show the scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) images of the starting material 1.

Figura 1: Imagens SEM do material 1;Figure 1: SEM images of material 1;

Figuras 2 e 3: Imagens TEM do material 1;Figures 2 and 3: TEM images of material 1;

Figura 4: Imagens SAED do material 1Figure 4: SAED images of material 1

A partir de imagens de microscopia electrónica de varrimento (SEM) e de microscopia electrónica de transmissão (TEM) é possível observar que o tamanho das nanoparticulas é em média inferior a 20 nm. Para além do tamanho é também possível observar a forma das partículas e comparar materiais de partida com os respectivos derivados híbridos.From scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) images it can be seen that the size of nanoparticles is on average less than 20 nm. In addition to size, it is also possible to observe the shape of the particles and to compare starting materials with their hybrid derivatives.

A imaqem de difracção electrónica de área seleccionada (SAED) indica que as partículas magnéticas são cristalinas. A existência de estrutura cristalina é responsável por uma melhoria nas suas características magnéticas.The selected area electron diffraction (SAED) image indicates that the magnetic particles are crystalline. The existence of crystalline structure is responsible for an improvement in its magnetic characteristics.

Descrição detalhada da invençãoDetailed Description of the Invention

I - Sintese dos novos compostos nanomagnete-porfirinasI - Synthesis of the new nanomagnetic porphyrin compounds

- Preparação das nanoparticulas magnéticas:- Preparation of magnetic nanoparticles:

Foram utilizadas nanoparticulas magnéticas revestidas de sílica derivatizada com grupos aminopropilo, da seguinte forma:Magnetic nanoparticles coated with aminopropyl derivatized silica were used as follows:

1.1. Sintese do núcleo de óxido de ferro (Fe3O4) - a preparação do núcleo de ferro é realizada recorrendo ao método da co-precipitação de sais de Fe (II) e Fe (III) por adição de base (solução aquosa de amoníaco).1.1. Iron oxide core synthesis (Fe3O 4 ) - Iron core preparation is performed using the method of co-precipitation of Fe (II) and Fe (III) salts by addition of base (aqueous ammonia solution).

1.2. Revestimento com sílica - o revestimento com sílica foi realizado recorrendo ao método do ácido silícico, usando metasilicato de sódio como fonte de óxido de silício.1.2. Silica Coating - Silica coating was performed using the silicic acid method using sodium metasilicate as the source of silicon oxide.

1.3. Funcionalzzação recorrendo a um alcoxi-silano - As nanopartículas são derivatizadas recorrendo a 3-aminopropiletoxi-silano, de acordo com a metodologia descrita em [19,30,31].1.3. Functionalization using an alkoxy silane - Nanoparticles are derivatized using 3-aminopropylethoxy silane according to the methodology described in [19,30,31].

- Preparação das porfirinas:- Preparation of porphyrins:

Foram utilizadas porfirinas de partida ^eso-substituídas simétricas (Ar1 = Ar2 = Ar3 = Ar4) e não simétricas (Ar1 Φ, Ar2, Ar3, Ar4).Symmetrical (Ar 1 = Ar 2 = Ar 3 = Ar 4 ) and non-symmetrical (Ar 1 Φ, Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 ) starting substituted porphyrins were used.

2.1. As porfirinas simétricas de partida foram preparadas por condensação de pirrol com o aldeído adequado numa mistura de ácido acético/nitrobenzeno em refluxo, de acordo com métodos descritos na literatura [32].2.1. Symmetric starting porphyrins were prepared by condensing pyrrol with the appropriate aldehyde in a refluxing acetic acid / nitrobenzene mixture according to methods described in the literature [32].

2.2. As porfirinas não simétricas foram preparadas de forma análoga, mas em vez de um aldeído usou-se uma mistura de aldeídos.2.2. Non-symmetrical porphyrins were prepared analogously, but instead of an aldehyde a mixture of aldehydes was used.

2.3. A porfirina catiónica 6 foi sintetizada a partir da porfirina 4. Este processo foi realizado utilizando iodeto de metilo em DMF segundo procedimento descrito na literatura[8]. Após precipitação da mistura reaccional com éter etílico, o produto foi filtrado e recristalizado numa mistura água/acetona.2.3. Cationic porphyrin 6 was synthesized from porphyrin 4. This process was performed using methyl iodide in DMF according to the procedure described in the literature [8]. After precipitation of the reaction mixture with ethyl ether, the product was filtered and recrystallized from a water / acetone mixture.

- Preparação dos materiais híbridos - Imobilização das porfirinas nas nanopartículas magnéticas- Preparation of hybrid materials - Immobilization of porphyrins in magnetic nanoparticles

Os novos materiais híbridos preparados resultam do acoplamento de vários macrociclos porfirínicos a nanopartículas magnéticas de sílica derivatizadas com grupos aminopropilo ou grupos trimetilamoniopropilo. A partir das várias porfirinas e nanomaterial previamente preparados são preparados os novos híbridos nanomagnetepcrfirina, sendo depois feita a metilação dos materiais híbridos oe modo a obter materiais contendo grupes trimetilamoniopropilo.The newly prepared hybrid materials result from the coupling of various porphyrinic macrocycles to magnetic silica nanoparticles derivatized with aminopropyl groups or trimethylamoniopropyl groups. From the various porphyrins and nanomaterials previously prepared, the new nanomagnetepcrfirin hybrids are prepared, and then the methylation of the hybrid materials is made to obtain materials containing trimethylamoniopropyl groups.

3.1. 0 composto 3 foi sintetizado por acoplamento da porfirina 2 ao material 1.3.1. Compound 3 was synthesized by coupling porphyrin 2 to material 1.

A uma solução de porfirina 2 em o-diclorobenzeno foi adicionada uma suspensão de material 1 em o-diclorobenzeno e a mistura reaccional foi deixada sob agitação a 140 °C durante 24h.To a solution of porphyrin 2 in o-dichlorobenzene was added a suspension of material 1 in o-dichlorobenzene and the reaction mixture was allowed to stir at 140 ° C for 24h.

Findo este tempo a mistura reaccional foi lavada sucessivas vezes com clorofórmio (cerca de 5 vezes) até já não se observar a banda Soret característica de porfirinasno solvente de lavagem.After this time the reaction mixture was washed successively with chloroform (about 5 times) until the characteristic porphyrin soret band in the wash solvent was no longer observed.

3.2. Os compostos 5, 7 e 10 foram obtidos porum procedimento análogo ao descrito para o composto 3,com duas ressalvas: no caso dos compostos 7 e 10, a reacção ocorreu em DMSO e as lavagens dos compostos obtidos foram realizadas com:3.2. Compounds 5, 7 and 10 were obtained by a procedure similar to that described for compound 3, with two exceptions: in the case of compounds 7 and 10, the reaction occurred in DMSO and washes of the obtained compounds were performed with:

a) clorofórmio/metanol (97:3) para o caso do composto 5;a) chloroform / methanol (97: 3) for compound 5;

b) água para o caso do composto 7;b) water for compound 7;

c) éter de petróleo/diclorometano (7:3) no caso do composto 10.c) petroleum ether / dichloromethane (7: 3) for compound 10.

4. Aferição da quantidade de porfirina imobilizada:4. Measurement of the amount of immobilized porphyrin:

A quantidade de porfirina imobilizada foi calculada por espectrofotometria de UV-Vis.The amount of immobilized porphyrin was calculated by UV-Vis spectrophotometry.

Os solventes reco_hidos da lavagem de cada uma das reacções explicitadas no tópicc 3.1. foram diluídos para um volume de 100 mL. Foi medida a absorvência de cada uma das soluções preparadas por espectrofotometria de UV-vis. A partir da lei de Beer-Lambert foi possível calcular a concentração de porfirina em cada solução, e assim determinar a correspondente quantidade de porfirina que não reagiu. Uma vez que a quantidade de porfirina inicialmente adicionada a cada reacção era exactamente conhecida, foi possível calcular por diferença o total de porfirina imobilizada.The solvents taken from the washing of each of the reactions set out in 3.1. were diluted to a volume of 100 mL. The absorbance of each of the solutions prepared by UV-vis spectrophotometry was measured. From the Beer-Lambert law it was possible to calculate the porphyrin concentration in each solution, and thus to determine the corresponding amount of unreacted porphyrin. Since the amount of porphyrin initially added to each reaction was exactly known, the total immobilized porphyrin could be calculated by difference.

6. Culturas biológicas6. Biological Crops

6.1. Estirpes bacterianas de colecção6.1. Collectible bacterial strains

Foram utilizadas duas estirpes bacterianas, uma Gramnegativa e outra Gram-positiva, respectivamente Escherichia coli ATCC 13706 (USA) e Enterococcus faecalis ATCC 51299 (USA).Two bacterial strains were used, one Gramnegative and one Gram-positive, respectively Escherichia coli ATCC 13706 (USA) and Enterococcus faecalis ATCC 51299 (USA).

As duas estirpes foram mantidas em meio de cultura Triptic Soy Agar (TSA) a 4°C. Antes de cada ensaio as estirpes foram repicadas para meio líquido Triptic Soy Broth (TSB) e revificadas através de mais 2 repicagens para meio TSB.Both strains were maintained in Triptic Soy Agar (TSA) culture medium at 4 ° C. Prior to each assay the strains were subcultured to Triptic Soy Broth (TSB) liquid medium and rechecked by 2 further subcultures to TSB medium.

6.2. Colheita e tratamento das amostras de águas residuais As amostras utilizadas nos ensaios foram colhidas numa Estação de Tratamento de Águas Residuais (a ETAR de ílhavo) após tratamento secundário.6.2. Collection and treatment of wastewater samples Samples used in the tests were collected at a wastewater treatment plant (the hawaii WWTP) after secondary treatment.

As amostras foram colhidas, nos dias das experiências, num frasco esterilizado e mantidas no laboratório à temperatura ambiente até à sua análise.Samples were collected on the days of the experiments in a sterile flask and kept in the laboratory at room temperature until analysis.

Imediatamente antes oa análise, as amostras foram filtradas por uma rede de nylon de porosidade 40pm para retirar detritos de maiores dimensões.Immediately prior to analysis, the samples were filtered through a 40pm porosity nylon mesh to remove larger debris.

6.3. Produção e quantificação do stock de fagos stock de colifagos somáticos foi produzido em bactérias Escherichia coli (ATCC 137003) a partir de uma amostra de água residual sujeita a tratamento secundário da Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR).6.3. Production and quantification of phage stock Somatic coliphage stock was produced in Escherichia coli bacteria (ATCC 137003) from a wastewater sample subjected to secondary treatment by the Wastewater Treatment Plant (WWTP).

A amostra foi filtrada através de uma membrana de policarbonato com porosidade de 0,2 pm para remover as bactérias presentes na água residual. Um mililitro da amostra filtrada foi semeado pela técnica da dupla camada de agar, usando como hospedeiro Escherichia coli (ATCC 137003). Após incubação a 37°C durante 18 horas foi seleccionada uma placa fágica que foi inoculada em 50 mL de uma cultura de Escherichia coli (ATCC 137003) em fase exponencial de crescimento. Após 4 horas de incubação a 37 °C, a suspensão foi centrifugada para remover os restos de bactérias. O sobrenadante após adição de uma gota de clorofórmio foi mantido a 4°C até à sua utilização.The sample was filtered through a 0.2 µm porosity polycarbonate membrane to remove bacteria present in the wastewater. One milliliter of the filtered sample was seeded by the double layer agar technique using as host Escherichia coli (ATCC 137003). After incubation at 37 ° C for 18 hours a plaque was selected and inoculated into 50 ml of an exponentially growing Escherichia coli culture (ATCC 137003). After 4 hours incubation at 37 ° C, the suspension was centrifuged to remove bacteria debris. The supernatant after addition of a drop of chloroform was kept at 4 ° C until use.

A suspensão de fagos (109 partículas por mililitro) assim obtida foi mantida a 4°C.The phage suspension (10 9 particles per milliliter) thus obtained was kept at 4 ° C.

7. Estabelecimento dos microcosmos7. Microcosm establishment

7.1. Estabelecimento das amostras biológicas7.1. Establishment of biological samples

a) Foram estabelecidas amostras com culturas de colecção, de Escherichia coli e Enterococcus faecalis: 20 mL num copo de 600 mL, 0,36 cm de altura, 104 UFC mL-1, contendo os fotossensibilizadores;(a) Specimens were collected from Escherichia coli and Enterococcus faecalis collector cultures: 20 mL in a 600 mL beaker, 0.36 cm high, 10 4 CFU mL -1 containing the photosensitizers;

b) Foram estabelecidas amostras a partir de águas residuais de ETARs: 20 mL num copo de 600 mL, 0,36 cm de altura, contendo os fotossensibilizadores;(b) Wastewater samples from wastewater treatment plants were established: 20 ml in a 600 ml beaker, 0.36 cm high, containing the photosensitizers;

c) Foram estabelecidas amostras de colifagos somáticos: 20 mL num copo de 600 mL, 0,36 cm de altura, 104 UFC mL-1, contendo os fotossensibilizadores.c) Somatic coliphage samples were established: 20 mL in a 600 mL beaker, 0.36 cm high, 10 4 CFU mL -1 containing the photosensitizers.

7.2. Concentração em fotossensibilizadores7.2. Concentration in photosensitizers

Foram estabelecidas amostras contendo concentrações de fotossensibilizadores em função dos compostos a testar:Samples containing photosensitizer concentrations were established as a function of the test compounds:

a) precursor porfirínico livre 6: 0,5, 1 e 5 μΜ;(a) free porphyrin precursor 6: 0,5, 1 and 5 μΜ;

b) derivados 7, 8 e 11: 20 ou 200 μΜ.(b) derivatives 7, 8 and 11: 20 or 200 μΜ.

8. Ensaios de fotoinactivação8. Photoinactivation Tests

Os ensaios de fotoinactivação permitiram avaliar a eficácia de alguns dos precursores e derivados imobilizados sintetizados. Para isso foi efectuada a irradiação dos diferentes microcosmos contendo diferentes amostras e diferentes fotossensibilizadores a várias concentrações.Photoinactivation assays have evaluated the efficacy of some of the synthesized immobilized precursors and derivatives. For this purpose, the different microcosms containing different samples and different photosensitizers were irradiated at various concentrations.

8.1. Irradiação luminosa8.1. Light irradiation

Os ensaios com luz foram realizados sob uma iluminaria constituída por uma série de 13 lâmpadas (380-700 nm) dispostas em paralelo, apresentando uma potência total de 9 mW.crn2 à distância das lâmpadas a que foram realizadas as experiências.The light tests were performed under a luminaire consisting of a series of 13 lamps (380-700 nm) arranged in parallel, with a total power of 9 mW.crn 2 at the distance of the lamps to which the experiments were performed.

As diversas amostras biológicas contendo os compostos fotossensiveis, estabelecidas de acordo com os pontos anteriores, foram irradiadas com luz branca a 9 mW.crn2, durante 60, 90, 180 e/ou 270 minutos, sob agitação (100 rpm) a 25 °C.The various biological samples containing the photosensitive compounds set forth above were irradiated with white light at 9 mW.crn 2 for 60, 90, 180 and / or 270 minutes while stirring (100 rpm) at 25 °. W.

8.2. Controlos de ensaio8.2. Test Controls

Foram efectuados Were made 3 controlos: 3 controls: concrolo escuro dark concrete com with fotossensibilizador photosensitizer (controlo 1), (control 1), controlo escuro dark control sem without fotossensibilizador photosensitizer (controlo 2( (control 2 ( ) e concrolc ) and concrete sem without fotossensibilizador photosensitizer mas exposto ao but exposed to mesmo procedimento same procedure de in irradiação (controlo irradiation (control 3) . 3).

Os ensaios foram repetidos, pelo menos duas vezes, correspondendo os resultados apresentados à média dos valores obtioos nos vários ensaios.The assays were repeated at least twice, the results being the average of the values obtained in the various assays.

Foram ainda estudados os efeitos do material neutro 1 e do material catiónico la nas amostras bacterianas sujeitas às mesmas condições de irradiação e no escuro, tal como com os fotossensibilizadores.The effects of neutral material 1 and cationic material 1a on bacterial samples subjected to the same irradiation and dark conditions as with photosensitizers were also studied.

9. Aferição dos resultados9. Measurement of results

9.1. Teor de bactérias de estirpes de colecção teor de bactérias (contido nos diferentes microcosmos de estirpes de colecção montados de acordo com o atrás descrito) foi avaliado através da contagem de colónias após sementeira por incorporação em meio TSA. De cada amostra foram semeadas por incorporação 2 réplicas de 1 mL da amostra (a várias diluições). Após 24 horas de incubação no escuro a 37 °C procedeu-se à contagem de colónias na série de réplicas mais adequada.9.1. Bacterial content of collection strains Bacterial content (contained in the different microcosms of assembled collection strains as described above) was evaluated by counting colonies after sowing by incorporation into TSA medium. From each sample were seeded by incorporating 2 1 mL replicates of the sample (at various dilutions). After 24 hours incubation in the dark at 37 ° C, colonies were counted in the most appropriate replica series.

9.2. Teor de bactérias nas amostras de águas residuais9.2. Bacterial content in wastewater samples

Os teores de CF e de EF foram determinados através da contagem de colónias sobre membranas de filtração.CF and EF contents were determined by counting colonies on filtration membranes.

Foram estabelecidas séries de 3 réplicas de diferentes volumes de amostra (desde 1 ml de amostra não diluída até 1 ml de amostra diluída aué 10~2.Series of 3 replicates of different sample volumes (from 1 ml of undiluted sample to 1 ml of diluted sample to 10 ~ 2) were established .

Estas foram filtradas através de membranas GELMAN de 47mm de diâmetro (acetato de celulose; porosidade 0,45pm).These were filtered through 47mm diameter GELMAN membranes (cellulose acetate; 0.45pm porosity).

Para os CF as membranas foram colocadas sobre meio m-FC agarisado (DIFCO) e incubadas no escuro a 44,5°C durante 24 horas, procedendo-se posteriormente à contagem das colónias de aspecto característico (colónias de cor azul) nas réplicas de diluição mais adequadas.For CF the membranes were placed over agarised m-FC medium (DIFCO) and incubated in the dark at 44.5 ° C for 24 hours, and then the characteristic-looking colonies (blue-colored colonies) were counted on the replicates of more appropriate dilution.

Para os EF as membranas foram colocadas sobre meio m-KF agarisado (DIFCO) e incubadas no escuro a 37 °C durante 48 horas, procedendo-se posteriormente à contagem das colónias de aspecto característico (colónias de cor rosa e vermelho) na série de réplicas de diluição mais adequada.For the PE the membranes were placed in agarized m-KF (DIFCO) medium and incubated in the dark at 37 ° C for 48 hours and then the characteristic-looking colonies (pink and red colonies) were counted in the series. replicates of the most suitable dilution.

9.3. Teor de vírus colifagos9.3. Coliphage virus content

A quantificação do teor de colifagos foi determinada através da técnica da dupla camada de agar com a estirpe Escherichia coli (ATCC 137003) .Quantitation of coliphage content was determined by double-layer agar technique with Escherichia coli strain (ATCC 137003).

De cada amostra foram semeadas por incorporação 2-3 réplicas de lmL da amostra (não diluída ou diluída). Após 18-24 horas de incubação no escuro a 37 °C procedeu-se à contagem de placas fágicas na série de réplicas mais adequada.From each sample were seeded by incorporating 2-3 replicates of 1mL of the sample (undiluted or diluted). After 18-24 hours incubation in the dark at 37 ° C phage plaques were counted in the most appropriate replica series.

EXEMPLOS:EXAMPLES:

Exemplo 1Example 1

Síntese de nanopartículas magnéticas revestidas com silica funcionalizada com derivados do propiltrietoxi-silano (1)Synthesis of silica-coated magnetic nanoparticles functionalized with propyltriethoxy silane derivatives (1)

A uma solução aquosa (lOOmL, pH 1; de FeNH4(SO4)2 (2,95 g; 6,12mmol) e (NH4) 2Fe (SO4) 2 (1,20 g; 3,06mmol) a 80 °C adicionou-se, gota a gota e sob agitação magnética, solução aquosa de amoníaco a 25% (3,75mL).To an aqueous solution (100 mL, pH 1; FeNH 4 (SO 4 ) 2 (2.95 g; 6.12 mmol) and (NH 4 ) 2 Fe (SO 4 ) 2 (1.20 g; 3.06 mmol) At 80 ° C 25% aqueous ammonia solution (3.75 ml) was added dropwise and under magnetic stirring.

Formou-se um precipitado de cor preta e deu-se a reacção por terminada quando se atingiu pH 6.A black precipitate formed and the reaction was terminated when pH 6 was reached.

O precipitado foi lavado, várias vezes, com água desionizada e retomado em água desionizada (lOOmL).The precipitate was washed several times with deionized water and taken up in deionized water (100mL).

À suspensão anterior foi então adicionado, sob agitação mecânica, uma solução aquosa (lOOmL) de meta-silicato de sódio penta-hidratado (23,75 g; 0,112mol, pH 12-13, ajustado com HC1 a 37%).To the above suspension was then added, under mechanical stirring, an aqueous solution (100mL) of sodium meta-silicate pentahydrate (23.75g; 0.112mol, pH 12-13, adjusted with 37% HCl).

Terminada a adição de meta-silicato de sódio, o volume da mistura reaccional foi ajustado a 400mL com água destilada. A mistura resultante foi colocada num banho de ultra-sons durante 30 minutos e depois progressivamente aquecida até 80°C sob agitação magnética.After addition of sodium meta silicate, the volume of the reaction mixture was adjusted to 400mL with distilled water. The resulting mixture was placed in an ultrasonic bath for 30 minutes and then progressively warmed to 80 ° C under magnetic stirring.

Após arrefecimento da mistura à temperatura ambiente, procedeu-se de novo ao ajuste de pH da mistura reaccional (pH 6), usando novamente HC1 a 37%.After cooling the mixture to room temperature, the reaction mixture was adjusted to pH (pH 6) again using 37% HCl.

O volume da mistura, de aspecto pastoso, foi acertado a 800mL com H2O destilada, sendo novamente sujeita a radiação de ultra-sons por mais 30 minutos.The volume of the pasty-looking mixture was adjusted to 800mL with distilled H 2 O and again subjected to ultrasound radiation for a further 30 minutes.

A mistura foi então filtrada por um funil de Buckner e c material lavado com água destilada (2 x 2 00mL'i , tendo-se retomado em etanol (600ml).The mixture was then filtered through a Buckner funnel and the material washed with distilled water (2 x 200mL) and taken up in ethanol (600ml).

Para a síntese do material 1, à suspensão anterior adicionou-se 3-aminopropiltrietoxi-silano (4mL) e a mistura foi mantida em agitação magnética à temperatura ambiente dando-se a reacção por terminada ao fim de 24 h. Filtrou-se a nova suspensão por um funil de Buckner e lavou-se o material com etanol (2 x 200mL) , o qual foi retomado e mantido em etanol (600 mL). O material 1 apresenta uma cor acastanhada, e por análise elementar apresenta uma razão de 0,149 moles de grupo aminopropilo/lOC gramas de material.For the synthesis of material 1, to the above suspension was added 3-aminopropyltriethoxy silane (4mL) and the mixture was kept under magnetic stirring at room temperature and quenched after 24h. The new suspension was filtered through a Buckner funnel and the material was washed with ethanol (2 x 200mL), which was taken up in ethanol (600 mL). Material 1 has a brownish color, and by elemental analysis has a ratio of 0.149 moles of aminopropyl group / 100 grams of material.

Análise elementar de 1: Encontrado (%): C, 6.117; N, 2.079; H, 2.234Elemental Analysis for 1: Found (%): C, 6.117; N, 2,079; H, 2,234

Exemplo 2Example 2

Síntese de nanoparticulas magnéticas catiónicas (la)Synthesis of cationic magnetic nanoparticles (la)

A uma suspensão de material 1 (250 mg) em DMF seca (20mL) adicionou-se um largo excesso de iodeto de metilo (4mL).To a suspension of material 1 (250 mg) in dry DMF (20mL) was added a large excess of methyl iodide (4mL).

A mistura reaccional foi mantida em agitação durante 16 horas a 40°C num balão de fundo redondo equipado com um condensador.The reaction mixture was stirred for 16 hours at 40 ° C in a round bottom flask equipped with a condenser.

Terminado este período arrefeceu-se a mistura reaccional, filtrou-se o produto, lavou-se com água (3x50mL) e suspendeu-se o produto la em água (25mL).After this time the reaction mixture was cooled, the product was filtered off, washed with water (3 x 50mL) and the product 1a suspended in water (25mL).

Exemplo 3Example 3

Síntese de 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina (2)Synthesis of 5,10,15,20-tetrakis (pentafluorophenyl) porphyrin (2)

A uma mistura de ácido acético glacial (150ml) e nitrobenzeno (70mL) a refluxo, adicionou-se pentafluorobenzaldeído (3,6 g, 29,lmmol). Após a dissolução do pentafluorobenzaldeído, adicionou-se pirrol (2,0mL, 28,8mmol), gota a gota, com a ajuda de um funil de carga. A mistura foi deixada a agitar em refluxo (120°C) durante uma hora. Findo esse tempo procedeu-se à destilação a pressão reduzida do ácido acético glacial e do nitrobenzeno até à secura. Retomou-se o resíduo em diclorometano e cromatografou-se directamente numa coluna de sílica gel usando, como eluente, éter de petróleo. Obteve-se uma primeira fracção que foi identificada como sendo a 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina (2). Após remoção do solvente a porfirina 2 foi cristalizada em diclorometano/metanol dando origem a cristais de cor roxa (418,0 mg, 6,6%). RMN XH (CDC13) δ: -2.92 (s, 2H, NH) , 8.92 (s, 8H, β-Η) ; RMN 19F (CDC13) δ: -160.07 a -159.96 (m, 8F, Ar-o-F), -174.77 a -174.62 (t, 4F, Ar-p-F), -184,89 a 184,71 (m, 8F, Ar-m-F); EM FAB* m/z: 975 (M+H)*.To a mixture of glacial acetic acid (150ml) and nitrobenzene (70mL) at reflux was added pentafluorobenzaldehyde (3.6g, 29.1mmol). After dissolution of pentafluorobenzaldehyde, pyrrole (2.0mL, 28.8mmol) was added dropwise with the aid of a loading funnel. The mixture was allowed to stir at reflux (120 ° C) for one hour. After this time the reduced pressure of the glacial acetic acid and nitrobenzene was distilled to dryness. The residue was taken up in dichloromethane and chromatographed directly on a silica gel column using petroleum ether as eluent. A first fraction was obtained which was identified as 5,10,15,20-tetrakis (pentafluorophenyl) porphyrin (2). After removal of the solvent, porphyrin 2 was crystallized from dichloromethane / methanol to give purple crystals (418.0 mg, 6.6%). X H NMR (CDC13) δ: -2.92 (s, 2H, NH), 8.92 (s, 8H, β-Η); 19 F NMR (CDCl3) δ: -160.07 to -159.96 (m, 8F, Ar-oF), -174.77 to -174.62 (t, 4F, Ar-pF), -184.89 to 184.71 (m, 8F (Ar-mF); FAB MS * m / z: 975 (M + H) *.

Exemplo 4Example 4

Acoplamento de 5,10,15,20tetraquis(pentafluorofenil)porfirina ao material 1 (3)Coupling of 5,10,15,20tetrakis (pentafluorophenyl) porphyrin to material 1 (3)

A uma solução de porfirina 2 (25,0 mg, 25,7pmol) em odiclorobenzeno (lmL) foi adicionada uma suspensão de material 1 (250 mg, 0,371mmol de grupos aminopropilo, 10 eq. de grupos aminopropilo) em o-diclorobenzeno (4mL).To a solution of porphyrin 2 (25.0 mg, 25.7pmol) in odichlorobenzene (1mL) was added a suspension of material 1 (250 mg, 0.371 mmol of aminopropyl groups, 10 eq. Of aminopropyl groups) in o-dichlorobenzene ( 4mL).

A mistura reaccional foi mantida em agitação magnética a 140°C, sob atmosfera de azoto.The reaction mixture was kept under magnetic stirring at 140 ° C under nitrogen atmosphere.

A reacção foi monitorizada por TLC sendo verificado a formação de um produto insolúvel de cor avermelhada. No entanto, passadas 24 horas verificou-se que não ocorria evolução significativa da reacção, ou seja, uma parte considerável da porfirina de partida não havia sido consumida.The reaction was monitored by TLC and the formation of a reddish insoluble product was verified. However, after 24 hours it was found that no significant evolution of the reaction occurred, ie a considerable part of the starting porphyrin had not been consumed.

Filtrou-se a mistura reaccional e lavou-se com volumes de 50mL de clorofórmio até já não se observar a banda Soret, característica das porfirinas no solvente de lavagem.The reaction mixture was filtered and washed with 50mL volumes of chloroform until the Soret band characteristic of porphyrins in the wash solvent was no longer observed.

A determinação, por espectrofotometria de UV-Vis, da quantidade de porfirina 2 existente no solvente de lavagem, permitiu calcular por diferença a quantidade de porfirina imobilizada.The determination by UV-Vis spectrophotometry of the amount of porphyrin 2 in the wash solvent allowed the difference in the amount of immobilized porphyrin to be calculated.

Obteve-se uma suspensão de composto 3 com 13.5 mg (0.036mmol) de porfirina 2 acoplada a 250 mg de material 1.A suspension of compound 3 with 13.5 mg (0.036 mmol) of porphyrin 2 coupled with 250 mg of material 1 was obtained.

Exemplo 5Example 5

Síntese de 5-pentafluorofenil-10,15,20-tri (4piridil)porfirina (4)Synthesis of 5-pentafluorophenyl-10,15,20-tri (4pyridyl) porphyrin (4)

A uma mistura de ácido acético glacial (150mL) nitrobenzeno (70 mL) em refluxo, adicionou-seTo a mixture of refluxing glacial acetic acid (150mL) nitrobenzene (70 mL) was added

4-piridinacarbaldeído (2,5mL; 26,2mmol; 3,6 eq.) pentafluorobenzaldeido (0,9mL, 7,3mmol, 1 eq.4-pyridinacarbaldehyde (2.5mL; 26.2mmol; 3.6 eq.) Pentafluorobenzaldehyde (0.9mL, 7.3mmol, 1 eq.

Após a dissolução dos aldeídos, adicionou-se pirrol '2mL, 28,8 mmol, 4 eq.), gota a gota, com a ajuda de um funil de carga.After dissolution of the aldehydes, 2mL pyrrole (28.8 mmol, 4 eq.) Was added dropwise with the aid of a loading funnel.

A mistura foi refluxada durante 1 hora, ao fim da qual se procedeu à remoção do ácido acético glacial e do nitrobenzeno, até à secura, a pressão reduzida. Retomou-se o resíduo em clorofórmio/metanol 97:3 e cromatografou-se directamente numa coluna de sílica gel usando inicialmente, como eluente clorofórmio/metanol 97:3.The mixture was refluxed for 1 hour at which time glacial acetic acid and nitrobenzene were removed to dryness under reduced pressure. The residue was taken up in 97: 3 chloroform / methanol and chromatographed directly on a silica gel column initially using 97: 3 as chloroform / methanol as eluent.

Obteve-se a fracção que foi identificada como sendo a 5-(pentafluorofenil)-10,15,20-tri(4-piridil)porfirina (4) . Após remoção do solvente a porfirina 4 foi cristalizada em clorofórmio/acetona dando origem a cristais de cor roxa (290,5 mg; 1,4%) .The fraction which was identified as 5- (pentafluorophenyl) -10,15,20-tri (4-pyridyl) porphyrin (4) was obtained. After removal of the solvent, porphyrin 4 was crystallized from chloroform / acetone to give purple crystals (290.5 mg, 1.4%).

RMN XH (CDC13) δ: -2.91 (s, 2H, NH) , 8.15-8.18 (m, 6H, Py-oH), 8.86 (d, 4H, β-Η, J= 5,3 Hz), 8.92 (d, 4H, β -H, J= 4.9 Hz), 9.07 (d, 6H, Py-jn-H, J= 4,7Hz); X H NMR (CDC1 3) δ: -2.91 (s, 2H, NH), 8:15 to 8:18 (m, 6H, Py-OH), 8.86 (d, 4H, β-Η, J = 5.3 Hz) 8.92 (d, 4H, β-H, J = 4.9 Hz); 9.07 (d, 6H, Py-jn-H, J = 4.7 Hz);

RMN 19F (CDCI3) δ: -160.47 a -160.35 (m, 2F, Ar-o-F), -174.35 a -175.20 (t, IF, Ar-p-F), -185.20 a -186.02 (2F, m, Ar-mF) ; 19 F NMR (CDCl 3) δ: -160.47 to -160.35 (m, 2F, Ar-oF), -174.35 to -175.20 (t, IF, Ar-pF), -185.20 to -186.02 (2F, m, Ar- mF);

EM FAB* m/z: 708 (M+H)+.FAB MS m / z: 708 (M + H) + .

Exemplo 6Example 6

Acoplamento de 5-(pentafluorofenil)-10,15,20-tri(4piridil)porfirina ao material 1 (5)Coupling 5- (pentafluorophenyl) -10,15,20-tri (4pyridyl) porphyrin to material 1 (5)

A uma solução de porfirina 4 (25,7 mg, 36,3pmol) em odiclorobenzeno (lmL) foi adicionada uma suspensão de material 1 (500 mg, 0,743mmol de grupos aminopropilo, 20 eq.) em o-diclorobenzeno (9mL).To a solution of porphyrin 4 (25.7 mg, 36.3pmol) in odichlorobenzene (1mL) was added a suspension of material 1 (500 mg, 0.743mmol of aminopropyl groups, 20 eq.) In o-dichlorobenzene (9mL).

A mistura reaccional foi mantida em agitação magnética a 140°C, sob atmosfera de azoto.The reaction mixture was kept under magnetic stirring at 140 ° C under nitrogen atmosphere.

A reacção foi monitorizada por TLC e ao fim de 24 horas verificou-se que quase toda a porfirina de partida tinha sido consumida, com formação de um produto insolúvel de cor avermelhada. Filtrou-se a mistura reaccional e lavou-se com volumes de 50mL de clorofórmio/metanol 97:3 até já não se observar banda Soret da porfirina livre no solvente de lavagem. A determinação, por espectrofotometria de UV-Vis,The reaction was monitored by TLC and after 24 hours it was found that almost all of the starting porphyrin had been consumed with the formation of a reddish insoluble product. The reaction mixture was filtered and washed with 50mL volumes of 97: 3 chloroform / methanol until no free porphyrin Soret band was observed in the wash solvent. The determination, by UV-Vis spectrophotometry,

da quantidade de porfirina the amount of porphyrin 4 4 existente existing no solvente in the solvent de in lavagem, permitiu calcular washing allowed to calculate por per diferença difference a quantidade the amount de in porfirina imobilizada. immobilized porphyrin. 0 produto foi suspenso em DMF (50mL) The product was suspended in DMF (50mL) obtendo-se getting up uma an suspensão de composto 5 compound suspension 5 com with 24,6 mg 24.6 mg (0,034mmol) (0.034mmol) de in porfirina 4 acoplada a 500,0 porphyrin 4 coupled to 500.0 mg mg de material of material 1. 1.

Exemplo 7Example 7

Síntese de tri-iodeto de 5-(pentafluorofenil)-10,15,20tris (N-metilpiridínio-4-il)porfirina (6)Synthesis of 5- (pentafluorophenyl) -10,15,20tris (N-methylpyridinium-4-yl) porphyrin triiodide (6)

A uma solução de porfirina 4 (115,0 mg, 0,163mmol) em DMF seca (lOmL) adicionou-se um largo excesso de iodeto de metilo (lmL).To a solution of porphyrin 4 (115.0 mg, 0.163 mmol) in dry DMF (10 mL) was added a large excess of methyl iodide (1 mL).

A mistura reaccional foi mantida em agitação durante 3h a 40°C num balão de fundo redondo equipado com um condensador. Terminado este período arrefeceu-se a mistura e precipitou-se o produto com éter etílico.The reaction mixture was stirred for 3h at 40 ° C in a round bottom flask equipped with a condenser. After this time the mixture was cooled and the product precipitated with ethyl ether.

Filtrou-se o precipitado por um funil com algodão e lavouse com éter etílico.The precipitate was filtered through a cotton funnel and washed with ethyl ether.

resíduo foi retomado em acetona/H20 1:1 e precipitado em acetona.residue was taken up in acetone / H 2 0 1: 1 and precipitated in acetone.

produto metilado foi filtrado e lavado com acetona e seco sob vazio obtendo-se cristais da porfirina 6 (183,1 mg,The methylated product was filtered off and washed with acetone and dried under vacuum to give porphyrin 6 crystals (183.1 mg,

99%) .99%).

RMN '’Ή (CDC13) δ: -3.03 (s, 2H, NH) , 4.71 (s, 9H, CH3) 8.99 (m, 6H, Py-o-H), 9.19 (m, 6H, fi-H), 9,46-9,48 (m, 8H, 2 β-Η e 6 Py-m-H);1 H NMR (CDCl 3 ) δ: -3.03 (s, 2H, NH), 4.71 (s, 9H, CH 3 ) 8.99 (m, 6H, Py-oH), 9.19 (m, 6H, δ-H) 9.46-9.48 (m, 8H, 2 β-Η and 6 Py-mH);

RMN 19F (CDCI3) δ: -163.2 a -163.1 (m, 2F, Ar-o-F), -177.3 a -177.1 (t, IF, Ar-p-F), -186.20 a -186.02 (m, 2F, Ar-m-F); EM FAB+ m/z: 752 (M+H)+. 19 F NMR (CDCl 3) δ: -163.2 to -163.1 (m, 2F, Ar-oF), -177.3 to -177.1 (t, IF, Ar-pF), -186.20 to -186.02 (m, 2F, Ar- mF); FAB MS + m / z: 752 (M + H) + .

Exemplo 8Example 8

Acoplamento de tri-iodeto de 5-(pentafluorofenil)-10,15,20tris(N-metilpiridínio-4-il)porfirina ao material la (7)Coupling of 5- (pentafluorophenyl) -10,15,20tris (N-methylpyridinium-4-yl) porphyrin triiodide to material la (7)

A uma solução de porfirina 6 (41.2 mg, 36,3pmol) em DMSO (lmL) foi adicionada uma suspensão de material 1 (500,0 mg, 0,743mmol de grupos aminopropilo, 20 eq.) em DMSO (9mL).To a solution of porphyrin 6 (41.2 mg, 36.3pmol) in DMSO (1 ml) was added a suspension of material 1 (500.0 mg, 0.743 mmol of aminopropyl groups, 20 eq.) In DMSO (9 ml).

A mistura reaccional foi mantida em agitação magnética a 140 °C, sob atmosfera de azoto. A reacção foi monitorizada por TLC e ao fim de 24 horas deu-se a reacção por terminada. Filtrou-se o sólido insolúvel avermelhado, o qual foi lavado com água (3x50mL) até já não se observar banda Soret da porfirina na água de lavagem.The reaction mixture was kept under magnetic stirring at 140 ° C under nitrogen atmosphere. The reaction was monitored by TLC and after 24 hours the reaction was terminated. The reddish insoluble solid was filtered off, which was washed with water (3x50mL) until no porphyrin soret band was observed in the wash water.

A determinação, por espectrofotometria de UV-Vis, da quantidade de porfirina 6 existente no solvente de lavagem, permitiu calcular, por diferença, a quantidade de porfirina imobilizada.The determination, by UV-Vis spectrophotometry, of the amount of porphyrin 6 present in the washing solvent, allowed to calculate, by difference, the amount of immobilized porphyrin.

sólido- foi re-suspenso em 50mL de água (para avaliação biológica) ou em 50mL de DMF (para posterior cationização) obtendo-se uma suspensão do composto 7 com 36,6 mg (0,032mmol) de porfirina 6 acoplada a 500,0 mg de materialsolid - was resuspended in 50mL of water (for biological evaluation) or 50mL of DMF (for later cationization) to give a suspension of compound 7 with 36.6 mg (0.032mmol) of porphyrin 6 coupled to 500.0 mg of material

1.1.

Exemplo 9Example 9

Preparação do material catiónico (8)Preparation of cationic material (8)

a) Via cationização do material 5a) Via cationization of material 5

A uma suspensão de 5 (12,3 mg de porfirina 6 acoplada a 250 mg de material 1) em DMF seca (20mL) adicionou-se um largo excesso de iodeto de metilo (4mL). A mistura reaccional foi mantida em agitação durante 16 horas a 40°C num balão equipado com um condensador. Terminado este período arrefeceu-se a mistura reaccional, filtrou-se o produto eTo a suspension of 5 (12.3 mg porphyrin 6 coupled with 250 mg material 1) in dry DMF (20mL) was added a large excess of methyl iodide (4mL). The reaction mixture was stirred for 16 hours at 40 ° C in a flask equipped with a condenser. After this time the reaction mixture was cooled, the product was filtered and

lavou-se washed up com volumes with volumes de in 50mL 50mL de in água. Water. Suspendeu-se Suspended o O produto product resultante 8 resulting 8 em in 25mL 25mL de in água. Water. Obteve-se Obtained uma an suspensão suspension de composto of compound 8 8th com with 14, 14, 9 mg 9 mg (0,013mmol) (0.013mmol) de in porfirina porphyrin 6 acoplada a 250 6 coupled to 250 mg de mg of material 1 material 1 cationizado. cationized.

b) Via cationização do material 7b) Via cationization of material 7

A uma suspensão de 7 (18,3 mg de porfirina 6 acoplada a 500 mg de material 1) em DMF seca (20mL) adicionou-se um largo excesso de iodeto de metilo (2,5mL). A mistura reaccional foi mantida em agitação durante 16 horas a 40°C num balão de fundo redondo equipado com um condensador. Terminado este período arrefeceu-se a mistura reaccional, filtrou-se o produto e lavou-se corri volumes de 50mL de água. No final o produto foi ressuspenso em água (25mL), obtendo-se uma suspensão do material 8 com 18,3 mg (0,016mmol) de porfirina 6 acoplada a 250 mg de material 1 catior.izado.To a suspension of 7 (18.3 mg porphyrin 6 coupled to 500 mg material 1) in dry DMF (20mL) was added a large excess of methyl iodide (2.5mL). The reaction mixture was stirred for 16 hours at 40 ° C in a round bottom flask equipped with a condenser. After this time the reaction mixture was cooled, the product was filtered off and washed with 50mL volumes of water. At the end the product was resuspended in water (25mL), obtaining a suspension of material 8 with 18.3 mg (0.016mmol) of porphyrin 6 coupled with 250 mg of catheterized material 1.

Exemplo 10Example 10

Síntese de 5,10,15-trifenil-20-(pentafluorofenil)porfirina (9)Synthesis of 5,10,15-triphenyl-20- (pentafluorophenyl) porphyrin (9)

A uma mistura de ácido acético glacial (150mL) e nitrobenzeno (70mL) em refluxo, adicionou-se benzaldeído (2,5mL, 24,5mmol, 3,4 eq. ) e pentafluorobenzaldeído (0,9mL, 7,3mmol, 1 eq. ) .To a mixture of refluxing glacial acetic acid (150mL) and nitrobenzene (70mL) was added benzaldehyde (2.5mL, 24.5mmol, 3.4 eq.) And pentafluorobenzaldehyde (0.9mL, 7.3mmol, 1 eq). .).

Após a dissolução dos dois aldeídos, adicionou-se pirrol (2mL, 28,8mmol, 4 eq.), gota a gota, com a ajuda de um funil de carga. A mistura foi refluxada durante 1 hora.After dissolving the two aldehydes, pyrrole (2mL, 28.8mmol, 4 eq.) Was added dropwise with the aid of a loading funnel. The mixture was refluxed for 1 hour.

Findo este tempo iniciou-se a destilação a pressão reduzida do ácido acético glacial e do nitrobenzeno até à secura.After this time, distillation under reduced pressure of glacial acetic acid and nitrobenzene to dryness was initiated.

Retomou-se o resíduo em éter de petróleo/diclorometano (7:3) e cromatografou-se directamente numa coluna de sílica gel usando, como eluente éter de petróleo/diclorometano (7:3).The residue was taken up in petroleum ether / dichloromethane (7: 3) and chromatographed directly on a silica gel column using petroleum ether / dichloromethane (7: 3) as eluent.

Obteve-se a fracção que foi identificada como sendo a 5,10,15-trifenil-20-(pentafluorofenil)porfirina 9.The fraction which was identified as 5,10,15-triphenyl-20- (pentafluorophenyl) porphyrin was obtained.

A porfirina 9 foi cristalizada de uma mistura diclorometano/metanol dando origem a cristais de cor roxa (307,5 mg; 1,5%) .Porphyrin 9 was crystallized from a dichloromethane / methanol mixture to give purple crystals (307.5 mg, 1.5%).

RMN (CDC13) δ: -2.77 (2H, s, NH), 7.73-7.80 (9H, m, 6 mAr-H e 3 p-Ar-H), 8.19-8.23 (6H, m, o-Ar-H), 8.76 (2H, d, βH, <J=4.7 Hz), 8.84-8.89 (4H, m, β-Η) , 8.93 (2H, d, β-Η, J=4.8 Hz).NMR (CDC1 3) δ: -2.77 (2H, s, NH), 7.73-7.80 (9H, m, m Ar-H 6 P-3 and Ar-H), 8:19 to 8:23 (6H, m, o-Ar H), 8.76 (2H, d, βH, J = 4.7 Hz), 8.84-8.89 (4H, m, β-Η), 8.93 (2H, d, β-Η, J = 4.8 Hz).

RMN 1SF (CD013) δ: -160.26 ã -160.37 (m, 2F, Ar-o-F), -176.41 a -176.26 (t, IF, Ar-p-F), -185.81 a -185.65 (m, 2F, Ar-mF) ; 1H NMR F (CD01 3) δ: -160.26 ã -160.37 (m, 2F, Ar-F), -176.41 to -176.26 (t, IF, Ar-pF), -185.81 to -185.65 (m, 2F, Ar -mF);

EM FAB+ m/z: 705 (M+H)+ FAB MS + m / z: 705 (M + H) +

Exemplo 11Example 11

Acoplamento de 5,10,15-trifenil-20(pentafluorofenil)porfirina 9 ao material 1 (10)Coupling of 5,10,15-triphenyl-20 (pentafluorophenyl) porphyrin 9 to material 1 (10)

A uma solução de porfirina 9 (26,0 mg, 36,9pmol) em DMSO (ImL) foi adicionada uma suspensão de material 1 (500 mg, 0,743mmol de grupos aminopropilo, 20 eq.) em DMSO (9mL).To a solution of porphyrin 9 (26.0 mg, 36.9pmol) in DMSO (ImL) was added a suspension of material 1 (500 mg, 0.743 mmol of aminopropyl groups, 20 eq.) In DMSO (9 mL).

A mistura reaccional foi mantida em agitação magnética a 140°C, sob atmosfera de azoto.The reaction mixture was kept under magnetic stirring at 140 ° C under nitrogen atmosphere.

A reacção foi monitorizada por TLC e ao fim de 24 horas verificou-se que quase toda a porfirina de partida tinha sido consumida, com formação de um produto insolúvel de cor avermelhada.The reaction was monitored by TLC and after 24 hours it was found that almost all of the starting porphyrin had been consumed, forming a reddish insoluble product.

Filtrou-se a mistura reaccional e lavou-se com volumes de 50mL de éter de petróleo/diclorometano 7:3 até já não se observar banda Soret no solvente de lavagem.The reaction mixture was filtered and washed with 50mL volumes of 7: 3 petroleum ether / dichloromethane until no Soret band was observed in the wash solvent.

produto foi re-suspenso em água (50mL) e a quantidade de porfirina que não reagiu foi calculada por UV-Vis.The product was resuspended in water (50mL) and the amount of unreacted porphyrin was calculated by UV-Vis.

Obteve-se uma suspensão de composto 10 com 20,0 mg (0,028mmol) de porfirina 9 acoplada a 500,0 mg de materialA suspension of compound 10 with 20.0 mg (0.028 mmol) of porphyrin 9 coupled with 500.0 mg of material was obtained.

1.1.

Exemplo 12Example 12

Cationização do material 10 (11)Cationization of material 10 (11)

A uma suspensão de 10 (10,0 mg (0,014mmol) de porfirina 9 acoplada a 250 mg de material 1) em DMF seca (20mL) adicionou-se um largo excesso de iodeto de metilo (2,5mL).To a suspension of 10 (10.0 mg (0.014 mmol) of porphyrin 9 coupled with 250 mg of material 1) in dry DMF (20 mL) was added a large excess of methyl iodide (2.5 mL).

A mistura reaccional foi mantida em agitação durante 16 horas a 40°C num balão equipado com um condensador.The reaction mixture was stirred for 16 hours at 40 ° C in a flask equipped with a condenser.

Terminado este período arrefeceu-se a mistura reaccional, filtrou-se o produto e lavou-se com volumes de 50mL de água. Suspendeu-se o produto 11 em água (25mL). Obteve-se uma suspensão de composto 11 com 10,0 mg (0,014mmol) de porfirina 9 acoplada a 250,0 mg de material 1 cationizado.After this time the reaction mixture was cooled, the product was filtered and washed with 50mL volumes of water. Product 11 was suspended in water (25mL). A suspension of compound 11 with 10.0 mg (0.014 mmol) of porphyrin 9 coupled with 250.0 mg of cationized material 1 was obtained.

REFERÊNCIAS :REFERENCES :

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[21] S. Santra, R. Tapec, N. Theodoropoulou, J. Dobson, Langmuir, 2001, 17, 2900.[21] S. Santra, R. Tapec, N. Theodoropoulou, J. Dobson, Langmuir, 2001, 17, 2900.

[22] K. Tao, H. Dou, K. Sun, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2006, 290, 70.[22] K. Tao, H. Dou, K. Sun, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2006, 290, 70.

[23] X. Liu, Z. Ma, J. Xing, H. Liu, Journal of Magnetism and Magnetic Materiais, 2004, 270, 1.[23] X. Liu, Z. Ma, J. Xing, H. Liu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2004, 270, 1.

[24] L. Shen, P. E. Laibinis, T. A. Hatton, Langmuir, 1999, 15, 447.[24] L. Shen, P. E. Laibinis, T. A. Hatton, Langmuir, 1999, 15, 447.

[25] P. C. Hiemenz, Principies of Colloid and Surface Chemistry, 1986, 2a edição; Mareei Dekker: New York [26] Y. Zhang, N. Kohler, M. Zhang, Biomaterials, 2002, 23, 1553.[25] PC Hiemenz, Principles of Colloid and Surface Chemistry, 1986, 2nd edition; Mareei Dekker: New York [26] Y. Zhang, N. Kohler, M. Zhang, Biomaterials, 2002, 23, 1553.

[27] Y. Lu, Y. Yin, Β. T. Mayers, Y. Xia, Nano Letters, 2002, 2, 183-186[27] Y. Lu, Y. Yin, Β. T. Mayers, Y. Xia, Nano Letters, 2002, 2, 183-186

Í28j Ξ. Santra, R. Tapec, N. Theodoropoulou, J. Doason, Langnwir, 2001, 27, 2900-2906 [29] J. I. Taylor, C. D. Hurst, M. J. Davies, N.28j. Santra, R. Tapec, N. Theodoropoulou, J. Doason, Langnwir, 2001, 27, 2900-2906 [29] J. I. Taylor, C. D. Hurst, M. J. Davies, N.

Sacnsinger, I. J. Bruce, J. Chromatogr. A, 2000, 890, 159.Sacnsinger, I. J. Bruce, J. Chromatogr. A, 2000, 890, 159.

[30] Z.-Y. Ma, X.-Q. Liu, Y.-P. Guan, H.-Z. Liu, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2006, 275, 87.[30] Z.-Y. Ma, X.-Q. Liu, Y.-P. Guan, H.-Z. Liu, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2006, 275, 87.

[31] N. Kohler, C. Sun, J. Wang, M. Zhang, Langmuir, 2005, 21, 8858.[31] N. Kohler, C. Sun, J. Wang, M. Zhang, Langmuir, 2005, 21, 8858.

[32] K. M. Kadish, K. M. Smith, The Porphyrin Handbook Synthesis and Organic Chemistry, R. Guilard (Ed) , Academic Press, Nova Iorque, 2000, 1.[32] K.M. Kadish, K.M. Smith, The Porphyrin Handbook Synthesis and Organic Chemistry, R. Guilard (Ed), Academic Press, New York, 2000, 1.

Claims (2)

REIVINDICAÇÕES 1. MATRRIAIJ HÍBRIDOS NANOMAGNETE-PORFIRINA caracterizados em que Ar, Sr e Ar'p e fenii.o, halafshilo [onde rr' significa a presença de um a oinco átomos de halcgénio], hidroxifenílo, hidroxicarboniifenllo, pi ridilo a Iqu llcx loa rbon il f en 11 o, alqu 11 ter· i lo, a Iqu 11 oxl f eni l.o, ou alqu.jj.gicsdinso íonde telquil significa. a presença de noa cadela carbonada alifática linear ou ramificada de dimensões variáveis;, FEG-glridinio (onde VPEG,Z significa a presença de una cadeia de polietilenogllcol de dimensões variáveis); Ar1 é halofenileuo ou alquilpiçidinio; X é aminu, oxigénio, carbamato ou metileno; R pode ser cadeia alifatica linear ou ramificada ou. poleei 1 i.en ogl icoi de dimensões variáveis; 2 são nanopartículas magnéticas revestidas com sílica funcionalixada com grupos a m i η o a 1 qu i 1 o, h a 1 o a 1 q u 1.1 o, h i d ro x i a 1 q u 11 o, h idrox 1 oar boa i1 al qu 11 o, pol i e t i lenoq 1 í co 1 e na supor i.et r seneqi r cos *1. NANOMAGNETE-PORPHYRIN HYBRIDS characterized wherein Ar, Sr and Ar'p and fenii.o, halafshilo [where rr 'means the presence of one to five halogen atoms], hydroxyphenyl, hydroxycarbonylphenyl, pyridyl to Iqu llcx loa rbon ilfen 11o, alkyl 11thiyl, alkyl 11thylphenyl, or alkyl.jpg.gicsdinso where telly means. the presence of a linear or branched aliphatic carbon bitch of varying dimensions; FEG-glridinium (where V PEG , Z means the presence of a variable size polyethylene chain); Ar 1 is halophenyl or alkyl pididinium; X is aminu, oxygen, carbamate or methylene; R may be straight or branched aliphatic chain or. polyethylene of varying dimensions; 2 are functional silica coated magnetic nanoparticles bonded with amino groups at 1 qui 1 o, ha 1 o to 1 qu 1.1 o, hydroxyx 1 qu 11 o, good hydroxide 1 al qu 11 o, polyethylene 1 ico 1 and suppose i.et r seneqi r cos * 2. MATERIAIS HÍSRIWn NANOMAGNETE-PORFIRINA, dc namorda com a reivindicação 1, caracterizados por serem materiais const itaí coe pruferencialmente por uanopartóculas magnéticas revestidas de sílice funciouaiinada com grupos aminopropilo, alguns dos quais se encontram ligados cavaientemente os seguintes radicais porfirínicus: 5,10,15,líJ-tetraquis {4~tetrafiuorofeniieuo;pcxf'irinilc (3);2. NANOMAGNETE PORPHYRIN HYDRIES MATERIALS according to claim 1, characterized in that they are materials preferably composed of silicon-coated magnetic particles functionalized with aminopropyl groups, some of which are covalently bonded to the following porphyrinic radicals: 5,10; 15, N-tetrakis (4-tetrafluorophenyl); phexyrinyl (3); 5-(4-tetrafl.uorcfenileuo)-10,15,20-tris (4piridí1)porfiríni1c '5:;5- (4-tetrafluorophenyl) -10,15,20-tris (4pyridyl) porphyrinyl 5 :; 5 H-tetratlucraf enileno) -10,15,20-tris m stiIpirioinío)porfiriηíIo (7) ;5H-tetratlucrafenylene) -10,15,20-trismethylthioyl) porphyrin (7); 5 - (4 -1 e t r a f 1 u o r o f e η 1 1 s η o) ~ 10,15 f 2 0 ~ t r i f e η i 1 p o r f 1 x 1 n i 1 o (10) .5 - (4 -1 etraf 1 uorofe η 1 1 s η o) ~ 10,15 f 2 0 ~ trife η i 1 porf 1 x 1 ni 1 o (10). 3. MATERIAIS HÍBRIDOS ΕΑΜΟΜΑΙΝΕΤΕ-ΗΟΕΕΙΕΙΕΑ, os harmonia com a reivindicação- 1 e 2, e&racterizados por serem materiais constituídos preferencialments por nanopartloulas magnéticas revestidas de sílica furíclorml irada com grupos a1qu i1amο n1o a 1gu11o ou a1qu11ta i a1qu i1amen i o a1qu11o (onde aiquíl e alquilo''' significa a presença de uma cadeia aiifatica linear cu remificada de dimensões variáveis e alquiloxi a presença de uma cadeia de polietilenoglieul de dimensões variáveis).3. HYBRID MATERIALS according to claims 1 and 2 and characterized in that they are preferably constituted by magnetic nanoparticles coated with fumed silica with groups no. 1 to 11 or 11. alkyl '' '' means the presence of a linearly modified aliphatic chain of varying sizes and alkyloxy the presence of a polyethylene glycol chain of varying sizes). 4. MATERIAIS HÍBRIDOS NAKQMAilNETE-BODFIRIHA, de harmonia com a reivíndicaçãc 3, caracterizados por serem, materiais constituídos prefersnoialmente por nanoparti osd.as magnéticas revestidas de sílica faucionalioada ocm grupos trimet.íiamor;i.opropilo alguns dos quais se anocntram ligados eovaientemeuta aos seguintes radicais porfiríniuos:4. NAKQMAILNETE-BODFIRIHA HYBRID MATERIALS, according to claim 3, characterized in that they are preferably nanoparticulated magnetic nanoparticulate materials with trimethylamide groups, i.e. some of which are attached to the following and linked together. porphyrinic radicals: 5,10,15, 2O-tetraqu.ís (í-tetraflucrofsnilano)po.rfírinllc ;3as ;5,10,15,22-tetrakis (t-tetraflucrophenylane) pyrrinyl; 5- f4'tetraf luorcfenllsno) -10,15,20-tris (4-1/metiipiridinio)porfirínílo (8);5- (4'-tetrafluorophenyl) -10,15,20-tris (4-1 / methypyridinium) porphyrinyl (8); 5 - ( '4 -1 e t r a i 1 u o r o f e η 11 s η o ) -10., 15 ,· 2 0 - t r 1 f s n 11 p o r i 1 r i n i .1. o [11] ,5 - ('4 -1 e t r a i 1 u o r o f e η 11 sη) -10., 15, · 2 0 - t r 1 f s n 11 p o r i 1 r i n i .1. o [11], 5. Agestes microbianos caracterizados por serem preparados com os materiais híbridos nanomagnars-porfirina da reivindicação 1 „Microbial agents characterized in that they are prepared with the nanomagnars-porphyrin hybrid materials of claim 1. 6. Agentes microbianos, de acordo com a. reivindicação anterior, ca»a«?t®xi»adds por incluírem piefsrenci.almente osmateriais constituídos pelos compostos das reivindicações 2 e s ·6. Microbial agents according to. The foregoing claim further comprises by including primarily materials consisting of the compounds of claims 2 and 5. 7. PROCESSO DE PREPARAÇÃO doa materiais 3, 5, 7 e 10 descritos na. reivindicação 2, caracterizado por compreender a reacção de nanoparti.cuias magnéticas revestidas de sílica deriratliada com grupos aminopropi lo (míiteria.l 1) com7. PREPARATION PROCESS for materials 3, 5, 7 and 10 described in. claim 2, characterized in that it comprises the reaction of deriratliated silica-coated magnetic nanoparticles with aminopropyl groups (methyll.l1) with 5,10,15, 25-tetraquis (pentaf luo-rofení 1) porfirina (porfirina5,10,15,25-tetrakis (pentafluorophenyl) porphyrin (porphyrin 2), 5-(peniafluorofenil)-10,15,20-t.rlí4-piridil)porfi.cina (porfirina 4), tri-íodeto de 5~ peiitaf luorufenll;-10,15,20tii.s (F-metilp.ii.i.diniu-R-il)porfirina. (porfirina 6) e 5,10,15-'tri.fsril-20~ (penta.fluo.rof.enil)porfirina (porfirina 9}, respectivamente.2), 5- (peniafluorophenyl) -10,15,20-t-1,4-pyridyl) porphycin (porphyrin 4), 5-pitafluorufenyl triiodide (-10,15,20thi.s (F-methylp .ii.i.diniu-R-yl) porphyrin. (porphyrin 6) and 5,10,15 -tri.fsril-20- (pentaflu.rof.enyl) porphyrin (porphyrin 9}, respectively. 8. PROCESSO DE PREPARAÇAO dos materiais 3a, 8 e 11, descritos na reivindicação 4, caracterizado por compreender, respeotivamente, a reacçae dos materiais híbridos nanomaguete-porfirina 3, 5 e 7 (para o material 0) e 10 descritos ns. reivindicação 2, com. um agente metilante.Preparation process of materials 3a, 8 and 11, described in claim 4, characterized in that it respectfully comprises the reaction of the nanomaguete-porphyrin hybrid materials 3, 5 and 7 (for material 0) and 10 described in nos. claim 2, with. a methylating agent. 9. uTILInAÇAO DOS MATERIAIS RÍRR1DOS NANOMAGNETE-.PORFIRINA, descritos nas rsivindics-çdes 1 a 4 earabtarxasada pela aplicação na desinfecção cie aguas.9. USE OF NANOMAGNETE-PORPHYRIN HYDRAULATED MATERIALS, described in Claims 1 to 4, and is blended by application in water disinfection. 10. UTrLIDAÇÃO 000 MATERIAIS RÍRRTDCO NANOMAsNETE10. UTILITY 000 NANOMASNETE RITRICAL MATERIALS PORFIRINA, ···$ caracterizada pela aplicação na inactivação de microrganismos patogédoos, designadasaente células bacterianas (Gram-positivas e Gram-negativas}, endôsporos baorerianos e vírus presentes em águas.PORPHIRIN, ··· $ characterized by its application in inactivation of pathogenic microorganisms, namely bacterial cells (Gram-positive and Gram-negative}, Baorerian endospores and viruses present in water. 11. UTILIZAÇÃO DOS NATERIAIO HÍBRIDOS NãNOMAGNETE-PORFIRINA de fórmula geral I de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pela preparação de agenres antimícrcbianos para tratamento terciário em ETAP/s, águas residuais, piscinas e filtros de água.Use of non-NOMAGNETE-PORPHYRIN HYDROCANE HOLIDAYS of formula I according to claim 1, characterized by the preparation of antimicrobial agents for tertiary treatment in ETAP / s, wastewater, swimming pools and water filters. U. UTILIZAÇÃO DOS MATERIAIS HÍBRIDOS NANOMAGNETEPORFIRINA, de harmonia com. a reivindicação 11, caracterizada por os compostos de formula geral I serem preferenciaimente materiais constituídos pelos compostos das reivindicações 2elU. USE OF NANOMAGNETEPORPHYRIN HYBRID MATERIALS IN ACCORDANCE WITH. Claim 11, characterized in that the compounds of general formula I are preferably materials consisting of the compounds of claims 2el. 13. UTILIZAÇÃO DOS MATERIAIS HÍBRIDOS NANOHiAGNETE-PORFlRINA de harmonia com as reivindicações 11 s 12, caracterizada por serem utilizadas em filtros, colunas, filmes e membranas, preíerencialmente no tratamento terciário em ETARds, águas de consumo, piscinas e filtros de água.Use of the NANOHYAGNETE-PORPHRINE HYBRID MATERIALS according to claims 11 to 12, characterized in that they are used in filters, columns, films and membranes, preferably in the tertiary treatment of wastewater treatment plants, drinking water, swimming pools and water filters.
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