• Non ci sono risultati.

In questo lavoro di tesi sono stati sintetizzati e caratterizzati nuovi cavitandi macrociclici

funzionalizzati sia con una unità salen chirale, sia con una unità fullerenica.

I cavitandi salen 8 e 9 si sono rivelati efficienti recettori molecolari nei confronti di guest

alchil-ammonio, in particolare nei confronti di amminoacidi permetilati all’azoto amminico. La

driving force del meccanismo di riconoscimento è l’inclusione dell’azoto permetilato all’interno

della cavità chinossalinica, con la formazione di interazioni catione-π e CH-π. Questi recettori

hanno anche dimostrato una buona enantioselezione (>10), originata dalla chiralità dell’unità

salen, nei confronti dei guest testati.

I cavitandi salen chirali sono stati utilizzati anche come recettori nei confronti di amminoacidi

salificati al gruppo carbossile con ioni tetrabutilammonio (TBA) e tetrametilammonio (TMA). I

risultati mostrano buone costanti di binding, ma bassi valori di enantioselezione, giustificabili

dall’assenza nel recettore di un sito specifico per l’anione chirale.

L’introduzione del catione uranile (UO

2

) nell’unità salen ha cambiato il processo di

riconoscimento, ottenendo dei recettori eteroditopici 9 e 10. Questi recettori si sono rivelati

efficienti enantiodiscriminatori dei sali degli amminoacidi in quanto in questo caso l’anione

chirale si lega direttamente al recettore.

Questo è il primo esempio in cui viene utilizzato un recettore uranile per il riconoscimento di

anioni carbossilato. Data la complessità degli spettri NMR dei recettori è stato possibile avere

informazioni strutturali sui complessi Host/Guest solo dalle titolaizioni

1

H NMR.

La sintesi del salen-UO

2

-pirene 12 e gli studi di riconoscimento molecolare hanno verificato

le ipotesi fatte con i cavitandi. Gli esperimenti TROESY hanno infatti permesso di determinare

la posizione del guest (anione e catione) nel complesso supramolecolare. Grazie a questo

confronto è stato possibile dimostrare che questi recettori UO

2

riescono a legare efficientemente

anioni carbossilato di amminoacidi, svolgendo al tempo stesso enantiodiscriminazione.

I cristalli ottenuti con i salen-UO

2

semplici 18 e 20, insieme ai dati NMR, suggeriscono che di

fondamentale importanza ai fini del riconoscimento enantioselettivo sembrerebbe essere la

configurazione del ponte chirale, in particolar modo l’orientazione degli anelli fenilici: se questi

sono orientati in posizione assiale, formando fra loro un angolo diedro di 180°,

l’enantioselezione è alta.

La funzionalizzazione di un cavitando chirale con una catena alifatica contenente un doppio

legame terminale permette di ancorare il recettore (21) su superfici di silice (Si-100 e porosa).

L’avvenuta deposizione è stata confermata mediante tecniche XPS e IR. La superficie di silice

Tesi di Dottorato in Scienze Chimiche - Giuseppe Trusso Sfrazzetto

185

porosa, avendo una maggiore area superficiale, si presta infatti a misure spettroscopiche

classiche, quali appunto la spettroscopia infrarossa. Le immagini SEM della superficie porosa

funzionalizzata con in cavitando 21 dimostrano che il processo di grafting non altera le

caratteristiche morfologiche della superficie stessa. Mediante tecnica AFM (litografia a forza

atomica, contact mode) è stato possibile valutare lo spessore del monostrato ancorato su Si100

(~1.1 nm), ipotizzando quindi la probabile orientazione del cavitando 21 sulla superficie. È stata

dimostrata per mezzo di misure XPS la capacità della superficie funzionalizzata di complessare il

catione uranile in fase eterogenea, trattando la superficie con una soluzione di acetato di uranile.

La funzionalizzazione di un cavitando chinossalinico con una unità di fullerene ha permesso

l’ottenimento di un nuovo fotosensibilizzatore 24 per la produzione di ossigeno singoletto

1

O

2

(

1

Δ

g

). Abbiamo dimostrato che l’integrazione di tre anelli chinossalinici nello stesso scaffold

migliora le capacità del fullerene di raccogliere la radiazione luminosa. Le chinossaline infatti

fungono da “antenne” coinvogliando la radiazione sul fullerene attraverso un trasferimento di

energia intramolecolare tra stati di singoletto. Successivamente viene popolato lo stato di

tripletto del fullerene (attraverso intersystem crossing), il quale genera

1

O

2

(

1

Δ

g

) con alte rese.

Studi preliminari in vitro dimostrano la capacità di questo composto di legarsi (non

covalentemente) per mezzo delle chinossaline (le quali fungono da agenti intercalanti) al DNA,

promuovendone la reazione di fotoossidazione. Questo tipo di meccanismo è alla base di varie

terapie fotodinamiche per il trattamento di alcune forme tumorali.

I risultati ottenuto durante il triennio di dottorato suggeriscono che i cavitandi a base

resorcarenica, opportunamente funzionalizzati, possono essere utilizzati sia nell’ambito della

chimica supramolecolare applicata all’enantiodiscriminazione di target chirali, sia nella

produzione di molecole con potenziali applicazioni in ambito farmaceutico.

CURRICULUM VITAE ET STUDIORUM

Il Dott. Giuseppe Trusso Sfrazzetto è nato a Catania il 26/08/1981 e risiede attualmente in via

Marco Polo 17, 95030 Pedara (CT). Ha conseguito la maturità scientifica presso il “Liceo

Scientifico Statale Galileo Galilei” di Catania il 18/07/2000. Successivamente ha frequentato il

corso di Laurea Triennale in Chimica presso l’Università degli Studi di Catania dal 2002 al 2005,

laureandosi il 30/11/2005 con voti 109/110. Presso la stessa Università ha frequentato il corso di

Laurea Specialistica in Chimica Organica e Bioorganica dal 2005 al 2007, laureandosi il

27/07/2007 con 110/110 e lode. Da settembre a novembre dello stesso anno ha lavorato come

contrattista presso i laboratori del Prof. Gaetano Tomaselli sintetizzando alcuni macrocicli per

riconoscimento molecolare. Nel mese di novembre del 2007 ha vinto una borsa di studio per il

Dottorato di Ricerca in Scienze Chimiche presso l’Università di Catania, posizionandosi al primo

posto. Durante il dottorato di ricerca ha collaborato con alcuni professori della stessa Università

svolgendo attività tutoriale nei laboratori didattici. Da novembre 2009 a gennaio 2010 ha

lavorato presso i laboratori del Prof. Paolo Scrimin a Padova, per la realizzazione di

nanoparticelle d’oro per applicazioni biomediche. Nel mese di luglio 2010 ha conseguito

l’abilitazione alla professione di Chimico. È attualmente co-autore di tre articoli scientifici

publicati su riviste internazionali. Durante il dottorato di ricerca ha partecipato a diverse Scuole

di Chimica Organica e numerosi Congressi, sia nazionali che internazionali, presentando sia i

poster che le comunicazioni orali sotto riportate. Durante il Congresso di Chimica Organica

Fisica e Meccanicistica (COFEM) che si è tenuto a Roma, dal 2 al 4 settembre 2010, ha ricevuto

il premio per il miglior contributo scientifico presentato.

Elenco pubblicazioni

• A. Patti, S. Pedotti, F. P. Ballistreri, G. Trusso Sfrazzetto, Synthesis and Characterization

of Some Chiral Metal-Salen Complexes Bearing a Ferrocenophane Substituent.

Molecules, 2009, 14, 4312-4325

• F. P. Ballistreri, A. Pappalardo, R. M. Toscano, G. A. Tomaselli, G. Trusso Sfrazzetto, A

New Heteroditopic Chiral Uranyl–Salen Receptor for Molecular Recognition of Amino

Acid Ammonium Salts Eur. J. Org. Chem. 2010, 20, 3806-3810

• F. P. Ballistreri, A. Pappalardo, G. A. Tomaselli, E. Vittorino, S. Sortino, G. Trusso

Sfrazzetto, Synthesis and photophysics of a fullerene-triquinoxaline ensemble New J.

Partecipazioni a congressi e lavori presentati

• Congresso SCI congiunto Sicilia-Clabria: Progettazione e sintesi di nuove cavità

macrocicliche per riconoscimento molecolare. Messina, 3/12/2007

• Congresso SCI congiunto Sicilia-Clabria: Nuovi recettori ditopici macrociclici contenenti

unità salen UO

2

per il riconoscimento di sali di ammonio chirali Messina, 3/12/2007

• Winter School of Physical Organic Chemistry (WISPOC): Design and synthesis of new

macrocycles cavitands for molecular recognition. Bressanone, 27/01/2008

• Winter School of Physical Organic Chemistry (WISPOC): Novel chiraò Salen-UO

2

macrocycles as ditopic receptors for recognition of chiral ammonium salts. Bressanone,

27/01/2008

• Sigma Aldrich Young Chemists Symposium (SAYSC): Progettazione e sintesi di un

nuovo cavitando chirale per riconoscimento molecolare enantioselettivo. Pesaro,

20/10/2008

• Forum INSTM: Design and synthesis of new chiral Cavitand Salen for enantioselective

molecular recognition. Bressanone, 28/11/2008

• Winter School of Physical Organic Chemistry (WISPOC): Design and synthesis of new

chiral Cavitand Salen for enantioselective molecular recognition. Bressanone,

01/02/2009

• Consorzio Interuniversitario Reattività Chimica e Catalisi (CIRCC): Design and synthesis

of new chiral cavitands-salen for enantioselective molecular recognition. Rimini,

20/02/2009

• First International Meeting of Organic Materials for a Better Future (FUTURMAT):

Synthesis of a new photosensitizer cavitand-C60 for singlet oxygen generation. Ostuni,

12/09/2009

• Convegno Congiunto delle Sezioni Calabria e Sicilia 2009: Riconoscimento molecolare

enantioselttivo di derivati aminoacidici di un nuovo complesso salen-uranilico.

Catania, 02/12/2009

• Winter School of Physical Organic Chemistry (WISPOC): Synthesis of New Chiral

Cavitands-Salen and their Uranyl complexes for enantioselctive molecular recognition.

Bressanone, 31/01/2010

• Consorzio Interuniversitario Reattività Chimica e Catalisi (CIRCC): Sintesi e

caratterizzazione di un nuovo “photosensitizer” cavitand-C60 per la produzione di

ossigeno singoletto. Napoli, 19/02/2010

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• 3° Forum Nazionale dei Giovani Ricercatori di Scienza e Tecnologia dei Materiali:

Covalent functionalization of Si(100) with a salen modified quinoxaline cavitand for

sensing application. Padova, 22/03/2010

• E-MRS 2010 Spring Meeting: Covalent functionalization of Si(100) with a salen modified

quinoxaline cavitand for sensing application. Strasbourg–France, 06/06/2010

• COFEM 2010 (Congresso Chimica Organica Fisica e Meccanicistica): Synthesis and

photophysics of a fullerene-triquinoxaline ensemble. Roma, 02/09/2010

• COFEM 2010 (Congresso Chimica Organica Fisica e Meccanicistica): Chiral Uranyl-

Salen receptor for enantiomeric molecular recognition of aminoacid ammonium salts.

Roma, 02/09/2010

• Sigma Aldrich Young Chemists Symposium (SAYSC): Sintesi di un nuovo complesso di

Salen-Mn(III) chirale come catalizzatore per reazioni di epossidazione enantioselettiva

di (Z)-alcheni. Pesaro, 18/10/2010

PUBBLICAZIONI

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF SOME CHIRAL

METAL-SALEN COMPLEXES BEARING A FERROCENOPHANE

SUBSTITUENT

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