UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS TESIS DOCTORAL Nuevos complejos dipirrometénicos como plataformas versátiles para aplicaciones ópticas y/o biomédicas MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR PRESENTADA POR   Alejandro Prieto Castañeda Directoras María Josefa Ortiz García Antonia Rodríguez Agarrabeitia Madrid © Alejandro Prieto Castañeda, 2020 UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Departamento de Química Orgánica TESIS DOCTORAL NUEVOS COMPLEJOS DIPIRROMETÉNICOS COMO PLATAFORMAS VERSÁTILES PARA APLICACIONES ÓPTICAS Y/O BIOMÉDICAS MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR PRESENTADA POR ALEJANDRO PRIETO CASTAÑEDA DIRECTORES MARÍA JOSEFA ORTIZ GARCÍA ANTONIA RODRÍGUEZ AGARRABEITIA MADRID, 2020 UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Departamento de Química Orgánica NUEVOS COMPLEJOS DIPIRROMETÉNICOS COMO PLATAFORMAS VERSÁTILES PARA APLICACIONES ÓPTICAS Y/O BIOMÉDICAS TESIS DOCTORAL ALEJANDRO PRIETO CASTAÑEDA MADRID, 2020 A mis padres, por ser un ejemplo de dedicación y esfuerzo. A mi abuela, por la ilusión de ver los logros de su nieto. A Cristina, por ser un apoyo más, hoy y en el futuro. “La mayoría de la gente dice que es el intelecto lo que hace a un gran científico. Están equivocados: es el carácter.”  Albert Einstein  La realización de la presente Tesis Doctoral ha sido posible gracias a la financiación de los siguientes organismos: MINECO (MAT2014-51937-C3-2-P) Desarrollo Sintético de Colorantes Avanzados para Materiales Optoelectrónicos y Biofotónicos MINECO (MAT2015-68837-REDT) Materiales Fotónicos como Marcadores en Bioimagen MINECO (MAT2017-83856-C3-2-P) Desarrollo Sintético ‘A Medida’ de Colorantes BODIPY para Aplicaciones Biofotónicas Contrato de Ayudante de Investigación (CT2/17/CT3/17/PEJ16/MED/AI-1598) Consejería de Educación, Juventud y Deporte de la Comunidad de Madrid / Fondo Social Europeo / Programa Operativo de Empleo Juvenil Contrato de Personal de Apoyo a la Investigación (PAII22/20-04/2020-06) Universidad Complutense de Madrid Agradecimientos AGRADECIMIENTOS Hace ya unos ocho años y poco, yo no era más que un alumno de segundo de químicas para el cual la química orgánica se extendía por primera vez más allá de cuatro reacciones básicas y algo de nomenclatura, un mundo totalmente nuevo y que, en un futuro, sería algo más que teoría y práctica. Y quién mejor que la Prof. Mª José Ortiz García para despertar aún más la curiosidad científica de alguien como yo, en unas clases en las que reacciones y grupos funcionales eran explicados de tal forma que a cualquiera le habría interesado conocer este fascinante y maravilloso mundo. Sí, es al final de ese mismo curso cuando la curiosidad me superó y pregunté si era posible pasar unos días en su laboratorio de investigación. Me acogieron para, lo que yo creía, sería una semana en la que vería como se trabajaba en el día a día de lo que en un futuro pensaba que sería mi profesión. Una semana, un mes, un año… como decía, hace ya unos ocho años y poco que comencé a trabajar en eso que llaman los BODIPYs, al principio con ilusión y ahora con fascinación. Allí, conocí más en profundidad a Mª José y a la Prof. Antonia Rodríguez Agarrabeitia, las ‘jefas’, que me han acompañado desde entonces en toda mi formación: desde segundo, pasando por tercero y cuarto, el TFG y el TFM, y ahora en la etapa final del mundo académico, el doctorado. Es a ellas a quién estoy inmensamente agradecido por brindarme la oportunidad de introducirme en la investigación, así como por toda su paciencia y dedicación, los conocimientos transmitidos y los buenos momentos pasados. Sin embargo, no es sólo mérito de ellas, Gonzalo y Eduardo, bueno…, ahora los Dres. Durán y Palao, me enseñaron todo lo que sé sobre la síntesis de estos coloridos compuestos, si bien es cierto que, en ocasiones, de un modo un tanto curioso: imagina a dos chavales de rugby ‘perreandote’ mientras intentas mantener la concentración para añadir el eluyente a una columna de cromatografía o ‘boxeando’ entre ellos a la par que terminas de poner una reacción… La verdad es que guardo un especial recuerdo de ellos. También quiero agradecer al Prof. Santiago de la Moya Cerero de la Universidad Complutense de Madrid y co-director de nuestro grupo, por las enseñanzas recibidas y los valiosos consejos que me ha dado durante estos años. Resulta evidente que este trabajo no es el resultado de una sola persona o un solo grupo, sino que es el resultado de un gran esfuerzo multidisciplinar. Destacar la participación de los Profs. Jorge Bañuelos Prieto y Virginia Martínez Martínez de la Universidad del País Vasco, junto con las Dras. Leire, Rebeca, Nerea y Ruth, además Agradecimientos de Edurne y Ainhoa, por los estudios fotofísicos de los compuestos y también por hacer de la semana que anduve por allí una de las mejores experiencias. La Prof. Inmaculada García-Moreno y el Dr. Luis Cerdán del Instituto de Química-Física ‘Rocasolano’ del CSIC, por las medidas láser y fotoestabilidad de algunos compuestos. También la Prof. Ángeles Villanueva y la Dra. Andrea Tabero de la Universidad Autónoma de Madrid por el arduo trabajo realizado en los aspectos biológicos, y en el que agradezco que me hayan permitido participar puntualmente, junto con las nuevas colaboraciones que, aunque son muy recientes y los estudios siguen en marcha, han aportado resultados a este trabajo: el Prof. Ramón Martínez Máñez y la Dra. Araceli Lérida Viso de la Universidad Politécnica de Valencia y la Dra. Pilar Acedo de la University College of London. Tampoco puedo olvidarme de todos los compañeros que han pasado por el laboratorio durante estos años y con los que he compartido también buenos momentos Fernando, Tania, Fátima, Marta, Natalia, Miriam y las visitas desde tierras extranjeras Alger y Tomas. A todos ellos he procurado transmitirles los conocimientos adquiridos en años previos, quizás siendo algo más duro de lo necesario al principio, pero de forma más distendida a lo largo del tiempo (sin llegar a los bailes exóticos). También a Josué, Juan y Sergio, que han estado ahí para el intercambio de reactivos o en los desayunos y las comidas en los que se entablaban interesantes debates sobre cómo sintetizar esto o cómo purificar aquello, junto con Pablo y sus ‘movidas’ computacionales. Y por supuesto a Josema, Rohner y Fidel que, aunque decían que estaba loco por meterme en estos berenjenales, siempre han estado ahí. No menos importantes son Lola, Ángel y Elena del Servicio de Resonancia Magnética Nuclear de la Facultad de Ciencias Químicas, Lina y Olga del Servicio de Espectrometría de Masas de la Facultad de Geológicas junto con Cristina y Estefanía de su homólogo en Químicas, Jesús del Centro de Láseres Ultrarrápidos, Emilio del Taller de Vidrio, además de los técnicos de nuestro departamento: Javi de mañana, Javi de tarde y Laura. A todos ellos, muchas gracias por los servicios prestados, su ayuda y las conversaciones. Finalmente, agradecer a todos aquellos fuera del ámbito químico el apoyo y ánimo durante toda esta trayectoria, en especial a mis padres, por todo lo que han insistido en que estudiara y transmitirme los valores de trabajo, dedicación y esfuerzo. A mi abuela, que con ilusión presume de nieto en el pueblo y entre el resto de la familia. Y a Cristina, por ser el apoyo fundamental para esta mente atormentada y estar siempre a mi lado tanto en el pasado, como en el presente y, espero, en el futuro. A todos los que habéis contribuído en mayor o menor medida, muchísimas gracias. Índice de contenidos XVII ÍNDICE DE CONTENIDOS Págs. ABREVIATURAS, ACRÓNIMOS Y SÍMBOLOS .................................................... XXXI RESUMEN ..................................................................................................................... XXXVII SUMMARY .................................................................................................................... XLIII 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ............................................................ 1 1.1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 3 1.1.1. Dipirrometenos ........................................................................................ 3 1.1.1.a. Estructura....................................................................................... 3 1.1.1.b. Síntesis ........................................................................................... 4 1.1.1.c. Funcionalización ............................................................................ 7 1.1.1.d. Derivados de dipirrometenos ......................................................... 9 1.1.2. Complejos BF2-dipirrometeno ................................................................ 11 1.1.2.a. Síntesis ........................................................................................... 13 1.1.2.b. Funcionalización ............................................................................ 14 1.1.2.c. Propiedades fotofísicas .................................................................. 16 1.1.2.d. Aplicaciones ................................................................................... 18 1.1.3. Complejos metal-dipirrometeno ............................................................ 26 1.1.3.a. Síntesis ........................................................................................... 27 1.1.3.b. Propiedades fotofísicas .................................................................. 27 1.1.3.c. Aplicaciones ................................................................................... 29 1.2. OBJETIVOS..................................................................................................... 30 2. COMPLEJOS BF2-AZA-DIPIRROMETÉNICOS COMO LÁSERES DE COLORANTE Y CASSETTES DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA ..................................................................................................... 35 2.1. LÁSERES DE COLORANTE BASADOS EN AZA-BODIPYs ................... 37 XVIII Índice de contenidos Págs. 2.1.1. Introducción ............................................................................................ 37 2.1.2. Objetivos .................................................................................................. 40 2.1.3. Discusión de resultados .......................................................................... 40 2.1.3.a. Síntesis .......................................................................................... 40 2.1.3.b. Propiedades fotofísicas ................................................................. 42 2.1.3.c. Propiedades láser .......................................................................... 46 2.1.4. Conclusiones ............................................................................................ 49 2.2. CASSETTES DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA ................................ 50 2.2.1. Introducción ............................................................................................ 50 2.2.2. Objetivos .................................................................................................. 53 2.2.3. Discusión de resultados .......................................................................... 54 2.2.3.a. Síntesis .......................................................................................... 54 2.2.3.b. Propiedades fotofísicas ................................................................. 58 2.2.3.c. Propiedades láser .......................................................................... 61 2.2.3.d. Evaluación de la fluorescencia retardada .................................... 63 2.2.4. Conclusiones ............................................................................................ 64 3. COMPLEJOS BF2-DIPIRROMETENO COMO FOTOSENSIBILI- ZADORES PARA TERAPIA FOTODINÁMICA .................................... 67 3.1. DERIVADOS YODADOS DE BODIPYs ..................................................... 69 3.1.1. Introducción ............................................................................................ 69 3.1.2. Objetivos .................................................................................................. 73 3.1.3. Discusión de resultados .......................................................................... 74 3.1.3.a. Síntesis de BODIPYs ..................................................................... 74 3.1.3.b. Síntesis de nanopartículas de sílice ............................................... 77 3.1.3.c. Propiedades fotofísicas ................................................................. 79 3.1.4. BODIPYs yodados como posibles agentes teragnósticos ..................... 81 3.1.4.a. Síntesis .......................................................................................... 83 3.1.4.b. Propiedades fotofísicas ................................................................. 84 Índice de contenidos XIX Págs. 3.1.5. Estudios biológicos................................................................................... 87 3.1.6. Conclusiones............................................................................................. 92 3.2. DÍMEROS Y TRÍMEROS ORTOGONALES DE BODIPYs ..................... 93 3.2.1. Introducción ............................................................................................. 93 3.2.2. Objetivos .................................................................................................. 98 3.2.3. Nueva estrategia sintética para la síntesis de 3-formil y 3,5- diformilBODIPYs .................................................................................... 99 3.2.3.a. Estudio sintético ............................................................................. 100 3.2.3.b. Propiedades fotofísicas .................................................................. 106 3.2.4. Dímeros ortogonales de BODIPYs: formilación vs. oxidación ............ 108 3.2.4.a. Síntesis ........................................................................................... 109 3.2.4.b. Propiedades fotofísicas .................................................................. 116 3.2.5. Trímeros ortogonales de BODIPYs ....................................................... 117 3.2.5.a. Síntesis ........................................................................................... 118 3.2.5.b. Propiedades fotofísicas .................................................................. 120 3.2.6. Conclusiones............................................................................................. 124 4. COMPLEJOS DIPIRROMETÉNICOS COMO MARCADORES PARA BIOIMAGEN Y TERAGNOSIS FOTODINÁMICA ................... 127 4.1. MARCAJE DE MITOCONDRIAS BASADO EN COMPLEJOS DIPI- RROMETÉNICOS .......................................................................................... 129 4.1.1. Introducción ............................................................................................. 129 4.1.2. Objetivos .................................................................................................. 134 4.1.3. Discusión de resultados ........................................................................... 136 4.1.3.a. Síntesis de BODIPYs ...................................................................... 136 4.1.3.b. Síntesis de complejos dipirrometénicos de iridio (III) ................... 138 4.1.3.c. Propiedades fotofísicas .................................................................. 142 4.1.4. Estudios biológicos................................................................................... 143 4.1.4.a. BODIPYs con acumulación en mitocondrias ................................. 144 4.1.4.b. Complejos dipirrometénicos de iridio (III) .................................... 147 XX Índice de contenidos Págs. 4.1.5. Conclusiones ............................................................................................ 148 4.2. MARCADORES DE GOTAS LIPÍDICAS BASADAS EN COMPLEJOS BF2-DIPIRROMETENO ................................................................................ 149 4.2.1. Introducción ............................................................................................ 149 4.2.2. Objetivos .................................................................................................. 151 4.2.3. Discusión de resultados .......................................................................... 152 4.2.3.a. Síntesis .......................................................................................... 152 4.2.3.b. Propiedades fotofísicas ................................................................. 155 4.2.4. Estudios biológicos .................................................................................. 158 4.2.5. Conclusiones ............................................................................................ 164 5. CONCLUSIONES ........................................................................................ 167 6. PARTE EXPERIMENTAL ......................................................................... 173 6.1. ASPECTOS GENERALES ............................................................................ 175 6.1.1. Síntesis ..................................................................................................... 175 6.1.2. Propiedades fotofísicas ........................................................................... 176 6.1.3. Generación de oxígeno singlete.............................................................. 177 6.1.4. Propiedades láser, fotoestabilidad y fluorescencia retardada ............ 178 6.1.5. Medidas de absorción/emisión a dos fotones ........................................ 179 6.1.6. Ensayos biológicos .................................................................................. 179 6.2. MÉTODOS GENERALES DE SÍNTESIS ................................................... 183 6.2.1. Síntesis de BODIPYs simétricos a partir de aldehídos y pirroles ....... 183 6.2.1.a. Síntesis de dipirrometanos ............................................................ 183 6.2.1.b. Síntesis de dipirrometenos............................................................. 184 6.2.1.c. Síntesis de BODIPYs a partir de dipirrometenos .......................... 184 6.2.2. Síntesis de BODIPYs simétricos a partir de cloruros de ácido y pirroles ..................................................................................................... 184 6.2.3. Síntesis de BODIPYs asimétricos a partir de 2-acilpirroles................ 184 Índice de contenidos XXI Págs. 6.2.4. Síntesis de aza-BODIPYs ........................................................................ 185 6.2.4.a. Síntesis de 4-nitrobutanonas .......................................................... 185 6.2.4.b. Síntesis de aza-dipirrometenos ....................................................... 185 6.2.4.c. Síntesis de aza-BODIPYs ............................................................... 185 6.2.5. Síntesis de dipirrinatos de iridio (III) .................................................... 186 6.2.6. Reacciones de cloración .......................................................................... 186 6.2.7. Reacciones de yodación ........................................................................... 187 6.2.8. Reacciones de Vilsmeier-Haack ............................................................. 187 6.2.9. Reacciones de acoplamiento C-C catalizadas por paladio ................... 188 6.2.9.a. Reacción de Suzuki ......................................................................... 188 6.2.9.b. Reacción de Suzuki-Miyaura .......................................................... 188 6.2.9.c. Reacción de Negishi ....................................................................... 189 6.2.10. Reacciones de condensación de Knoevenagel ..................................... 189 6.2.11. Reacciones de oxidación de metilBODIPYs con PCC ........................ 189 6.2.12. Reacciones de sustitución nucleófila en el átomo de boro .................. 190 6.2.13. Síntesis de amidas utilizando agentes de acoplamiento ..................... 190 6.2.14. Síntesis de Williamson .......................................................................... 190 6.2.15. Reacción de metilación de aminas terciarias ...................................... 191 6.3. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLI- CADOS EN EL CAPÍTULO 2 ........................................................................ 192 6.3.1. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-difluoro-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a,8-triaza- s-indaceno (1) ........................................................................................... 192 6.3.1.a. Síntesis de 1-fenil-3-metil-4-nitrobutanona (9) .............................. 192 6.3.1.b. Síntesis de 1,9-difenil-3,7-dimetil-5-azadipirrometeno (13) .......... 192 6.3.1.c. Síntesis del aza-BODIPY 1 ............................................................. 193 6.3.2. Síntesis de 1,3,5,7-tetrafenil-4,4-difluoro-4-bora-3a,4a,8-triaza-s- indaceno (2) .............................................................................................. 193 6.3.2.a. Síntesis de 1,3-difenil-4-nitrobutanona (10) .................................. 193 6.3.2.b. Síntesis de 1,3,7,9-tetrafenil-5-azadipirrometeno (14) .................. 193 6.3.2.c. Síntesis del aza-BODIPY 2 ............................................................. 194 XXII Índice de contenidos Págs. 6.3.3. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-difluoro-1,7-bis(4-trifluorometilfenil)-4- bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (3) ........................................................ 194 6.3.3.a. Síntesis de 1-fenil-3-(4-trifluorometilfenil)-2-propenona (7) ........ 194 6.3.3.b. Síntesis de 1-fenil-3-(4-trifluorometilfenil)-4-nitrobutanona (11) 195 6.3.3.c. Síntesis de 1,9-difenil-3,7-bis(4-trifluorometilfenil)-5-azadipirro meteno (15) .................................................................................... 195 6.3.3.d. Síntesis del aza-BODIPY 3 ............................................................ 195 6.3.4. Síntesis de 4,4-difluoro-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifenil)-4-bora- 3a,4a,8-triaza-s-indaceno (4) .................................................................. 196 6.3.4.a. Síntesis de 3-mesitil-1-(4-metoxifenil)-2-propenona (8) ............... 196 6.3.4.b. Síntesis de 3-mesitil-1-(4-metoxifenil)-4-nitrobutanona (12) ........ 196 6.3.4.c. Síntesis de 3,7-dimesitil-1,9-bis(4-metoxifenil)-5-azadipirrome teno (16) ........................................................................................ 197 6.3.4.d. Síntesis del aza-BODIPY 4 ............................................................ 197 6.3.5. Intento de síntesis de 3,5-difenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-dimet il-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (1O) ............................................... 198 6.3.6. Síntesis de 1,3,5,7-tetrafenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-4-bora-3a,4a,8- triaza-s-indaceno (2O) ............................................................................ 198 6.3.7. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-bis(4-trifluorome tilfenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (3O) .................................... 198 6.3.8. Síntesis de 4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifen il)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (4O) ............................................. 199 6.3.9. Síntesis de 4,4-diciano-3,5-difenil-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a,8-triaza- s-indaceno (1C) ....................................................................................... 200 6.3.10. Síntesis de 4,4-diciano-1,3,5,7-tetrafenil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s- indaceno (2C) ........................................................................................ 200 6.3.11. Síntesis de 4,4-diciano-3,5-difenil-1,7-bis(4-trifluorometilfenil)-4- bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (3C) ................................................... 200 6.3.12. Síntesis de 4,4-diciano-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifenil)-4-bora- 3a,4a,8-triaza-s-indaceno (4C) ............................................................. 201 6.3.13. Síntesis del cassette 17a ........................................................................ 201 6.3.13.a. Síntesis de 1-(4-bromofenil)-3-fenil-2-propenona (20) ............... 202 6.3.13.b. Síntesis de 1-(4-bromofenil)-3-fenil-4-nitrobutanona (21) ......... 202 6.3.13.c. Síntesis de 1,9-bis(4-bromofenil)-3,7-difenil-5-azadipirrome teno (22) ...................................................................................... 202 Índice de contenidos XXIII Págs. 6.3.13.d. Síntesis de 3,5-bis(4-bromofenil)-4,4-difluoro-1,7-difenil-4- bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (19) ............................................ 203 6.3.13.e. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-(4,4, 5,5-tetrametil-[1,3,2]-dioxaborolan-2-il)fenil)-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (23) .................................................................. 203 6.3.13.f. Síntesis del cassette 17a ............................................................... 204 6.3.14. Síntesis del cassette 17b......................................................................... 204 6.3.14.a. Síntesis de 5-(4-bromofenil)dipirrometano (25) .......................... 205 6.3.14.b. Síntesis de 8-(4-bromofenil)-4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (26) ............................................................................... 205 6.3.14.c. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-(4,4,5,5-tetrametil-[1,3,2]-dioxa borolan-2-il)fenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (24).............. 205 6.3.14.d. Síntesis del cassette 17b ............................................................... 206 6.3.15. Síntesis del cassette 17c ......................................................................... 206 6.3.16. Síntesis del cassette 18c ......................................................................... 207 6.3.16.a. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-hidroxifenil)-1,3,5,7-tetrametil-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (27) ............................................... 207 6.3.16.b. Síntesis del cassette 18c ............................................................... 208 6.3.17. Síntesis del cassette 18b y 18d .............................................................. 208 6.3.17.a. Síntesis de 5-(4-hidroxifenil)dipirrometano (29) ......................... 209 6.3.17.b. Síntesis de 5-(4-hidroxifenil)dipirrometeno (30) ......................... 209 6.3.17.c. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-hidroxifenil)-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (28) ............................................................................ 209 6.3.17.d. Síntesis de los cassettes 18b y 18d ............................................... 210 6.4. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLI- CADOS EN EL CAPÍTULO 3 ........................................................................ 211 6.4.1. Síntesis de 8-(N-(3-(trietoxisilil)propil)amino)-4,4-difluoro-3,5-di metil-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (31) ........................... 211 6.4.1.a. Síntesis de 2-metilpirrol (37) .......................................................... 211 6.4.1.b. Síntesis de 1,9-dimetildipirrometanotiona (38) .............................. 211 6.4.1.c. Síntesis del yoduro de 1,9-dimetil-5-metiltiodipirrinio (39) .......... 212 6.4.1.d. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-metiltio-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (36) ..................................................................... 212 XXIV Índice de contenidos Págs. 6.4.1.e. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-metiltio-2,6-diyodo-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (40) ................................................. 212 6.4.1.f. Síntesis del BODIPY 31 ................................................................. 213 6.4.2. Síntesis de 8-(3-carboxipropil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6- diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (32) .......................................... 213 6.4.2.a. Síntesis de 8-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil- 4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (41) ............................................. 213 6.4.2.b. Síntesis de 8-(3-carboxipropil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (42) ................................................. 214 6.4.2.c. Síntesis del BODIPY 32 ................................................................. 214 6.4.3. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-oxo-4-((3-(trietoxi silil)propil)amino)butil)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (33) ........................................................................................................... 215 6.4.4. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,7-dimetil-3,5-bis(3,4- dimetoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (34) ......... 215 6.4.4.a. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (43) ................................................. 215 6.4.4.b. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6- diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (44) ................................. 216 6.4.4.c. Síntesis del BODIPY 34 ................................................................. 216 6.4.5. Síntesis de 8-(4-(N-(3-(trietoxisilil)propil)acetamido)fenil)-4,4-di fluoro-1,7-dimetil-3,5-bis(3,4-dimetoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (35) .................................................................... 217 6.4.6. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-bis(4-metoxiestiril)-8-(4-nitrofenil)-2,6- diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (45) .......................................... 218 6.4.6.a. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-(4-nitrofenil)-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (48) ......................................................... 218 6.4.6.b. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-(4-nitrofenil)-2,6-diyodo-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (49) ................................................. 218 6.4.6.c. Síntesis del BODIPY 45 ................................................................. 219 6.4.7. Síntesis de 8-(4-aminofenil)-4,4-difluoro-3,5-bis(4-metoxiestiril)-2,6- diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (46) .......................................... 219 6.4.8. Síntesis de 4,4-difluoro-1,7-dimetil-3,5-bis(4-metoxiestiril)-2,6-di yodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (47) .............................................. 220 6.4.8.a. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6-diyodo-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (50) ......................................................... 220 Índice de contenidos XXV Págs. 6.4.8.b. Síntesis del BODIPY 47 ................................................................. 220 6.4.9. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (51a) ............................................................................. 221 6.4.9.a. Síntesis de 5-mesitil-1,3,7,9-tetrametildipirrometano (52) ............ 221 6.4.9.b. Síntesis de 5-mesitil-1,3,7,9-tetrametildipirrometeno (53)............. 222 6.4.9.c. Síntesis del BODIPY 51a................................................................ 222 6.4.10. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-metoxifenil)-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (51b) ................................................................ 222 6.4.11. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51c) ....................................................... 223 6.4.12. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-nitrofenil)-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (51d) ................................................................ 223 6.4.13. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-1,3,5,7-tetrametil- 4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51e) .................................................... 224 6.4.14. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-3,5-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (51f) ........................................................................................ 224 6.4.15. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-8-mesitil-1,5,7-trimetil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (54a) ................................................................ 225 6.4.16. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-8-(4-metoxifenil)-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54b) ....................................................... 225 6.4.17. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimet il-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54c) ................................................ 226 6.4.18. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-8-(4-nitrofenil)-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54d) ....................................................... 226 6.4.19. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-3-formil-1,5,7-tri metil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54e) .......................................... 227 6.4.20. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-8-mesitil-5-metil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (54f) ........................................................................... 227 6.4.21. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5,8-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-inda ceno (55) ................................................................................................. 228 6.4.22. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7,8-tetrametil-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56a) ....................................................... 228 6.4.23. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7,8-tetrametil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (56b) .......................................................................... 229 6.4.24. Síntesis de 8-acetoximetil-2,6-dietil-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-tri metil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56c) .......................................... 229 XXVI Índice de contenidos Págs. 6.4.25. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (56d) .................................................................................... 230 6.4.26. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-5,8-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (56e) ....................................................................................... 230 6.4.27. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-8-mesitil-1,7-dimetil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (57a) ............................................................... 231 6.4.28. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-dimetil-8-(4-metoxifenil)- 4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57b) ................................................... 231 6.4.29. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-di metil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57c) ......................................... 232 6.4.30. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-dimetil-8-(4-nitrofenil)-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57d) ...................................................... 232 6.4.31. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-3,5-diformil-1,7- dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57e) ...................................... 233 6.4.32. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-8-mesitil-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (57f) ..................................................................................... 233 6.4.33. Síntesis del dímero 58a ......................................................................... 234 6.4.34. Síntesis del dímero 58b ........................................................................ 235 6.4.35. Síntesis del dímero 59a ......................................................................... 235 6.4.35.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (60a) ............................................ 235 6.4.35.b. Síntesis del dímero 59a ............................................................... 236 6.4.36. Síntesis del dímero 59b ........................................................................ 236 6.4.36.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-metoxi fenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (60b) ............................... 237 6.4.36.b. Síntesis del dímero 59b ............................................................... 237 6.4.37. Síntesis del dímero 59c ......................................................................... 238 6.4.37.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-nitro fenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (60c) ................................ 238 6.4.37.b. Síntesis del dímero 59c ............................................................... 238 6.4.38. Síntesis del dímero 59d ........................................................................ 239 6.4.38.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7,8-pentametil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (60d) ..................................................... 239 6.4.38.b. Síntesis del dímero 59d ............................................................... 239 Índice de contenidos XXVII Págs. 6.4.39. Síntesis del 3’-formilderivado 61a........................................................ 240 6.4.40. Síntesis del 3’-formilderivado 61b ....................................................... 240 6.4.41. Síntesis del 3’-formilderivado 61c ........................................................ 241 6.4.42. Síntesis del 3’-formilderivado 61d ....................................................... 242 6.4.43. Síntesis del dímero 62 ............................................................................ 242 6.4.44. Síntesis del 5-formilderivado 63 ........................................................... 243 6.4.45. Síntesis del 2’-formilderivado 64.......................................................... 243 6.4.46. Síntesis del 3’-formilderivado 65.......................................................... 244 6.4.47. Síntesis del 2’-formilderivado 66.......................................................... 245 6.4.48. Síntesis del trímero 68 ........................................................................... 245 6.4.48.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2,6-diformil-8-mesitil-1,3,5,7-tetramet il-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (67) ........................................ 245 6.4.48.b. Síntesis del trímero 68 ................................................................. 246 6.4.49. Síntesis del trímero 69 ........................................................................... 247 6.4.50. Síntesis del trímero 70 ........................................................................... 247 6.4.51. Síntesis del trímero 71 ........................................................................... 248 6.4.52. Síntesis del trímero 72 ........................................................................... 249 6.5. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLI- CADOS EN EL CAPÍTULO 4 ........................................................................ 251 6.5.1. Síntesis del yoduro de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis(4-(2- (N,N,N-trimetilamonio)etoxi)estiril)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (73) ............................................................................................................ 251 6.5.1.a. Síntesis de 4-(2-(N,N-dimetilamino)etoxi)benzaldehído (79) ......... 251 6.5.1.b. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis(4-(2-(N,N- dimetilamino)etoxi)estiril)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (82) ... 251 6.5.1.c. Síntesis del BODIPY 73 ................................................................. 252 6.5.2. Síntesis del bromuro de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,5,7-trimetil-3-((4- (4-vinilfenoxi)butil)trifenilfosfonio)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (74a) y bromuro de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis((4-(4- vinilfenoxi)butil)trifenilfosfonio)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (74b) .......................................................................................................... 253 6.5.2.a. Síntesis de 4-(4-bromobutoxi)benzaldehído (81) ........................... 253 XXVIII Índice de contenidos Págs. 6.5.2.b. Síntesis del bromuro de (4-(4-formilfenoxi)butil)trifenilfosfonio (80) ................................................................................................ 253 6.5.2.c. Síntesis de los BODIPYs 74a y 74b ............................................... 254 6.5.3. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 75 ............................................... 255 6.5.3.a. Síntesis del complejo dimérico de iridio (III) 83 ........................... 255 6.5.3.b. Síntesis de 5-mesitildipirrometano (85) ........................................ 256 6.5.3.c. Síntesis de 5-mesitildipirrometeno (84) ......................................... 256 6.5.3.d. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 75 ....................................... 257 6.5.4. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 76 ............................................... 257 6.5.4.a. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-2-yodo-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (87) ................................................. 257 6.5.4.b. Síntesis de 4,4-difluoro-2-(4-formilfenil)-8-mesitil-1,3,5,7-tetra metil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (88) .................................... 258 6.5.4.c. Síntesis de 5-(4-(4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indacen-2-il)fenil)dipirrometano (89) .................... 258 6.5.4.d. Síntesis de 5-(4-(4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indacen-2-il)fenil)dipirrometeno (86) .................... 259 6.5.4.e. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 76 ....................................... 260 6.5.5. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 77 ............................................... 260 6.5.5.a. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 90 ....................................... 261 6.5.5.b. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 77 ....................................... 261 6.5.6. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 78 ............................................... 262 6.5.6.a. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 91 ....................................... 262 6.5.6.b. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 78 ....................................... 263 6.5.7. Síntesis de 5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (92) .................................................................... 264 6.5.7.a. Síntesis de 5-cloropirrol-2-carbaldehído (98) .............................. 264 6.5.7.b. Síntesis de 5-cloro-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (100) ............................................................................ 264 6.5.7.c. Síntesis del BODIPY 92 ................................................................. 264 6.5.8. Síntesis de 5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (93) .................................................................... 265 6.5.8.a. Síntesis de 2-acetil-5-cloropirrol (99) ........................................... 265 Índice de contenidos XXIX Págs. 6.5.8.b. Síntesis de 5-cloro-4,4-difluoro-1,3,8-trimetil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (101) ................................................................... 265 6.5.8.c. Síntesis del BODIPY 93 ................................................................. 266 6.5.9. Síntesis de 3-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-metil-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (94) ........................................................... 266 6.5.9.a. Síntesis de 1,9-dicloro-5-mesitildipirrometano (103) .................... 267 6.5.9.b. Síntesis de 1,9-dicloro-5-mesitildipirrometeno (104) .................... 267 6.5.9.c. Síntesis de 3,5-dicloro-4,4-difluoro-8-mesitil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (102) ................................................................... 267 6.5.9.d. Síntesis de 3-cloro-5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil- 4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (105) ............................................ 268 6.5.9.e. Síntesis del BODIPY 94 ................................................................. 268 6.5.10. Síntesis de 3-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-metil-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (95) ......................................................... 269 6.5.10.a. Síntesis de 3-cloro-5-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-8- mesitil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (106) .............................. 269 6.5.10.b. Síntesis del BODIPY 95 ............................................................... 270 6.5.11. Síntesis de 3-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-(tien-2- il)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (97) ................................................. 271 6.5.12. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(5-metoxi-5- oxopentil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (96) ................................... 271 7. BILIOGRAFÍA ............................................................................................. 275 PUBLICACIONES RELACIONADAS CON LA TESIS DOCTORAL................... 295 OTRAS PUBLICACIONES.......................................................................................... 296 Abreviaturas, acrónimos y símbolos XXXI ABREVIATURAS, ACRÓNIMOS Y SÍMBOLOS AcOEt Acetato de etilo AcOH Ácido acético Ac2O Anhídrido acético Anh. Anhidro Aza-BODIPY Aza-borodipirrometeno / 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a,8-triaza-s- indaceno BF3·Et2O Trifluoruro de boro eterato BODIPY Borodipirrometeno / 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno Calcd. Calculada (Masas) CS Separación de cargas / Charge Separation CSS Estado con separación de cargas / Charge Separated State cyHex Ciclohexano / Cyclohexane DCE 1,2-Dicloroetano DCFH-DA Diacetato de 2’,7’-diclorodihidrofluoresceína / 2’,7’- Dichlorodihydrofluorescein diacetate DDQ 2,3-Diciano-5,6-dicloro-1,4-benzoquinona DEA N,N-Dietilamina DEPT Mejora sin distorsiones por transferencia de polarización / Distortionless Enhancement by Polarization Transfer (RMN) DIPEA N,N-Diisopropiletilamina DME 1,2-Dimetoxietano DMEM Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (Biología) DMF N,N-Dimetilformamida DMF-DMA N,N-Dimetilformamida dimetil acetal DMSO Dimetilsulfóxido DPBF 1,3-Difenilisobenzofurano / 1,3-Diphenylisobenzofuran EDC Hidrocloruro de N-etil-N'-(3-dimetilaminopropil)carbodiimida / N-ethyl-N’-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride EET Transferencia de energía de excitación / Excitation Energy Transfer EI Impacto electrónico / Electronic Impact (Masas) XXXII Abreviaturas, acrónimos y símbolos equiv Equivalentes EtOH Etanol Et2O Éter dietílico Et3N Trietilamina FBS Suero fetal bovino / Fetal Bovine Serum (Biología) FRET Transferencia de energía por resonancia de fluorescencia / Fluorescence Resonance Energy Transfer FTIR Espectroscopía de infrarrojos por transformada de Fourier / Fourier- Transform Infrared Spectroscopy HMBC Correlación heteronuclear a multiples enlaces / Heteronuclear Multiple Bond Correlation (RMN) HMQC Correlación cuántica múltiple heteronuclear / Heteronuclear Multiple Quantum Coherence (RMN) HOBt 1-Hidroxibenzotriazol HOMO Orbital molecular ocupado de más energía / Highest Occupied Molecular Orbital HRMS Espectrometría de masas de alta resolución / High Resolution Mass Spectrometry ICT Transferencia de carga intramolecular / Intramolecular Charge Transfer ISC Cruce intersistema / Intersystem crossing IUPAC Unión Internacional de Química Pura y Aplicada / International Union of Pure and Applied Chemistry Láser Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación / Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LD Gotas lipídicas / Lipid Droplets LE Estado localmente excitado / Locally Excited State LIF Fluorescencia inducida por láser / Laser Induced Fluorescence LUMO Orbital molecular no ocupado de más baja energía / Lowest Unoccupied Molecular Orbital MALDI-TOF Desorción-ionización láser asistida por matriz con analizador en 'tiempo de vuelo' / Matrix-Assisted Laser Desorption-Ionization - Time Of Flight (Masas) MB Azul de metileno / Methylene Blue MeSBDP 8-Metiltio-3,5-dimetil-2,6-diyodoBODIPY 2-MeTHF 2-Metiltetrahidrofurano Abreviaturas, acrónimos y símbolos XXXIII MTT Ensayo de efecto citotóxico basado en la reducción metabólica del bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio MW Radiación microondas / Microwave NB Azul Nilo / Nile Blue NCS N-Clorosuccinimida NIR Infrarrojo cercano / Near Infrarred NIS N-Yodosuccinimida NMB Nuevo azul de metileno / New Methylene Blue NOE Efecto Overhauser nuclear / Nuclear Overhauser Effect (RMN) NOESY Espectroscopía de efecto Overhauser nuclear / Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy (RMN) NPs Nanopartículas OPO Oscilador óptico paramétrico / Optical Parametric Oscillator (Láser) 1 O2 ( 1 g) Oxígeno singlete 3 O2 ( 3 g) Oxígeno triplete o molecular PBS Tampón fosfato salino / Phosphate-Buffered Saline (Biología) PCC Clorocromato de piridinio / Pyridinium Chlorochromate p-cloranilo 2,3,5,6-Tetracloro-1,4-benzoquinona PCy3 Pd G2 Cloro[(triciclohexilfosfino)-2-(2’-aminobifenil)]paladio(II) / Chloro[(tricyclohexylphosphine)-2-(2’-aminobiphenyl)]palladium(II) Pd(dppf)Cl2 [1,1'-bis(difenilfosfino)ferroceno]dicloropaladio(II) / [1,1’- bis(diphenylphosphino)ferrocene]dicloropaladio(II) PDT Terapia fotodinámica / Photodynamic Therapy PET Transferencia electrónica fotoinducida / Photoinduced Electron Transfer PhMe Tolueno PM505/515 Pirrometeno 505/515 / 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno PM546 Pirrometeno 546 / 4,4-difluoro-1,3,5,7,8-pentametil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno PM567 Pirrometeno 567 / 2,6-dietil-4,4-difluoro-1,3,5,7,8-pentametil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno PM597 Pirrometeno 597 / 2,6-di-terc-butil-4,4-difluoro-1,3,5,7,8-pentametil- 4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno PM605 Pirrometeno 605 / 8-acetoximetil-2,6-di-terc-butil-4,4-difluoro- 1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno XXXIV Abreviaturas, acrónimos y símbolos PM650 Pirrometeno 650 / 8-ciano-4,4-difluoro-1,2,3,5,6,7-hexametil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno PN Fenalenona / Phenalenone PS Fotosensibilizador / Photosensitizer ROS Especies reactivas de oxígeno / Reactive Oxygen Species RB Rosa de bengala / Bengal Rose RISC Cruce intersistema inverso / Reverse Intersystem Crossing RMN Resonancia magnética nuclear SBCT Transferencia de carga por ruptura de la simetría / Symmetry- Breaking Charge Transfer SEAr Sustitución electrófila aromática SNuAr Sustitución nucleófila aromática SOCT-ISC Cruce intersistema por transferencia de carga espín-orbital / Spin- Orbit Charge Transfer Intersystem Crossing TADF Fluorescencia retardada térmicamente activada / Thermally Activated Delayed Fluorescence TBET Transferencia de energía a través de enlace / Through-Bond Energy Transfer TFA Ácido trifluoroacético / Trifluoroacetic Acid THF Tetrahidrofurano TMSCN Cianuro de trimetilsililo / Trimethylsilylcyanide TMSOCOCF3 Trifluoroacetato de trimetilsililo / Trimethylsilyltrifluoroacetate TPP Tetrafenilporfirina / Tetraphenylporphyrin UV Ultravioleta EC50 Mitad de la concentración máxima efectiva Edose Fotoestabilidad láser Eff Eficiencia láser FSirradiado Factor de supervivencia tras irradiación con luz (Biología) FSoscuridad Factor de supervivencia en la oscuridad (Biología) I#pulsos Fotoestabilidad a #pulsos IC50 Mitad de la concentración máxima inhibitoria kfl Constante de desactivación radiativa knr Constante de desactivación no radiativa Abreviaturas, acrónimos y símbolos XXXV m/z Relación masa/carga (Masas) N Nitidez (Biología) S0 Estado fundamental singlete S1 Primer estado excitado singlete Sn Estado excitado singlete de nivel superior T1 Primer estado excitado triplete Tn Estado excitado triplete de nivel superior t.a. Temperatura ambiente u.a. Unidades arbitrarias v/v Relación volumen/volumen w/w Relación peso/peso  Desplazamiento químico (RMN)  Calor νSt Desplazamiento de Stokes max Coeficiente de absortividad/extinción molar em Rendimiento cuántico de emisión fl Rendimiento cuántico de fluorescencia  Rendimiento cuántico de generación de oxígeno singlete abs Longitud de onda de absorción fl Longitud de onda de fluorescencia la Longitud de onda láser ν Frecuencia (FTIR)  Tiempo de vida RESUMEN Resumen XXXIX RESUMEN La presente Tesis titulada ‘NUEVOS COMPLEJOS DIPIRROMETÉNICOS COMO PLATAFORMAS VERSÁTILES PARA APLICACIONES ÓPTICAS Y/O BIOMÉDICAS’ está dirigida al diseño y síntesis de complejos BF2-dipirrometeno (BODIPY y aza-BODIPY) y complejos dipirrometeno-Ir(III) con la funcionalización adecuada para su aplicación en el campo de los materiales y la biomedicina. La Tesis consta de una introducción general, con un resumen de los antecedentes más relevantes relacionados con el tema, así como los objetivos planteados en este trabajo. A continuación, se recogen en tres capítulos los aspectos clave desarrollados para conseguir dichos objetivos y se completa con un capítulo de conclusiones generales, otro donde se detalla la parte experimental realizada y, finalmente, un capítulo de bibliografía. En primer lugar, se presenta a los dipirrometenos (o dipirrinas) como valiosos intermedios para la obtención de diferentes tipos de sistemas, haciendo un breve resumen de su estructura, síntesis y funcionalización. Seguidamente, se presentan los dos tipos de complejos dipirrometénicos que constituyen el objetivo principal de este trabajo. Se inicia el estudio con la síntesis de derivados de la familia de los aza-BODIPYs para su aplicación como láseres de colorante y cassettes de transferencia de energía en la zona roja del espectro. Estos compuestos presentan absorción y emisión en esta zona y se encuentran prácticamente inexplorados en las aplicaciones mencionadas. Dado que los BODIPYs han emergido en los últimos años como una nueva clase de agentes para terapia fotodinámica, con ventajas frente a otros sensibilizadores, el segundo objetivo de la Tesis se encuadra dentro de esta aplicación. Para ello, se han diseñado y sintetizado nuevos derivados de BODIPY, incorporando átomos pesados a su esqueleto, así como dímeros y trímeros ortogonales de BODIPY, que constituyen una alternativa a los derivados anteriores. Actualmente, el desarrollo de métodos de visualización es de gran importancia en el campo de la investigación de las ciencias de la vida. De hecho, las excelentes propiedades fluorescentes de los BODIPYs suponen una ventaja para aumentar la XL Resumen resolución en el canal de fluorescencia cuando se utiliza la microscopía óptica. En esta Tesis, se estudian nuevos sistemas basados en este cromóforo como marcadores de orgánulos tan importantes como mitocondrias y gotas lipídicas. Además, es muy interesante que estos derivados presenten un equilibrio entre fluorescencia y capacidad fotosensibilizadora, difícil de conseguir debido a que ambas son antagónicas, obteniendo así agentes teragnósticos. Por otra parte, los complejos dipirrometénicos de iridio (III) pueden presentar absorción a dos fotones, conduciendo a derivados fluorescentes en la zona roja del espectro. En esta Tesis se han diseñado y sintetizado complejos de este tipo para su aplicación como marcadores de mitocondrias y como agentes teragnósticos. Para el diseño y síntesis de todos los sistemas objeto de estudio, se han considerado cuatro factores clave: 1) fácil accesibilidad sintética; 2) bajo coste; 3) versatilidad en la funcionalización para la modulación de las propiedades fotofísicas; y 4) eficiencia en las diferentes aplicaciones. Las reacciones implicadas en todos los procesos sintéticos están basadas en procedimientos utilizados con anterioridad en nuestro grupo de investigación o descritos por otros autores, aunque ha sido necesario incorporar nuevas estrategias de síntesis para facilitar la accesibilidad a compuestos difíciles de obtener por otros métodos. Por otra parte, el estudio de las propiedades fotofísicas y la eficiencia láser de los nuevos aza-BODIPYs confirman la viabilidad de estos sistemas como láseres de colorante en el rojo, compitiendo con los colorantes comerciales en esta zona espectral. Además, se ha demostrado por primera vez que los cassettes aza- BODIPY/BODIPY presentan fluorescencia retardada activada térmicamente en la zona roja/NIR. Los estudios de generación de oxígeno singlete y viabilidad celular de los derivados yodados de BODIPY, con absorción y emisión en todas las regiones del espectro visible, han permitido comprobar que son buenos fotosensibilizadores, con posible aplicación en terapia fotodinámica. Su incorporación en nanopartículas de sílice ha dado resultados prometedores. Además, se ha comprobado la viabilidad de los derivados yodados con conjugación extendida en las posiciones 3 y 5 del anillo de BODIPY como agentes teragnósticos, debido al buen balance entre fluorescencia y generación de oxígeno singlete. Igualmente, los estudios preliminares llevados a cabo con los dímeros y trímeros de BODIPY, con distinta disposición espacial a los descritos previamente en la bibliografía, han dado resultados muy aceptables como Resumen XLI fotosensibilizadores para terapia fotodinámica, observándose en algunos casos una buena capacidad teragnóstica. Por último, los estudios biológicos desarrollados con los complejos dipirrometénicos como marcadores de mitocondrias y gotas lipídicas, han puesto de manifiesto que, algunos de estos sistemas presentan excelente especificidad en el marcaje de estos orgánulos, teniendo un valioso comportamiento como colorantes altamente fluorescentes, así como una acción PDT eficiente, lo que abre el camino para el desarrollo de agentes más inteligentes para la teragnosis. SUMMARY Summary XLV SUMMARY The present Thesis entitled ‘NEW DIPYRROMETHENIC COMPLEXES AS VERSATILE PLATFORMS FOR OPTICAL AND/OR BIOMEDICAL APPLICATIONS’ is focused on the design and synthesis of BF2-dipyrromethene complexes (BODIPY and aza-BODIPY) and dipyrromethene-iridium(III) complexes with the appropriate functionalization for its application in the field of materials and biomedicine. The Thesis consists of a general introduction, which includes a summary of the most relevant background related to the subject, as well as the objectives pursued in this work. Then, the key aspects developed to achieve these goals are gathered in three chapters. Finally, the Thesis would be completed with a chapter containing the general conclusions, another chapter detailing the conducted experimental techniques and procedures and, lastly, a chapter with the bibliography. First, dipyrromethenes (or dipyrrins) would be presented as valuable intermediates for obtaining different types of systems, outlining their structure, synthesis and functionalization. Next, the two types of dipyrromethenic complexes which constitute the main objective of this work would be presented. The study begins with the synthesis of derivatives from the aza-BODIPYs family for their application as dye lasers and energy transfer cassettes in the red zone of the spectrum. These compounds present absorption and emission in this zone and practically remain unexplored in the above-mentioned applications. Over the last few years, BODIPYs have emerged as a new class of agents for photodynamic therapy, with advantages over other sensitizers. For this reason, the second objective of the Thesis is framed within this application. To this end, new BODIPY derivatives have been designed and synthesized, incorporating heavy atoms into their skeleton, as well as BODIPY orthogonal dimers and trimers, which constitute an alternative to the previous derivatives. Currently, the development of visualization methods is of great importance in the field of life science research. In fact, the excellent fluorescent properties of BODIPYs favour the resolution increase in the fluorescence channel when using optic XLVI Summary microscopy. In this Thesis, new systems based on this chromophore are studied as organelle markers as important as mitochondria and lipid droplets. Furthermore, it is very interesting that a balance between fluorescence and the photosensitizing capacity, which is difficult to achieve because both are antagonistic, thus obtaining theranostic agents. On the other hand, the dipyrromethenic complexes of iridium(III) can present two- photon absorption, leading to fluorescent derivatives in the red zone of the spectrum. In this Thesis, complexes of such type have been designed and synthesized for their application as mitochondrial markers and as theranostic agents. For the design and synthesis of all the systems under study, the following four key factors have been considered: 1) easy synthetic accessibility; 2) low cost; 3) versatility in functionalization for the photophysical properties modulation; and 4) efficiency in the different applications. The reactions involved in all synthetic processes are based on procedures previously used in our research group or described by other authors, although it has been necessary to incorporate new synthetic strategies to facilitate accessibility to compounds that are difficult to obtain by other methods. On the other hand, the study of the photophysical properties and laser efficiencies of the new aza-BODIPYs confirm the viability of these systems as red-laser dyes, competing with commercial dyes in this spectral zone. Additionally, for the first time, it has been proved that aza-BODIPY/BODIPY cassettes exhibit thermally activated delayed fluorescence in the red/NIR zone. The studies of singlet oxygen generation and cell viability of the iodinated derivatives of BODIPY, with absorption and emission in all regions of the visible spectrum, have shown that they are good photosensitizers with possible application in photodynamic therapy. Its incorporation into silica nanoparticles has given promising results. Furthermore, due to a good balance between fluorescence and singlet oxygen generation, the viability of iodinated derivatives with extended conjugation at positions 3 and 5 of the BODIPY ring as theranostic agents has been verified. Likewise, preliminary studies conducted with BODIPY dimers and trimers, with different spatial arrangements from those previously described in the literature, have shown very acceptable results as photosensitizers for photodynamic therapy, demonstrating in some cases, a good theranostic capacity. Summary XLVII Finally, the biological studies developed with dipyrromethenic complexes mitochondria and lipid droplets markers have revealed that some of these systems have excellent specificity when marking these organelles, showing a valuable behaviour as highly fluorescent dyes, as well as presenting an efficient action in photodynamic therapy, which opens the way to the development of more intelligent theranostic agents. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1 1.1. Introducción 3 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1.1. INTRODUCCIÓN 1.1.1. Dipirrometenos El estudio de la química de los dipirrometenos, o dipirrinas, representa un área de investigación en auge, debido a la importancia de estas moléculas en química médica y ciencia de materiales, ya que son versátiles intermedios sintéticos para la obtención de porfirinoides biológicamente activos o para el diseño de estructuras supramoleculares de unión específica a cationes o aniones. 1 En este contexto, numerosos grupos de investigación se han propuesto actualmente desarrollar nuevos sistemas de este tipo. Entre ellos, han merecido especial atención los complejos de metales de transición (e.g. Ru e Ir) por sus buenas aplicaciones como fotosensibilizadores o marcadores biológicos. Sin embargo, han sido los complejos BF2-dipirrometeno los que más han atraído a la comunidad científica en la última década, debido a sus numerosas e importantes aplicaciones. Por ello, es en estos dos campos de investigación en los que se centrará el trabajo desarrollado en esta Tesis. 1.1.1.a. Estructura Estos sistemas están constituidos por un anillo de pirrol y un azafulveno, unidos entre sí a través de la posición  del pirrol, formando una estructura con conjugación extendida, a diferencia de su homólogo el dipirrometano, que presenta un grupo metileno entre ambos anillos de pirrol (Figura 1). En cuanto a su nomenclatura, en 1987 la IUPAC (‘International Union of Pure and Applied Chemistry’) estableció unas líneas clave para la nomenclatura de dipirrinas y otros tipos de moléculas oligopirrólicas, adaptándose para estos compuestos el término de 2,2’-dipirrina, y conservando el nombre de dipirrometeno y pirrometeno. La numeración de las posiciones de estos sistemas se muestra en la Figura 1, aunque también conserva la asignación tradicional derivada de la nomenclatura de pirroles y porfirinas, es decir, las posiciones 1 y 9 son conocidas como , las posiciones 2, 3, 7 y 8 como  y la 4 1.1. Introducción posición 5 como meso. 1a Además, cuando el esqueleto de dipirrometeno presenta en posición meso un átomo de nitrógeno, se denomina aza-dipirrometeno. 1.1.1.b. Síntesis La síntesis y aislamiento de dipirrometenos es un área de amplio estudio dada la importancia en la obtención de sus derivados. Existen varios métodos de condensación basados principalmente en la reactividad del pirrol frente a derivados carbonílicos a través de una catálisis ácida. Estos métodos se han perfeccionado con el paso de los años, alcanzando unos rendimientos muy aceptables. 1a,2 El método sintético más empleado consiste en la condensación de aldehídos, generalmente aromáticos, con pirroles catalizada por ácido. Este procedimiento permite obtener los dipirrometanos (I) que, tras su oxidación, conducen a los dipirrometenos (II), tal y como se muestra en el Esquema 1. La amplia variedad de aldehídos aromáticos disponibles ha convertido a esta ruta en la más popular para la introducción de grupos arilo en la posición meso. En el caso de pirroles sustituidos, se emplea un disolvente orgánico y ácido trifluoroacético (TFA) en cantidades catalíticas (Método A). 1a,2 Sin embargo, para el pirrol sin sustituir se ha desarrollado un método que emplea agua como disolvente y ácido clorhídrico como catalizador, evitando la polimerización mediante el precipitado del dipirrometano desde la disolución acuosa (Método B). 3 Este último procedimiento es considerado como una ‘alternativa verde’, pues evita el uso de grandes cantidades de pirrol y el empleo de disolventes orgánicos en el aislamiento del producto. Una vez obtenido el dipirrometano, y debido principalmente a su inestabilidad y sensibilidad frente a la luz, aire y ácidos, es necesaria su utilización inmediata tras su preparación. La forma más eficaz de estabilizar esta especie en su forma de dipirrometeno es mediante su oxidación con Figura 1. Estructura y nomenclatura de dipirrometanos, dipirrometenos y aza-dipirrometenos. 1.1. Introducción 5 2,3-diciano-5,6-dicloro-1,4-benzoquinona (DDQ) o 2,3,5,6-tetracloro-1,4-benzoqui- nona (p-cloranilo). 2 Si bien los métodos sintéticos anteriores conducen a dipirrometenos simétricos, existen otras rutas que permiten aislar dipirrometenos tanto simétricos como asimétricos. Así, es posible obtener estos sistemas por acilación in situ en posición  a partir de pirrol y haluros de ácido, o a partir de 2-acilpirroles, seguido de la condensación con otro anillo pirrólico (Esquema 2, Método A). 2,4 La catálisis ácida es indispensable para la activación del grupo carbonilo, favoreciendo la cinética de la condensación, aunque en estos procedimientos el Esquema 1. Rutas sintéticas para la obtención de dipirrometenos a partir de aldehídos aromáticos y pirroles. Esquema 2. Rutas sintéticas en la obtención de dipirrometenos simétricos y asimétricos a partir de 2-acilpirroles. 6 1.1. Introducción catalizador se encuentra en proporciones equimoleculares (catálisis ácida general), favoreciendo además el aislamiento de los dipirrometenos como sales de dipirrinio (III). En contraposición con el método anterior, el sustituyente en posición meso no se encuentra limitado a un grupo aromático, permitiendo la accesibilidad a dipirrinatos con sustitución meso de tipo alquílico. Por otra parte, la obtención de dipirrinatos con la posición meso libre (IV) 5 se lleva a cabo por reacción de 2-formilpirrol y pirroles distintamente sustituidos en presencia de POCl3 (Esquema 2, Método B). Los aza-dipirrometenos, análogos de los anteriores, presentan un átomo de nitrógeno en posición meso. Se describieron por primera vez en la década de los 40, 2 y se obtienen a partir de una metodología completamente diferente. La secuencia de reacciones habitual para estos compuestos (Esquema 3) comprende, en primer lugar, la obtención de chalconas (V) mediante reacciones de condensación aldólica entre una cetona y un aldehído en medio ácido o básico. 2,6 En este punto, se puede abordar la síntesis de dos formas: la primera (Método A), implica a las 4-nitrobutirofenonas (VI) resultantes de una adición 1,4 de Michael entre la chalcona y el nitrometano en presencia de una base. Estas se hacen reaccionar con una fuente de amonio (e.g. acetato o formiato amónico) a altas temperaturas, reacción en la que se obtienen in situ el pirrol (VII) y el 2-nitrosopirrol (VIII), que al reaccionar entre sí en una condensación cruzada, conducen al aza-dipirrometeno (IX). Esquema 3. Síntesis general de aza-dipirrometenos. 1.1. Introducción 7 Por otro lado (Método B), la chalcona (V) puede reaccionar con iones cianuro a través de una adición 1,4 de Michael, en presencia de una base, dando lugar a los 4- oxobutanonitrilos (X), transformándose en especies 2-aminopirrólicas (XI) que reaccionan entre sí dando lugar al aza-dipirrometeno (IX). 2,6 Además, es posible llevar a cabo la obtención de derivados asimétricamente sustituidos mediante el Método A, utilizando derivados con distintos sustituyentes aromáticos. En estos casos, se obtienen tres derivados diferentemente sustituidos, dos de ellos simétricos y uno asimétrico, siendo este último aislado en mayor proporción. 7 Hay que señalar que, los aza-dipirrometenos descritos presentan casi siempre sustituyentes aromáticos en las posiciones 1, 3, 7 y 9, y únicamente existen dos derivados en la bibliografía con grupos metilo en posiciones 3 y 7. 8 Así, O’Shea describe la síntesis del 3,7-dimetil-aza-dipirrometeno (XII) a partir 3-metil-1-(4- metoxifenil)-4-nitrobutanona (XIII) con acetato amónico y calor (Esquema 4). 8 1.1.1.c. Funcionalización Las transformaciones en los diferentes derivados dipirrometénicos raramente se llevan a cabo sobre este sustrato, ya sea en su forma libre o en su forma de sal. Típicamente, la funcionalización se realiza en sus precursores sintéticos, tales como pirroles o dipirrometanos. Como consecuencia, la funcionalización de las dipirrinas se limita a aquellas reacciones que sufren los grupos funcionales previamente introducidos en sus precursores. Así, los dipirrometanos se funcionalizan en posición , siendo la reacción más característica la sustitución electrófila aromática (SEAr). En el Esquema 5 se recoge un ejemplo de reacción de halogenación, 9 donde el derivado de dipirrometano XIVa reacciona con N-clorosuccinimida (NCS) dando lugar al derivado XV, que por oxidación con DDQ se transforma en el 1,9- diclorodipirrometeno XVI. Por otra parte, el dipirrometano XIVb en presencia de Esquema 4. Síntesis de un aza-dipirrometeno con sustitución alquílica en posiciones 3 y 7. 8 1.1. Introducción POCl3 y N,N-dimetilformamida (DMF) origina el correspondiente derivado 1,9- diformilado XVII, que tras su tratamiento con DDQ da lugar a XVIII. 10 Los aza-dipirrometenos son más reactivos que los dipirrometenos, teniendo lugar reacciones de SEAr, como halogenación y sulfonación, en las posiciones 2 y 8 del esqueleto, así como las reacciones debidas a los grupos funcionales que presenten los sustituyentes en las posiciones 1, 3, 7 y 9. 6 Por ejemplo (Esquema 6), la reacción del aza-dipirrometeno XIXa con bromo líquido conduce al 2,8-dibromoderivado XX, 11 mientras que la reacción del derivado XIXb con ácido clorosulfónico, seguido de tratamiento con NaHCO3, da lugar al aza-dipirrometeno XXI. 12 Un ejemplo de reacciones con los grupos funcionales de los sustituyentes es la reacción de Sonogashira entre 1,9-bis(4-bromofenil)-3,7-difenil-aza-dipirrometeno XXII y 1-etinil-4-(hexiloxi)benceno, en presencia de un catalizador de paladio, que permite obtener el derivado XXIII (Esquema 7). 13 Esquema 5. Ejemplos de funcionalización de dipirrometanos y oxidación a dipirrometenos. Esquema 6. Ejemplos de funcionalización de aza-dipirrometenos: halogenación y sulfonación. 1.1. Introducción 9 1.1.1.d. Derivados de dipirrometenos Históricamente, los dipirrometenos se han aplicado fundamentalmente a la síntesis de porfirinas, aunque en las últimas décadas, los estudios se han diversificado hacia la obtención de otro tipo de sistemas de igual o mayor importancia, tales como las ftalocianinas, así como los complejos metal-dipirrinato y complejos de boro, específicamente BODIPYs y aza-BODIPYs, que han constituido la fuente de una gran mayoría de las nuevas líneas de investigación (Figura 2). 1a Las porfirinas son pigmentos intensamente coloreados de origen natural o sintético. Están formados por un anillo macrocíclico aromático de conformación planar que consta de cuatro unidades de tipo pirrol conectadas por cuatro grupos metino. 14 Sus Figura 2. Derivados de los dipirrometenos. Esquema 7. Ejemplo de funcionalización de aza-dipirrometenos por acoplamiento C-C catalizado por Pd. 10 1.1. Introducción propiedades fotofísicas son motivadas por un extenso sistema -conjugado dentro del macrociclo. 14 Una de las numerosas aplicaciones que presentan es su empleo como sensibilizadores en terapia fotodinámica (‘Photodynamic Therapy’, PDT), destacando el Photofrin  , una mezcla de oligómeros de hematoporfirina unidos por enlace éter y éster (Figura 3), que fue aprobado por las autoridades canadienses en 1993 para el tratamiento de cáncer de cérvix, endobronquial, esófago, vejiga, gástricos y tumores cerebrales. 15 Por otro lado, las ftalocianinas emergieron como alternativa a algunos problemas asociados a las porfirinas, como la mala absorción de luz y baja fotoestabilidad. Estos compuestos son heterociclos aromáticos formados por cuatro unidades de isoindol unidas por átomos de nitrógeno. 16 Mayoritariamente, estos derivados sintéticos se encuentran formando parte de complejos metálicos, por lo que su fotofísica está fuertemente influenciada por la naturaleza del ión metálico central. Probablemente, la estructura más conocida es la ftalocianina de zinc (XXIV en Figura 4), centrada en el tratamiento de diversos tipos de cáncer por medio de su propiedad fotosensibilizadora. 16,17 Figura 3. Estructura oligomérica del Photofrin  . 1.1. Introducción 11 Por último, hay que señalar que los complejos metal-dipirrinato y, principalmente, los complejos BF2 de dipirrinas, conocidos como BODIPYs y aza-BODIPYs (Figura 2, pág. 9), son los más estudiados. 1.1.2. Complejos BF2-dipirrometeno Desde su descubrimiento y, particularmente en las dos últimas décadas, los complejos BF2-dipirrina han emergido como una clase fascinante de colorantes con excelentes propiedades fotofísicas, alta versatilidad química e innumerables e importantes aplicaciones. Estos complejos fueron descubiertos, de forma casual, en el año 1968 por Treibs y Kreuzer, al llevar a cabo la acetilación del 2,4-dimetilpirrol en presencia de anhídrido acético y trifluoruro de boroeterato (BF3·Et2O), aislando los complejos mono y diacetilados (XXVa,b en Esquema 8), a partir del acetato de dipirrinio (XXVI) formado en primer lugar. 18 Estos derivados quedaron en el olvido hasta que, en 1988, Haugland publica la primera patente sobre estos colorantes y establece el nombre de BODIPY como acrónimo de borodipirrometano o dipirrina de boro. 19 Posteriormente, el 29 de mayo de 1990, Molecular Probes registra la marca BODIPY ® . En los años 90, el grupo de Boyer describe los primeros ejemplos de reactividad y aplicaciones de los Esquema 8. Síntesis de Treibs y Kreuzer. Figura 4. Ftalocianina de zinc (II). 12 1.1. Introducción BODIPYs. 20 A partir de estos años, el desarrollo de estos colorantes y, por lo tanto, las publicaciones sobre este fluoróforo (Figura 5), ha sido exponencial, 21 siendo muy numerosos los grupos de investigación dedicados a su estudio. Actualmente, se puede decir que los BODIPYs son la elección acertada para prácticamente cualquier aplicación científica que requiera de un fluoróforo, siempre y cuando el diseño molecular sea adecuado. Estructuralmente, estos complejos presentan un núcleo basado en el dipirrometeno, que posee una gran estabilidad causada, en parte, por la -deslocalización del sistema a través de un eficiente solapamiento de los orbitales de los átomos de boro, nitrógeno y flúor. Además, la unidad de difluoruro de boro favorece la planaridad estructural, influyendo directamente en la fotofísica de estos complejos. La IUPAC recomienda una nomenclatura y numeración basada en el esqueleto del s-indaceno (Figura 6), de forma que se nombra como 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno. Para esta estructura, tradicionalmente se relacionan las posiciones  con 3 y 5, las posiciones  con 1, 2, 6 y 7 y la posición meso con 8. 2,4 Figura 6. Estructura y nomenclatura IUPAC de BODIPYs y aza-BODIPYs. La estructura del s-indaceno se incluye por su analogía. 0 100 200 300 400 500 600 700 Figura 5. Publicaciones con relación a los dipirrinatos de difluoruro de boro en las últimas tres décadas (Fuente: Web of Science). 1.1. Introducción 13 Análogamente, cuando la posición meso está ocupada por un átomo de nitrógeno, el sistema recibe el nombre de 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno, más conocido como aza-BODIPY. 2,6 Si bien es cierto que la síntesis del primer aza- dipirrometeno fue descrita en 1943 por Rogers, 22 no fue hasta 1993 cuando Boyer sintetizó de nuevo un sistema de este tipo. Estos sistemas han experimentado desde entonces un gran desarrollo, aunque considerablemente menor que sus análogos los BODIPYs. 1.1.2.a. Síntesis Actualmente, la obtención de BODIPYs y aza-BODIPYs deriva del tratamiento del correspondiente dipirrometeno con una base como la trietilamina (Et3N) o la N,N- diisopropiletilamina (DIPEA), y posterior complejación mediante el empleo de BF3·Et2O, como se refleja en los ejemplos XXVIII y XXIX en el Esquema 9. 11,23 También existe la posibilidad de llevar a cabo su síntesis ‘one-pot’ mediante la adición gradual de los reactivos a la mezcla de reacción. En el caso de los BODIPYs, los reactivos de partida son aldehídos aromáticos o cloruros de ácido y pirroles, aunque también se pueden emplear anhidrídos 24 y ortoésteres, 25 siendo estos dos últimos ejemplos precursores de derivados de esta familia con sustituyentes alquílicos en posición meso. Para la síntesis ‘one-pot’ de aza-BODIPYs se parte de los nitro- y ciano-derivados de las chalconas, no aislándose el aza-dipirrometeno intermedio. Esquema 9. Ejemplos de complejación de BODIPYs y aza-BODIPYs. 14 1.1. Introducción Estas estrategias sintéticas son operativamente más fáciles, aunque los rendimientos resultantes tienden a ser más bajos que los observados para la síntesis por pasos. Además, permite la accesibilidad a aquellos complejos cuyos dipirrometenos descomponen en las etapas de purificación, 2,4 motivo por el cual este método se emplea cada vez con mayor frecuencia. A pesar de la accesibilidad a una gran variedad de derivados, el BODIPY más sencillo, formado exclusivamente por el esqueleto básico, fue descrito en el año 1978, 26 aunque este compuesto no volvió a adquirir interés hasta el año 2009, 27 que se volvió a sintetizar por dos grupos de investigación, utilizando metodologías diferentes. Este BODIPY tan sencillo es un compuesto con una inestabilidad notable, puesto que al carecer de sustituyentes es altamente reactivo. Hay que señalar que hasta la fecha no ha sido posible obtener el aza-BODIPY sin sustituyentes en su esqueleto. 1.1.2.b. Funcionalización Una de las mayores ventajas que ofrecen los BODIPYs es su amplia versatilidad química, ya que su estructura es susceptible de ser exhaustivamente derivatizada a través de un amplio abanico de rutas sintéticas y de forma selectiva en cualquiera de las posiciones de su núcleo (Figura 7). Esta reactividad química permite incorporar numerosos y variados grupos funcionales al cromóforo, y de esta manera se pueden modular las propiedades físico-químicas del colorante, lo que permite expandir sus campos de aplicación. En definitiva, los BODIPYs muestran un carácter camaleónico que les permite adaptarse a diferentes requerimientos tras un diseño molecular racional. 2,4,28 Figura 7. Reactividad del núcleo de BODIPY. 1.1. Introducción 15 Los BODIPYs experimentan reacciones de SEAr (halogenación, sulfonación, nitración y formilación) 4 , principalmente en las posiciones 2 y 6, aunque se han descrito halogenaciones 29 y nitraciones 30 en otras posiciones. Los halo-BODIPYs, resultantes de las reacciones de halogenación, son intermedios valiosos para posteriores transformaciones, como pueden ser las reacciones de sustitución nucleófila aromática (SNuAr) en las posiciones 1, 3, 5 y 7 del núcleo, permitiendo obtener derivados mono- o disustituidos, cuya síntesis a partir de otras rutas es compleja. 4,31 Además, estos derivados halogenados intervienen en reacciones de acoplamiento catalizadas por paladio, entre ellas las reacciones de Sonogashira, Suzuki, Stille, Negishi y Heck. 4,31,32 Se han descrito varias rutas sintéticas para la funcionalización de la posición meso. Una de estas alternativas se basa en la utilización de meso-metiltioBODIPYs, 33 que son capaces de experimentar una amplia variedad de reacciones tales como SNuAr o reacciones de acoplamiento de tipo Liebeskind-Srögl con ácidos borónicos. 4,34 Más recientemente, otros autores han utilizado 8-haloBODIPYs para este mismo tipo de reacciones. 35 La reactividad de los átomos de flúor frente a nucleófilos carbonados, oxigenados y nitrogenados conduce, a través de reacciones de sustitución, a la introducción de diferentes funcionalidades en estos colorantes. 36 Por otro lado, las posiciones 2 y 6 pueden experimentar reacciones de sustitución directa de hidrógeno por grupos alquenilo, 37 y de forma similar las posiciones 3 y 5, incorporando en un solo paso sustituyentes en dichas posiciones por medio de reacciones de sustitución nucleófila en condiciones oxidativas. 38 En estos casos, la funcionalización directa C-H puede transcurrir mediante la catálisis de metales de transición en reacciones de acoplamiento. 39 También es posible la sustitución del hidrógeno en posición meso a partir de organolíticos, aunque existe la competencia en el ataque hacia el centro de difluoruro de boro. 40 Como alternativa a las reacciones de sustitución directa de hidrógeno o activación C-H en las posiciones 3 y 5, un nuevo tipo de funcionalización ha emergido con el uso de radicales generados a partir de yoduros hipervalentes, sales de diazonio, trifluoroboratos y peróxidos entre otros. 39c,41 Los metilos presentes en las posiciones 1, 3, 5 y 7 del esqueleto de BODIPY muestran acidez, por lo que experimentan reacciones de condensación con aldehídos aromáticos a través de las reacciones de Knoevenagel, conduciendo a mono-, di-, tri- y tetraestirilBODIPYs, 42 siendo esta reacción una de las principales estrategias en la 16 1.1. Introducción extensión de la conjugación de estos sistemas. Además, nuestro grupo ha ampliado esta metodología a los metilos en posición meso, demostrando que estos metilos presentan una mayor acidez que los anteriores, lo que ha permitido obtener selectivamente 8-alquenilBODIPYs. 43 Finalmente, los aza-BODIPYs (Figura 8) pueden experimentar también reacciones de SEAr (como halogenación y formilación) en las posiciones 2 y 6, y los derivados halogenados obtenidos dan lugar a reacciones de acoplamiento catalizadas por metales. 6 De la misma forma, los grupos funcionales que presenten los sustituyentes en las posiciones 1, 3, 5 y 7 dan este tipo de reacciones. 6 Además, pueden experimentar reacciones de sustitución nucleófila en el átomo de flúor con nucleófilos de carbono y oxígeno, al igual que sus análogos meso-carbonados. 6,36f 1.1.2.c. Propiedades fotofísicas La familia de los BODIPYs presenta unas interesantes propiedades físico-químicas que, no solo superan en gran medida a los complejos dipirrometénicos derivados de metales, si no que eclipsan a otros colorantes orgánicos como los xantenos, cianinas, cumarinas, antracenos, pirenos y perilenos, entre otros. Este hecho se debe, en general, a las siguientes características: 1) accesibilidad sintética y funcionalización sencilla; 2) bandas de absorción y emisión estrechas en la región del visible e infrarrojo cercano (‘Near Infrarred’, NIR), según la sustitución; 3) elevados coeficientes de absorción (entre 4 y 11·10 4 M -1 cm -1 ), altos rendimientos cuánticos de fluorescencia (cercanos a la unidad en algunos casos) y tiempos de vida del estado excitado razonablemente largos (entre 1 y 10 ns); 4) potenciales de óxido-reducción moderados; 5) buena estabilidad química, térmica y fotoquímica, tanto en disolución como en estado sólido; y 6) relativa insensibilidad a la variación de polaridad y pH. 28b,44 Figura 8. Reactividad de los aza-BODIPYs. 1.1. Introducción 17 Los espectros de absorción y emisión de estos colorantes presentan, en la mayoría de los casos, dos bandas muy intensas (Figura 9.A). La primera, se corresponde con la transición hacia el primer estado excitado (S0-S1), mostrando un hombro que se asocia a la estructura electrónica de la molécula; mientras que la segunda, es la debida al proceso de decaimiento hacia el estado fundamental (S1-S0), pérdida de energía que provoca, en este caso, la emisión de fluorescencia. 28b,44 Aunque los BODIPYs no se ajustan formalmente a las reglas de aromaticidad de Hückel, sus propiedades son muy similares a las de los sistemas -aromáticos, ya que la coordinación del átomo de boro mantiene al dipirrometeno en una conformación planar rígida. De hecho, la pérdida del fragmento de difluoruro de boro supone la conversión a una estructura de tipo cianina, apagando la fluorescencia por la isomerización cis-trans bajo excitación electrónica. 45 Por tanto, la rigidez y planaridad estructural contribuyen a la emisión fluorescente con elevados rendimientos cuánticos, además de una escasa formación de estados triplete vía cruce intersistema (‘Intersystem Crossing’, ISC, Figura 9.B), este último modulable mediante la introducción de átomos pesados o de unidades ortogonales de BODIPY. 46 En cuanto a los aza-BODIPYs, la principal ventaja que supone la introducción del átomo de nitrógeno en la posición meso es un desplazamiento batocrómico muy acusado, que es regulado por los grupos funcionales presentes en los anillos. 6 Sin embargo, el hecho más remarcable en ambos sistemas es la variación de las propiedades espectroscópicas mediante la introducción de sustituyentes en el núcleo, Figura 9. Espectro típico de absorción/fluorescencia de un BODIPY (A). Diagrama de Jablonski para la absorción/fluorescencia típica de un BODIPY (B). 18 1.1. Introducción ya que variando el número, posición y estructura de los mismos, se consigue una amplia biblioteca de compuestos cuyas absorciones y emisiones se encuentran en la práctica totalidad de la región visible y en algunos casos en la zona del NIR. 1.1.2.d. Aplicaciones La versátil funcionalización que ofrece esta familia de cromóforos ha permitido la fácil modulación de sus propiedades fotofísicas, haciendo posible su aplicación en diferentes campos como la óptica, optoelectrónica, biología y medicina. Así, estos derivados se han empleado de forma exitosa en: láseres de colorante, 47 marcaje fluorescente de biomoléculas y localización subcelular, 48 radiomarcaje, 49 sensores, 50 interruptores fluorescentes, 51 células solares, 52 dispositivos electroluminiscentes, 53 fotosensibilizadores triplete para PDT, 46,54 y más recientemente, en nano- fotosensibilización 55 y teragnosis. 56 Por otro lado, los aza-BODIPYs, que presentan una absorción/emisión más desplazada hacia la zona roja del visible, 6 han encontrado aplicación en: sensores ópticos en la zona del NIR, 57 células solares 58 , bioimagen, 59 PDT 46a,b y teragnosis. 59,60 Todas estas aplicaciones han contribuido al auge de estos dos tipos de sistemas y a varias de ellas se les augura un futuro brillante. A continuación se hace un breve comentario de las aplicaciones en las que se ha desarrollado el trabajo de la presente Tesis:  Láseres de colorante: La amplificación de luz por emisión estimulada de radiación, más conocida por su término láser, acrónimo de ‘Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation’, ha adquirido una gran importancia dada su implicación en campos tan diferentes como la medicina, industria, telecomunicaciones, ocio, etc. La mayoría de los láseres de colorante pertenecen a la familia de los láseres en fase líquida, ya que el material activo es un colorante disuelto en un disolvente líquido. 47a,61 Este tipo de láseres son una fuente de radiación visible, coherente y sintonizable, que presentan una serie de características y propiedades muy atractivas: energía láser y potencia muy elevadas, sintonización de la emisión en una amplia región del espectro 1.1. Introducción 19 (300-1500 nm), excelente calidad óptica y espacial, posibilidad de generar pulsos ultracortos, etc. Sin embargo, actualmente y para superar algunas limitaciones e inconvenientes que presentan este tipo de láseres en fase líquida, se ha extendido el uso de colorantes incorporados a matrices sólidas, que combinan todas las ventajas del estado sólido manteniendo las ya mencionadas en fase líquida, potenciando sus aplicaciones. 61-63 Los colorantes orgánicos utilizados como láseres de colorante se agrupan en familias, atendiendo a sus estructuras químicas. Así, se encuentran las cianinas, cumarinas, hidrocarburos conjugados, BODIPYs, xantenos y oxacinas, de los cuales algunos han sido comercializados, cubriendo un rango de emisión entre los 350 y 850 nm (Figura 10). 47a,62,63a  Cassettes de transferencia de energía: Actualmente, uno de los campos de investigación en auge es la construcción de sistemas multicromofóricos formados por la unión covalente de dos o más cromóforos con bandas espectrales en diferentes regiones del espectro visible, que sean susceptibles de dar lugar a procesos de transferencia de energía de excitación (‘Excitation Energy Transfer’, EET) no radiantes. De esta manera, se puede solventar una de las mayores limitaciones de los colorantes con estructura de tipo BODIPY, y de la mayoría de los colorantes láser, que es la de poseer bajos desplazamientos de Stokes (menores a 25 nm), ya que hay un alto solapamiento de los espectros de Figura 10. Espectro de emisión de algunos colorantes láser comerciales. 20 1.1. Introducción absorción y fluorescencia, lo que limita en la práctica su aplicación en las técnicas de detección por fluorescencia. En estos sistemas, denominados también cassettes, uno de los fragmentos debe actuar como el componente encargado de la absorción de luz (cromóforo dador, D) que será transferida al otro fragmento (cromóforo aceptor, A) que es excitado indirectamente y es el emisor final de luz. 64 Ambos fragmentos deben estar unidos por un espaciador, que juega un papel fundamental: 1) permite una fuerte interacción entre ambos, dando lugar a un nuevo cromóforo con diferentes bandas espectrales resultantes de la interacción de las nubes electrónicas del dador y el aceptor; o 2) no permite dicha interacción, en cuyo caso cada uno de los fragmentos mantiene su identidad y sus propias firmas espectrales. En consecuencia, la EET puede tener lugar a través de dos mecanismos: transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (‘Fluorescence Resonance Energy Transfer’, FRET) y la transferencia de energía a través de enlace (‘Through- Bond Energy Transfer’, TBET). 64 En las díadas basadas en FRET, los sistemas dador y aceptor no tienen que estar unidos por un espaciador conjugado, por lo que la transferencia de energía tiene lugar a través del espacio. Debido a esto, la eficiencia de los cassettes basados en FRET depende del solapamiento entre la banda de emisión del cromóforo dador y la banda de absorción del cromóforo aceptor. A mayor solapamiento, mayor será la eficiencia de la transferencia de energía (Figura 11). 64 Contrariamente a lo que ocurre con el FRET, en los cassettes basados en TBET, el cromóforo dador y aceptor están unidos a través de un espaciador conjugado, por ejemplo grupos fenilo o etinilo, mostrando la firma espectral del sistema completo FRET Figura 11. Representación esquemática de un proceso FRET y ejemplo de firma espectral entre un dador (D) y un aceptor (A). 1.1. Introducción 21 (Figura 12), con una rápida transferencia de energía y la obtención de sistemas con grandes desplazamientos de pseudo-Stokes. 64  Fotosensibilizadores para terapia fotodinámica: La terapia fotodinámica (PDT) se ha convertido en una prometedora terapia mínimamente invasiva y complementaria contra el cáncer, en comparación con otros tratamientos como la radioterapia, quimioterapia o cirugía. 46a,65,66 Esta terapia presenta ciertas ventajas, ya que no causa efectos secundarios duraderos, necesita tiempos de aplicación cortos, 67 es precisa en la focalización, 68 es posible aplicarla varias veces en los mismos tejidos y es asequible. 15 Esta novedosa técnica se basa en la acción sinérgica de un fotosensibilizador (PS), que se activa por irradiación de luz visible dentro del tejido, y la presencia de oxígeno molecular ( 3 O2), el cual es transformado en sus especies citotóxicas, siendo una de ellas el oxígeno singlete ( 1 O2), activando mecanismos apoptóticos o necróticos en las células carcinogénicas. 15,46a,69 Generalmente, una reacción fotosensibilizada supone la absorción de luz por un PS, el cual induce la modificación de otras especies moleculares. 70 Particularmente, la generación de las especies reactivas de oxígeno (ROS) a través de procesos fotosensibilizados se basa principalmente en la desactivación no radiativa del estado T1 del PS por dos posibles mecanismos (Figura 13). En el mecanismo de Tipo I, la desactivación involucra una transferencia electrónica desde el PS excitado al estado fundamental del 3 O2 ( 3 g), generando diferentes especies (e.g. O2 •‒ , HO • , etc.); 71 mientras que en un mecanismo de Tipo II, la energía de excitación es transferida, por procesos de colisión, al 3 O2 que es excitado a su estado singlete más bajo 1 O2 ( 1 g), siendo este mecanismo el considerado como la ruta principal en PDT. 72 TBET Figura 12. Representación esquemática de un proceso TBET y ejemplo de firma espectral del sistema completo: absorción del dador (D) y emisión del aceptor (A). 22 1.1. Introducción Para el diseño de nuevos PSs avanzados, es necesario entender los procesos que rigen el mecanismo de Tipo II. Para la producción de 1 O2, el estado S1 del PS debe mostrar un eficiente ISC para poblar el estado T1, a partir del cual se produce la des- excitación acoplada a la excitación del 3 O2 a 1 O2 (Figura 13). Dado que el ISC es una transición prohibida por las reglas de conservación de espín, 73 la probabilidad de que sea posible puede incrementarse a través del acoplamiento espín-órbita, que consiste en la interacción de los momentos magnéticos de los electrones asociados con el espín y el momento angular orbital. Como consecuencia, se da una mezcla de estados con diferente multiplicidad (e.g. S1 con Tn), dando como resultado que el estado Tn involucrado adquiera cierto carácter de singlete y el S1 lo adquiera en forma de triplete. 74 Es por ello, que la transición S1→Tn o ISC está permitida, poblando el estado T1, a partir del cual, y mediante un proceso de transferencia energética por colisión, el 3 O2 pasa a 1 O2 y el estado T1 al fundamental (Figura 13). 72 Finalmente, el 1 O2 formado se desactiva por medio de la emisión luminiscente (fosforescencia, ~1270 nm), la reacción con un sustrato (e.g. oxidación en entorno celular) y la extinción física (e.g. colisiones con el disolvente u otras moléculas). Es evidente que el control del acoplamiento espín-órbita es clave para la mejora en la producción de 1 O2. Una de las formas por las que puede ser promovido es el conocido como efecto de átomo pesado, en términos mecanísticos como el incremento del acoplamiento espín-órbita inducido por un átomo pesado interno o externo a la molécula excitada. 73 Además, se ha demostrado que, para la eficiente generación de 1 O2 a través del mecanismo de Tipo II (Figura 13), el PS debe seguir una serie de condiciones: 1) coeficientes de absorción molar altos dentro de la región espectral de excitación, 2) rendimientos cuánticos de ISC elevados, 3) tiempos de vida de triplete Figura 13. Diagrama de Jablonski representativo para los mecanismos de Tipo I y II. 1.1. Introducción 23 altos, 4) energías de triplete más altas que la diferencia energética existente entre el estado 1 g y el estado 3 g (94.2 kJmol -1 ) y 5) una elevada fotoestabilidad. Teniendo en cuenta las condiciones que deben poseer los PSs para la producción de 1 O2 que se acaban de mencionar, los candidatos para el tratamiento en PDT tienen que cumplir otros criterios adicionales: 1) baja citotoxicidad en la ausencia de luz; 2) acumulación selectiva en el tejido afectado; 3) estabilidad limitada in vivo para favorecer su eliminación tras el tratamiento; 4) alta absorción de luz en la ventana terapéutica (abs > 650 nm, max  5·10 4 M -1 cm -1 ) para maximizar la penetración de luz en el tejido irradiado; 5) solubilidad en medio acuoso; y 6) una alta habilidad para internalizarse a través de las membranas celulares. 54b En cuanto a PSs para uso clínico en PDT, como se ha indicado anteriormente, son las porfirinas las que se han empleado en la mayoría de los casos. 75 Sin embargo, otros sistemas, tales como ftalocianinas (análogas a las porfirinas), complejos metálicos, como aquellos basados en polipiridinas de Ru(II) o Ir(III), 66,76 nanoestructuras basadas en el carbono, como los fullerenos, siendo el C60-fullereno el más estable, simétrico y abundante, 77 así como los BODIPYs, han demostrado ser en los últimos años una valiosa alternativa frente a las porfirinas como PSs para PDT. Los BODIPYs presentan una eficiencia casi insignificante para la población del estado T1, tal y como lo demuestran sus altos rendimientos cuánticos de fluorescencia. 2,28a,78 Por ello, el diseño de BODIPYs para PDT requiere aplicar modificaciones que favorezcan el ISC a través de varios enfoques químicos, que permitan generar 1 O2 a partir de la absorción de luz. 46a,54a,71,72a,76a,79 En estos casos, el proceso ISC se promueve fácilmente a partir de la introducción directa de átomos pesados, como halógenos (Br y I), 46a,76a,80 la coordinación con metales de transición, induciendo el acoplamiento espín-órbita, 76a o la formación de dímeros ortogonales de BODIPY, un enfoque interesante para el desarrollo de PSs para PDT, evitando la toxicidad oscura propia de aquellos que presentan átomos pesados. 46a,66,72a,80a,81 Dentro de este área, se acaba de publicar en Photochemistry and Photobiology una revisión de las aportaciones realizadas por nuestro grupo de investigación. 54b  Marcadores para bioimagen: Las técnicas de imagen por fluorescencia se han convertido en una de las herramientas más útiles y poderosas para monitorizar y visualizar la localización y 24 1.1. Introducción dinámica de iones, biomoléculas y estructuras subcelulares en tiempo real. 48a,82 Ello se debe a su alta resolución espacio-temporal, elevada sensibilidad y especificidad, así como a su simplicidad operacional, características que han permitido su adaptación a varias áreas de investigación dentro de las ciencias biológicas y biomedicina, 83 en las que el etiquetado de dianas biológicas específicas con un marcador fluorescente, sin perturbar las funciones biomoleculares regulares y en condiciones fisiológicas, es crucial tanto para el estudio de procesos biológicos en ubicaciones endógenas, como para aplicaciones de diagnóstico y cirugía dirigida por imagen. 84 La sonda o marcador fluorescente para bioimagen en células vivas debe poseer unas características que le confieran la idealidad para su uso. Generalmente, se trata de un fluoróforo de tamaño pequeño y con una elevada fluorescencia, estabilidad y fotoestabilidad, capaz de difundir fácilmente a través de las membranas celulares sin interferir en la actividad biológica regular del sistema vivo. Además, un valor añadido en estos marcadores es la posibilidad de su modificación química, simple y sencilla, que permita modular sus propiedades fotofísicas, 85 solubilidad y permeabilidad en membranas 86 y la incorporación de grupos específicos para aumentar la selectividad frente a las diferentes dianas. 87 Los fluoróforos más representativos y ampliamente empleados son los colorantes basados en cumarina, fluoresceína, rodamina, carbocianina y BODIPY (Figura 14). Sin embargo, no todos estos fluoróforos satisfacen completamente las necesidades requeridas para su empleo como sondas debido fundamentalmente a problemas relacionados con su estabilidad o baja selectividad. 48a Dentro de los colorantes arriba Figura 14. Estructura general de los fluoróforos empleados como marcadores fluorescentes. 1.1. Introducción 25 mencionados, el BODIPY destaca por sus excelentes propiedades, resaltando su alta fotoestabilidad y alto rendimiento cuántico de fluorescencia, ajuste sencillo de las longitudes de onda de absorción y emisión, así como su carga total neutra y baja polaridad, que favorecen su uso como sistemas fluorescentes privilegiados para el diseño de sondas específicas para bioimagen en células vivas. 2,28a,47c,88  Agentes teragnósticos: Los agentes teragnósticos han despertado una atención creciente tanto en la investigación como en numerosos campos clínicos debido a que permiten la integración de la capacidad de diagnóstico por imagen con la intervención terapéutica en una sola formulación dentro de la colocalización espacial, 89 habilitando la detección de dianas terapéuticas, la monitorización de la distribución de un fármaco y la evaluación de las respuestas terapéuticas, a través de las cuales se pueden realizar diversas funcionalidades como la maximización de la eficacia terapéutica, la optimización de la seguridad de los medicamentos, la mejora de la farmacocinética, así como la asistencia en la racionalización del proceso de desarrollo de medicamentos. 90 Por todo ello, se espera que la teragnosis sea un enfoque efectivo para lograr la transición de la medicina convencional a la medicina contemporánea personalizada y de precisión. 91 Dentro de este concepto, el empleo de materiales fluorescentes no solo ofrece la habilidad de la visualización directa de las especies y actividades biológicas, 92 también conlleva la posibilidad de utilizar la luz para alcanzar las funciones teragnósticas. 71 De esta forma, la teragnosis fotodinámica 93 es la resultante de la unión entre la imagen por fluorescencia y el tratamiento por PDT, un enfoque que está adquiriendo mucho interés en las aplicaciones oncológicas debido a su especificidad y selectividad. Sin embargo, la idea de un solo agente que ‘hace todo’ como fin último implica que el número de ejemplos en la literatura sea muy bajo puesto que la combinación de un fluoróforo con un agente terapéutico, que posean buena actividad por separado, supone la pérdida de la selectividad, especificidad, respuesta fluorescente o terapéutica y el incremento de las dosis requeridas. 94 Para solventar esta problemática, y sabiendo que la acción de la PDT se localiza muy cerca o en el interior de los orgánulos de las células afectadas, 95 un gran número de grupos de investigación ha focalizado su atención en la determinación de una correlación entre la localización de los agentes PSs y la eficacia de la PDT a largo plazo. Es por ello que las mitocondrias han sido 26 1.1. Introducción propuestas como el objetivo subcelular principal del efecto fotodinámico, aunque también se incluyen otros como lisosomas, núcleo, retículo endoplasmático y, más recientemente, los adiposomas o gotas lipídicas, los cuales desencadenan diversos procedimientos de muerte celular. 94,96 1.1.3. Complejos metal-dipirrometeno Hasta hace relativamente pocos años, el empleo del dipirrometeno como ligando en la química organometálica no suscitó interés en la comunidad científica ya que se creía que estos complejos no tenían unas propiedades relevantes, sin embargo, este panorama ha cambiado radicalmente y, en la actualidad, estos sistemas presentan interesantes aplicaciones en diversos campos de la ciencia. 1a,97 Los dipirrometenos se desprotonan fácilmente formando un ligando monovalente bidentado (Figura 15.A) que puede aceptar una gran variedad de cationes metálicos, tales como Ni(II), Cu(II), Zn(II), Fe(II), Ru(II), Co(III), Ir(III), Rh(III), entre otros. Estos complejos están formados por el catión metálico rodeado de una, dos o tres unidades de dipirrometeno, según sea el estado de oxidación del metal. Estas unidades pueden ser iguales (complejos homolépticos) o diferentes (complejos heterolépticos), incluso pueden formar parte del complejo otros ligandos (e.g. bipiridinas, fenilpiridinas, etc.), completando la esfera de coordinación. 97a En la Figura 15.B se representan algunos ejemplos de complejos mono, 98 bis 99 y tris(dipirrinatos). 99 Figura 15. Estructuras resonantes del ligando dipirrinio (A). Ejemplos de mono, bis y tris(dipirrinatos) metálicos (B). 1.1. Introducción 27 1.1.3.a. Síntesis Los complejos metal-bis(dipirrometeno) fueron sintetizados por primera vez por Fischer, 100 en el año 1924, a partir de clorhidratos de dipirrinio y sales de cobre, níquel, cobalto y zinc. Un ejemplo concreto se recoge en el Esquema 10, en donde a partir del clorhidrato XXXIV y nitrato de níquel se aísla el correspondiente complejo XXXV. Actualmente, la estrategia sintética más utilizada para la obtención de estos complejos consiste en la reacción directa de la dipirrina con una base y el correspondiente agente de metalación. Así, por ejemplo, los bis y tris(dipirrinatos) XXXI y XXXII que se acaban de mencionar en la Figura 15.B (pág. 26), se han sintetizado a partir del dipirrometeno XXXVI, por tratamiento con una base y Pd(CH3CN)2Cl2 o RhCl3, respectivamente (Esquema 11). 99 1.1.3.b. Propiedades fotofísicas Los primeros estudios sobre las propiedades fotofísicas de dos complejos sencillos fueron descritas en el año 1979 por Falk y Neufingerl, 101 comprobando que presentan una fluorescencia prácticamente nula (XXXVII en Figura 16.A). Este inconveniente Esquema 10. Ejemplo de síntesis del primer complejo metal-dipirrinato. Esquema 11. Ejemplos de métodos sintéticos actuales. 28 1.1. Introducción reduce el valor de estos complejos en determinadas aplicaciones, por lo que numerosos autores han centrado sus esfuerzos en mejorar la fluorescencia de estos sistemas. 97 Hay varios métodos sintéticos para la preparación de complejos metal- dipirrinato con un rendimiento cuántico de fluorescencia aceptable y una longitud de onda de emisión modulable, para su aplicación como sensores o materiales. Estas estrategias se basan en la introducción de grupos voluminosos en la posición meso del ligando, por ejemplo un grupo 2,4,6-trimetilfenilo (mesitilo), o grupos coordinantes en las posiciones 1 y 9, para rigidizar la estructura (Figura 16.B), junto con la elección del ligando en el complejo (XXXVIII-XXXIX en Figura 16.C). 97a Por otra parte, el estudio de las propiedades fotofísicas de los tris(dipirrinatos) pone de manifiesto que, en general, los complejos homolépticos presentan muy baja fluorescencia (XL en Figura 17), mientras que los heterolépticos pueden ser fluorescentes, en función de la naturaleza del metal y de los sustituyentes de los ligandos (XLI y XLII en Figura 17). 97 Figura 16. Complejo estudiado por Falk y Neufingerl (A). Estrategias para la mejora de la fluorescencia (B). Ejemplos de aplicación de las estrategias para incrementar el rendimiento cuántico de fluorescencia (C). 1.1. Introducción 29 1.1.3.c. Aplicaciones Las aplicaciones de estos complejos metálicos, principalmente bis y tris(dipirrinatos), están basadas en su capacidad de auto-ensamblaje mediante coordinación espontánea, lo que permite formar nano-arquitecturas, tales como supramoléculas y polímeros de coordinación que dan lugar a nano-cables unidimensionales, nano-capas bidimensionales y estructuras metaloorgánicas (MOFs). 97b Adicionalmente, existen también algunos ejemplos en donde estos complejos se utilizan en la detección de cationes metálicos, 97,102 sensibilización, 97 marcadores biológicos 103 y catálisis. 104 Concretamente, en esta Tesis se ha trabajado en este tipo de sistemas como fotosensibilizadores y marcadores para bioimagen. Figura 17. Comparativa del rendimiento cuántico de fluorescencia en tris(dipirrinatos) homolépticos o heterolépticos. 30 1.2. Objetivos 1.2. OBJETIVOS Aunque el área de los complejos derivados de dipirrometenos ha experimentado un gran avance en los últimos años, como ha quedado reflejado anteriormente, está claro que queda mucho trabajo por hacer, especialmente en algunas de las aplicaciones más demandadas por la sociedad, en campos tan importantes como los materiales y la biomedicina. Por ello, la presente Tesis Doctoral tiene como objetivo general el desarrollo de estructuras sencillas y eficientes de este tipo de sistemas que intenten dar respuesta a diferentes problemas que presenta la sociedad actual en estos campos. Para la consecución de este objetivo general, se han planteado como objetivos específicos el diseño y síntesis de nuevos derivados de dipirrometeno, concretamente complejos BF2-dipirrometeno y metal-dipirrometeno que actúen como:  Láseres de colorante en el rojo y cassettes de transferencia de energía Los BF2-aza-dipirrometenos se encuentran totalmente inexplorados frente a su aplicación como láseres de colorante. Por ello, se diseñarán y sintetizarán, en primer lugar, una serie de este tipo de complejos con diferentes sustituyentes en el átomo de boro (Figura 18.A), que serán empleados por primera vez en esta aplicación. En segundo lugar, se incorporará a alguno de los anteriores complejos unidades de BODIPYs de tal forma que puedan obtenerse nuevos sistemas multicromofóricos capaces de actuar como cassettes de transferencia de energía y láseres de colorante en esta interesante región del espectro (Figuras 18.B y 18.C). Figura 18. Láseres de colorante en el rojo (A) y cassettes de transferencia de energía (B y C). 1.2.Objetivos 31  Fotosensibilizadores para terapia fotodinámica Para lograr este objetivo se diseñarán y sintetizarán una serie de complejos BF2- dipirrometeno con la funcionalización adecuada para que sean buenos generadores de oxígeno singlete. Este objetivo puede subdividirse en dos tipos de sistemas:  Sensibilizadores con átomo pesado: yodo-BODIPYs sencillos y anclados a nanopartículas (Figuras 19A y 19B).  Sensibilizadores libres de átomo pesado: dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs (Figuras 19C).  Marcadores para bioimagen y teragnosis fotodinámica Este objetivo se centrará en el diseño y síntesis de nuevos complejos BF2- dipirrometeno y complejos dipirrometeno-Ir(III) con la funcionalización adecuada para ambas aplicaciones. Este objetivo puede subdividirse en dos tipos de sistemas: Figura 19. Sensibilizadores con átomo pesado (A y B: sencillos y nanopartículas) y libres de átomo pesado (C: dímeros y trímeros ortogonales). 32 1.2. Objetivos  Marcadores de mitocondrias basados en complejos dipirrometénicos (Figura 20A).  Marcadores de gotas lipídicas basados en complejos BF2-dipirrometeno (Figura 20B). La consecución de cada uno de estos objetivos concretos implica la síntesis de los nuevos derivados de dipirrometeno usando metodologías sintéticas previamente establecidas en nuestro grupo de investigación u otros grupos. Además, se desarrollarán nuevas estrategias de síntesis para lograr la funcionalización adecuada que nos permitirá obtener sistemas con propiedades optimizadas para cada una de las aplicaciones mencionadas anteriormente. Paralelamente, dependiendo del tipo de aplicación, se abordará el estudio de las propiedades fotofísicas, láser y generación de oxígeno singlete, así como el estudio de las propiedades biológicas tales como localización subcelular y ensayos de viabilidad celular. Figura 20. Marcadores para bioimagen y teragnosis fotodinámica de mitocondrias (A) y gotas lipídicas (B) basados en dipirrinatos de iridio (III) y BODIPYs. COMPLEJOS BF2-AZA-DIPIRROMETÉNICOS COMO LÁSERES DE COLORANTE Y CASSETTES DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA 2 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos 37 2. COMPLEJOS BF2-AZA-DIPIRROMETÉNICOS COMO LÁSERES DE COLORANTE Y CASSETTES DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Entre los distintos colorantes orgánicos empleados como láseres, los complejos BF2- dipirrina o BODIPYs constituyen una familia de láseres de colorante ampliamente estudiada, siendo nuestro grupo el que ha dedicado un mayor esfuerzo a este objetivo. 47c Estos fluoróforos absorben energía y la emiten de forma monocromática, coherente y direccional, resultando ser altamente eficientes y estables en toda la región del espectro visible, desde la zona azul a la roja, siendo en esta última en la que más se necesita profundizar dada su importancia dentro de las aplicaciones biológicas. 2.1. LÁSERES DE COLORANTE BASADOS EN AZA-BODIPYs 2.1.1. Introducción El comportamiento láser de los BODIPYs fue estudiado por primera vez por Boyer et al., que sintetizaron una serie de BODIPYs alquilados en sus posiciones 2 y 6, centrando su atención sobre la relación entre la estructura y la emisión láser. 20,105 Así, determinaron que la sustitución por cadenas alquílicas en dichas posiciones produce un desplazamiento batocrómico de las bandas espectrales, sin observar una relación clara entre los rendimientos cuánticos de fluorescencia y la eficiencia láser. Muchos de los BODIPYs descritos por estos autores han sido comercializados posteriormente, 106 siendo los más utilizados los recogidos en la Figura 21. Figura 21. BODIPYs comerciales y sus propiedades fotofísicas (Ref. 106). 38 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos Dentro de los trabajos realizados por nuestro grupo de investigación en esta área, y en la búsqueda de sistemas láser más estables y eficientes, se ha estudiado el comportamiento láser de diversos colorantes de la familia del BODIPY, tanto en fase líquida como en matrices sólidas poliméricas, como por ejemplo los sistemas XLIII a XLV recogidos en la Figura 22. 107 Por otro lado, el grupo de Peña-Cabrera et al. ha sintetizado a través de una nueva metodología, una serie de BODIPYs con emisión láser en la región azul del espectro y eficiencias de entre el 10 y 60%, por medio de la introducción de grupos amino en la posición meso del cromóforo (XLVI-XLIX en Figura 23). 34b,108 Estos ejemplos presentan mayores eficiencias láser y mejores solubilidades que los colorantes comerciales con emisión en esta región espectral, aunque presentan una baja fotoestabilidad. Figura 22. BODIPYs estudiados por nuestro grupo y sus propiedades fotofísicas. Figura 23. meso-AminoBODIPYs estudiados por Peña-Cabrera et al. y sus propiedades fotofísicas (Ref. 34b,108). 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos 39 Actualmente, la investigación en este campo se centra en el desarrollo de nuevos sistemas con emisión desplazada hacia la zona roja del espectro visible, llegando incluso al NIR. Nuestro grupo de investigación ha descrito algunos ejemplos de láseres de colorantes basados en BODIPYs con emisión en esta región menos energética, pero, en general, su estabilidad y eficiencia láser no es muy elevada (L y LI en Figura 24.A). 36b-d,107c,109 En este contexto, Peña-Cabrera y Bañuelos et al. han descrito una librería de BODIPYs en la región espectral de 630-730 nm con una alta eficiencia láser, pero con una alta complejidad sintética (LII en Figura 24.B). 34c,110 Sus análogos, los aza-BODIPYs, podrían ser unos sistemas muy atractivos como láseres en esta zona del espectro, ya que un cambio estructural tan simple, como es la introducción de un átomo de nitrógeno en posición meso, conduce a un pronunciado desplazamiento batocrómico de las bandas espectrales. 6,7a,111 Estos fluoróforos se encuentran totalmente inexplorados frente a esta aplicación y, de hecho, la única referencia se remonta a 1994, en la que Boyer et al. irradian a 532 nm el 1,3,5,7- tetrafenil-aza-BODIPY, observándose una eficiencia láser de tan sólo un 4%, concluyendo que esta baja eficiencia es debida a la imposibilidad de irradiar en su máximo de absorción dadas las limitaciones tecnológicas de ese momento. 112 Figura 24. Ejemplos de BODIPYs en el rojo con emisión láser y sus propiedades fotofísicas. 40 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos Figura 25. Estructuras de los aza-BODIPYs estudiados. 2.1.2. Objetivos El presente trabajo tiene como objetivo llevar a cabo la síntesis y el estudio sobre el comportamiento láser de una batería de aza-BODIPYs sencillos con distintos sustituyentes (alquilo y arilo) en las posiciones 1, 3, 5 y 7 del esqueleto (1-4), cuyas estructuras se muestran en la Figura 25. Además, dado que nuestro grupo ha demostrado que la sustitución en los BODIPYs de los átomos de flúor unidos al boro por O- y C-nucleófilos aumenta su eficiencia láser, 36b,d se han diseñado una serie de O- aza-BODIPYs (1O-4O) y C-aza-BODIPYs (1C-4C) con grupos trifluoroacetoxi y ciano, respectivamente (Figura 25). El estudio comprende un análisis pormenorizado de las propiedades fotofísicas, fotoestabilidad de estos sistemas bajo bombeo láser, y una comparativa de su eficiencia láser con un fluoróforo comercial que absorbe en la misma región espectral. 2.1.3. Discusión de resultados 2.1.3.a. Síntesis Los aza-BODIPYs 1, 8 2 11,111 y 4, 113 previamente descritos en la bibliografía, así como el aza-BODIPY 3, se han sintetizado a través del procedimiento bien establecido 6 que implica la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 12. 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos 41 El primer paso de esta ruta sintética consiste en una adición 1,4 de Michael entre las correspondientes chalconas 5-8 y nitrometano, en presencia de N,N-dietilamina (DEA) como base y CH3OH como disolvente, obteniendo las nitrocetonas 9, 8 10, 11,111 11 114 y 12, 113 respectivamente, con rendimientos prácticamente cuantitativos. Hay que señalar, que las chalconas 5 y 6 son comerciales, sin embargo los derivados 7 115 y 8 113 ha sido necesario sintetizarlos a través de una reacción de condensación aldólica cruzada en medio básico entre los aldehídos y cetonas que se indican en el Esquema 13. A continuación, la reacción de condensación de estos derivados con acetato amónico (NH4OAc), a reflujo de EtOH, conduce a los aza-dipirrometenos 13, 8 14, 11,111 15, y 16, 113 respectivamente, con rendimientos moderados, que se emplean en una posterior reacción de complejación con BF3·Et2O, en presencia de DIPEA y CH2Cl2 a temperatura ambiente, para dar lugar a los aza-BODIPYs objeto de estudio, con rendimientos que van desde el 20 al 74%. Esquema 12. Síntesis de los aza-BODIPYs fluorados 1-4: i. CH3NO2, DEA, CH3OH, , 24 h; ii. NH4OAc, EtOH, , 24 h; iii. DIPEA, BF3·Et2O, CH2Cl2, t.a., 4 h. Esquema 13. Síntesis de las cetonas ,-insaturadas 7 y 8: i. NaOH 1.3M, EtOH, t.a., 4 h; ii. KOH, CH3OH, t.a., 4 h. 42 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos La sustitución de los átomos de flúor unidos al boro por grupos trifluoroacetoxi (1O-4O) o ciano (1C-4C), se ha llevado a cabo siguiendo la metodología descrita por nuestro grupo de investigación 36b,d (Esquema 14), haciendo reaccionar los aza- BODIPYs 1-4 con trifluoroacetato de trimetilsililo (TMSOCOCF3) o cianuro de trimetilsililo (TMSCN) como reactivos O- y C-nucleófilos, en presencia de AlCl3 como ácido de Lewis y CH2Cl2 anhidro como disolvente, con rendimientos que van del 18 al 79%. Sin embargo, el aza-BODIPY 2O no ha sido posible aislarlo pese a que se observa su presencia en el espectro de 1 H-RMN del crudo de reacción, ya que al llevar a cabo su purificación por cromatografía en columna en diferentes condiciones (gel de sílice, gel de sílice desactivada con trietilamina o alúmina neutra), se obtiene únicamente el aza-dipirrometeno 13, precursor del compuesto de partida 1. 2.1.3.b. Propiedades fotofísicas Los aza-BODIPYs analizados presentan absorción/emisión en la zona roja del visible, algunos dentro de la ventana biológica (> 650 nm). Esto se debe a la sinergia de dos aspectos complementarios: la sustitución del carbono por un grupo aza en la posición estratégica meso, y la poliarilación, que da lugar a un sistema -extendido a través de los grupos arilos situados en las posiciones 3, 5 y, en algunos casos, 1 y 7. El aza-BODIPY 1, que está arilado solo en las posiciones -pirrólicas, es el que presenta el menor desplazamiento batocrómico, con una banda de absorción (abs) a 614 nm, en cyHex, y con un moderado coeficiente de absorción (max 3.2·10 4 M -1 cm -1 ), aunque una aceptable señal de fluorescencia (fl alrededor del 40% en disolvente no Esquema 14. Síntesis de los C- y O-aza-BODIPYs 1C-4C y 1O-4O: i. TMSCN, AlCl3, CH2Cl2 anh., , 1h; ii. TMSOCOCF3, AlCl3, CH2Cl2 anh., , 1h. 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos 43 polar) a 640 nm (Figura 26, Tabla 1). La incorporación de grupos fenilo en las posiciones 1 y 7 (aza-BODIPY 2), como se ha comentado, aumenta el sistema  aromático. Ello se refleja en un mayor max, próximo a 8.5·10 4 M -1 cm -1 , aunque su mayor desplazamiento hacia la zona roja (abs 645 nm, en cyHex) va acompañado de una fluorescencia menor (fl alrededor del 15%), debido a la libre rotación de los grupos fenilo en las posiciones 1 y 7. Análogamente, el derivado 3, que incorpora grupos trifluorometilfenilo en las posiciones 1 y 7, tiene un ligero incremento batocrómico (alrededor de 10 nm), pero presenta también baja respuesta fluorescente (fl 19%, Tabla 1), ligeramente mayor que 2, debido al carácter electroaceptor de este grupo, que contrarresta ligeramente el efecto de rotación (Figura 26, Tabla 1). El mayor desplazamiento batocrómico de las bandas de absorción y emisión (662 nm y 688 nm, respectivamente) se produce en el aza-BODIPY 4, al funcionalizar las posiciones 3 y 5 con grupos 4-metoxifenilo, a pesar de tener grupos mesitilo en las posiciones 1 y 7, que no interaccionan con el anillo de dipirrina por resonancia ya que se encuentran en disposición ortogonal. Además, presenta una fuerte absorción (próxima a 8·10 4 M -1 cm -1 sobre 660 nm) y un rendimiento cuántico de fluorescencia del 50%. Hay que señalar, que la fluorescencia de estos cuatro aza-BODIPYs es menor cuando se utiliza CH3OH como disolvente. Esta desactivación de la fluorescencia puede estar relacionada con interacciones producidas por enlace de hidrógeno entre disolvente y el cromóforo, teniendo una ruta adicional de desactivación no radiativa en este medio. Por otra parte, el reemplazo de los átomos de flúor por grupos trifluoroacetoxilo o ciano se ha llevado a cabo teniendo en cuenta los resultados positivos en cuanto a Figura 26. Espectros de absorción (A) y emisión (B) de 1-4 en cyHex. 44 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos eficiencia fluorescente que nuestro grupo de investigación había observado previamente tras la inserción de estos grupos en BODIPYs, 36b,d atribuyéndose dicha mejora a una reorganización de la densidad electrónica del cromóforo, que aumentaba la aromaticidad del mismo. Esta sustitución en los aza-BODIPYs ha dado lugar a un cambio moderado de las bandas espectrales pero de forma aleatoria, por lo que no es posible establecer una tendencia (Tabla 1) Tabla 1. Propiedades fotofísicas de los F-, O- y C-aza-BODIPYs 1-4 en disoluciones diluidas de disolvente apolar (ciclohexano, cyHex) y polar-prótico (metanol, CH3OH). Compuesto Disolvente abs (nm) max (10 4 M -1 cm -1 ) fl (nm) St (cm -1 ) fl  (ns) kfl (10 8 s -1 ) knr (10 8 s -1 ) 1 cyHex 614.0 3.2 637.5 600 0.39 2.64 1.51 2.28 CH3OH 613.0 3.0 638.0 640 0.18 1.44 1.25 5.69 2 cyHex 645.0 8.5 666.0 490 0.15 0.90 1.65 9.39 CH3OH 644.0 8.4 665.5 500 0.09 0.60 1.50 15.20 3 cyHex 653.0 8.7 676.0 520 0.19 1.51 1.26 5.36 CH3OH 652.0 8.5 676.0 545 0.12 1.16 1.03 7.58 4 cyHex 662.5 7.5 688.5 570 0.46 3.26 1.41 1.65 CH3OH 668.0 7.5 699.0 665 0.28 2.32 1.20 3.10 2O cyHex 643.5 5.7 675.5 735 0.42 3.70 1.13 1.57 CH3OH 641.5 4.8 665.5 560 0.09 0.95 0.95 9.58 3O cyHex 651.0 6.9 683.5 730 0.43 4.05 1.06 1.40 CH3OH 649.0 5.7 679.0 680 0.10 1.43 0.70 6.29 4O cyHex 672.5 8.0 699.5 575 0.54 3.98 1.35 1.15 CH3OH 666.5 5.0 709.5 830 0.18 1.80 1.00 4.55 1C cyHex 599.5 5.6 636.5 970 0.34 1.33 1.33 2.61 CH3OH 600.5 5.3 636.0 930 0.12 1.05 1.05 7.72 2C cyHex 653.0 7.8 669.5 380 0.51 4.49 1.14 1.09 CH3OH 650.0 6.6 667.0 390 0.38 3.92 0.98 1.57 3C cyHex 648.5 6.3 676.0 870 0.11 1.03 1.07 8.64 CH3OH 650.0 7.3 679.0 655 0.13 1.48 0.88 5.88 4C cyHex 662.5 5.3 693.0 665 0.24 2.00 1.20 3.80 CH3OH 666.0 5.6 705.0 830 0.15 1.73 0.87 4.91 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos 45 Si bien es cierto que el boro no participa en la deslocalización del sistema , la sustitución del flúor (altamente electronegativo) por restos electroaceptores podría suponer una reorganización de la densidad electrónica del cromóforo, influyendo en su aromaticidad. 113,116 El rendimiento cuántico de fluorescencia de todos los sistemas estudiados, en dos disolventes, se compara en la Figura 27. Como puede observarse, los O-aza- BODIPYs, en un medio apolar, mejoran la fluorescencia en comparación a los derivados fluorados (Figura 27, Tabla 1), observando un modesto aumento en 4O (fl de 0.46 a 0.54), pero muy pronunciado en 2O y 3O, con arilos sin restricción en las posiciones 1 y 7 (fl de 0.15 a 0.42 y de 0.19 a 0.43, respectivamente). Sin embargo, la fluorescencia se ve limitada en un medio polar-prótico como el CH3OH, alcanzando valores similares a los registrados para los F-aza-BODIPYs. Es por ello que la respuesta fluorescente de los O-aza-BODIPYs se ve muy influenciada por el tipo de disolvente, debido a que la modificación estructural implica un aumento en la carga negativa del nitrógeno meso, aumentando la disponibilidad del par solitario del grupo aza para la interacción con los hidrógenos circundantes, incluso en presencia de grupos estéricamente impedidos como los arilos adyacentes. Por otro lado, los C-aza-BODIPYs 1C, 3C y 4C no presentan una mejora en la fluorescencia (Figura 27, Tabla 1), con la clara excepción del derivado 2C, que muestra un aumento notable de esta propiedad con independencia del entorno (fl de Figura 27. Comparación de los rendimientos cuánticos de fluorescencia de los F-, O- y C-aza- BODIPYs en medio apolar y polar-prótico. 46 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos 0.15 a 0.51 y de 0.09 a 0.38 en cyHex y CH3OH, respectivamente). El hecho de que no afecte el disolvente se debe a la disminución de la carga negativa del grupo aza, inducido por el grupo ciano, por lo que la interacción con el disolvente polar-prótico es menor, evitando así la extinción de la fluorescencia. En resumen, mientras todos los O-aza-BODIPYs (2O-4O) mejoran la respuesta fluorescente de los F-aza-BODIPYs en medios apolares, el C-aza-BODIPY 2C es el único de los sistemas estudiados que ha mejorado dicha propiedad en medios polares- próticos (Figura 27). Estos resultados ponen de manifiesto que la modificación química sobre el átomo de boro es una buena estrategia para mejorar la respuesta de fluorescencia, aunque se deben coordinar adecuadamente los grupos funcionales introducidos en el átomo de boro con los sustituyentes presentes en la dipirrina. 2.1.3.c. Propiedades láser Para el estudio del rendimiento láser (rango de sintonizado, eficiencia y fotoestabilidad), estos aza-BODIPYs se han bombeado transversalmente a través de un oscilador óptico paramétrico (‘Optical Parametric Oscillator’, OPO) de longitud de onda ajustable, que permite la irradiación de cada colorante en su máximo de absorción. Los resultados obtenidos se recogen en la Tabla 2. Todos los aza-BODIPYs estudiados muestran emisión láser en la zona roja del espectro visible, variando entre los 640-730 nm, dependiendo principalmente de los grupos arilo en las posiciones 1, 3, 5 y 7, y en menor medida de la modificación química sobre el átomo de boro (Figura 28). Figura 28. Espectros láser normalizados de 1, 2 y 4, y sus correspondientes O- y C-aza- BODIPYs en AcOEt a 0.5 mM. Los espectros correspondientes a los derivados de 3 (690-700 nm) no se incluyen por su similitud a los derivados de 2. 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos 47 En términos generales, la evolución de la longitud de onda láser se correlaciona bien con la fluorescencia. Es por ello, que los aza-BODIPYs no arilados en las posiciones 1 y 7 (1 y 1C) emiten a energías más altas (alrededor de 650 nm), seguidos de los arilados en tales posiciones (2, 2O, 2C y 3, 3O, 3C) que se encuentran entre 675-700 nm, y finalmente, aquellos que presentan grupos 4-metoxifenilo en las posiciones 3 y 5 (4, 4O, 4C), cuya emisión láser está más desplazada al rojo (hasta 725 nm). Tabla 2. Propiedades láser de los F-, O- y C-aza-BODIPYs 1-4 en disoluciones de diferente concentración de AcOEt. Compuesto Concentración (mM) Edose 90% (GJmol -1 ) 1 0.75 0.5 0.25 0.1 1 Eff (%) 10 10 12 13 10 44.3 la (nm) 656 653 651 647 643 2 Eff (%) 11 13 15 16 5 47.2 la (nm) 689 687 684 681 676 3 Eff (%) 12 16 19 20 13 24.9 la (nm) 696 695 694 690 687 4 Eff (%) 16 19 23 22 18 16.8 la (nm) 711 710 708 704 700 2O Eff (%) 13 16 19 17 10 21.2 la (nm) 693 691 689 684 681 3O Eff (%) 15 14 15 16 11 9.91 la (nm) 702 700 699 696 691 4O Eff (%) 15 20 30 33 32 4.75 la (nm) 725 724 723 720 716 1C Eff (%) 7 10 12 13 3 13.5 la (nm) 653 651 648 644 641 2C Eff (%) 11 12 11 8 0 21.1 la (nm) 688 686 683 679 - 3C Eff (%) 14 15 16 14 11 14.3 la (nm) 695 694 692 688 684 4C Eff (%) 27 29 24 21 12 11.8 la (nm) 719 717 715 712 706 48 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos El F-aza-BODIPY 1 muestra una eficiencia láser del 13%, mientras que sus análogos 2 y 3 presentan una eficiencia algo mayor (16 y 20%, respectivamente), lo que puede explicarse teniendo en cuenta el corto tiempo de vida media de estos últimos (Tabla 2). Por otro lado, el aza-BODIPY 4, conformacionalmente restringido, muestra la mayor eficiencia láser (Eff (%) 23%, Tabla 2) de entre sus análogos fluorados. La modificación sobre el átomo de boro tiene un bajo impacto en la eficiencia láser de los O- y C-derivados. El incremento registrado de la fluorescencia para 2O y 3O (Tabla 1) no es tan notable en la eficiencia láser, obteniendo valores similares (C-aza- BODIPYs) o ligeramente mayor (O-aza-BODIPYs, Tabla 2). Sin embargo, en los derivados de 4 la modificación estructural es efectiva. De hecho, el derivado 4O muestra una eficiencia del 33% (Tabla 2), siendo la más alta y la más desplazada al rojo entre todos los aza-BODIPYs estudiados, estando de acuerdo con los resultados fotofísicos, que muestran una respuesta fluorescente alta (Tabla 1). Con respecto a la fotoestabilidad, o energía requerida para disminuir la fluorescencia inducida por láser (‘Laser Induced Fluorescence’, LIF) en un 10%, se observa una tendencia opuesta, siendo los derivados más fotoestables aquellos que presentan las eficiencias láser más bajas (Tabla 2). En cualquier caso, la mayoría de los aza-BODIPYs retienen el 90% de la salida del láser después de recibir más de 10 GJmol -1 . Además, los F-aza-BODIPYs son los más estables bajo una fuerte irradiación láser, requiriendo hasta 47 GJmol -1 para una disminución del 10% de la LIF (ver 2 en Tabla 2). Este hecho se debe al movimiento libre de los grupos fenilo de las posiciones 1 y 7, provocando la disipación del exceso de energía durante el proceso de bombeo. Destacar que la modificación química en el boro implica una disminución de la fotoestabilidad, posiblemente debido a una menor estabilidad. Para poner estos resultados en perspectiva y determinar el rendimiento de los aza- BODIPYs como colorantes láser, se compararon con el colorante NB (‘Nile Blue’) (Figura 29), una oxazina comercial con emisión en una región espectral similar (alrededor de 690 nm) y con una notable eficiencia láser (33%), pero fotoestabilidad limitada (10 GJmol -1 ). Hay que señalar, que algunos de estos aza-BODIPYs, como 4, 4O y 4C (Figura 29) alcanzan eficiencias láser similares al NB, colorante comercial de referencia en esta zona espectral, y también cabe destacar que otros como 1 y 2 presentan una mayor fotoestabilidad que el NB. 2.1. Láseres de colorante basados en aza-dipirrometenos 49 2.1.4. Conclusiones En resumen, estos resultados respaldan la viabilidad de los aza-BODIPYs como colorantes láser eficientes, capaces de competir con los colorantes comerciales en esta región espectral roja. Además, algunos de ellos son incluso más fotoestables, un parámetro clave para garantizar una emisión duradera en cualquier aplicación (bio)tecnológica. La importancia de estos resultados ha quedado reflejada en la publicación de un trabajo completo en ChemPhotoChem (2019, 3, 75-85), siendo portada del número. Figura 29. Comparación de la eficiencia láser y fotoestabilidad bajo irradiación pulsada prolongada y continua de los F-, O- y C-aza-BODIPYs con respecto al NB. 50 2.2. Cassettes de transferencia de energía 2.2. CASSETTES DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA 2.2.1. Introducción Las contribuciones descritas en la literatura con respecto a los cassettes de transferencia de energía son numerosas, algunas de las cuales se basan en el esqueleto de BODIPY unido a otros colorantes (rodamina, cumarina, fluoresceína y cianina), y en menor extensión a unidades del mismo cromóforo. 64,117 En estos sistemas con espaciador conjugado, la importancia de la orientación ortogonal entre ambos cromóforos es patente, manteniendo así la individualidad electrónica de cada uno de ellos (LIII en Figura 30.A). 117a Además, es importante tener en cuenta que el grado de conjugación a través de las posiciones 3 y/o 5 del BODIPY constituye una de las principales estrategias para obtener emisión en la zona roja del espectro visible (LIV y LV en Figura 30.B y 30.C). 117b,118 Figura 30. Cassette TBET de BODIPYs ortogonales (A). Tríada pancromática de BODIPYs (B). Cassette TBET cumarina-BODIPY con conjugación extendida (C). 2.2. Cassettes de transferencia de energía 51 Otra forma de obtener emisión en la zona roja es la formación de un sistema multicromofórico formado por unidades de aza-BODIPY y BODIPY. En el año 2012, D’Souza et al. 119a sintetizan una tríada (Figura 31.A), en la que unen de forma covalente un aza-BODIPY y dos unidades de BODIPY a través de un enlace tipo éster, observando un buen solapamiento espectral y emisión a 690 nm al ser excitado a 507 nm, claro indicativo de una eficiente transferencia de energía del BODIPY al aza- BODIPY. Más recientemente, Ravikanth et al. 119b han descrito sistemas multicromofóricos que presentan una unidad de aza-BODIPY unida a dos unidades de BODIPY a través de espaciadores fenilo situados en las posiciones 1 y 7 del aza- BODIPY (Figura 31.B), en los que existe una buena transferencia energética, así como un rendimiento cuántico de fluorescencia de 0.34. Algunos de los cassettes mencionados resultan ser herramientas útiles en el campo de la bioimagen, en el diagnóstico clínico o en la detección de iones y moléculas pequeñas, así como colorantes láser basados en la combinación de varios cromóforos. 64 Hay que señalar que, en este contexto, en los últimos años se ha realizado un gran esfuerzo en la investigación de materiales que presentan fluorescencia retardada Figura 31. Ejemplos descritos de sistemas basados en aza-BODIPY y BODIPY: tríada de D’Souza (A) y tríada de Ravikanth (B). 52 2.2. Cassettes de transferencia de energía activada térmicamente (‘Thermally Activated Delayed Fluorescence’, TADF), 120 susceptibles de convertir los estados triplete excitados (T1) en estados S1 emisivos, mediante la absorción de energía térmica ambiental a través de un eficiente cruce intersistema inverso (‘Reverse Intersystem Crossing’, RISC) (Figura 32). 121 Actualmente, hay una gran cantidad de emisores TADF en el azul, 122 verde, 123 amarillo 124 y naranja 125 altamente eficientes, y el logro de la emisión de fluoróforos de larga duración en la región roja del espectro visible se ha convertido en un desafío importante, ya que requiere la optimización de las propiedades. 126 Entre las estructuras químicas posibles para el diseño de sondas TADF en el rojo, los fluoróforos aza-BODIPY de longitud de onda larga nunca se han considerado para esta aplicación, a pesar de que los colorantes basados en este fluoróforo destacan como emisores en el rojo/NIR altamente fluorescentes, estables y compactos. 6,119,127 La presencia de un átomo de nitrógeno en meso induce un desplazamiento batocrómico de las transiciones de absorción y emisión, así como la disminución de la diferencia energética entre los estados excitados sin promover la formación de tripletes. 128 Además, como ha quedado demostrado anteriormente, los aza-BODIPYs poliarilados pueden dar lugar a emisiones de fluorescencia y láser eficientes y duraderas en la región roja/NIR bajo condiciones drásticas de bombeo. 129 Figura 32. Diagramas de Jablonski comparativos entre cruces intersistema: ISC con fosforescencia (A) y ISC-RISC con fluorescencia (B). 2.2. Cassettes de transferencia de energía 53 2.2.2. Objetivos Considerando estos antecedentes, el presente trabajo tiene como objetivo llevar a cabo la síntesis y el estudio de las propiedades láser y TADF de una batería de sistemas multicromofóricos basados en aza-BODIPY y BODIPYs sencillos, con distintos modos de unión: 1) -conjugado en las posiciones 3 y 5 del esqueleto (17a,b), y 2) a través del puente de boro (18a,b), cuyas estructuras se muestran en la Figura 33. Además, se comparará el efecto del grado de alquilación en las unidades de BODIPY, que actuarán como dadores de energía hacia el aza-BODIPY aceptor. El estudio comprende un análisis pormenorizado de las propiedades fotofísicas, eficiencia láser, fotoestabilidad bajo bombeo y la evaluación de la fluorescencia retardada en comparación con el 1,3,5,7-tetrafenil-aza-BODIPY (2, ver Figura 25, pág. 40). Figura 33. Estructuras de los sistemas basados en aza-BODIPYs estudiados. 54 2.2. Cassettes de transferencia de energía 2.2.3. Discusión de resultados 2.2.3.a. Síntesis Para llevar a cabo la síntesis de los cassettes 17a,b es necesario, en primer lugar, obtener el aza-BODIPY 19, 130 según el procedimiento previamente establecido que implica la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 15. El primer paso de esta ruta sintética consiste en una reacción de condensación aldólica cruzada entre la 4-bromoacetofenona y benzaldehído, en medio básico y utilizando CH3OH como disolvente, obteniendo la chalcona 20 131 con un 85% de rendimiento. A continuación, la adición 1,4 de Michael de nitrometano a 20, en presencia de cantidades catalíticas de K2CO3 en CH3OH, conduce a la nitrocetona 21, 130 con un rendimiento prácticamente cuantitativo. Posteriormente, la reacción de condensación de 21 con NH4OAc a reflujo de EtOH, da lugar al aza-dipirrometeno 22, 130 que se emplea sin purificación en una posterior reacción de complejación con BF3·Et2O, en presencia de DIPEA y CH2Cl2 a temperatura ambiente, obteniéndose el aza-BODIPY 19, con un rendimiento del 27%. Paralelamente, es necesario obtener los ésteres borónicos 23 132 y 24, 133 a través de las secuencias sintéticas descritas en el Esquema 16. En primer lugar, aplicando la metodología ‘one-pot’, la reacción entre el 4-(4,4,5,5-tetrametil-[1,3,2]-dioxaborolan- Esquema 15. Síntesis del aza-BODIPY 19: i. KOH, CH3OH, t.a., 3 h; ii. CH3NO2, K2CO3 (5% mol), EtOH, , 2 h; iii. NH4OAc, EtOH, , 24 h; iv. DIPEA, BF3·Et2O, CH2Cl2, t.a., 1 h. 2.2. Cassettes de transferencia de energía 55 2-il)benzaldehído y 3-etil-2,4-dimetilpirrol, con dos gotas de TFA, a reflujo de CH2Cl2, seguida de oxidación con DDQ y posterior complejación con Et3N y BF3·Et2O, se obtiene 23 con un 48% de rendimiento (Esquema 16.A). Por otra parte, para la síntesis de 24 es necesario partir de 4-bromobenzaldehído y pirrol, en presencia de cantidades catalíticas de HCl en medio acuoso, según el procedimiento descrito para otros sistemas referibles, 3 obteniéndose el dipirrometano 25 134 con un 93% de rendimiento. Seguidamente, la oxidación de este compuesto con DDQ y cierre con Et3N y BF3·Et2O, permite aislar el bromo-BODIPY 26 134 (43%). Por último, la conversión al éster borónico se lleva a cabo por reacción de borilación de Miyaura, en la que se hace reaccionar el derivado 26 con bis(pinacolato)diboro, en presencia de acetato potásico (KOAc) y Pd(dppf)Cl2 como catalizador, a reflujo de DME anhidro, dando lugar al BODIPY 24 con un rendimiento del 67% (Esquema 16.B). Una vez obtenidos los precursores, se lleva a cabo la síntesis de los cassettes 17a y 17b a través de la reacción de Suzuki-Miyaura entre el aza-BODIPY 19 y los ésteres borónicos 23 y 24, respectivamente (Esquema 17). La reacción de 19 con el éster Esquema 16. Síntesis de los ésteres borónicos 23 (A) y 24 (B): i. a) TFA, CH2Cl2, , 3 h; b) DDQ, CH2Cl2, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h; ii. H2O/HClcc (98.5:1.5), t.a., 12 h; iii. a) DDQ, CH2Cl2, t.a., 30 min; b) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h; iv. bis(pinacolato)diboro, KOAc, Pd(dppf)Cl2, DME anh., , 12 h. 56 2.2. Cassettes de transferencia de energía borónico 23, en presencia de Na2CO3 como base y Pd(PPh3)4 como catalizador, con calefacción, en una mezcla PhMe/THF/H2O, conduce al cassette 17a, con un bajo rendimiento (26%). Sin embargo, la reacción de 19 con el éster borónico 24, en estas mismas condiciones, da lugar únicamente a un cassette con una sola unidad de BODIPY (17c) (77%). Este hecho contrasta con el resultado obtenido para el cassette 17a, ya que en las mismas condiciones se introducen dos BODIPYs. Por ello, para poder obtener el cassette objeto de estudio, se llevó a cabo la reacción bajo irradiación de microondas, con K2CO3 como base, obteniéndose en estas condiciones 17b, con un 40% de rendimiento. En cuanto al segundo grupo de cassettes, aquellos cuyas unidades de tipo BODIPY están enlazadas al puente de boro (18a,b), los precursores son el aza-BODIPY 2 (ver Esquema 12, pág. 41), y los 8-(4-hidroxifenil)BODIPYs 27 135 y 28. 136 La síntesis del BODIPY 27 se ha llevado a cabo por reacción ‘one-pot’ entre 2,4-dimetilpirrol y 4- hidroxibenzaldehído, con dos gotas de TFA, en CH2Cl2, seguida de la adición secuencial de DDQ, Et3N y BF3·Et2O, obteniéndose el BODIPY deseado con un 49% Esquema 17. Síntesis de cassettes 17a-c: i. Na2CO3, Pd(PPh3)4, PhMe/THF/H2O (1:1:1), 80 °C, 10 h; ii. K2CO3, Pd(PPh3)4, PhMe/THF/H2O (1:1:1), MW, 120 °C, 1 h. 2.2. Cassettes de transferencia de energía 57 de rendimiento (Esquema 18.A). Por otra parte, la obtención del derivado 28 se ha realizado por etapas, comenzando con la condensación del 4-hidroxibenzaldehído con pirrol, que actúa como reactivo y disolvente, en presencia de TFA, dando lugar al dipirrometano 29, 136 con un rendimiento del 35%. A continuación, la oxidación con DDQ conduce al dipirrometano 30 136 (87%) que, en un último paso, mediante el empleo de Et3N y BF3·Et2O conduce al BODIPY 28, con un 71% de rendimiento (Esquema 18.B). Sintetizados los precursores, se lleva a cabo la síntesis de los cassettes. Así, la reacción de sustitución nucleófila, recogida en el Esquema 19, entre el aza-BODIPY 2 y el BODIPY 27, que actúa como reactivo O-nucleófilo, en presencia de AlCl3 como ácido de Lewis y CH2Cl2 anhidro como disolvente, permite observar, por cromatografía en capa fina, una mezcla de dos compuestos, pero al llevar a cabo la separación por cromatografía en columna de gel de sílice, solamente se aísla uno de ellos, debido a la alta inestabilidad del otro. La caracterización del producto obtenido, utilizando las técnicas habituales de 1 H y 13 C-RMN, así como la espectroscopía de masas de alta resolución (HRMS) permite deducir que el producto aislado es el cassette mono-sustituido 18c, con un rendimiento moderado del 33%, no siendo posible por este método la obtención del cassette 18a. Esquema 18. Síntesis de los 8-(4-hidroxifenil)BODIPYs 27 (A) y 28 (B): i. a) TFA, CH2Cl2, t.a., 12 h; b) DDQ, CH2Cl2, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h; ii. H2O/HClcc (98.5:1.5), t.a., 12 h; iii. DDQ, CH2Cl2, t.a., 30 min; iv. Et3N, BF3·Et2O, CH2Cl2, t.a., 3 h. 58 2.2. Cassettes de transferencia de energía Análogamente, se hacen reaccionar 2 y 28, en las mismas condiciones, obteniendo también en este caso dos compuestos, que una vez aislados por cromatografía en columna sobre gel de sílice, se identifican como los cassettes 18b y 18d, con rendimientos del 20 y 25%, respectivamente (Esquema 20). 2.2.3.b. Propiedades fotofísicas Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en la síntesis de estos cassettes, se estudiarán las propiedades fotofísicas de todos los sistemas (17a-c y 18b-d), es decir, aquellos formados por una unidad de aza-BODIPY y una o dos unidades de BODIPY. Los espectros de absorción de todos los cassettes presentan dos bandas intensas y claramente distinguibles en la región visible (Figura 34.A, 34.B y Tabla 3). La Esquema 19. Síntesis del cassette 18c: i. AlCl3, CH2Cl2 anh., , 3 h. Esquema 20. Síntesis de los cassettes 18b,d: i. AlCl3, CH2Cl2 anh., , 3 h. 2.2. Cassettes de transferencia de energía 59 absorción a longitud de onda larga es debida al aza-BODIPY -extendido a través de sus anillos aromáticos (aproximándose a 680 nm con los cassettes 17a,b, que presentan un mayor número de grupos arilo), mientras que las bandas situadas a longitud de onda corta se asignan a los núcleos de BODIPY. Las intensidades de estas últimas aumentan proporcionalmente con el número de subunidades enlazadas a la estructura (17b vs. 17c en Figura 34.A y 18b vs. 18d en Figura 34.B) y su posición se encuentra ligeramente desplazada batocrómicamente al aumentar el grado de alquilación del núcleo de BODIPY (17a vs. 17b en Figura 34.A y 18c vs. 18d en Figura 34.B). Por otro lado, los espectros de emisión de los cassettes con unidades de BODIPY sin sustituir (17b,c en Figura 34.A y 18b,d en Figura 34.B), presentan una única banda de longitud de onda larga (hasta 718 nm en 17b, Tabla 3) con independencia de la banda de absorción excitada, consecuencia directa de una eficiente EET intramolecular desde los BODIPYs dadores hacia el aza-BODIPY aceptor y emisor, además de que la emisión de los BODIPYs es casi insignificante (EET cercana al 100%). Sin embargo, la eficiencia de fluorescencia cambia notablemente con la alquilación de los BODIPYs, observando que para los cassettes 17a y 18c la emisión es prácticamente nula (Figura 34.A, 34.B y Tabla 3). Figura 34. Espectros de absorción (línea continua) y emisión normalizada (línea punteada) en AcOEt, excitando selectivamente a la unidad de BODIPY dadora de los cassettes: con espaciador bifenilo (A) y con unión al boro (B). 60 2.2. Cassettes de transferencia de energía Tabla 3. Propiedades fotofísicas de los cassettes en disoluciones diluidas (2 mM) de AcOEt. Los datos correspondientes al aza-BODIPY 2 en AcOEt se incluyen a modo comparativo. Compuesto abs (nm) max (10 4 M -1 cm -1 ) fl (nm) fl  (ns) kfl (10 8 s -1 ) knr (10 8 s -1 ) 17a 678.5 6.7 711.5 0.006 - a - - 523.0 12.1 17b 680.0 10.4 718.5 0.30 2.28 1.31 3.07 500.5 13.9 17c 667.5 7.7 701.0 0.24 1.83 1.31 4.15 500.5 5.7 18b 655.0 7.2 678.5 0.08 1.03 0.77 8.93 494.5 13.3 18c 651.5 3.9 672.5 0.007 - a - - 497.5 5.3 18d 649.5 8.2 675.0 0.08 0.84 0.95 10.9 494.5 7.7 2 129 646.0 8.6 668.0 0.12 0.81 1.48 9.64 a menor de 50 ps, límite de resolución del contador de fotones. Finalmente, otro hecho que motiva la mejora de la fluorescencia, al introducir BODIPYs sin sustitución, es la dependencia de la posición/enlace del espaciador entre las unidades dadora y aceptora. Así, en el caso de los cassettes 17b o 17c, con espaciador bifenilo, se produce un incremento en la emisión en el NIR (hasta 30% con una vida media de 2.3 ns, Tabla 3), mientras que la unión a través del puente de boro por medio de grupos fenoxilo en 18b y 18d únicamente conlleva un ligero aumento (8% con una vida media de 1.0 ns, Tabla 3). Este comportamiento puede atribuirse a la libertad conformacional, es decir, la alquilación de la unidad dadora permite el proceso PET a la par que se restringe el movimiento libre alrededor de la posición meso del BODIPY. Por lo tanto, aunque en 17b el giro libre no presenta ningún impacto negativo en la respuesta fluorescente, en 18b este movimiento favorece la conversión interna, disminuyendo la fluorescencia. Es por ello que el cassette 17b destaca como emisor NIR debido a un sistema -extendido más deslocalizado y a su alta eficiencia de fluorescencia, llegando a duplicar la registrada por el aza-BODIPY 2 2.2. Cassettes de transferencia de energía 61 (en AcOEt, Tabla 3), comparado como fragmento en el rojo del que deriva este cassette. El cálculo computacional de los orbitales moleculares de las estructuras simuladas corrobora las afirmaciones observadas con la fotofísica tradicional. 2.2.3.c. Propiedades láser Con la excepción de los sistemas 17a y 18c, que sufren procesos PET, el comportamiento fotofísico de los sistemas 17b,c y 18b,d como cassettes EET e ICT, permite la emisión láser en la región roja del espectro cuando son bombeados transversalmente a 532 y 355 nm (segundo y tercer armónicos del láser Nd:YAG, respectivamente). De hecho, la unión aza-BODIPY-BODIPY conduce a un drástico aumento de la absorción en ambas longitudes de onda de bombeo con respecto a las exhibidas por el aza-BODIPY 2 (Figura 35), factor clave desde el punto de vista de la acción láser, ya que permite reducir significativamente las concentraciones requeridas, evitando efectos perjudiciales como problemas en la solubilidad del colorante, procesos de enfriamiento y/o agregación de emisiones. Por lo tanto, la concentración que optimiza la eficiencia láser depende de cada compuesto (en AcOEt, Tabla 4). Todos los sistemas muestran emisión láser centrada en la región roja del espectro, desde 693 nm (18b) a 730 nm (17b) (Tabla 4, Figura 35). De hecho, la dependencia de la longitud de onda láser con la estructura química de los cassettes muestra una buena Figura 35. Espectros láser normalizados de 17b,c y 18b,d en AcOEt a 0.5 mM bombeados con pulsos láser a 532 nm y 35 mJcm -2 . El espectro láser del aza-BODIPY 2 se incluye a modo comparativo. 62 2.2. Cassettes de transferencia de energía correlación con las propiedades fotofísicas: cuanto más desplazada la longitud de onda de fluorescencia, más roja es la emisión láser. Tabla 4. Propiedades láser de los cassettes 17 y 18 en disoluciones de AcOEt a la concentración que optimiza la eficiencia láser con bombeo de 355 y 532 nm. Los datos del aza-BODIPY 2 se incluyen a modo comparativo bajo las mismas condiciones experimentales. Compuesto bombeo = 532 nm bombeo = 355 nm [C] (nM) Eff (%) la (nm) Edose 90% (GJmol -1 ) [C] (nM) Eff (%) la (nm) Edose 90% (GJmol -1 ) 17a - - 729 a 160 - - - - 17b 0.5 25 730 142 0.3 21 725 123 17c 0.9 22 712 76 0.5 19 709 62 18b 0.9 23 693 145 0.4 16 690 135 18c - - 720 a 81 - - - - 18d 0.8 21 696 64 0.4 15 694 - 2 2.0 6 689 22 1.6 4 685 - a fluorescencia inducida por láser (LIF). A pesar de que estos cassettes poseen un rendimiento cuántico de fluorescencia bajo, muestran una eficiencia láser relativamente alta (entre 20-25%), la cual es incluso más alta que la exhibida por el aza-BODIPY 2 en su máximo de absorción. 129 Esta variación tan notable puede racionalizarse teniendo en cuenta el carácter EET e ICT de los estados emisores de los cassettes, conduciendo a: 1) altos desplazamientos de Stokes (superiores a 700 cm -1 ), reduciendo los procesos de re-absorción/re-emisión y su efecto negativo en la acción láser; 2) un tiempo de vida media muy corto (por debajo de 0.6 ns), mejorando la inversión de población y aumentando la probabilidad de emisión estimulada, contrarrestando la baja probabilidad de emisión espontánea; y 3) un momento dipolar alto que permite la alineación molecular con respecto a la polarización del rayo láser de excitación para mejorar la eficiencia de emisión del medio. 137 Es por ello que la modificación química alrededor del átomo de boro tiene un bajo impacto en la eficiencia láser en los derivados 18b y 18d, ya que la disminución en la eficiencia de fluorescencia implica el acortamiento del tiempo de vida (Tabla 3). 2.2. Cassettes de transferencia de energía 63 La fotoestabilidad fue evaluada con la misma energía de bombeo y geometría usada en los experimentos láser. Los cassettes 17a y 18c presentan una buena fotoestabilidad (Edose 90% de 160 y 81 GJmol -1 , respectivamente, Tabla 4) debida a la LIF, que no se extingue pese a que el proceso PET inducido por su estructura molecular apague la acción láser. En cuanto a los derivados 17b,c y 18b,d (y en relación con las anteriores), se observa un incremento de la fotoestabilidad con el aumento en el número de unidades dadoras (Tabla 4), por lo que el factor clave para las propiedades láser reside en el número y no en su posición o distancia de enlace. Por otro lado y con carácter general, la transferencia de energía desde las unidades de BODIPY periféricas al aza-BODIPY central reduce la velocidad y extensión de los procesos de fotodegradación y mejora significativamente la fotoestabilidad de los sistemas con respecto al monómero 2, así como en otros colorantes láser comerciales con emisión en la misma región espectral (e.g. NB, ver Figura 29, pág. 49). 129 Esta mejora en la fotoestabilidad se extiende a todos los cassettes diseñados con independencia del EET e ICT, o incluso los mecanismos PET debidos al diseño molecular. Otra ventaja adicional es el bombeo en la región UV. De hecho, bajo excitación láser a 355 nm los sistemas muestran un comportamiento láser similar al registrado a 532 nm (Tabla 4). Además, cabe destacar la mejora de los sistemas estudiados frente al derivado 2, puesto que para alcanzar la máxima eficiencia del monómero es necesario el empleo de disoluciones altamente concentradas (hasta cinco veces) para superar su baja absorción a 532 y 355 nm, disminuyendo la eficiencia y fotoestabilidad respecto a las registradas a su máximo de absorción (ver Tabla 2, pág. 47). 129 2.2.3.d. Evaluación de la fluorescencia retardada Con el objetivo de obtener más información acerca del comportamiento fotónico de los cassettes, y en comparación con el aza-BODIPY 2, se ha estudiado la emisión resuelta en el tiempo irradiando las muestras con la misma configuración óptica empleada para la caracterización láser pero en condiciones experimentales muy por debajo del umbral para iniciar la acción láser. Los compuestos bajo exposición a pulsos láser de 355 y 532 nm exhiben emisión retardada capaz de ser registrada con tiempos de retraso ligeramente superiores a 100 s (Figura 36). La emisión retardada se muestra con un perfil espectral similar al de la 64 2.2. Cassettes de transferencia de energía LIF y no varía con el tiempo de exposición, excepto por la disminución constante de su intensidad con el tiempo de retraso (Figura 36.A). Este resultado es muy significativo, puesto que es la primera vez que se registra la emisión retardada en fluoróforos basados en aza-BODIPYs (tanto en monómeros como en sistemas multicromofóricos, Figura 36.B), aunque bajo las condiciones experimentales empleadas no es posible determinar la eficiencia de este fenómeno. Los resultados indican que la emisión retardada, tanto de los cassettes sintetizados como del aza-BODIPY 2, debería decaer del estado singlete excitado poblado a través de un RISC de los estados triplete de larga duración sin la contribución de otros procesos. Por lo tanto, los aza-BODIPYs pueden actuar como sondas TADF eficaces que mantienen una larga vida útil de emisión de fluorescencia en la región espectral roja/NIR. 2.2.4. Conclusiones En resumen, se describe por primera vez una serie de sistemas multicromofóricos basados en unidades de aza-BODIPY/BODIPY que presentan TADF en la zona roja/NIR. La importancia de estos resultados ha quedado reflejada en la publicación de un trabajo completo en Chemistry - A European Journal (2020, DOI: 10.1002/chem.202002916). Figura 36. Evolución de la fluorescencia retardada para 17b en AcOEt (0.1 mM) a t.a. tras excitación con pulsos láser a 532 nm y 20 mJcm -2 (A). Espectros de fluorescencia retardada de los cassettes 17 y 18 en AcOEt (0.1 mM) a t.a. con un retraso de 50 s respecto a la radiación láser (532 nm, 20 mJcm -2 ) (B). El espectro del aza-BODIPY 2 se incluye a modo comparativo. COMPLEJOS BF2-DIPIRROMETENO COMO FOTOSENSIBILIZADORES PARA TERAPIA FOTODINÁMICA 3 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 69 3. COMPLEJOS BF2-DIPIRROMETENO COMO FOTOSENSIBILIZADO- RES PARA TERAPIA FOTODINÁMICA Los BODIPYs han emergido durante los últimos años como una nueva clase de agentes para PDT debido a las buenas y fácilmente modulables propiedades que los caracterizan, lo que les confiere una gran versatilidad. Aunque estos sistemas son altamente fluorescentes y no dan ISC eficaz al estado triplete, la incorporación de átomos de halógeno en su esqueleto (Br o I) convierte al cromóforo en un potente sensibilizador debido al efecto de átomo pesado, superando alguno de los inconvenientes que presentan los PSs derivados de porfirina. Sin embargo, más recientemente se ha descrito la utilización de dímeros ortogonales de BODIPY como alternativa a este tipo de sistemas, evitando así el inconveniente de la posible toxicidad oscura de los átomos pesados. El Capítulo se centra en estos dos tipos de PSs basados en BODIPY. 3.1. DERIVADOS YODADOS DE BODIPYs 3.1.1. Introducción El efecto de la halogenación en BODIPYs sobre la generación de 1 O2 fue estudiado por primera vez por Nagano et al., 80a demostrando que la introducción de yodo en PM505/515 produce un derivado (LVIII, Figura 37) que presenta una notable disminución de la fluorescencia, manteniendo un alto coeficiente de extinción molar, así como una elevada tasa relativa de producción de 1 O2 en medios polares y apolares. Figura 37. BODIPYs estudiados por Nagano et al. (Ref. 80a) y sus propiedades fotofísicas. 70 3.1. Derivados yodados de BODIPYs También se han llevado a cabo estudios sobre el efecto que produce la posición del átomo de halógeno en la estructura del BODIPY (Figura 38). En el primero de ellos, Burgess et al. observan que la halogenación en el núcleo de BODIPY tiene un mayor impacto que en el sustituyente meso-arílico, y que la producción de 1 O2 se ve alterada según el sustituyente presente en posición meso, ya que la simple introducción del grupo ácido meso-etilencarboxílico aumenta la generación de 1 O2 (LIX-LXI, Figura 38.A). 81 En un segundo estudio, nuestro grupo de investigación comparó la producción de 1 O2 en una serie de yodo-BODIPYs en función del número y posición del halógeno sobre el cromóforo (LXII-LXIV, Figura 38.B). 29c Los resultados obtenidos han permitido comprobar que, además de la generación de 1 O2, la posición del yodo modula las propiedades fotofísicas. Así, las posiciones 2 y 6 Figura 38. BODIPYs estudiados por Burgess et al. (Ref. 81) (A) y por nuestro grupo de investigación (Ref. 29c) (B) con sus respectivas propiedades fotofísicas. 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 71 son las más apropiadas para la disposición de los átomos de halógeno en la producción de 1 O2, mientras que las posiciones 3 y 5 aumentan ligeramente su fluorescencia. 29c Estudios similares con bromo-BODIPYs han demostrado que poseen una eficiente generación de 1 O2, aunque menor que la observada para los derivados yodados. 138 Por otro lado, la modificación estructural que permite un desplazamiento hacia la zona roja del espectro es de gran interés, debido a que la ventana biológica se encuentra entre los 650 y 900 nm, donde se ve reducida la absorción por las células/tejidos y agua, la dispersión o los fenómenos de autofluorescencia, consiguiendo una mayor penetración de la luz en el tejido y una mayor actividad fototóxica. 139 En este aspecto, la gran versatilidad respecto a la modificación que presenta el colorante BODIPY permite alcanzar el desplazamiento batocrómico deseado llevando a cabo distintas transformaciones, 28b,65 destacando entre todas ellas la condensación de Knoevenagel debido a la gran diversidad de aldehídos comerciales o sintéticos que se pueden incorporar sin comprometer las excelentes propiedades fotofísicas de los BODIPYs. También es atractiva la posibilidad de obtener derivados con diferente grado de sustitución, ajustando el desplazamiento batocrómico aproximadamente entre los 600 y 730 nm, así como el aislamiento de derivados asimétricamente sustituidos, obteniendo compuestos debidamente funcionalizados compatibles con el medio celular. 42b,140 El primer ejemplo de BODIPY halogenado con extensión de la conjugación y actividad fototóxica, fue obtenido por Akkaya et al. (LXV, Figura 39.A). 140a La incorporación de bromo, para facilitar el ISC a través del efecto de átomo pesado, junto con cadenas anfifílicas de trietilenglicol, confiere al compuesto la capacidad de permeabilización y localización celular, así como una elevada fototoxicidad por daño en la membrana celular. Por otra parte, Ng et al., obtienen derivados asimétricamente sustituidos mediante la introducción de dos aldehídos distintos, dotando de propiedades anfifílicas al compuesto y facilitando la captación y el control en su localización celular. En la Figura 39.B se muestran los dos compuestos asimétricamente sustituidos (LXVIa,b), destacando una localización celular que varía entre el citoplasma y la membrana celular, según la presencia de un grupo N,N- dimetilamino o un grupo N,N,N-trimetilamonio, respectivamente. 140d 72 3.1. Derivados yodados de BODIPYs Estos estudios ponen de manifiesto la importancia que tiene el desarrollo de estrategias para la internalización de PSs en células cancerígenas específicas debido a la posibilidad de disminuir los efectos negativos de la PDT y mejorar su eficacia, así como su biocompatibilidad, manteniendo las propiedades de cada PS. 56 Este tema ha recibido una considerable atención y, recientemente, micelas y nanopartículas (NPs) de todo tipo se han funcionalizado con BODIPYs para inducir la muerte celular bajo irradiación de luz, 141 ofreciendo numerosas ventajas, tales como una amplia proporción superficie-volumen para la administración de una elevada cantidad de PS, la prevención de la degradación o inactivación por parte de los componentes plasmáticos, la estabilización de compuestos hidrofóbicos en medio acuoso y el aumento de la acumulación selectiva dentro de las células tumorales y su retención. Entre todas las variantes y tipos de NPs, aquellas basadas en sílice mesoporosa presentan ventajas adicionales, como una gran porosidad, que permite la liberación del agente activo, buena biocompatibilidad, una fácil funcionalización de la superficie, son químicamente inertes y transparentes ante la irradiación, proporcionando un entorno químico y físico estable para el PS encapsulado, incorporando además sus propiedades ópticas al sistema. 142 Figura 39. Primer BODIPY halogenado con extensión de la conjugación sintetizado por Akkaya et al. (A). Derivados asimétricamente sustituidos sintetizados por Ng et al. (B). 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 73 En esta área, nuestro grupo de investigación ha llevado a cabo un estudio preliminar sobre un yodo-BODIPY (LXVII en Figura 40.A) incorporado a NPs de sílice, prestando especial atención a las variaciones en las propiedades ópticas y la producción de 1 O2. 143 Para ello, se prepararon NPs de sílice mesoporosa con grupos hidroxilo en su superficie, a las que se ancló el BODIPY a través de la polimerización directa del grupo trietoxisilano presente en la estructura (LXVII-NP en Figura 40.B). Las NPs obtenidas no presentaban cambios significativos respecto al BODIPY en disolución, tanto en la longitud de onda de absorción y emisión, como en la eficiencia fluorescente, evidenciando la transparencia de este tipo de NPs frente a la luz. Sin embargo, la generación de 1 O2 se ve reducida a la mitad, aunque mantiene un rendimiento lo suficientemente alto como para ser un candidato en PDT. 143 3.1.2. Objetivos Teniendo en cuenta estos antecedentes, nos propusimos ampliar el estudio a una serie de BODIPYs yodados cuyas propiedades ópticas se centren en las regiones azul, verde y roja del espectro del visible, adecuadamente funcionalizados con grupos carboxilo y trietoxisililo para su anclaje a NPs mesoporosas de sílice, permitiendo la comparación de la actividad fotosensibilizadora de los sistemas obtenidos. Estas nuevas NPs incorporan mejoras en sus características por medio de restos de polietilenglicol, logrando una mayor solubilidad, estabilidad y tiempos de Figura 40. Derivado yodado (A) y su correspondiente NP de sílice (B) estudiados por nuestro grupo de investigación y sus propiedades fotofísicas (Ref. 143). 74 3.1. Derivados yodados de BODIPYs circulación, 144,145 junto con grupos de ácido fólico, que permiten una mayor selectividad por la unión a los receptores de folato sobreexpresados en células tumorales. 146 Para ello, se obtendrá de nuevo el derivado LXVII (ahora 31) con absorción y emisión en la región azul, y se llevará a cabo la obtención de cuatro nuevos derivados con átomos de yodo en posiciones 2 y 6, y absorción en el verde (32 y 33) y en el rojo (34 y 35), cuyas estructuras se recogen en la Figura 41. 3.1.3. Discusión de resultados 3.1.3.a. Síntesis de BODIPYs En primer lugar, la obtención del compuesto 31 143 se lleva a cabo a partir del BODIPY 36, 33 siguiendo los pasos que se muestran en el Esquema 21. Para ello, es necesaria la obtención previa del 2-metilpirrol (37) 147 a partir de la reducción del 2- formilpirrol comercial, empleando monohidrato de hidrazina y KOH en etilenglicol como disolvente. A continuación, la reacción entre el pirrol 37 y tiofosgeno en PhMe/CH2Cl2 anhidros como disolventes, y manteniendo unas rigurosas condiciones de seguridad, conduce a la metanotiona 38, 33 con un rendimiento del 54%. El posterior tratamiento de 38 con CH3I da lugar a la sal de dipirrinio 39, 33 que se emplea en el siguiente paso sin purificación, aplicando las condiciones de complejación con Et3N y Figura 41. Estructuras de los yodo-BODIPYs estudiados con anclaje a NPs de sílice. 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 75 BF3·Et2O en CH2Cl2, lo que permite aislar el 8-metiltioBODIPY 36 con un rendimiento moderado (26%). A partir de 36, y a través de una reacción de yodación con NCS y NaI en AcOH como disolvente, se obtiene el derivado 40 34c,143 (94%), que mediante la sustitución nucleófila del grupo tiometilo con la 3- (trietoxisilil)propilamina, en una mezcla CH3CN/CH2Cl2, conduce al compuesto 31, con un rendimiento del 53%. En el caso de los BODIPYs con absorción/emisión en la zona verde (32 y 33, Esquema 22), es necesario obtener en primer lugar el BODIPY 41 148 a partir de 2,4- dimetilpirrol y 5-cloro-5-oxopentanoato de etilo en presencia de POCl3 y CH2Cl2 anhidro como disolvente, seguido del tratamiento con Et3N y BF3·Et2O. Seguidamente, la hidrólisis del grupo éster, mediante el uso de K2CO3 en una mezcla EtOH/H2O y calefacción, permite aislar el carboxi-BODIPY 42 148 (98%). A continuación, y a través de una reacción de yodación empleando yodo y ácido yódico en una mezcla EtOH/H2O y calefacción, se aísla el yodo-BODIPY 32, 149 con un rendimiento prácticamente cuantitativo (99%). Finalmente, la introducción del grupo trietoxisililo se lleva a cabo mediante el acoplamiento entre 32 y la 3- (trietoxisilil)propilamina, usando EDC y HOBt, en presencia de Et3N como base y CH2Cl2 anhidro como disolvente, aislando el derivado sililado 33 con un rendimiento moderado (41%). Esquema 21. Síntesis del derivado 31: i. KOH, N2H4·H2O, etilenglicol, , 3 h; ii. a) CSCl2, PhMe/CH2Cl2 anh. (1:1), t.a., 10 min; b) H2O/CH3OH (9:1), t.a., 30 min; iii. CH3I, CH2Cl2, t.a., 24 h; iv. Et3N, BF3·Et2O, CH2Cl2, t.a., 3 h; v. NCS, NaI, AcOH, t.a., 30 min; ii. 3-(trietoxisilil) propilamina, CH3CN/CH2Cl2 (1:1), t.a., 1 h. 76 3.1. Derivados yodados de BODIPYs Por último, la obtención de los derivados -conjugados 34 y 35, centrados en la región roja del visible, se lleva a cabo siguiendo el procedimiento establecido en el Esquema 23. Mediante el procedimiento ‘one-pot’, se hacen reaccionar ácido 4- formilbenzoico y 2,4-dimetilpirrol en presencia de TFA catalítico a reflujo de CH2Cl2, seguido de oxidación con DDQ y posterior cierre con Et3N y BF3·Et2O, permitiendo obtener el carboxi-BODIPY 43 150 con un rendimiento del 18%. La reacción de yodación, aplicando yodo y ácido yódico en las mismas condiciones empleadas anteriormente, conduce al BODIPY 44, 151 con un rendimiento prácticamente cuantitativo. La extensión de la conjugación de 44 se lleva a cabo por reacción de condensación de Knoevenagel, en la que se hace reaccionar 44 con 3,4- dimetoxibenzaldehído bajo irradiación microondas en presencia de piperidina y AcOH con DMF anhidro como disolvente, dando lugar al ácido carboxílico 34 con rendimiento moderado (43%). Finalmente, se introduce el grupo trietoxisililo por acoplamiento de 34 con 3-(trietoxisilil)propilamina, en las mismas condiciones empleadas anteriormente, resultando en el derivado 35 (32%). Esquema 22. Síntesis de los derivados 32 y 33: i. a) CH2Cl2 anh., , 2 h; b) POCl3, t.a., 3 h; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 12 h; ii. K2CO3, EtOH/H2O (8:2), , 12 h; iii. I2, HIO3, EtOH/H2O (95:5), , 1.5 h; iv. 3-(trietoxisilil)propilamina, Et3N, EDC, HOBt, CH2Cl2 anh., t.a., 12 h. 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 77 3.1.3.b. Síntesis de nanopartículas de sílice A partir de los derivados yodados obtenidos (31-35) se han sintetizado las correspondientes NPs en el laboratorio de la Prof. Virginia Martínez Martínez, en la Universidad del País Vasco (EHU-UPV), y los resultados obtenidos han formado parte de la Tesis realizada por la Dra. Ruth Prieto Montero. 152 A modo de ejemplo, comentar que las NPs de sílice mesoporosa (50-60 nm) se obtienen a partir del método de Stöber modificado, 153 en el que se emplea tetraetoxisilano como fuente principal de sílice y NH4OH como catalizador en un medio etanólico, al que se adiciona bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) como surfactante. 89a,154 En un segundo paso, se funcionaliza la superficie con 3- (trimetoxisilil)propilamina, añadiendo grupos amino a los grupos hidroxilo ya existentes para la post-funcionalización (Esquema 24). Esquema 23. Síntesis de los derivados 34 y 35: i. a) TFA, CH2Cl2, , 12 h; b) DDQ, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 12 h; ii. I2, HIO3, EtOH/H2O (95:5), , 1.5 h; iii. piperidina, AcOH, DMF anh., MW, 80 °C, 20 min. iv. 3-(trietoxisilil)propilamina, Et3N, EDC, HOBt, CH2Cl2 anh., t.a., 12 h. 78 3.1. Derivados yodados de BODIPYs La unión de los compuestos sintetizados (31-35) depende principalmente del grupo de anclaje que se introduce en la estructura. Así, para los grupos carboxílicos, el anclaje se lleva a cabo a través de una reacción peptídica con el grupo amino (Esquema 25, ruta A), mientras que los grupos trietoxisililo se unen por medio de una polimerización directa con los grupos hidroxilo (Esquema 25, ruta B). Una vez anclados los PSs, se lleva a cabo la mejora de las características de las NPs en medios biológicos a través de: 1) cadenas de polietilenglicol (PEG) por unión a grupos hidroxilo empleando PEG-Si(OMe)3 en una reacción de polimerización directa, y 2) ácido fólico (FA) unido a los grupos amino por medio de la reacción peptídica con sus grupos carboxilo. Esquema 24. Síntesis de las NPs de sílice: i. NH4OH, CTAB, EtOH; ii. 3- (trimetoxisilil)propilamina. Esquema 25. Post-funcionalización de las NPs de sílice con PS, PEG y FA: i. NHS, EDC, CH3CN, r.t.; ii. CH3CN, r.t. 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 79 3.1.3.c. Propiedades fotofísicas En primer lugar, se ha llevado a cabo el estudio de las propiedades fotofísicas de los derivados yodados sintetizados en disoluciones diluidas de CHCl3. Los resultados se recogen en la Tabla 5, y en la Figura 42 se recogen los espectros de absorción y emisión de los derivados sililados 31, 33 y 35, omitiendo los obtenidos para los ácidos carboxílicos 32 y 34 por su similitud con los anteriores. Los espectros de absorción muestran las bandas centradas en las regiones deseadas. El derivado 31 (Figura 42.A), que ya había sido estudiado en un trabajo anterior, 143 se ha vuelto a medir utilizando las mismas condiciones que para el resto de los nuevos derivados, y presenta resultados similares, es decir, un desplazamiento hipsocrómico a la zona azul, un ensanchamiento de las bandas por la presencia del grupo amino en posición meso, y dos bandas claramente distinguibles debidas a la combinación de dos estructuras: un rotámero coplanar y la forma hemicianina, generada cuando el par electrónico del nitrógeno se encuentra en la orientación correcta para solapar con el sistema  del núcleo del cromóforo. 33,155 Por otro lado, el derivado 33 (Figura 42.B) presenta un espectro de absorción con bandas estrechas y muy intensas en la región verde, mientras que en el derivado 35 se observa un desplazamiento batocrómico de sus bandas (Figura 42.B) y otras bandas de baja intensidad (abs < 500 nm), posiblemente debidas a los grupos 3,4- dimetoxiestirilo presentes en la estructura, que actúan de forma independiente. Figura 42. Espectros de absorción (línea continua) y emisión normalizada (línea punteada) en CHCl3 de los derivados sililados en la región: A) azul (31); B) verde (33) y roja (35). 80 3.1. Derivados yodados de BODIPYs Tabla 5. Propiedades fotofísicas de los sistemas 31-35 en disoluciones diluidas de CHCl3. Los datos correspondientes al derivado 44 en CHCl3 se incluyen a modo comparativo. Compuesto abs (nm) max (10 4 M -1 cm -1 ) fl (nm) fl  (ns)  31 447.0 4.3 513.5 0.01 0.21 0.79 a 32 535.0 5.3 549.0 0.03 0.28 (99%) 0.98 a 1.00 (1%) 33 534.0 7.1 547.0 0.03 0.28 0.93 a 34 675.0 4.2 709.0 0.20 2.04 0.44 b 35 675.0 7.9 715.0 0.21 2.05 0.46 b 44 526.0 7.5 561.0 0.02 0.26 0.93 a a Ref. MeSBDP ( 0.91).156 b Ref. NMB ( 0.50).156 El rendimiento cuántico de fluorescencia de los derivados en el azul (31) y verde (32 y 33) es muy bajo (fl  0.03, Tabla 5), con una generación de 1 O2 elevada ( 0.79-0.98, Tabla 5) gracias a los átomos de yodo incorporados en su estructura. El rendimiento cuántico de generación de 1 O2 de estos derivados se ha referenciado al derivado 40 (MeSBDP,  0.91 en CHCl3), considerado como una nueva referencia estándar propuesta por nuestro grupo de investigación, que evita las desventajas ocasionadas por las referencias tradicionales como el Rosa de Bengala. 156 Sin embargo, los derivados 34 y 35, cuya fotofísica se centra en la región roja, presentan valores de fluorescencia apreciables de 0.20 y 0.21, respectivamente, así como una producción de 1 O2 lo suficientemente elevada como para mantener la propiedad fotosensibilizadora ( ~ 0.45, Tabla 5), referenciada al NMB ( 0.50 en CHCl3). 156 Si se comparan los resultados obtenidos con 34 y 35 con los del derivado 44 (Esquema 23, pág. 77), la introducción de los grupos 3,4-dimetoxiestirilo no solo provoca el desplazamiento al rojo, sino que afecta directamente al ISC, regulando la transición del estado singlete al triplete y los mecanismos de decaimiento. Este balance, entre la eficiencia fluorescente y la generación de 1 O2, los convierte en posibles agentes teragnósticos con actividad dual, incluyéndolos en una novedosa aplicación, en la que se combina la bioimagen junto con la acción fotosensibilizadora o terapia en un mismo agente. Esta aplicación es una de las tecnologías más 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 81 prometedoras dentro de la medicina de precisión, principalmente centrada en el cáncer. 157 Por otra parte, se muestra a continuación un breve resumen de los resultados obtenidos en el estudio de las propiedades fotofísicas de las NPs que se han formado a partir de los derivados yodados comentados anteriormente. Así, los sistemas 31-NP a 35-NP presentan dos bandas de absorción: una estrecha que coincide con la banda del BODIPY y otra muy ancha e intensa en la región UV, correspondiente al ácido fólico introducido en la superficie. Al comparar entre ambos tipos de sistemas (Tabla 5 vs. Tabla 6), las bandas debidas a los BODIPYs se desplazan hipsocrómicamente, en torno a 5-12 nm, exceptuando 35/35-NP con una diferencia de 40 nm. La generación de 1 O2 de los sistemas disminuye frente a los PSs libres (Tabla 5 vs. Tabla 6). La cuantificación de 1 O2 para 32-NP y 35-NP no fue posible al no presentar la cantidad de PS adecuada. Tabla 6. Propiedades fotofísicas de las NPs 31-NP a 35-NP en disoluciones diluidas de CD3OD. Compuesto 31-NP 32-NP 33-NP 34-NP 35-NP abs (nm) 435.0 527.0 528.0 670.0 635.0  0.62 a - c 0.69 a 0.50 b - c a Ref. MeSBDP ( 0.98).156 b Ref. NMB ( 0.82).158 c No detectado. 3.1.4. BODIPYs yodados como posibles agentes teragnósticos El estudio fotofísico realizado con los sistemas 34 y 35 ha puesto de manifiesto que estos compuestos tienen un comportamiento dual. Sin embargo, esta combinación de propiedades en un fluoróforo como el BODIPY no es sencilla, ya que la propiedad fluorescente y la fotosensibilizadora son opuestas dentro de un mismo cromóforo, requiriendo un balance en el que disminuye significativamente la eficiencia fluorescente para alcanzar una generación de 1 O2 lo suficientemente alta como para desarrollar la acción terapéutica. 71,159 Este mismo resultado ya se había observado en un estudio preliminar realizado por nuestro grupo de investigación sobre una serie de 2,6-diyodoBODIPYs (LXVIIIa,b y LXIX en Figura 43), en donde se quería comprobar la influencia de un grupo aceptor en posición meso, como el 4-nitrofenilo, o un grupo 4-aminofenilo con carácter 82 3.1. Derivados yodados de BODIPYs donador, en la generación de 1 O2. 160 En este estudio se observó que el derivado LXIX, con extensión de la conjugación (Figura 43.B), presentaba un buen balance entre la fluorescencia y la generación de 1 O2, 160 en línea con lo observado para 34 y 35. Por lo tanto, teniendo en cuenta que la teragnosis, como se ha indicado, es una de las tecnologías más prometedoras dentro de la medicina de precisión, y considerando que son escasos los estudios realizados sobre derivados de este tipo que presenten esta importante propiedad, 161 nos propusimos ampliar el estudio de estos derivados yodados extendidos al rojo, con el objetivo principal de obtener nuevos agentes teragnósticos en esta zona del espectro visible. Para ello, se ha vuelto a sintetizar el derivado LXIX (ahora 45), que presenta un grupo aceptor en posición meso y dos nuevos sistemas con extensión de la conjugación (46 y 47 en Figura 44). Figura 44. Estructuras de los yodo-BODIPYs con extensión de la conjugación estudiados. Figura 43. Derivados yodados estudiados por nuestro grupo de investigación (Ref. 160): simples (A) y con extensión de la conjugación y actividad dual (B). 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 83 El derivado 46 se ha elegido por el carácter donador de su grupo en posición meso, que en estudios anteriores realizados en nuestro grupo, se observó que favorecía la generación de 1 O2, 160 y el derivado 47 por ser análogo al primer yodoBODIPY sencillo estudiado por Nagano et al., 80a pero ahora con conjugación extendida. 3.1.4.a. Síntesis En primer lugar, se ha sintetizado el BODIPY 45, por medio de la secuencia de reacciones descrita en el Esquema 26. 160 La reacción de 2-metilpirrol (37), 147 sintetizado según el Esquema 21 (pág. 75), y cloruro de 4-nitrobenzoilo, en presencia de POCl3, seguido del tratamiento con Et3N y BF3·Et2O, da lugar al nitro-BODIPY 48, 162 con bajo rendimiento (18%). La posterior yodación de 48, empleando yodo y ácido yódico en una mezcla EtOH/H2O y calefacción, conduce al yodo-BODIPY 49 160 (89%) que, tras la sucesiva reacción de condensación de Knoevenagel con 4- metoxibenzaldehído, bajo irradiación microondas en presencia de piperidina y AcOH con PhMe anhidro, permite obtener el BODIPY 45, 160 con elevado rendimiento (84%). Esquema 26. Síntesis de los derivados -conjugados 45 y 46: i. a) CH2Cl2 anh., , 2 h; b) POCl3, t.a., 3 h; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 24 h; ii. I2, HIO3, EtOH/H2O (95:5), , 3 h; iii. piperidina, AcOH, PhMe anh., MW, 80 °C, 30 min; iv. a) Zn, AcOH, t.a., 1.5 h; b) NaHCO3, H2O, t.a., 20 min. 84 3.1. Derivados yodados de BODIPYs A continuación, y partiendo del BODIPY 45, se ha obtenido el compuesto 46, con un grupo 4-aminofenilo en posición meso. Dado que la mayor parte de los procedimientos conocidos para la reducción de un grupo nitro a amino son capaces de reducir los dobles enlaces introducidos mediante la reacción de condensación anterior, se emplearon condiciones descritas en la bibliografía para BODIPYs similares. 163 Así, y siguiendo la ruta reflejada en el Esquema 26, el empleo de zinc en polvo en AcOH y la posterior hidrólisis en una disolución acuosa saturada de NaHCO3, conduce a la obtención del amino-derivado 46, aunque con bajo rendimiento (13%), debido a la descomposición de parte del producto de interés. Por último, se ha sintetizado el derivado 47, sin sustitución en meso, a través de la secuencia de reacciones recogida en el Esquema 27. La síntesis comienza con la reacción de yodación del colorante comercial PM505/515 con N-yodosuccinimida (NIS) en CH2Cl2, dando lugar al derivado yodado 50 80a,164 (93%). Seguidamente, se lleva a cabo la condensación de Knoevenagel entre 50 y 4-metoxibenzaldehído, sujeta a las condiciones de irradiación de microondas empleadas anteriormente, aislando el sistema 47 con bajo rendimiento (19%), debido a la labilidad y fácil pérdida de yodo en las condiciones térmicas necesarias para la consecución de la reacción. 3.1.4.b. Propiedades fotofísicas Se ha abordado el estudio de las propiedades fotofísicas de 45-47 en disoluciones de CHCl3, considerado como un buen disolvente en el que se obtienen altos tiempos de vida para el 1 O2, 156 además de que su polaridad se asemeja a la que se encuentra en los dominios hidrofóbicos del entorno intracelular, 165 permitiendo así una mejor Esquema 27. Síntesis del derivado -conjugado 47: i. NIS, CH2Cl2, t.a., 1 h; ii. piperidina, AcOH, PhMe anh., MW, 80 °C, 30 min. 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 85 comprensión del comportamiento de los sistemas bajo estudio. Los resultados se recogen en la Figura 45 y en la Tabla 7. Los espectros de absorción de todos los sistemas presentan una banda claramente distinguible en la región roja (abs > 650 nm), dentro de la ventana biológica (Figura 45). El sistema 45 presenta el mayor desplazamiento en su absorción y un alto coeficiente de absortividad molar (abs 705 nm y max 8.1·10 4 M -1 cm -1 , Tabla 7), así como un mayor desplazamiento en su banda de emisión (Figura 45.A). Además, posee un buen balance entre la eficiencia de fluorescencia y la generación de 1 O2 (fl 0.22 y  0.56), convirtiéndolo en un potencial agente teragnóstico. En el caso del derivado 46, la sustitución en posición meso por un grupo dador, supone una marcada disminución en la absorción (max 4.1·10 4 M -1 cm -1 , Tabla 7). Sin embargo, muestra dos bandas de absorción complementarias, suficientemente intensas, localizadas en la región UV y verde (abs 380 y 509 nm), que junto con la banda principal en el rojo (abs 677 nm) convierten a 46 en un compuesto con acción Figura 45. Espectros de absorción (línea continua) y emisión normalizada (línea punteada) en CHCl3 de los sistemas -extendidos con grupos: A) aceptor (45); B) donador (46); y C) sin efectos electrónicos (47). 86 3.1. Derivados yodados de BODIPYs pancromática, es decir, capaz de absorber en todo el rango del visible (Figura 45.B). Su banda de emisión se centra en el rojo (~ 700 nm) y, respecto a su homólogo anterior, muestra un ligero incremento en su rendimiento cuántico de fluorescencia (30%), con una pequeña disminución en la producción de 1 O2 (41%), independientemente de la longitud de onda de excitación, reflejando el efecto antagónico de estas dos propiedades y mostrando una posible acción dual. Por último, el compuesto 47, con la estructura más simple, muestra una banda de absorción muy intensa centrada en los 675 nm y su emisión se sitúa sobre los 699 nm (Figura 45.C). También puede considerarse como un posible agente dual debido a que posee un buen balance entre la propiedad sensibilizadora (40%) y la fluorescente (46%). Tabla 7. Propiedades fotofísicas de los sistemas 45-47 en disoluciones diluidas de CHCl3. Los datos correspondientes a los derivados yodados sin conjugación extendida en CHCl3 se incluyen a modo comparativo. Compuesto abs (nm) max (10 4 M -1 cm -1 ) fl (nm) fl  45 705.0 8.1 762.0 0.22 0.56 a 46 380.0 2.0 701.5 0.30 0.43 b 509.0 1.4 0.41 b 677.0 4.1 0.41 b 47 675.0 8.0 699.0 0.46 0.40 b 49 (LXVIIIa) 160 565.0 5.09 597.0 0.065 0.84 b LXVIIIb 160 545.0 4.71 565.0 0.07 0.86 b 50 (LVIII) 80a,166 534.0 d 9.65 d 555.0 d 0.02 d 0.98 c,d a Ref. NMB ( 0.50).156 b Ref. MeSBDP ( 0.91).156 c Ref. RB ( 0.65).29c,72a,72c,156b d En CH2Cl2. En resumen, la absorción intensa dentro de la ventana terapéutica de 45 y 47, junto con la actividad dual que presentan, convierte a estos dos derivados en prometedores agentes teragnósticos, con aplicación en el campo de la biomedicina. Por otro lado, la presencia de un grupo electrodador en la posición meso (46) induce una absorción menos intensa, pero estimula la aparición de dos bandas adicionales en regiones distintas (UV y verde), así como la generación de 1 O2 con independencia de la onda de 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 87 excitación (azul, verde y roja), haciendo al compuesto más interesante para su aplicación en PDT empleando la luz blanca como fuente de irradiación. Se comprueba de nuevo que la extensión de la conjugación en las posiciones 3 y 5 del BODIPY son las responsables del comportamiento dual observado, independientemente de la sustitución en posición meso del sistema. 3.1.5. Estudios biológicos Los estudios biológicos se han llevado a cabo con los derivados yodados sencillos y con los sistemas BODIPY-NP, así como con los derivados yodados con conjugación extendida obtenidos posteriormente y que presentan un comportamiento dual. Los ensayos se realizaron en una línea celular de adenocarcinoma de cérvix humano (células HeLa), aplicando los protocolos establecidos (ver Parte Experimental). El tratamiento fotodinámico fue aplicado durante 30 min con luz azul (abs 455 nm; 10 Jcm -2 ), verde (abs 518 nm; 10 Jcm -2 ) y roja (abs 655 nm; 15 Jcm -2 ), dependiendo de la absorción de cada compuesto, estudiando la supervivencia celular por medio de ensayos MTT. Los derivados yodados con grupo trietoxisililo (31, 33 y 35) no se han podido estudiar debido a su polimerización en el medio de cultivo. Tal y como se observa en la Figura 46, los compuestos 32 y 34, con absorción en el verde y en el rojo, respectivamente, presentan fototoxicidad a bajas concentraciones (0.1 y 0.5 M) e inducen una muerte celular de aproximadamente el 90 y 85%, respectivamente. A concentraciones iguales o superiores a 1 M, estos sistemas muestran efecto citotóxico en la oscuridad. Figura 46. Ensayos de viabilidad celular MTT en células HeLa de 32 (A) y 34 (B) a diferentes concentraciones en la oscuridad (en azul) y tras 30 min de irradiación (en naranja). 88 3.1. Derivados yodados de BODIPYs A continuación, se midieron los sistemas 31-NP y 33-NP, así como con el sistema con comportamiento dual 34-NP, y con absorción en las regiones azul, verde y roja, respectivamente. Estas NPs presentaron una fototoxicidad menor a bajas concentraciones respecto a los derivados 32 (por analogía a 33) y 34 (Figura 47), pero es destacable la prácticamente total ausencia de citotoxicidad en la oscuridad. Hay que recordar que, en general, las NPs muestran una producción de 1 O2 menor que los fotosensibilizadores libres. El mejor resultado se ha obtenido con 33-NP, que induce una muerte celular mayor del 85% a 0.5 M, concentración a la que los sistemas 31- NP y 34-NP muestran sólo un 20 y 45%, respectivamente. Por lo tanto, la combinación del PS con las NPs de sílice evita los efectos citotóxicos en la oscuridad en detrimento de la concentración efectiva para inducir una gran mortalidad celular, hecho que puede ser mejorado por los restos de ácido fólico que aumentan la selectividad de los sistemas, y por tanto su acumulación en los tejidos tumorales, aumentando así su acción terapéutica. 152 En la actualidad, se siguen desarrollando estos estudios. Figura 47. Ensayos de viabilidad celular MTT en células HeLa de 31-NP (A), 33-NP (B) y 34- NP (C) a diferentes concentraciones en la oscuridad (en azul) y tras 30 min de irradiación (en naranja). 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 89 Por último, el estudio de viabilidad celular realizado con los derivados yodados extendidos al rojo (45-47), muestra que estos sistemas no tienen efectos citotóxicos en la oscuridad, es decir, la viabilidad celular es del 100% sin irradiación (Figura 48). El derivado 45 posee una baja fototoxicidad pese a tener el valor más alto de producción de 1 O2 ( 0.56, Tabla 7) causando un daño celular muy bajo, de hecho necesita una alta concentración (10 M) para inducir un 45% de muerte bajo irradiación (Figura 48.A). Estos resultados se pueden atribuir en primera instancia a un mal solapamiento entre la banda de absorción, centrada a 705 nm, y las fuentes de luz roja estándar comercialmente disponibles para aplicaciones clínicas (~660 nm). 167 En contraste, las bandas de absorción de 46 y 47 (675 y 677 nm, respectivamente) se encuentran próximas al pico de la fuente de irradiación, mostrando así una alta fototoxicidad incluso a nivel submicromolar, de forma que se observa una muerte celular del 90 y 70% a 0.5 M para 46 y 47, respectivamente (Figura 48.B y 48.C). La comparación entre estos dos últimos, indica que 46 tiene una eficacia fotosensibilizadora mayor que la de 47, matando un 70% de la población celular a una Figura 48. Ensayos de viabilidad celular MTT en células HeLa de 45 (A), 46 (B) y 47 (C) a diferentes concentraciones en la oscuridad (en azul) y tras 30 min de irradiación roja (en naranja). 90 3.1. Derivados yodados de BODIPYs concentración menor (0.1 M), hecho que va en contra de las características fotofísicas registradas para estos dos derivados: sus bandas de absorción se centran prácticamente en la misma posición, la absortividad molar de 47 dobla a la de 46 (8.0·10 4 M -1 cm -1 frente a 4.1·10 4 M -1 cm -1 , Tabla 7), y tienen el mismo rendimiento cuántico de generación de 1 O2 ( ~ 0.40). Una posible explicación es la mejor internalización de 46 gracias al grupo amino que interactúa con el medio celular. Para intentar explicar de forma razonable los resultados obtenidos para 45 (baja muerte celular) y 46 (mayor muerte por internalización), se ha llevado a cabo la visualización por microscopía de fluorescencia (Figura 49). Para ello, se incuban las células con el compuesto en una concentración de 0.1, 1 y 10 M durante 24 h y, posteriormente, se observa a través de un microscopio óptico de fluorescencia la tinción de las células. A simple vista se observan diferencias muy significativas entre los dos compuestos. El derivado 45 se visualiza en forma de agregados aciculares, incluso a una baja concentración como 0.1 M (Figura 49.A), mientras que 46 se acumula de forma Figura 49. Microscopía de fluorescencia en células HeLa de 45 (A) y 46 (B) a concentraciones de 0.1, 1 y 10 M con excitación roja (izquierda) y excitación roja con contraste de fase (derecha), respectivamente. Barra de escala: 100 m. 3.1. Derivados yodados de BODIPYs 91 homogénea en el interior celular, exceptuando el núcleo (Figura 49.B). Por lo tanto, la baja fototoxicidad del derivado 45 es debida mayoritariamente a una mala solubilidad en el medio de cultivo, que impide la internalización en las células. En cuanto al sistema 46, se confirma la mayor acción fotosensibilizadora por su alta acumulación en el interior celular. Por otro lado, el estudio de la fototoxicidad de 46 bajo irradiación con luz blanca ha mostrado una muerte celular muy similar a la encontrada con luz roja (90% a 0.5 M y 55% a 0.1 M), pese a que las dosis de luz son muy diferentes (60 Jcm -2 frente a 15 Jcm -2 , respectivamente). La dosis total de luz blanca durante 30 min es la resultante de la suma de las intensidades de los picos en los que se descompone (azul a 455 nm con una dosis de 30 Jcm -2 , verde a 518 nm con 15 Jcm -2 y rojo a 630 nm con 20 Jcm -2 ), por lo que la luz verde es la que mejor solapa con las bandas de absorción de 46 (380, 509 y 677 nm, Tabla 7), de forma que la fotoactividad obtenida se puede normalizar a la dosis correspondiente a la irradiación en el verde, mostrando un buen efecto fotodinámico bajo esta fuente de iluminación. Por último, se ha comparado la actividad fotodinámica de 34, 46 y 47 con el compuesto comercial Chlorin e6, un derivado de la porfirina y PS de segunda generación que se caracteriza por su alta eficacia sensibilizadora y la rápida eliminación, encontrando su aplicación en el tratamiento del cáncer de pulmón, vejiga, piel y cabeza. 69d,168 En cuanto a su estudio fotofísico (Figura 50.A), posee absorción en el rango de los 650-680 nm (abs 664 nm, max 4.5·10 4 M -1 cm -1 ), una eficiencia de fluorescencia de 16% y de generación de 1 O2 del 80%. Figura 50. Estructura y propiedades fotofísicas de Chlorin e6 (A). Ensayos de viabilidad celular MTT en células HeLa de Chlorin e6 a diferentes concentraciones en la oscuridad (en azul) y tras 30 min de irradiación roja (en naranja) (B). 92 3.1. Derivados yodados de BODIPYs El ensayo MTT ha demostrado una fotoactividad excelente a las concentraciones de 5 y 10 M con un 95% de muerte celular (Figura 50.B). Sin embargo, a esas concentraciones causa efectos citotóxicos en la oscuridad. A bajas concentraciones no causa efectos en la oscuridad, pero la fototoxicidad es mucho más baja, 60% de supervivencia celular a 0.5 M, frente al 15, 10 y 30% de supervivencia a la misma concentración de 34, 46 y 47, respectivamente. Dada la citotoxicidad a concentraciones iguales o mayores a 1 M de 34 (Figura 46.B), así como su menor fluorescencia (Tabla 5), los derivados 46 y 47 destacan como prometedores agentes teragnósticos debido a su acción fotosensibilizadora en combinación con una buena fluorescencia. 3.1.6. Conclusiones En resumen, se han obtenido una serie de derivados yodados con absorción y emisión en todas las regiones del espectro visible (del azul al rojo), observándose que todos ellos presentan buenos rendimientos de generación de 1 O2 y, además, en la mayoría de los casos una baja toxicidad en la oscuridad, lo que les convierte en unos buenos PSs con posible aplicación en PDT. Más importante ha sido la obtención de cuatro nuevos derivados yodados que presentan un buen balance entre su fluorescencia y generación de 1 O2, lo que los convierte en agentes teragnósticos, con mejores propiedades que el Chlorin e6. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 93 3.2. DÍMEROS Y TRÍMEROS ORTOGONALES DE BODIPYs 3.2.1. Introducción El empleo de átomos pesados directamente unidos al esqueleto de BODIPY para lograr un ISC eficiente genera, en algunos casos, cierta toxicidad en la oscuridad en células, hecho que reduce su utilidad en el campo de la biomedicina en su papel como PSs para PDT. 46a,65,72a,80a,81 En el año 2009, Flamigni et al. describen, como alternativa, dímeros ortogonales de BODIPY unidos por las posiciones 3-3’ (LXX, en Figura 51) que resultaron ser eficientes generadores de 1 O2, observando una marcada influencia del disolvente sobre esta propiedad. 169 A partir de ese momento, los dímeros ortogonales de BODIPY han llamado la atención debido a sus interesantes propiedades vinculadas a la deslocalización de carga y al acoplamiento de excitón. En esta línea, diversos grupos de investigación han estudiado dímeros ortogonales de BODIPY unidos por diferentes posiciones, la mayoría de ellos de tipo 2-8’, 170 resultando ser también buenos generadores de 1 O2, con posible aplicación en PDT. Una de las razones por la que estos dímeros 2-8’ son los más estudiados es su fácil acceso sintético a partir de 2-formilBODIPYs, obtenidos a través de la post-funcionalización del BODIPY por medio de la reacción de Vilsmeier-Haack. En la Figura 52 se recogen algunos ejemplos. Figura 51. Dímero ortogonal en disposición 3-3’ de Flamigni et al. y sus propiedades fotofísicas en varios disolventes. 94 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs En esta línea, nuestro grupo de investigación llevó a cabo la obtención de una serie de dímeros ortogonales con unión 2-8’ con el objetivo de estudiar la influencia de la naturaleza, posición y número de sustituyentes sobre el mecanismo de fotosensibilización, así como el efecto que provoca la polaridad del disolvente sobre la generación de 1 O2. La modelización computacional y el estudio del comportamiento fotofísico permitió comprobar que estos sistemas producen 1 O2 por medio de un mecanismo de cruce intersistema por transferencia de carga espín-orbital (SOCT-ISC), fuertemente relacionado con el carácter intrínseco ICT del dímero y que, por lo tanto, puede ser controlado mediante la polaridad del disolvente. De esta forma, la producción más alta se alcanza en disolventes con una polaridad intermedia, tal y como se observa en la Figura 53 para el dímero LXXIV. 170e Figura 52. Dímeros ortogonales de BODIPYs con unión 2-8’ y sus propiedades fotofísicas. Figura 53. Propiedades fotofísicas en disolventes de distinta polaridad para el dímero LXXIV. La generación de 1 O2 () se referencia al MeSBDP. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 95 También se observó que la introducción de sustituyentes electroaceptores o electrodadores en una de las unidades de BODIPY es capaz de modular la propiedad fotosensibilizadora por medio de un efecto ‘push-pull’. Además, la extensión de la - conjugación de forma asimétrica provoca una transferencia de carga por ruptura de la simetría (SBCT) que favorece el ICT, alcanzando un equilibrio entre la fluorescencia y la generación de 1 O2, y dotando al sistema de una funcionalidad dual para aplicaciones teragnósticas (Figura 54). 170e Otros ejemplos de dímeros de BODIPY con disposición ortogonal, menos estudiados, son aquellos que se unen por sus posiciones 8-8’, 170a 2-2’, 171 y 1-1’ 172 (Figura 55). Salvo los dímeros con disposición 8-8’, que se obtienen a partir del 8- formilBODIPY correspondiente, el resto de uniones se preparan por medio de reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por metales, o bien mediante la funcionalización radicálica empleando yoduros hipervalentes en presencia de ácidos de Lewis. En cuanto a su fotofísica, estos sistemas presentan propiedades distintas según la posición por la que se encuentran unidos. De esta forma, para el dímero LXXVII con disposición 8-8’ se observa un equilibrio entre la capacidad fluorescente y fotosensibilizadora, mientras que para los dímeros LXXVIII y LXXIX de uniones 2-2’ y 1-1’, respectivamente, se observa una elevada fluorescencia para el primero y baja para el segundo, no haciendo referencia a la generación de 1 O2. Figura 54. Dímeros de BODIPY ortogonales con diferentes sustituyentes sintetizados por nuestro grupo y sus propiedades fotofísicas. 96 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs Además, sólo existen dos dímeros unidos por sus posiciones 3-8’ (LXXX y LXXXI en Figura 56), comportándose también como buenos PSs. 173 La falta de estudios sobre este último tipo de dímeros tiene en principio una clara justificación: su síntesis debe abordarse a partir de 3-formilBODIPYs, y la obtención de estos sistemas ha estado muy limitada. Así, el dímero LXXX se ha sintetizado a partir de un 3-formilBODIPY obtenido por oxidación con DDQ del BODIPY comercial PM567, 173a mientras que el dímero LXXXI, publicado recientemente durante la redacción de esta Tesis, se ha obtenido también a partir del 3-formilBODIPY correspondiente, siendo éste accesible a través de una reacción de acoplamiento cruzado deshidrogenativo. 173b Figura 55. Dímeros de BODIPY ortogonales con variación en la posición de unión y sus propiedades fotofísicas. Figura 56. Dímeros de BODIPY ortogonales con unión 3-8’ y sus propiedades fotofísicas. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 97 Por otra parte, la introducción de una nueva unidad de BODIPY en cualquiera de estos dímeros va a dar lugar a trímeros ortogonales de BODIPY, escasamente estudiados. El primer estudio sobre estos sistemas se debe a Akkaya et al., 174 donde los autores presentan un trímero con atropoisomería (LXXXII en Figura 57.A), en el que la quiralidad axial observada es generada por la disposición no planar de los diferentes grupos a ambos lados del plano quiral debido a la rotación restringida de un enlace sencillo. El trabajo muestra unas propiedades fotofísicas muy interesantes, como los altos coeficientes de extinción molar y una emisión de fluorescencia muy baja, indicadoras de su potencial aplicación como PSs. Gracias a los elevados coeficientes de extinción y factores de anisotropía (g > 5·10 -3 ) observados, la obtención de compuestos similares podría encontrar aplicaciones prácticas como sensores quiroópticos o como PSs quirales de alta selectividad en un contexto terapéutico, aunque los autores no profundizan en este aspecto. Dos años más tarde, los mismos autores llevan a cabo el estudio de dos trímeros ortogonales de BODIPY (LXXXIIIa,b en Figura 57.B). 175 La incorporación del grupo 4-terc-butilfenilo en LXXXIIIa únicamente contribuye a la solubilidad, facilitando la obtención de cristales para su análisis por difracción de rayos X, mientras que el trímero LXXXIIIb presenta el grupo 4-(5-hidroxipentil)fenilo para una posterior funcionalización. En este caso, los autores se centran principalmente en el trímero LXXXIIIa, en donde la determinación de su estructura por rayos X revela que existen tres planos ortogonales definidos por el sustituyente en posición meso, el núcleo de BODIPY y los planos definidos por las unidades de BODIPY periféricas. Los ángulos Figura 57. Trímeros de BODIPY ortogonales de Akkaya et al. (Refs. 174 y 175) y sus propiedades fotofísicas. 98 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs formados entre los planos se encuentran entorno a los 82, suficiente para generar los necesarios estados excitados degenerados. Esta afirmación, también válida para el otro ejemplo, se confirma al estudiar la producción de 1 O2, obteniendo 0.53 y 0.55 para cada uno de ellos. Dentro de este contexto, nuestro grupo de investigación ha llevado a cabo también un estudio preliminar sobre dos trímeros similares a los anteriores, ambos con la misma sustitución pero con diferentes tipos de unión (LXXXIVa,b en Figura 58), 160 para poder comparar su eficiencia como generadores de 1 O2, ya que el grupo de Akkaya no estudia esta propiedad en el trímero en disposición ‘L’. Los dos sistemas presentan una absortividad molar elevada y una fluorescencia muy baja, destacando la aparición de dos bandas de emisión que indican la aparición de un estado ICT. La medida de la producción de 1 O2 en ambos derivados permite concluir que el trímero en ‘L’ tiene un  (0.64, referenciado a MeSBDP) más alto que el que presenta una disposición ‘lineal’ ( = 0.50), siendo los dos buenos candidatos para PDT. 3.2.2. Objetivos Teniendo en cuenta estos antecedentes y considerando los escasos estudios realizados sobre dímeros con unión 3-8’ y, fundamentalmente, sobre trímeros de BODIPY, nuestro grupo ha centrado su interés en la obtención de estos dos tipos de sistemas. Figura 58. Trímeros sintetizados por nuestro grupo y sus propiedades fotofísicas (Ref. 160). 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 99 Ahora bien, para poder lograr estos objetivos es necesario, en primer lugar, establecer un fácil acceso a 3-formilBODIPYs, imprescindibles para ser utilizados como compuestos de partida en la síntesis de estos dímeros. Por ello, este estudio se dividirá en tres apartados: 1) nueva estrategia sintética para la síntesis de 3-formil y 3,5-diformilBODIPYs (Figura 59.A); 2) síntesis de dímeros ortogonales de BODIPYs con unión 3-8’ y 2-8’ (Figura 59.B); y 3) síntesis de trímeros ortogonales de BODIPYs utilizando los dímeros obtenidos en el apartado anterior (Figura 59.C). 3.2.3. Nueva estrategia sintética para la síntesis de 3-formil y 3,5-diformil- BODIPYs Los 3-formilBODIPYs se han sintetizado tradicionalmente a través de dos estrategias principales. La primera de ellas basada en la pre-funcionalización del BODIPY, por medio de la reacción de formilación de Vilsmeier-Haack del correspondiente meso-arildipirrometano, seguida de oxidación con DDQ y cierre del anillo (Esquema 28.A). De esta manera, se obtienen principalmente 3,5- diformilderivados con las posiciones 1, 2, 6 y 7 del BODIPY libres, ya que el dipirrometano se origina a partir del benzaldehído correspondiente y pirrol sin sustituir. 176 Por otra parte, en 1994 Boyer et al., describen la obtención de 3-formilBODIPYs por medio de una post-funcionalización del BODIPY, a través de la reacción de oxidación de un BODIPY comercial con DDQ como agente oxidante. 177 Los autores indican que no es posible obtener el formilderivado si existe alguna posición libre en Figura 59. Estructura general de los sistemas objetivo: 3-formil y 3,5-diformilBODIPYs (A); dímeros ortogonales 3-8’ y 2-8’ (B); trímeros ortogonales (C). 100 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs el esqueleto del BODIPY. Este método ha sido utilizado por otros grupos de investigación, 173a,178 pero hasta el presente tiene la limitación indicada, por lo que no es un método general para la obtención de 3-formilBODIPYs (Esquema 28.B). A la vista de estos antecedentes, y tratando de evitar la manipulación de los inestables dipirrometanos, resulta muy atractiva la post-funcionalización del núcleo de BODIPY por medio de la reacción de oxidación, ya que habilita la posibilidad de trabajar con una mayor variedad de derivados. Ahora bien, es necesario que esta oxidación sea general y se pueda aplicar a todo tipo de BODIPYs, independientemente del grado de sustitución. De esta forma, se conseguirían una gran variedad de BODIPYs con un grupo formilo en posición 3 del anillo, abriendo un amplio abanico de posibilidades sintéticas, entre ellas la obtención de dímeros 3-8’. 3.2.3.a. Estudio sintético Para tratar de conseguir este objetivo, se ha planteado, en principio, un estudio con BODIPYs distintamente sustituidos y diferentes condiciones de reacción. Este estudio se ha iniciado con el 8-mesitil-1,3,5,7-tetrametilBODIPY (51a), 179 que se sintetiza según la secuencia de reacciones que se muestra en el Esquema 29. La condensación de mesitaldehído y 2,4-dimetilpirrol en presencia de TFA catalítico, da lugar al Esquema 28. Estrategias para la síntesis de formil-BODIPYs: pre-funcionalización por reacción de Vilsmeier-Haack en meso-arildipirrometanos (A); y post-funcionalización mediante oxidación con DDQ de 3-metilBODIPYs persustituidos (B). 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 101 dipirrometano 52 (64%), que mediante el empleo de DDQ se oxida al dipirrometeno 53 (96%), y tras la complejación con Et3N y BF3·Et2O se obtiene 51a, con un 25% de rendimiento. A continuación, se ha llevado a cabo la reacción de 51a con DDQ como agente oxidante, aplicando las condiciones descritas en la literatura para compuestos referibles 178 (THF/H2O, t.a., 24 h). Hay que indicar que las posiciones 2 y 6 del BODIPY están sin sustituir, por lo que según lo indicado en la bibliografía, es posible que la reacción no tenga lugar. Efectivamente, en este proceso no se ha observado la formación del producto formilado en posición 3 (Tabla 8, entrada 1). Ahora bien, un incremento del tiempo de reacción a 48 h ha dado lugar al aislamiento de un 10% del derivado formilado 54a, recuperando el 30% del material de partida (Tabla 8, entrada 2). Sin embargo, durante el curso de este estudio, Kang et al. describen la síntesis del 3- formil-8-(4-metoxifenil)-1,5,7-trimetilBODIPY por oxidación con DDQ del 1,3,5,7- tetrametilBODIPY correspondiente, con un rendimiento del 60%. 180 Este resultado contrasta con el observado para el BODIPY 51a (Tabla 8, entradas 1 y 2), por lo que para aclarar esta discrepancia, se re-investiga este resultado en las mismas condiciones indicadas por los autores, aislando únicamente trazas. De nuevo, la extensión del tiempo de reacción (72 h) permite obtener dicho derivado con un rendimiento del 15%, similar al obtenido previamente con 51a. Esquema 29. Síntesis del BODIPY 51a: i. TFA, CH2Cl2, t.a., 3 h; ii. DDQ, t.a., 30 min; iii. Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h. 102 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs Tabla 8. Optimización de las condiciones de reacción para la obtención de 3-formilBODIPYs. Entrada Agente oxidante (equiv) Disolvente Tiempo (h) Rendimiento (%) 1 DDQ (1:4) THF/H2O 24 trazas 2 DDQ (1:4) THF/H2O 48 10 3 PCC (1:4) THF/H2O 48 trazas 4 PCC (1:6) THF 24 55 5 PCC (1:9) THF 24 45 6 PCC (1:6) CH2Cl2 24 25 7 PCC (1:6) AcOEt 24 80 8 DDQ (1:6) AcOEt 24 trazas Estos resultados conducen al planteamiento de un estudio en mayor profundidad, contemplando la posibilidad de emplear otro agente oxidante que permita la optimización de este tipo de reacciones. Por este motivo, se ha seleccionado el clorocromato de piridinio (PCC) como agente oxidante alternativo. En primer lugar, se ha llevado a cabo la reacción de 51a con PCC (relación 1:4), en las condiciones utilizadas anteriormente (THF/H2O, t.a., 48 h), pero no se ha conseguido el compuesto esperado 54a (Tabla 8, entrada 3). Sin embargo, la reacción con este agente oxidante en proporción 1:6 (BODIPY/PCC), usando THF como disolvente y a temperatura ambiente, da lugar al BODIPY 54a, con un rendimiento del 55% (Tabla 8, entrada 4) y se recupera el 20% del compuesto de partida. Hay que señalar, que la adición de una mayor cantidad de PCC (1:9) no supone una mejora en el resultado final (Tabla 8, entrada 5). Además, el cambio de disolvente afecta al rendimiento de la reacción, disminuyendo en el caso del CH2Cl2 (25%) y aumentando considerablemente con AcOEt (80%), siendo por lo tanto este disolvente el que proporciona los mejores resultados (Tabla 8, entradas 6 y 7). Conseguidas las condiciones de reacción optimizadas con PCC, se ha probado la reacción en estas mismas condiciones pero con DDQ, dando lugar a trazas del 3-formilBODIPY 54a (Tabla 8, entrada 8). 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 103 Ante la importancia de este resultado preliminar, se hace imprescindible comprobar si la reacción es general, por lo que se ha seleccionado una serie de 8-aril-3,5- dimetilBODIPYs (51b-f) para llevar a cabo la oxidación en las condiciones optimizadas. La obtención de los meso-arilBODIPYs, con grupos 4-metoxifenilo (51b), 181 4- clorometilfenilo (51c) 182 y 4-nitrofenilo (51d), 183 se ha llevado a cabo por reacción del correspondiente cloruro de ácido con 2,4-dimetilpirrol, en presencia de POCl3 y CH2Cl2 anhidro como disolvente, seguido del tratamiento con Et3N y BF3·Et2O, aislándose los BODIPYs deseados 51b-d, con rendimientos comprendidos entre el 27 y 53% (Esquema 30). Los meso-arilBODIPYs con grupos 4-trifluorometilfenilo (51e) 184 y mesitilo (51f) 185 se han sintetizado por medio de la técnica ‘one-pot’ (Esquema 31). Así, la condensación de 2,4-dimetilpirrol o 2-metilpirrol (37) con el aldehído correspondiente, en presencia de TFA, seguido de oxidación con DDQ y la complejación con Et3N y BF3·Et2O, ha dado lugar a los BODIPYs deseados 51e y 51f, con rendimientos del 29 y 43%, respectivamente. A continuación, se ha llevado a cabo la reacción de oxidación aplicando las condiciones optimizadas, en AcOEt como disolvente (Esquema 32). El 8-(4- metoxifenil)-1,3,5,7-tetrametilBODIPY (51b), investigado anteriormente con DDQ, se Esquema 30. Síntesis de los BODIPYs 51b-d: i. a) CH2Cl2 anh., , 2 h; b) POCl3, t.a., 3 h; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 12 h. Esquema 31. Síntesis de los BODIPYs 51e,f: i. a) TFA, CH2Cl2, t.a., 12 h; b) DDQ, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h. 104 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs hace reaccionar con PCC durante 24 h, conduciendo a 54b 180 con un rendimiento del 65%, lo que indica que el uso de PCC como oxidante frente a la DDQ mejora el proceso. De igual forma, se ha procedido a la oxidación de los BODIPYs 51c-f, con tiempos de reacción entre 10 y 22 h, transformándose en los derivados 3-formilados correspondientes 54c-f con buenos rendimientos (56-72%). Los resultados obtenidos demuestran que la reacción es general, independientemente de la naturaleza del sustituyente (dador o aceptor) en el anillo aromático en posición meso (51a-e), e incluso con cuatro posiciones libres en el esqueleto de BODIPY (51f). En este punto, es necesaria la verificación de la estrategia sintética sobre BODIPYs con sustitución alifática. Para ello, se han seleccionado los alquilBODIPYs comerciales PM567, PM546, PM605 y PM505/515, además del BODIPY 55, sintetizado a partir de 2-metilpirrol (37) y cloruro de acetilo en las condiciones previamente descritas por nuestro grupo de investigación, 43 utilizando PCC como agente oxidante, en THF o AcOEt como disolvente y tiempos de reacción entre 10 y 24 h. En todos los casos se han obtenido los 3-formilderivados correspondientes (56a 173a,177,186 y 56b-e), con rendimientos que oscilan entre el 35 y 60% (Esquema 33). Estos ejemplos adicionales confirman la mayor versatilidad y generalidad como oxidante del PCC, puesto que ha permitido obtener aldehídos en la posición 3 del Esquema 32. Síntesis de los 3-formilBODIPYs 54b-f: i. PCC, AcOEt, t.a., 10-22 h. Esquema 33. Síntesis de los 3-formilBODIPYs 56a-e: i. PCC, THF o AcOEt, t.a., 10-24 h. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 105 núcleo del BODIPY independientemente del grado y tipo de sustitución, en contra de los estudios recogidos en la bibliografía hasta este momento. 173a,177,178 A la vista de estos interesantes resultados, y considerando que, hasta la fecha, solamente se ha descrito algún caso de obtención de 3,5-diformilBODIPYs por formilación de dipirrometanos no sustituidos, 176 pensamos que la nueva estrategia descrita abría una nueva e interesante posibilidad de acceder a este tipo de compuestos. Desafortunadamente, la reacción del 8-mesitil-1,3,5,7-tetrametilBODIPY (51a) con diferentes proporciones de PCC como agente oxidante, en distintos disolventes y a reflujo, conduce al derivado diformilado 57a con muy bajo rendimiento (Tabla 9, entradas 1 y 2). Sin embargo, cuando se parte del derivado monoformilado, concretamente el 3-formil-8-mesitil-1,5,7-trimetilBODIPY (54a), con PCC en relación 1:6, en AcOEt o DCE y a reflujo, se obtiene el producto deseado, con un rendimiento de aproximadamente el 40% (Tabla 9, entradas 3, 4 y 6). Hay que señalar que, cuando se repite la reacción en estas condiciones, pero utilizando DDQ como agente oxidante, no se observa la transformación de 54a (Tabla 9, entradas 7 y 8). Tabla 9. Optimización de las condiciones de reacción para la obtención de 3,5-diformilBODIPYs. Entrada Compuesto Agente oxidante (equiv) Disolvente Tiempo (h) Productos y rendimiento (%) 1 51a PCC (1:12) AcOEt 10 54a (32) / 57a (4) 2 51a PCC (1:25) DCE 10 54a (11) / 57a (10) 3 54a PCC (1:6) AcOEt 22 57a (42) 4 54a PCC (1:6) DCE 24 57a (40) 5 54a PCC (1:6) THF 24 - 6 54a PCC (1:9) AcOEt 22 57a (40) 7 54a DDQ (1:6) AcOEt 20 - 8 54a DDQ (1:6) DCE 20 - A continuación, para demostrar el carácter general de la reacción, se ha llevado a cabo la oxidación empleando como material de partida los 3-formilderivados 54b-f, 106 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs obtenidos anteriormente, lo que ha permitido aislar los correspondientes 3,5- diformilBODIPYs (57b-f) con rendimientos del 30-40% (Esquema 34). Estos resultados son muy relevantes dado que los 8-aril-3,5-diformilBODIPYs, que son intermedios sintéticos muy útiles, no pueden obtenerse por oxidación con DDQ. Además, con excepción de 57f, la síntesis por formilación directa de 8- arildipirrometanos tampoco es trivial, ya que requiere el uso de precursores de pirrol difíciles de obtener. 3.2.3.b. Propiedades fotofísicas Una vez sintetizados los 3-formil y 3,5-diformilBODIPYs, se ha llevado a cabo el estudio de sus propiedades fotofísicas en disoluciones diluidas de EtOH, y los resultados se recogen en la Tabla 10. En primer lugar, se han analizado las propiedades de los BODIPYs empleados como material de partida (51a-f, PM567, PM546, PM605, PM505/515 y 55), observando que se encuentran influenciadas por el sustituyente en posición meso. Como era de esperar, los alquilBODIPYs son muy fluorescentes, con eficiencias superiores al 80% (Tabla 10), 47c con excepción del colorante PM605 que conserva una emisión notable pero desplazada al rojo (fl 0.66 y fl 561 nm, Tabla 10) debido a la menor variación energética por efecto del grupo acetoximetilo en posición meso. 47c La presencia del grupo arilo en dicha posición (51a-f) tiene un menor impacto en las posiciones de las bandas espectrales, aunque afecta a la fluorescencia. Así, el impedimento estérico causado por los metilos en posición 1 y 7 evita los mecanismos de desactivación no radiativa asociados al movimiento libre del grupo fenilo, 47c llevando a buenas eficiencias (fl 1.0 en 51a, 0.84 en 51f y entre 0.4-0.5 en 51b-e, Tabla 10), independientemente de la funcionalización del anillo de fenilo. La única excepción se corresponde con 51d, donde el grupo nitro disminuye drásticamente la fluorescencia (fl 0.02, Tabla 10), de acuerdo a la extinción inducida por los procesos ICT. Esquema 34. Síntesis de los 3,5-diformilBODIPYs 57b-f: i. PCC, AcOEt o DCE, t.a., 10-24 h. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 107 Tabla 10. Propiedades fotofísicas de los BODIPYs de partida y los 3-formil/3,5-diformilBODIPYs en disoluciones diluidas de EtOH. Compuesto abs (nm) max (10 4 M -1 cm -1 ) fl (nm) fl  (ns) kfl (10 8 s -1 ) knr (10 8 s -1 ) 51a 500.0 9.8 508.5 1.00 5.85 1.71 0.00 54a 503.0 8.0 518.5 0.66 4.55 1.46 0.74 57a 510.0 7.2 525.0 0.53 4.43 1.20 1.06 51b 499.0 8.2 508.0 0.56 3.31 1.70 1.31 54b 503.0 7.0 518.5 0.33 2.33 1.44 2.85 57b 500.0 6.3 508.0 0.20 2.02 1.00 3.96 51c 500.0 7.8 510.5 0.52 3.20 1.62 1.50 54c 499.0 6.6 522.0 0.48 3.46 1.39 1.50 57c 503.5 6.4 527.5 0.35 3.04 1.15 2.14 51d 503.0 7.7 510.5 0.02 0.041 (96%) 5.32 (4%) - - 54d 504.0 6.8 525.0 0.27 2.40 1.12 3.04 57d 504.5 5.4 530.5 0.11 1.03 1.06 8.64 51e 501.5 8.4 512.0 0.40 2.57 1.55 2.33 54e 504.0 7.0 521.5 0.43 3.15 1.36 1.81 57e 512.5 6.2 527.5 0.24 2.92 0.82 2.26 51f 509.5 8.7 518.5 0.84 6.39 1.31 0.25 54f 509.5 7.1 526.0 0.81 6.26 1.30 0.30 57f 514.0 6.2 530.5 0.56 5.80 0.96 0.76 PM567 518.0 7.4 533.0 0.84 5.92 1.40 0.29 56a 499.5 6.4 547.0 0.15 1.58 (94%) 6.29 (6%) - - PM546 495.0 8.1 507.0 0.85 5.52 1.54 0.27 56b 494.5 6.9 516.5 0.52 4.57 1.14 1.05 PM605 544.0 7.2 561.0 0.66 6.56 1.00 0.52 56c 524.0 5.7 654.0 0.07 0.86 (86%) 6.00 (14%) - - PM505/515 504.0 8.0 509.5 0.92 5.65 1.63 0.14 56d 505.5 4.5 520.0 0.55 4.55 1.21 0.99 55 502.0 9.2 512.0 0.94 7.32 1.28 0.08 56e 501.0 7.8 521.0 0.80 6.04 1.32 0.33 108 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs La formilación en posición 3 de estos compuestos (54a-f y 56a-e) implica un ligero desplazamiento batocrómico de las bandas y una reducción de la eficiencia fluorescente, junto con tiempos de vida rápidos (Tabla 10), siendo más llamativa en aquellos con núcleos alquilados. 186 Esta tendencia se ve fortalecida en los 3,5- diformilBODIPYs 57a-f (Tabla 10). La única excepción a esta tendencia son los derivados con grupo 4-nitrofenilo 54d y 57d, donde la formilación en las posiciones opuestas al grupo nitro parece que suaviza el proceso ICT y mejora la eficiencia fluorescente (Tabla 10). 3.2.4. Dímeros ortogonales de BODIPYs: formilación vs. oxidación Como se ha indicado anteriormente, los dímeros ortogonales de BODIPYs suponen una excelente estrategia para conseguir PSs para terapia fotodinámica sin la participación de átomos pesados, evitando la posible toxicidad oscura que pueden inducir estos últimos derivados. Es por ello, que la obtención de este tipo de dímeros es de gran importancia. Ahora bien, la mayor parte de los estudios se centran en dímeros ortogonales unidos por las posiciones 2-8’, y solamente están recogidos en la bibliografía dos ejemplos de dímeros con unión 3-8’, debido a sus limitaciones sintéticas (Figura 56, pág. 96). Teniendo en cuenta la nueva estrategia puesta a punto en esta Memoria, los dímeros ortogonales de BODIPY con unión 3-8’ podrían sintetizarse fácilmente a partir de los 3-formilderivados obtenidos anteriormente. Es por ello que, planteamos como objetivo comprobar la validez de este método sintético, y para llevarlo a cabo se han propuesto dos nuevos dímeros de BODIPY, 58a y 58b, con unión 3-8’ y con un grupo mesitilo en la posición meso como sustrato modelo. Cabe señalar que, estos dos dímeros presentan mayor impedimento estérico que los ejemplos publicados, 173 debido a que la segunda unidad de BODIPY tiene sustituyentes. Ello fuerza la disposición ortogonal, evitando los acoplamientos electrónicos y favoreciendo los procesos ICT de acuerdo con el mecanismo SBCT, ya que, si este es fotoinducido, puede poblar el estado triplete tras la recombinación de cargas, fomentando la producción de 1 O2 y centrando su aplicación en PDT. 46a,187 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 109 3.2.4.a. Síntesis Efectivamente, la obtención de 58a,b se ha llevado a cabo por medio de la condensación de los 3-formilBODIPYs 54a y 54f, obtenidos anteriormente, con 2,4- dimetilpirrol, en las condiciones habituales para este tipo de procesos, con rendimientos del 22 y 20%, respectivamente (Esquema 35). Una vez resuelta la síntesis de este tipo de dímeros, en estos momentos nos planteamos el siguiente reto: hemos conseguido oxidar de forma sencilla y general la posición 3 de un BODIPY, por lo tanto, vamos a aplicar esta misma reacción de oxidación a un dímero ortogonal de BODIPY. Este tipo de reacción no ha sido explorada en dímeros y, de poder llevarse a cabo, supondría una excelente opción para sintetizar, entre otros derivados, trímeros de BODIPY con distintos modos de unión. Los derivados elegidos para llevar a cabo este estudio son dímeros ortogonales de BODIPY con unión 2-8’ y 3-8’. La inclusión de los dímeros 2-8’ es lógica, ya que son los más estudiados y, además, de tener un resultado positivo nos permitirá realizar un estudio comparativo entre las reacciones de formilación vs. oxidación en estos dímeros. En primer lugar, se han sintetizado los dímeros 2-8’, con variación del sustituyente aromático en posición meso, por medio de los grupos mesitilo (59a) y 4-metoxifenilo como dadores (59b), 4-nitrofenilo como aceptor (59c), 170e así como un derivado con sustitución alifática (59d). 170c Estos dímeros se han obtenido siguiendo la ruta establecida en el Esquema 36, en la que la reacción de formilación de Vilsmeier- Haack de los BODIPYs 51a, 51b, 51d y el BODIPY comercial PM546, empleando Esquema 35. Síntesis de los dímeros 3-8’ 58a,b: i. a) TFA, CH2Cl2, t.a., 30 min; b) DDQ, t.a., 10 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h. 110 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs DMF/POCl3 en DCE anhidro como disolvente y calefacción, permite obtener los 2- formilBODIPYs 60a, 188 60b, 189 60c 189 y 60d, 170c respectivamente, con rendimientos entre el 58 y 93%. A continuación, la formación de la segunda unidad de BODIPY se lleva a cabo por medio de la metodología ‘one-pot’ a través de la condensación con 2,4-dimetilpirrol en presencia de TFA, seguida de la oxidación con DDQ y la posterior complejación con Et3N y BF3·Et2O, aislando los dímeros 59a-d, con rendimientos comprendidos entre el 40 y el 77%. Posteriormente, estos dímeros se han tratado con PCC, en proporción 1:6, en AcOEt como disolvente y a temperatura ambiente, dando lugar a unos nuevos derivados formilados, que atendiendo a sus datos espectroscópicos se han identificado de forma inequívoca como los dímeros 61a-d, con rendimientos alrededor del 60% (Esquema 37). Para esta identificación, se han llevado a cabo estudios de resonancia magnética nuclear aplicando la técnica NOESY (‘Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy’), irradiando a la frecuencia de una señal de protón seleccionada y observando los Esquema 36. Síntesis de los dímeros 59a-d: i. DMF/POCl3, DCE anh., 60 °C, 1-3 h; ii. a) TFA, CH2Cl2, t.a., 20-60 min; b) DDQ, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h. Esquema 37. Síntesis de los 3’-formilderivados 61a-d: i. PCC, AcOEt, t.a., 7-10 h. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 111 efectos que provoca sobre las señales de los núcleos próximos. En la Figura 5.9 y a modo de ejemplo, se recogen los resultados obtenidos para el dímero 61d. En primer lugar, se determina la posición en la que se encuentra el aldehído respecto al núcleo de BODIPY. Así, cuando se irradia la señal de 1 H-RMN a  10.27 ppm correspondiente al protón carbonílico, se observa un efecto NOE sobre la señal a  6.82 ppm asignable a un CH en posición 2 (Figura 60.A), que a su vez es irradiada dando lugar a dos señales NOE a  10.27 y 1.73 ppm, la primera perteneciente al protón del aldehído y la segunda a un grupo metilo en posición 1 (Figura 60.B). Por medio de estos dos primeros experimentos, se demuestra que el grupo formilo se encuentra en la posición 3 respecto a uno de los dos núcleos de BODIPY, de forma que con la ayuda de los dos experimentos restantes se determina si la oxidación ha Figura 60. Estudios 1D-NOESY (verde) con referencia a 1 H-RMN (granate) en CDCl3 para el dímero 61d: núcleo irradiado (círculo negro) y señal NOE (círculo rojo). Se incluye la estructura de 61d con los efectos observados en cada experimento a modo esquemático. 112 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs tenido lugar sobre el BODIPY ortogonal. Por lo tanto, al irradiar la señal de  1.73 ppm del metilo anterior, se observa que aparecen tres señales NOE a  6.82, 2.28 y 2.38 ppm, donde la primera es del CH en posición 2 y las dos siguientes asignadas a dos metilos en posiciones 1 y 3, respectivamente (Figura 60.C), haciendo ver que efectivamente la transformación se produce en la unidad ortogonal. Para verificarlo inequívocamente, el resultado obtenido al irradiar el metilo a  2.28 ppm provoca un efecto NOE sobre tres metilos en posiciones 1, 7 y 8 con  1.73, 1.78 y 2.68 ppm, respectivamente (Figura 60.D), siendo esta última señal la que identifica definitivamente toda la estructura. De esta forma, y tras el estudio del efecto NOE en todos los formilderivados 61a-d obtenidos, se concluye que todos ellos sufren la oxidación sobre el metilo en posición 3’, perteneciente al BODIPY ortogonal, con independencia del sustituyente en posición meso. Con la finalidad de comprobar si es posible llevar a cabo la oxidación en el anillo central de BODIPY, se propone obtener el dímero 62, cuya unidad ortogonal no presenta sustitución. Para su síntesis hay que partir del BODIPY 60a, tal y como se indica en el Esquema 38, haciéndolo reaccionar con pirrol, que es empleado también como disolvente, en presencia de TFA, seguido de oxidación con DDQ y cierre con Et3N y BF3·Et2O, lo que ha permitido aislar 62 aunque con un bajo rendimiento (19%). Cuando se lleva a cabo la oxidación de 62 con PCC, en DCE a 60 C, se obtiene un derivado formilado, que atendiendo a sus espectros de RMN de 1 H y 13 C, se identifica como 63, con un rendimiento del 21% (Esquema 38). La presencia del grupo formilo en posición 5 del anillo del BODIPY central demuestra que es posible oxidar los Esquema 38. Síntesis del dímero 62 y su derivado formilado 63: i. a) TFA, t.a., 6 h; b) DDQ, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h; ii. a) PCC, DCE, 60 C, 12 h. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 113 metilos presentes en ambas unidades, aunque en este último caso resulta evidente que la reacción se encuentra más desfavorecida, motivando los bajos rendimientos. Por lo tanto, esta estrategia sintética permite obtener dímeros con un grupo formilo en posición distinta al que se hubiera conseguido si la reacción hubiera tenido lugar mediante una formilación de Vilsmeier-Haack (DMF/POCl3). Esta última reacción, como se ha indicado en la introducción de este Capítulo, ha sido estudiada por Akkaya et al. 174 en un dímero similar, obteniendo el derivado formilado en posición 2’. Para comprobar que este último resultado es general, independientemente del grupo en posición meso del BODIPY central, llevamos a cabo la reacción de 59a en presencia de DMF/POCl3, en DCE anhidro como disolvente y a 60 ºC, proporcionando 64 (83%), el dímero formilado en posición 2’ (Esquema 39). A continuación, siguiendo con el estudio de oxidación de dímeros ortogonales, centramos nuestra atención en los dímeros 3-8’. El dímero elegido ha sido 58a, con un grupo mesitilo en posición meso y metilos oxidables en los dos anillos. La reacción de oxidación de este derivado con PCC, utilizando como disolvente AcOEt y temperatura ambiente (Esquema 40), ha permitido aislar un dímero formilado, que se ha identificado de forma inequívoca como 65, con un 39% de rendimiento. De nuevo, una formilación alternativa del mismo dímero 58a en condiciones de reacción de Vilsmeier-Haack (Esquema 40), permite obtener el isómero 66, con el grupo formilo en posición 2’, y con un alto rendimiento. Esquema 39. Síntesis del 2’-formilderivado 64: i. DMF/POCl3, DCE anh., 60 °C, 1 h. 114 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs La confirmación de las estructuras 65 y 66 se ha realizado por comparación de sus espectros de RMN de 1 H y 13 C con el correspondiente al dímero 58a, y con la ayuda de la técnica NOESY. En primer lugar se ha estudiado el derivado 65, cuyos resultados se recogen en la Figura 61. Pese a que existe una señal en 1 H-RMN correspondiente a un protón carbonílico, al irradiar a  10.26 ppm, no se observa ningún efecto NOE (Figura 61.A), por lo que su estructura se determina por medio de otras señales características. De esta forma, al irradiar a  6.81 ppm, señal perteneciente a un CH en posición 2, se observa la señal NOE a  1.77 ppm de un metilo en posición 1 (Figura 61.B), y complementariamente, al irradiar a  6.25 ppm, asignada a un CH en posición 6, se obtienen dos señales NOE a  2.68 y 1.87 ppm correspondientes a dos metilos en posiciones 5 y 7 (Figura 61.C). Estos dos metilos se encuentran más desplazados que los restantes debido a su proximidad al grupo carbonilo, por lo que el grupo aldehído se encuentra en la posición 3’ de la unidad ortogonal. Esta afirmación se corrobora al irradiar a  6.11 y 6.10 ppm de los dos CH restantes de las posiciones 2 y 6 (Figura 61.D), que muestran efecto NOE con los metilos en posición 5 y 7 a  2.48 y 1.46 ppm, con el metilo a  1.48 ppm de la posición 1 y levemente con los metilos de las posiciones 1’ y 7’ a  1.87 y 1.77 ppm. Esquema 40. Síntesis de los 3’-/2’-formilderivados 65 y 66: i. DMF/POCl3, DCE anh., 60 °C, 1 h; ii. PCC, AcOEt, t.a., 6-7 h. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 115 La comparación entre los espectros de 1 H-RMN del dímero 58a y el derivado 66 (Figura 62), permite elucidar la posición y anillo en la que se incorpora el grupo formilo. Para el dímero 58a, se observan claramente las señales correspondientes al anillo de BODIPY ortogonal: los CH en posición 2’ y 6’ a  6.00 ppm y los metilos en posiciones 3’,5’ y 1’,7’ a  2.55 y 1.77 ppm, respectivamente (Figura 62.A), señales debidas a la simetría generada en torno al enlace 3-8’. Sin embargo, para el derivado 66, se observa que esta simetría se rompe y los metilos se desdoblan: señales a  2.82 y 2.62 ppm de los metilos en 3’ y 5’ junto con los metilos en 1’ y 7’ a  2.01 y 1.83 ppm, respectivamente (Figura 62.B). Además, la conversión de un CH a un grupo formilo ( 10.02 ppm) es un claro indicador que, junto con los anteriores, demuestra Figura 61. Estudios 1D-NOESY (verde) con referencia a 1 H-RMN (granate) en CDCl3 para el derivado 65: núcleo irradiado (círculo negro) y señal NOE (círculo rojo). Se incluye la estructura de 65 con los efectos observados en cada experimento a modo esquemático. 116 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs que la transformación del dímero 58a en su derivado formilado 66 se produce en la posición 2’ de la unidad ortogonal. 3.2.4.b. Propiedades fotofísicas Una vez obtenidos los distintos dímeros y sus derivados formilados, hay que realizar el estudio de las propiedades fotofísicas y su generación de oxígeno singlete. Hasta el momento, solamente ha sido posible llevar a cabo el estudio del dímero 58b (ver estructura en pág. 109), mientras que los resultados del resto de compuestos no se han podido incluir en este trabajo debido a los acontecimientos ocurridos durante los últimos meses. En la Tabla 11 se recogen los resultados obtenidos con este dímero en disoluciones diluidas de cyHex, PhMe, CHCl3 y EtOH. El sistema presenta sus unidades cromofóricas en disposición ortogonal debido al impedimento estérico generado por la sustitución del segundo anillo de BODIPY, de forma que esta colocación evita los Figura 62. Comparativa de los espectros de 1 H-RMN en CDCl3 para: dímero 59a (A) y derivado 66 (B). Se incluyen las estructuras de 58a y 66 con los cambios observados a modo esquemático. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 117 acoplamientos electrónicos. Además, la ortogonalidad favorece los procesos ICT de acuerdo al mecanismo SBCT, por lo que las posiciones de las bandas espectrales (en torno a 510 nm, Tabla 11) coinciden con las de sus respectivos monómeros y no están desplazadas al rojo, con una respuesta fluorescente muy baja (fl ~ 0.00 en todos los disolventes, Tabla 11). De hecho, el valor más alto se corresponde con el disolvente más apolar, correspondiente a la emisión del ICT desplazado al rojo y de difícil detección (640 nm en cyHex, Tabla 11), junto con la emisión del estado localmente excitado (‘Locally Excited’, LE) a 540 nm. Sin embargo, el mecanismo SBCT fotoinducido puede poblar el estado triplete tras la recombinación de cargas, 46a,187 por lo que se observa una generación de 1 O2 que alcanza el 54% en PhMe (Tabla 11) y se comporta como un PS libre de átomo pesado con potencial para fines terapéuticos en PDT. Tabla 11. Propiedades fotofísicas del dímero 58b en disoluciones diluidas de disolventes con distinta polaridad. Disolvente abs (nm) max (10 4 M -1 cm -1 ) fl (nm) fl  (ns)  a cyHex 513.0 9.2 642.5 0.046 2.58 (19%) – 5.35 (81%) 0.00 537.5 0.00 PhMe 515.0 10.5 637.5 0.020 2.68 (25%) – 4.95 (75%) 0.54 546.5 0.00 CHCl3 514.5 9.2 540.5 0.008 2.08 (20%) – 5.07 (80%) 0.30 EtOH 512.0 9.0 527.5 0.003 0.61 (62%) – 5.82 (38%) 0.00 a Ref. PN ( 0.98 en CHCl3;  0.91 en cyHex;  0.92 en PhMe y EtOH).190 3.2.5. Trímeros ortogonales de BODIPYs El estudio realizado sobre la oxidación de dímeros ortogonales de BODIPY con unión 2-8’ y 3-8’, así como la comparación, en algunos casos, de esta reacción con la formilación de Vilsmeier-Haack, ha proporcionado una valiosa estrategia sintética para conseguir una serie de dímeros con grupos formilo en diferentes posiciones. La presencia de este grupo funcional en un dímero de BODIPY facilita la funcionalización de estos sistemas, siendo una de ellas la formación de trímeros con diferentes formas de unión. Es por ello que, el objetivo de este último apartado es la 118 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs síntesis de trímeros a partir de estos derivados, el estudio de sus propiedades fotofísicas y de la generación de 1 O2 para su aplicación como nuevos PSs para PDT. 3.2.5.a. Síntesis En primer lugar, se ha pensado en la síntesis de un trímero ‘lineal’ derivado del 2- formilBODIPY 60a, que presenta un grupo mesitilo en posición meso. Este tipo de trímero es el único estudiado como generador de 1 O2 por otros autores 175 (ver estructuras LXXXIIIa,b en Figura 57.B, pág. 97), por lo que sería interesante comparar la influencia de un grupo mesitilo en posición meso con la de los otros sustituyentes presentes en los compuestos referenciados en la bibliografía, así como los estudiados por nosotros (ver estructura LXXXIVb en Figura 58, pág. 98). 160 Para ello, y siguiendo el Esquema 41, se ha llevado a cabo una nueva formilación en el 2-formilBODIPY 60a por medio de la reacción de Vilsmeier-Haack, empleando DMF/POCl3 en DCE anhidro como disolvente y calefacción, lo que ha permitido aislar el 2,6-diformilBODIPY 67 191 con un buen rendimiento (56%). Seguidamente, la condensación con un exceso de 2,4-dimetilpirrol catalizada por TFA, seguida de la oxidación con DDQ y la complejación con Et3N y BF3·Et2O, ha dado lugar al trímero 68, con un 20% de rendimiento. A continuación, se han elegido los dímeros ortogonales 2-8’ formilados 61a y 64. La síntesis de los trímeros correspondientes 69 y 70 (Esquema 42) se ha realizado de acuerdo con el procedimiento habitual comentado en el Esquema anterior. El trímero 69, con una forma de unión no descrita anteriormente, se ha obtenido con bajo rendimiento (17%), mientras que el trímero 70 presenta un rendimiento moderado (52%). Este último derivado es un trímero en ‘L’, similar al descrito por Akkaya et al. Esquema 41. Síntesis del trímero 68: i. DMF/POCl3, DCE anh., 60 °C, 5 h; ii. a) TFA, CH2Cl2, t.a., 30 min; b) DDQ, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 119 como el primer trímero atropoisómero y el estudiado por nosotros (LXXXII en Figura 57A y LXXXIVa en Figura 58, págs. 97 y 98). 160,174 Los dímeros 3-8’ formilados 65 y 66 son los dos últimos derivados que se han elegido para formar los correspondientes trímeros. De nuevo, la condensación de estos dímeros con 2,4-dimetilpirrol en presencia de TFA, seguido de oxidación con DDQ y posterior cierre con Et3N y BF3·Et2O, ha dado lugar a 71 y 72, ambos con formas de unión no descritas con anterioridad, pero con el inconveniente de que el trímero 71 se ha obtenido con un rendimiento bajo (Esquema 43). Esquema 42. Síntesis de los trímeros 69 y 70: i. a) TFA, CH2Cl2, t.a., 30 min; b) DDQ, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h. 120 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 3.2.5.b. Propiedades fotofísicas Dada la situación que se ha dado en la sociedad durante los últimos meses, se han elegido para llevar a cabo el estudio preliminar de las propiedades fotofísicas tres de los trímeros obtenidos (69, 71 y 72). Los compuestos se han seleccionado considerando que estos sistemas presentan diferentes tipos de unión a las descritas previamente en la bibliografía, 160,174,175 con el objetivo de establecer una aproximación de los efectos que causa la diferente disposición espacial de las unidades de BODIPY. El estudio se ha llevado a cabo en disoluciones diluidas de PhMe, CHCl3 y CH3CN, y los resultados se recogen en la Figura 63 y la Tabla 12. Esquema 43. Síntesis de los trímeros 71 y 72: i. a) TFA, CH2Cl2, t.a., 30 min; b) DDQ, t.a., 30 min; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 3 h. 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 121 Todos los trímeros, independientemente de su forma de unión, presentan ciertas similitudes en su comportamiento fotofísico. En primer lugar, los espectros de absorción muestran una banda ancha situada en torno a los 500 nm (Figura 63 y Tabla 12), muy similar a la que muestra su unidad monomérica, el BODIPY comercial PM546, con absorción entre los 490-500 nm. 170e Ello indica que no existe interacción resonante entre las unidades de BODIPY, hecho atribuible a criterios estéricos, ya que los grupos metilo adyacentes a las posiciones de enlace entre las unidades seguramente obliguen a adoptar una disposición en la que los BODIPYs se encuentran Figura 63. Espectros de absorción (izquierda) y emisión (derecha) en disoluciones diluidas de PhMe (rojo), CHCl3 (verde) y CH3CN (azul) de: trímero 69 (A y B); trímero 71 (C y D); y trímero 72 (E y F). 122 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs girados unos respecto a otros, evitando así el acoplamiento electrónico. Además, las unidades de BODIPY no contribuyen aditivamente a la absorción global, observando coeficientes de absorción molar mucho menores que los esperados para la absorción de tres cromóforos de BODIPY (max ~ 10-11·10 4 M -1 cm -1 , Tabla 12). Tabla 12. Propiedades fotofísicas de los trímeros 69, 71 y 72 en disoluciones diluidas de disolventes con distinta polaridad. Compuesto Disolvente abs (nm) max (10 4 M -1 cm -1 ) fl (nm) St (cm -1 ) fl  (ns)  a 69 PhMe 513.0 10.8 544.5 1125 0.091 0.59 (19%) 3.20 (56%) 4.52 (26%) 0.49 CHCl3 511.5 11.1 553.0 1465 0.042 0.18 (23%) 2.24 (33%) 4.02 (44%) 0.38 CH3CN 508.0 11.2 511.5 135 0.007 0.28 (18%) 1.86 (21%) 4.68 (62%) 0.00 71 PhMe 507.5 9.5 616.5 3485 0.019 0.25 (16%) 1.69 (30%) 3.89 (54%) 0.29 CHCl3 506.0 8.4 675.0 4950 0.010 0.05 (74%) 1.45 (14%) 4.55 (11%) 0.26 CH3CN 505.0 8.3 583.0 2650 0.002 0.10 (75%) 2.61 (9%) 9.45 (15%) 0.00 72 PhMe 504.4 11.7 612.0 3480 0.179 5.42 0.72 CHCl3 503.0 11.0 607.0 3405 0.073 0.50 (16%) 3.65 (84%) 0.58 CH3CN 499.5 10.7 541.5 1555 0.006 0.06 (81%) 1.47 (6%) 5.18 (13%) 0.00 a Ref. MeSBDP ( 0.91).156 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 123 La ausencia de desplazamiento espectral y disminución de la probabilidad de absorción indica que, pese a no darse un acoplamiento electrónico resonante, las transiciones electrónicas sí se ven afectadas, de forma que las transiciones adquieren un cierto carácter ICT y con ello disminuye la absorción molar. Por otro lado, los espectros de fluorescencia cambian considerablemente en función del disolvente. Así, en un medio apolar (PhMe) se observa una única banda con un alto desplazamiento de Stokes, y a medida que aumenta la polaridad (CHCl3) aparece un hombro a menores longitudes de onda, hasta tal punto que en medios muy polares (CH3CN) domina la banda a menor longitud de onda (Figura 63). Esta dualidad emisiva cuya proporción relativa depende de la polaridad del medio es indicativa de que la emisión tiene lugar desde un estado LE y un estado ICT, de forma que en medios apolares domina la emisión del ICT a altas longitudes de onda y, según aumenta la polaridad, se estabiliza el ICT y la separación de cargas (‘Charge Separaration’, CS), perdiendo la fluorescencia con la aparición del estado LE mucho más débil, llegando a un estado con separación de cargas (‘Charge Separation State’, CSS) no emisivo en el medio más polar. En definitiva, el ICT y su estabilización son responsables del control de la capacidad fluorescente. Sin embargo, estos procesos electrónicos posibilitan la generación de 1 O2, existiendo un punto de estabilización óptimo en el que la fotosensibilización se maximiza. Este ‘equilibrio’ se debe a que, al igual que en los dímeros, los trímeros siguen el mecanismo de formación del ICT conocido como SBCT, 187b generado por la orientación entre las unidades de colorante, en este caso perpendicular, y es capaz de poblar el estado triplete debido a que tras la separación de cargas existe una elevada probabilidad de recombinación, habilitando la emisión y la generación de 1 O2 de forma simultánea. 187a Ahora bien, si el estado SBCT se estabiliza demasiado por la polaridad del disolvente, la recombinación de cargas necesaria para la actividad dual desaparece dado que se estabiliza la separación de las mismas, generando un nuevo estado CSS no radiativo, 187a de forma que en medios polares se pierde por completo la emisión y la sensibilización triplete (Tabla 12). Una vez tratadas las características comunes, cabe destacar alguna diferencia significativa según la disposición de los trímeros. En el caso del trímero 69, con uniones por las posiciones 2-8’/3’-8’’, presenta una banda de absorción estrecha y una banda de emisión muy poco desplazada al rojo (en torno a 545 nm en CHCl3, Figura 63.B en pág. 121), y en comparación con los otros dos trímeros, muestra un 124 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs comportamiento intermedio, con una eficiencia fluorescente del 10% y de generación de 1 O2 de casi el 50% en PhMe (Tabla 12). Para el trímero 71, con uniones 3-8’/3’-8’’, el ICT es más evidente dado que la emisión se encuentra muy desplazada al rojo (hasta 675 nm en CHCl3, Figura 63.D en pág. 121), mostrando una baja eficiencia fluorescente. Además, y en línea con el argumento anterior, la generación de 1 O2 se ve menos favorecida, siendo la más baja de todos los trímeros estudiados (alrededor del 30%, Tabla 12), aunque suficiente para actuar como PS. Por último, en el trímero 72, con uniones en las posiciones 3-8’/2’-8’’, la variación en el modo de anclaje implica cambios en la absorción, originando un hombro a mayores longitudes de onda (sobre 530 nm, Figura 63.E en pág. 121), y en fluorescencia se observa la emisión del ICT aunque no tan al rojo como el caso anterior (612 nm en PhMe, Figura 63.F en pág. 121). Como consecuencia de la menor influencia del ICT, la fluorescencia aumenta en medios apolares y exhibe una producción de 1 O2 elevada (fl 18% y  72% en PhMe, Tabla 12), valores que disminuyen con el aumento de la polaridad hasta llegar a ser nulos. Los altos valores en medio apolar y su equilibrio entre ambas propiedades le confieren un carácter dual con posible aplicación en teragnosis. Cabe destacar que la orientación de las unidades de BODIPY es un aspecto clave en los ICT generados por el mecanismo SBCT, por lo que la comparación se complica en este tipo de trímeros con diferente forma de unión ya que el ICT tiene propiedades muy distintas en cuanto a la probabilidad de recombinación y la separación de cargas, así como los fenómenos que controlan la probabilidad de emisión y la fotosensibilización. Por ello, es imprescindible un estudio en profundidad apoyado por simulaciones computacionales, que será completado en un futuro próximo, junto con los datos del resto de dímeros y trímeros. 3.2.6. Conclusiones Los resultados obtenidos en este estudio han permitido describir una nueva e interesante estrategia sintética que permite el acceso general a 3-formil y 3,5- diformilBODIPYs, versátiles precursores de nuevos sistemas multicromofóricos basados en este importante fluoróforo, y que han sido publicados en Organic Letters (2019, 21, 4563-4566). Además, se han sintetizado una serie de nuevos dímeros y trímeros en los que sus respectivos monómeros presentan diferentes tipos de unión. Sólo se ha podido llevar a 3.2. Dímeros y trímeros ortogonales de BODIPYs 125 cabo el estudio preliminar de uno de los dímeros y tres de los trímeros, pero los resultados obtenidos han sido prometedores ya que todos ellos presentan generación de 1 O2 con valores entre 29 y 72%, lo que implica que son PSs con posible aplicación en PDT. Más importante aún es el hecho de que uno de los trímeros estudiados muestra un buen balance entre fluorescencia y sensibilización triplete, lo que le convierte en un posible agente teragnóstico. COMPLEJOS DIPIRROMETÉNICOS COMO MARCADORES PARA BIOIMAGEN Y TERAGNOSIS FOTODINÁMICA 4 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 129 4. COMPLEJOS DIPIRROMETÉNICOS COMO MARCADORES PARA BIOIMAGEN Y TERAGNOSIS FOTODINÁMICA Actualmente, son varios los tipos de cromóforos que se emplean como marcadores y/o agentes teragnósticos, entre ellos distintos fluoróforos orgánicos, complejos de lantánidos, quantum dots y complejos de metales de transición luminiscentes. Todos ellos presentan ventajas e inconvenientes, por lo que es lógico que los investigadores busquen un cromóforo ‘perfecto’ que pueda cumplir con las diferentes demandas específicas. 4.1. MARCAJE DE MITOCONDRIAS BASADO EN COMPLEJOS DIPIRRO- METÉNICOS 4.1.1. Introducción Las mitocondrias son orgánulos de morfología alargada y doble membrana que son característicos de las células eucariotas. Estos orgánulos están recibiendo una atención especial en el campo de la investigación debido a su implicación en la regulación del metabolismo celular, 192 además de su participación en procesos fisiológicamente relevantes como la homeostasis del calcio, el inicio de la apoptosis celular, la regulación del potencial de membrana, la síntesis de esteroides y parte de la síntesis de los grupos hemo, la producción de ROS celulares que participan en procesos oxidativos, así como la regulación de la proliferación, señalización y ciclo celular. 193 La importancia de este orgánulo es tan elevada que en su interior se encuentra el ADN mitocondrial, un pequeño cromosoma circular encargado de codificar las proteínas requeridas para la generación de adenosín trifosfato (ATP) durante la respiración aeróbica. 194 Una de las características más destacadas de las mitocondrias es que no son orgánulos estáticos dentro de la célula, sino que forman una red altamente dinámica en la que sufren constantes procesos de fisión y fusión, conocidos como dinámica mitocondrial, y que son importantes tanto para la herencia mitocondrial, como para el mantenimiento de las funciones mitocondriales. Los defectos en la dinámica 130 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos mitocondrial tienen consecuencias perjudiciales para el suministro bioenergético de la célula, contribuyendo al desarrollo de enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer, Parkinson y Huntington. 193,195 En los últimos años, las mitocondrias han pasado a ser objeto de estudio como orgánulos diana en nuevas terapias anti-tumorales, aprovechando las propiedades específicas que poseen estos orgánulos cuando se localizan en células neoplásicas. 196 Aunque se han dedicado grandes esfuerzos a la investigación de la biología mitocondrial, aún hoy en día es difícil desvelar de forma integral un gran número de funciones y actividades básicas de las mitocondrias ya que los estudios se ven obstaculizados por la falta de técnicas de visualización. 193a El empleo de marcadores fluorescentes para imagen por fluorescencia es la técnica por excelencia para este fin, por lo que el desarrollo de nuevos agentes de visualización es crucial. Debido al potencial negativo de la membrana mitocondrial, se produce una fuerte y selectiva acumulación y retención de cationes en el interior, por lo que aquellos marcadores con cationes lipofílicos son ideales para atravesar la bicapa lipídica de la membrana y acumularse proporcionalmente a dicho gradiente. 197a,b Tradicionalmente, se han desarrollado y empleado una gran variedad de sondas fluorescentes para el marcaje selectivo de mitocondrias basadas en derivados de rosaminas, rodaminas y carbocianinas, 193,197 algunas de las cuales se encuentran comercialmente disponibles, como los ejemplos recogidos en la Figura 64. 198 Figura 64. Marcadores fluorescentes para mitocondrias comercializados por ThermoFisher Scientific (Ref. 198). 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 131 Sin embargo, la mayor parte de las sondas existentes presentan limitaciones como el fotoblanqueo, baja fotoestabilidad, baja selectividad, y no suelen ser completamente biocompatibles, además de la difícil modificación de sus estructuras, reduciendo su utilidad. 193,197c Para compensar estas deficiencias, actualmente el desarrollo de marcadores más estables y compatibles está en auge, principalmente dirigidos a obtener marcadores con absorción/emisión en la zona de la denominada ventana biológica, ya que dichas sondas proporcionan una mejor penetración en los tejidos y una menor autofluorescencia. Las estrategias generales para diseñar este tipo de materiales incluyen: 1) aumentar la -conjugación, aunque ello suponga una menor solubilidad en agua y disminución del rendimiento cuántico de fluorescencia; y 2) emplear sondas fluorescentes que presenten absorción a dos fotones, lo que permite solventar los inconvenientes anteriormente mencionados. 28b,103,199 En este contexto, es conocido que los BODIPYs y los complejos de iridio (III) con la funcionalización adecuada pueden emplearse como marcadores y/o agentes teragnósticos en mitocondrias. La investigación de marcadores mitocondriales basados en BODIPYs constituye una de las líneas más prometedoras dentro de esta familia de cromóforos. La mayor parte de estos derivados presentan su absorción en la región verde-amarilla del espectro y están funcionalizados con cationes como el fosfonio y amonio. Algunos ejemplos se recogen en la Figura 65. 193a,197c,200 Figura 65. BODIPYs para localización de mitocondrias en la región verde-amarilla. 132 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos Sin embargo, son más escasos los ejemplos de este tipo de sistemas cuya absorción se encuentra en el rojo-NIR. Dos ejemplos de este tipo de marcadores (LXXXVIII y LXXXIX) se recogen en la Figura 66. 201,202 Por otra parte, los complejos organometálicos de iridio (III) se consideran excelentes sondas para la obtención de imágenes biológicas y detección, debido a sus excelentes propiedades fotofísicas, que incluyen rendimientos cuánticos relativamente altos, tiempos de emisión prolongados, grandes desplazamientos de Stokes, absorción a dos fotones 199b y alta resistencia al fotoblanqueo. 203 Algunos ejemplos de marcadores para mitocondria y aparato de Golgi (XC y XCI, respectivamente) se recogen en la Figura 67.A. 204 Además, los complejos de iridio (III) pueden actuar como eficientes fotosensibilizadores para PDT, 205 aunque presentan como inconveniente que su absorción se da en la región de longitud de onda corta. Este inconveniente puede resolverse fácilmente a través de dos métodos: 1) desarrollar complejos de iridio (III) con absorción a dos fotones; y 2) combinar el complejo de iridio (III) con colorantes fluorescentes, como aza-BODIPYs 206 o BODIPYs, 207 ya que estos presentan altos coeficientes de absorción molar y buenas fotoestabilidades (XCII en Figura 67.B). De hecho, prácticamente todos los complejos basados en este metal presentan características duales, es decir, todos ellos emiten luz y generan ROS bajo excitación. Ahora bien, no todos pueden aplicarse desde un punto de vista teragnóstico, ya que suelen presentar toxicidad en la oscuridad o bien, al ser irradiados, afectan a la célula Figura 66. BODIPYs para localización de mitocondrias en la región roja/NIR. 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 133 impidiendo su estudio. El complejo XCIII obtenido por nuestro grupo de investigación, y que presenta un BODIPY en su estructura, es un claro ejemplo de dualidad y, además, sin efecto tóxico en la oscuridad (Figura 67.C). 207c La absorción a dos fotones es un fenómeno óptico no lineal en el cual la absorción simultánea de dos fotones, bajo irradiación láser de alta intensidad, provoca la población de los estados excitados que normalmente son accesibles con luz UV o visible. 76b,208 En la Figura 68, se recoge gráficamente la diferencia entre absorción a uno o dos fotones. Figura 67. Ejemplos de complejos de iridio (III) como marcadores (A), fotosensibilizadores (B) y con comportamiento dual (C). 134 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos Teóricamente, los compuestos con una alta actividad sensibilizadora bajo excitación a un fotón en la región UV-visible suelen mostrar la misma actividad bajo irradiación a dos fotones en el NIR. 76b,208a Este fenómeno, en su aplicación, presenta como característica la transparencia y penetración en el tejido, concentrando la radiación en una zona muy específica y evitando daños a zonas adyacentes, por lo que esta técnica requiere de una alta absorción para este tipo de excitación y una fotoestabilidad excepcional, descartando los fotosensibilizadores clínicos actuales. 76b 4.1.2. Objetivos Teniendo en cuenta estos antecedentes, nos propusimos obtener una serie de marcadores para mitocondrias basados en complejos BF2-dipirrometenos y complejos dipirrometénicos de iridio (III) que muestren absorción/emisión en el rojo-NIR. Por lo que se refiere a los BODIPYs, la modulación de la absorción y emisión se llevará a cabo por la extensión de la conjugación del sistema cromofórico por medio de la condensación de Knoevenagel en las posiciones 3 y 5, empleando aldehídos con los grupos funcionales específicos para el marcaje selectivo de mitocondrias. Estos grupos localizadores deberán ser lipofílicos y de naturaleza catiónica, como son los cationes trifenilfosfonio y N,N,N-trimetilamonio, espaciados por una cadena alquílica corta de entre 2 y 4 carbonos. Las estructuras propuestas 73 y 74 se recogen en la Figura 69.A. Figura 68. Diagrama de Jablonski diferenciativo entre absorción a uno y dos fotones. 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 135 Por otra parte, los complejos de iridio (III) se servirán del entorno catiónico del metal y presentarán un entorno lipofílico para la internalización en mitocondrias, este último proporcionado por los ligandos que rodean al metal (fenilpiridina y dipirrometeno). La fenilpiridina se selecciona para mejorar la emisión del complejo, 209 mientras que el dipirrometeno actuará con una triple función: 1) aportará estabilidad al complejo por la presencia de un grupo mesitilo (75); 2) producirá un desplazamiento Figura 69. Estructuras de los BODIPYs (A) y dipirrinatos de iridio (III) (B) para marcaje de mitocondria estudiados. 136 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos de la absorción al rojo por conjugación con un BODIPY (76); y/o 3) aumentará la selectividad del marcaje, por la introducción de grupos como el -cloroéster 77 (capaz de reaccionar con tioles en el medio biológico) o la sal de N,N,N-trimetilamonio (78), potenciador para la acumulación en la mitocondria (Figura 69.B). 4.1.3. Discusión de resultados 4.1.3.a. Síntesis de BODIPYs En primer lugar, es necesario obtener los aldehídos 79 210 y 80, ya que no son comerciales, a través de la síntesis de Williamson. Así, la reacción de 4- hidroxibenzaldehído con hidrocloruro de 2-cloro-N,N-dimetiletanamina, empleando K2CO3 como base, acetona como disolvente y calentando entre 60-70 C, da lugar al aldehído 79 con un 65% rendimiento (Esquema 44.A). De forma similar, la reacción entre 4-hidroxibenzaldehído y 1,4-dibromobutano, con K2CO3 como base y DMF como disolvente a temperatura ambiente, permite obtener el aldehído 81 197c con un 70% de rendimiento. Por último, la reacción de 81 con trifenilfosfina en PhMe a 100 C, conduce al aldehído 80 con un rendimiento del 83% (Esquema 44.B). Estos aldehídos se han hecho reaccionar con el 8-mesitil-1,3,5,7-tetrametilBODIPY 51a, 179 obtenido según el Esquema 29 (pág. 101), a través de la reacción de condensación de Knoevenagel. Para el derivado 73, y según la secuencia descrita en el Esquema 45, se ha empleado el aldehído 79 junto con 51a, que bajo irradiación Esquema 44. Síntesis de los aldehídos 79 (A) y 80 (B): i. K2CO3, acetona, 60-70 C, 16 h; ii. K2CO3, DMF, t.a., 2 h; iii. PPh3, PhMe, 100 C, 48 h. 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 137 microondas, en presencia de piperidina, AcOH y DMF anhidra como disolvente, da lugar al intermedio 82 con un rendimiento del 21%. La metilación de 82 con CH3I en exceso, en CHCl3 como disolvente, conduce a la doble sal de amonio 73, con un rendimiento del 48%. Finalmente, se lleva a cabo la síntesis del compuesto 74 utilizando de nuevo el BODIPY 51a y, en este caso, el aldehído 80. Sin embargo, en todas las condiciones ensayadas se aíslan conjuntamente los derivados mono- (74a) y diestiril-sustituidos (74b), en proporciones variables (Esquema 46). Esquema 45. Síntesis de la doble sal de amonio 73: i. piperidina, AcOH, DMF anh., MW, 120 C, 1 h; ii. CH3I exc., CHCl3, t.a., 24 h. Esquema 46. Síntesis de los derivados de fosfonio 74a y 74b: i. piperidina, AcOH, DMF anh., MW, 120 C, 1 h. 138 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 4.1.3.b. Síntesis de complejos dipirrometénicos de iridio (III) A continuación, se ha abordado la síntesis del complejo dimérico 83, 211 precursor de todos los dipirrinatos de iridio (III) objeto de estudio. Para ello, se ha llevado a cabo la reacción de complejación entre tricloruro de iridio (III) trihidrato y el ligando 2-(2,4- difluorofenil)piridina en una mezcla 2-etoxietanol/H2O y calefacción, dando lugar al dímero precursor deseado con un rendimiento del 99% (Esquema 47). Una vez obtenido el dímero 83, se procede a la síntesis de los complejos 75-78 por medio de la obtención de los ligandos dipirrometénicos correspondientes, seguido de su complejación con 83 y, en algunos casos, la post-funcionalización de los mismos. La obtención del complejo 75 se ha llevado a cabo a través de la síntesis previa del ligando dipirrometénico 84, 3 según la ruta establecida en el Esquema 48. Así, la reacción de condensación entre el pirrol y mesitaldehído, en presencia de cantidades catalíticas de HCl en medio acuoso, conduce al dipirrometano 85 212 con buen rendimiento (81%). A continuación, la oxidación de este compuesto con DDQ, empleando CH2Cl2 como disolvente, permite aislar el dipirrometeno 84 con un rendimiento del 80%. Esquema 47. Síntesis del complejo dimérico 83: i. 2-etoxietanol/H2O (3:1), , 24 h. Esquema 48. Síntesis del dipirrometeno 84: i. H2O/HClcc (98.5:1.5), t.a., 12 h; ii. DDQ, CH2Cl2, t.a., 30 min. 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 139 Seguidamente, y siguiendo el Esquema 49, se lleva a cabo la reacción de complejación entre el complejo dimérico 83 y el dipirrometeno 84, empleando acetato sódico trihidrato como base en disolución de CH3CN y calefacción, obteniendo el complejo 75 con un 41% de rendimiento. A continuación, y para la síntesis del complejo 76, es necesaria la obtención previa del ligando dipirrometénico 86 a partir de la secuencia sintética recogida en el Esquema 50. La reacción de yodación del BODIPY 51a, empleando yodo y ácido yódico en una mezcla EtOH/H2O y calefacción, da lugar al yodoBODIPY 87 213 con un rendimiento del 68%. Mediante una reacción de acoplamiento C-C de tipo Suzuki entre 87 y ácido 4-formilfenilborónico, en presencia de K2CO3 como base y el catalizador Pd(PPh3)4 en una mezcla PhMe/EtOH/H2O y calefacción, se obtiene el intermedio 88 con un buen rendimiento (85%). La subsiguiente transformación del grupo aldehído en el dipirrometano 89 se ha llevado a cabo por condensación con pirrol, empleando cantidades catalíticas de TFA y en disolución de CH2Cl2, alcanzando una conversión del 74%. En la última etapa de la secuencia sintética, el dipirrometano 89 se oxida al correspondiente dipirrometeno mediante el tratamiento con DDQ en CH2Cl2, permitiendo aislar el dipirrometano 86 con un rendimiento moderado del 47%. Finalmente, la reacción de complejación entre el complejo dimérico 83 y el dipirrometeno 86, empleando acetato sódico trihidrato como base en disolución de CH3CN y calefacción, conduce al híbrido metal-BODIPY 76 (16%) (Esquema 51). Esquema 49. Síntesis del complejo 75: i. NaOAc·3H2O, CH3CN, , 18 h. 140 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos La síntesis de los complejos 77 y 78 se ha realizado a través de la post- funcionalización del complejo metal-dipirrometeno 90. La síntesis de este intermedio se lleva a cabo mediante la reacción entre el dímero de iridio precursor (83) y el dipirrometeno 30, 136 sintetizado tal y como se muestra en el Esquema 18.B (pág. 57), aplicando las mismas condiciones que para la formación de los complejos anteriores. Así, se ha obtenido el complejo 90 con un rendimiento del 24% (Esquema 52). Esquema 50. Síntesis del dipirrometeno 86: i. I2, HIO3, EtOH/H2O (95:5), , 3 h; ii. K2CO3, Pd(PPh3)4, PhMe/EtOH/H2O (2:2:1), 100 C, 2 h; iii. TFA, CH2Cl2, t.a., 1 h; iv. DDQ, t.a., 30 min. Esquema 51. Síntesis del complejo 76: i. NaOAc·3H2O, CH3CN, , 18 h. 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 141 A continuación, la post-funcionalización de 90 mediante la reacción de esterificación del grupo fenólico con cloruro de -cloroacetilo, en presencia de Et3N en CH2Cl2 anhidro como disolvente, conduce al -cloroéster 77 con buen rendimiento (71%) (Esquema 53). Paralelamente, se ha sintetizado el complejo 78 siguiendo la ruta descrita en el Esquema 54. La post-funcionalización del complejo 90 a través de la síntesis de Williamson en la que se emplean 2-cloro-N,N-dimetiletanamina, K2CO3 como base, acetona como disolvente y calefacción (60-70 C), conduce al complejo 91 (73%), que seguidamente se hace reaccionar con un exceso de CH3I en disolución de CHCl3, permitiendo aislar el complejo 78 con un 65% de rendimiento. Esquema 52. Síntesis del complejo intermedio 90: i. NaOAc·3H2O, CH3CN, , 3 h. Esquema 53. Síntesis del complejo 77: i. Et3N, CH2Cl2 anh., 50 C, 2 h. 142 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 4.1.3.c. Propiedades fotofísicas En primer lugar, se han estudiado las propiedades fotofísicas de los BODIPYs sintetizados, en disoluciones diluidas de EtOH (Tabla 13). Los derivados disustituidos en las posiciones 3 y 5 (73 y 74b) presentan una firma espectral similar, cuya absorción y emisión se centra en torno a los 635 nm y 650 nm, respectivamente (Tabla 13), alcanzando la región roja del espectro. Esta similitud es debida a que los grupos localizadores introducidos no afectan de forma significativa, ya que no están conjugados con el sistema. En el derivado 74a, con un solo sustituyente en la posición 3, se produce un desplazamiento batocrómico a la región naranja (absorción y emisión a 568 nm y 581 nm, respectivamente, Tabla 13), frente al derivado 74b que, al compararlos entre sí, se desplaza unos 70 nm más (Tabla 13). El rendimiento cuántico de fluorescencia, en los tres casos, es adecuado para una correcta visualización en estudios de microscopía de fluorescencia. Esquema 54. Síntesis del complejo 78: i. K2CO3, acetona, 60-70 C, 18 h; ii. CH3I exc., CHCl3, t.a., 1 h. 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 143 Tabla 13. Propiedades fotofísicas de los BODIPYs 73 y 74a,b en disoluciones diluidas de EtOH. Compuesto abs (nm) max (10 4 M -1 cm -1 ) fl (nm) νSt (cm -1 ) fl 73 633.0 7.09 645.0 294 0.36 74a 568.0 10.7 581.0 394 0.35 74b 638.0 7.79 652.0 337 0.62 Por otra parte, los complejos de iridio (III) se han evaluado bajo excitación a dos fotones en disoluciones diluidas de CH2Cl2 (Tabla 14). Todos los complejos presentan absorción a un fotón sobre los 480 nm, y en el caso de 76 una banda adicional a 515 nm que se asigna al BODIPY enlazado. En cuanto a su emisión bajo excitación a dos fotones (irradiados a 800 nm con un láser pulsado), los complejos 75, 77 y 78 emiten en torno a los 670-680 nm (Tabla 14), dentro de la región roja. Sin embargo, el complejo híbrido 76 emite a 580 nm, resultado de la absorción/emisión del BODIPY (Tabla 14). Tabla 14. Propiedades fotofísicas de los complejos 75-78 en disoluciones diluidas de CH2Cl2. Compuesto 75 76 77 78 abs (nm) 482 485, 515 483 483 a em 2F (nm) 674 580 683 670 a a En CH3OH. 4.1.4. Estudios biológicos Los ensayos se han realizado en una línea celular de adenocarcinoma de cérvix humano (células HeLa) para los BODIPYs, y de melanoma (células SK-MEL-103) para los complejos dipirrometénicos de iridio (III), aplicando los protocolos establecidos (ver Parte Experimental) y evaluando la localización en mitocondrias, así como la fototoxicidad. 144 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 4.1.4.a. BODIPYs con acumulación en mitocondrias En primer lugar, se ha llevado a cabo el estudio de localización del derivado 73 a una concentración de 5 M y una incubación de 24 h (Figura 70), observando buena intensidad y especificidad bajo excitación verde, pero muy difusa bajo excitación azul (Figuras 70A y 70B, respectivamente). Aunque no se pudo llevar a cabo la colocalización con el colorante comercial MitoTracker TM Green, se observa el mismo patrón de distribución al comparar las Figuras 70.A y 70.B con 70.C, por lo que este derivado podría ser buen marcador de mitocondrias en el rojo. En cuanto a la toxicidad de 73 tras la irradiación, no se observa ningún tipo de muerte celular. El estudio de localización de 74a-b (5 M, 24 h) ha mostrado un marcaje muy específico y con buena intensidad bajo excitación verde para los dos compuestos, presentando un patrón reticular distribuido por el citoplasma, similar al obtenido por el MitoTracker TM Green. Cabe señalar, que 74a, a concentraciones y tiempos de incubación menores (0.5 M, 30 min en Figura 71.A) e incluso a las que se emplea el MitoTracker comercial (75 nM y 30 min, Figura 71.B), sigue manteniendo una buena intensidad de marcaje, lo que pone de manifiesto que esta sonda es un buen marcador de mitocondrias tanto en la región verde como en la roja. Además, la superposición de las imágenes bajo excitación verde y UV, permite comprobar que efectivamente el marcaje es mitocondrial, ya que este orgánulo emite en azul bajo irradiación UV. Figura 70. Bioimagen del derivado 73 en células HeLa (5 M, 24 h) en microscopía de fluorescencia. Imagen verde (a: excitación azul, 495/525 nm) e imagen roja (b: excitación verde, 545/620 nm). Patrón de marcaje con MitoTracker TM Green (c). Barra de escala: 20 y 10 m. 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 145 Por otra parte, hay que señalar que la toxicidad de 74a y 74b, tras el tratamiento fotodinámico, se comprobó por microscopía de contraste de fase, observando muerte celular en los dos marcadores. El derivado 74a se caracteriza por una muerte celular progresiva (de 3 a 24 h, Figura 72) con morfología característica de un mecanismo apoptótico (aparición de ‘burbujas’). Sin embargo, 74b induce la muerte pero se necesita más tiempo para observar los cambios (24 h, Figura 72). Los estudios de viabilidad celular de 74a tras incubar durante 24 h (Figura 73.A) han mostrado una elevada toxicidad, incluso en la oscuridad. La concentración óptima se fija en 2.5 M, en la que posee una letalidad del 95% tras el tratamiento Figura 71. Bioimagen del derivado 74a en células HeLa en microscopía de fluorescencia a 0.5 M, 30 min (A) y a 75 nM, 30 min (B). Imagen verde (a: excitación azul, 495/525 nm), imagen roja (b: excitación verde, 545/620 nm), imagen azul (c: excitación UV) y superposición imágenes roja y azul (d). Barra de escala: 20 y 10 m. Figura 72. Cambios morfológicos observados por microscopía de contraste de fase en células HeLa (5 M): control (a), incubado con 74a (b y c: 3 h y 24 h tras irradiación, respectivamente), incubado con 74b (d: 24 h tras irradiación). Barra de escala: 20 m. 146 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos fotodinámico, aunque existe toxicidad en la oscuridad, sobreviviendo el 70% de las células. En cuanto a 74b (Figura 73.B), necesita mayor concentración para alcanzar un 80% de muerte tras la irradiación (10 M), pero también presenta toxicidad en la oscuridad (supervivencia del 65%). Debido a la elevada toxicidad en la oscuridad observada, se repitieron estos estudios a un tiempo de incubación de 3 h para los dos compuestos. En el caso de 74a, la concentración óptima pasa a ser el doble (5 M) induciendo la muerte de más del 95% de las células tras irradiar, y sin superar el 30% de muerte en la oscuridad (Figura 74.A). Sin embargo, el derivado 74b muestra una reducción en su capacidad fototóxica, matando tan solo un 30% de la población a la concentración más alta ensayada (Figura 74.B). En definitiva, el derivado 74a podría emplearse como un agente teragnóstico en mitocondrias en la región roja por su especificidad en el marcaje y el efecto fototóxico Figura 73. Ensayos de viabilidad celular MTT en células HeLa tras 24 h de incubación post- irradiación de los derivados 74a (A) y 74b (B) a diferentes concentraciones en la oscuridad (en azul) y tras irradiación verde (en naranja). Figura 74. Ensayos de viabilidad celular MTT en células HeLa tras 3 h de incubación post- irradiación de los derivados 74a (A) y 74b (B) a diferentes concentraciones en la oscuridad (en azul) y tras irradiación verde (en naranja). 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos 147 observado, pese a la toxicidad oscura. Por otro lado, 74b sólo es apto para el marcaje mitocondrial en el rojo. Actualmente, el derivado 74a se está estudiando en el Institute for Liver and Digestive Health del Royal Free Hospital y la University College of London (UCL) en líneas celulares de cáncer de páncreas (PANC-1 y MIAPaCa-2), arrojando unos resultados muy prometedores. 4.1.4.b. Complejos dipirrometénicos de iridio(III) Los estudios biológicos relativos a los complejos de iridio (III) se están llevando a cabo en la actualidad, por lo que a continuación se comentarán algunos de los resultados preliminares. Debido al conocido efecto citotóxico de los metales pesados, en primer lugar se ha estudiado la viabilidad celular de todos los complejos. Los complejos 75 y 76 no presentan toxicidad a ninguna de las concentraciones ensayadas, ya sea irradiando o en la oscuridad. Sin embargo, los complejos 77 y 78 sí que presentan fototoxicidad, alcanzando sus concentraciones óptimas a 0.25 M y 1 M, respectivamente. A dichas concentraciones provocan la muerte de al menos el 75% de la población celular, sin llegar a mostrar toxicidad en la oscuridad (Figuras 75.A y 75.B, respectivamente). En cuanto a la localización, hasta la fecha, sólo se han podido llevar a cabo los estudios de los complejos 77 y 78. La absorción de dos fotones a 900 nm permite visualizar la tinción de las células con emisión en el rojo entre 670-680 nm, distinguiendo que el complejo 77 (Figura 76.A) tiene una intensidad muy baja, Figura 75. Ensayos de viabilidad celular MTT en células SK-MEL-103 de los complejos 77 (A) y 78 (B) a diferentes concentraciones en la oscuridad (en azul) y tras irradiación verde (en naranja). 148 4.1. Marcaje de mitocondrias basado en complejos dipirrometénicos mientras que 78 (Figura 76.B) es mucho más intenso. Una explicación a estas diferencias es que 78 tiene un grupo mucho más específico (grupo amonio), por lo que la internalización y acumulación es mucho más efectiva. Aparentemente, ambos complejos tienden a localizarse en mitocondrias por el patrón de distribución observado. Como se ha comentado, actualmente estos estudios están en proceso. Actualmente, se están completando los estudios de colocalización a dos fotones del complejo 78 en la Universidad Politécnica de Valencia (UPV). 4.1.5. Conclusiones En resumen, se ha puesto de manifiesto que los compuestos 74a, perteneciente a la familia de los BODIPYs, y el 78, de la familia de los complejos dipirrometeno-Ir(III), pueden actuar como agentes teragnósticos en la zona naranja-roja o roja, respectivamente, del espectro visible. Ambos marcadores presentan buena especificidad en el marcaje de mitocondrias, lo que los convierte en una alternativa frente a los comercialmente disponibles en la actualidad. Además, tienen un importante valor añadido ya que el efecto fototóxico observado, pese a su ligera toxicidad oscura, permite su empleo en teragnosis fotodinámica. En estos momentos, se sigue trabajando en estos dos compuestos para completar este interesante estudio. Figura 76. Bioimagen de los complejos 77 (A) y 78 (B) en células SK-MEL-103 en microscopía de fluorescencia con excitación a dos fotones (900 nm). Bioimagen del núcleo con DAPI (a), bioimagen de mitocondrias con el complejo correspondiente (b) y superposición de imágenes (c). Barra de escala: 50 m. 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 149 4.2. MARCADORES DE GOTAS LIPÍDICAS BASADOS EN COMPLEJOS BF2-DIPIRROMETENO 4.2.1. Introducción Los adiposomas, también conocidos como gotas lipídicas (LDs), son orgánulos celulares especializados en la reserva energética tanto en células eucariotas como procariotas. 214 Originados en el retículo endoplasmático, 215 están formados por una capa de fosfolípidos, en la que se encuentran una gran cantidad de proteínas y enzimas involucradas en el metabolismo lipídico, que encapsula un núcleo constituido por trigliceroles y ésteres de esteroles. 216 Las LDs juegan un papel esencial en la producción de energía, formación de membranas, transporte de lípidos, interacciones con proteínas y metabolismo de las grasas, 214d,217 y su dinámica y funciones se complican por su interacción con otros orgánulos como las mitocondrias, endosomas y retículo endoplasmático. 218 Debido a su papel fundamental en numerosos procesos celulares, cualquier anomalía en estos orgánulos está implicada en el desarrollo de enfermedades metabólicas como la obesidad, diabetes, arterosclerosis, trastornos neurodegenerativos y cáncer. 216e,217b,219 A fin de comprender su intervención en dichos trastornos metabólicos y obtener información sobre sus interacciones con otros orgánulos, es de suma importancia contar con herramientas fiables para la visualización de las LDs. 217b De nuevo, la imagen por fluorescencia ha demostrado ser el método más poderoso debido a su alta sensibilidad. La investigación de estos orgánulos tradicionalmente se ha llevado a cabo con una amplia variedad de colorantes fluorescentes como diazocompuestos, fluoresceínas, rodaminas, cumarinas y BODIPYs. Actualmente, los marcadores disponibles comercialmente más utilizados son el diazocompuesto Oil Red O y la fenoxazina Nile Red, así como los BODIPYs PM505/515 o PM546 (Figura 77), los cuales exhiben importantes limitaciones en el marcaje eficiente debido a su baja especificidad, baja fotosensibilidad y a sus complejos protocolos de marcaje, en los que se emplean altas concentraciones del colorante provocando citotoxicidad, extinción de la fluorescencia por agregación o pérdida de nitidez en el marcaje, entre otros. 198,217b,220 150 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno La importancia de las LDs hace patente la necesidad de obtener nuevos marcadores fluorescentes para el estudio de los mecanismos de acción de estos orgánulos, así como el aprovechamiento de su función transportadora para conseguir el efecto terapéutico, por lo que el desarrollo de agentes teragnósticos centrados en la actividad de las LDs puede ser una interesante aproximación dentro de la medicina de precisión. 214,221 Ahora bien, como ya se ha comentado, las propiedades fotónicas requeridas de los agentes teragnósticos son antagonistas (a más alta eficiencia fluorescente, menor carácter fotosensibilizador), 72c por lo que estas dos propiedades clave deben estar correctamente equilibradas para conseguir la eficacia necesaria tanto en la visualización fluorescente como en el tratamiento terapéutico. 207c,222 Curiosamente, la teragnosis fotodinámica puede mejorarse promoviendo la acumulación del agente teragnóstico en los orgánulos celulares, 223 lo que haría posible el uso de cromóforos con una baja actividad fotosensibilizadora, acelerando así el avance en el diseño de fármacos foto-teragnósticos más inteligentes sin el requerimiento de una gran acción fotosensibilizante. 54a,56,224 Esta estrategia se ha utilizado principalmente en mitocondrias y lisosomas, sin embargo, sorprendentemente, nunca se ha probado en gotas lipídicas. Figura 77. Marcadores fluorescentes comerciales empleados en imagen de LDs (Ref. 198,217b). 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 151 4.2.2. Objetivos De acuerdo con todo lo expuesto anteriormente, decidimos investigar las LDs como posibles dianas privilegiadas para la realización de estudios de teragnosis fotodinámica. Para ello, se ha seleccionado a la familia de los BODIPYs en base a su conocida versatilidad química, 4 así como por la capacidad demostrada de ciertos derivados de este fluoróforo para actuar como sondas fluorescentes en estos orgánulos (PM505/515 y PM546). 217b,225 Para este propósito, se han fijado cinco parámetros claves a tener en cuenta: 1) comportamiento fotónico dual (fluorescencia vs. fotogeneración de ROS); 2) fotoestabilidad; 3) citotoxicidad en ausencia de luz (toxicidad oscura); 4) actividad PDT; y 5) capacidad de bioimagen. Con este fin, se han seleccionado una serie de nuevos BODIPYs 92-97 (Figura 78) con una cadena de éster de 4 o 6 átomos de carbono en las posiciones 3 o 8 del esqueleto. Figura 78. Estructuras de las sondas para LDs basadas en BODIPYs estudiadas. 152 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno Cabe esperar que dicho resto éster mimetice la larga cadena de ácidos grasos implicada en la estructura de muchos lípidos, aumentando la acumulación del colorante en las LDs. Además, en algunos casos, se ha introducido un grupo mesitilo hidrófobo para conseguir una mayor fotoestabilidad en el sistema. La localización específica de dichos restos (grupos mesitilo y (alcoxicarbonil)alquilo) en la estructura molecular del colorante se ha elegido en base a factores de accesibilidad sintética. Una vez sintetizadas las posibles sondas, se llevará a cabo el estudio del comportamiento fotónico dual, mediante el rendimiento cuántico de fluorescencia (fl) en disolución de acetato de etilo. Por otra parte, la fotoestabilidad se cuantificará por el porcentaje de intensidad de emisión LIF en disolución de AcOEt después de 70.000 pulsos (I70.000) de un láser de bombeo de Nd:YAG a 355 nm (tercer armónico), referida a la intensidad inicial. En lo relacionado con la PDT, el porcentaje de fracción superviviente de células HeLa (obtenidas por ensayo MTT) tras la exposición al colorante en ausencia de luz (FSoscuridad) y por irradiación de luz (FSirradiado) se utilizará para evaluar la toxicidad oscura y la capacidad de PDT. Finalmente, la capacidad de bioimagen se estimará por la nitidez (N) de la correspondiente bioimagen obtenida por microscopía de fluorescencia. Los datos obtenidos se compararán con los que presentan las sondas comerciales PM505/515 y PM546, así como con el 8-mesitil-3,5-dimetilBODIPY 51f 185 (ver Capítulo 3.2, pág. 103). 4.2.3. Discusión de resultados 4.2.3.a. Síntesis El grupo (alcoxicarbonil)alquilo, de 4 a 6 carbonos de longitud de cadena, se ha incorporado al BODIPY por medio de dos metodologías: 1) la obtención directa a partir de pirroles y derivados de ácido que llevan incorporado dicho grupo (pre- funcionalización); y 2) por la post-funcionalización de su núcleo a través del acoplamiento C-C de tipo Negishi con reactivos organozíncicos. También se ha llevado a cabo la extensión de la -conjugación en uno de los sistemas cromofóricos mediante una reacción de Suzuki, para obtener sondas con emisión desplazada hacia la región roja del espectro visible. 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 153 En primer lugar, se ha abordado la obtención de los compuestos 92 y 93, para lo que ha sido necesario sintetizar los cloropirroles 98 29b y 99, 29b a partir de los cuales se obtienen los cloroBODIPYs 100 226 y 101 226 precursores de los sistemas deseados. El procedimiento, descrito por nuestro grupo de investigación, 29b se recoge en el esquema 55. Así, el tratamiento del 2-formilpirrol o 2-acetilpirrol con NCS en THF anhidro conduce al 5-cloropirrol-2-carbaldehído (98) y al 2-acetil-5-cloropirrol (99), respectivamente, con rendimientos moderados (43 y 45%). A continuación, se lleva a cabo la reacción de ambos con 2,4-dimetilpirrol en presencia de POCl3 y el posterior tratamiento con Et3N y BF3·Et2O, obteniendo los 3-cloroBODIPYs 100 (64%) y 101 (70%), respectivamente. Finalmente, se lleva a cabo la reacción de Negishi, siguiendo el procedimiento descrito por nuestro grupo, 32 empleando bromuro de 6-etoxi-6- oxohexilzinc y PdCl2(PPh3)2 en PhMe anhidro como disolvente, ha permitido aislar los derivados 92 y 93 con rendimientos del 81% y 66%, respectivamente. A continuación, se ha llevado a cabo la obtención de los meso-mesitilderivados 94 y 95. Para ello, se ha sintetizado el 3,5-dicloro-8-mesitilBODIPY 102, por medio del procedimiento descrito en la bibliografía. 227 Así, y siguiendo la secuencia de reacciones que se muestra en el Esquema 56, la reacción del dipirrometano 84 3 (ver pág. 138), con NCS en THF anhidro y a -78 C, conduce al 1,9-diclorodipirrometano 103 227 (40%), que se oxida con DDQ en CH2Cl2, obteniendo el dipirrometeno 104 227 con un rendimiento del 65%. Por último, la complejación de 104, empleando Et3N y BF3·Et2O, permite aislar el BODIPY 102, 227 con un rendimiento del 69%. Esquema 55. Síntesis de los derivados 92 y 93: i. NCS, THF anh., t.a., 24 h; ii. a) POCl3, CHCl3, t.a., 1 h; b) CHCl3, t.a., 12 h; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 12 h; iii. bromuro de 6-etoxi-6- oxohexilzinc 0.5 M en THF, PdCl2(PPh3)2, PhMe anh., t.a., 3-6 h. 154 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno Tras obtener el precursor 102, y siguiendo la ruta establecida en el Esquema 57, se sintetizan los cloroBODIPYs 105 y 106 con rendimientos similares (65 y 62%, respectivamente), a través de la reacción de Negishi con los correspondientes reactivos organozíncicos (bromuro de 6-etoxi-6-oxohexilzinc o bromuro de 4-etoxi-4- oxobutilzinc), empleando PdCl2(PPh3)2 como catalizador en PhMe anhidro. A continuación, y mediante una nueva reacción de Negishi en presencia de dimetilzinc y en las mismas condiciones descritas anteriormente se aíslan los (alcoxicarbonil)alquil- BODIPYs 94 y 95 con rendimientos alrededor del 70%. Posteriormente, mediante una reacción de Suzuki a partir del cloroBODIPY 105 y ácido 2-tienilborónico, empleando PCy3 Pd G2 como catalizador en PhMe/H2O y calefacción, se ha abordado la obtención del derivado 96 basado en este tipo de esqueleto pero que presenta su absorción desplazada hacia la zona roja del espectro visible (Esquema 58). Esquema 56. Síntesis del BODIPY 102: i. NCS, THF anh., -78 C, 2 h; ii. DDQ, CH2Cl2, t.a., 30 min; iii. Et3N, BF3·Et2O, CH2Cl2, t.a., 3 h. Esquema 57. Síntesis de los derivados 94 y 95: i. PdCl2(PPh3)2, PhMe anh., t.a., 1-1.5 h; ii. dimetilzinc 1.2 M en PhMe, PdCl2(PPh3)2, PhMe anh., t.a., 1-4 h. 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 155 Finalmente, se ha abordado la síntesis del compuesto 97, que presenta el grupo (alcoxicarbonil)alquilo en posición meso, y cuya ruta de síntesis (Esquema 59) comienza con la obtención del 6-cloro-6-oxohexanoato de metilo (107). 228 Este se ha obtenido a partir del ácido 6-metoxi-6-oxohexanoico comercial y su tratamiento con SOCl2 a reflujo de CH2Cl2 anhidro, aislando 107 con un rendimiento prácticamente cuantitativo. Mediante la metodología de síntesis de BODIPYs ‘one-pot’ a partir de derivados de ácido, se hace reaccionar el cloruro de ácido 107 con 3-etil-2,4- dimetilpirrol en presencia de POCl3 y CH2Cl2 anhidro como disolvente, seguido del tratamiento con Et3N y BF3·Et2O, asilando 97 con un rendimiento del 30%. 4.2.3.b. Propiedades fotofísicas El estudio de las propiedades fotofísicas de todos los compuestos sintetizados se ha llevado a cabo en disoluciones diluidas de AcOEt (Tabla 15), y se han comparado con Esquema 58. Síntesis del derivado 96: i. ácido 2-tienilborónico, Na2CO3, PCy3 Pd G2, PhMe/H2O (4:1), 100 C, 4.5 h. Esquema 59. Síntesis del derivado 97: i. SOCl2, CH2Cl2 anh., , 20 min; ii. a) CH2Cl2 anh., , 2 h; b) POCl3, t.a., 3 h; c) Et3N, BF3·Et2O, t.a., 12 h. 156 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno las de los dos marcadores comerciales PM505/515 y PM546, respectivamente), así como con el 8-mesitil-3,5-dimetilBODIPY (51f, ver Capítulo 3.2, pág. 103), análogo estructural de los 8-mesitilBODIPYs sintetizados. En primer lugar, entre los derivados que presentan sustitución alifática en posición meso, los máximos de absorción y emisión de 92 y 93 son similares a los BODIPYs comerciales, mientras que 97 muestra un ligero desplazamiento batocrómico respecto a los mismos (20-25 nm, Tabla 15). Análogamente, entre los que presentan sustitución aromática en posición meso, los compuestos 94 y 95 sitúan sus bandas de absorción en torno a 510-515 nm, lo que implica un discreto desplazamiento batocrómico respecto al BODIPY 51f, mientras que 96, que presenta un sistema -extendido muestra un desplazamiento al rojo mucho más significativo (abs 568 nm vs. 498 nm, Tabla 15). Tabla 15. Propiedades fotofísicas de los BODIPYs 92-97 en disoluciones diluidas de AcOEt. Los datos correspondientes a los marcadores comerciales para LDs basados en BODIPY y 51f se incluyen a modo comparativo. Compuesto abs (nm) fl (nm) νSt (cm -1 ) fl 92 510.0 518.0 303 0.77 93 496.0 506.0 398 0.87 94 509.0 519.0 379 0.80 95 514.0 524.0 371 0.73 96 568.0 580.0 364 0.60 97 525.0 538.0 460 0.70 PM505/515 229 504.0 a 509.0 a 195 a 0.92 a PM546 36b 494.0 504.0 400 0.85 51f 498.0 516.0 700 0.80 a En EtOH. Para cuantificar el comportamiento fotónico dual, se ha seleccionado el parámetro de rendimiento cuántico de fluorescencia (fl), ya que cuanto más alto sea este, más baja es la generación de las especies citotóxicas. 72c Además, la acción fotosensibilizadora no está favorecida al no incorporar átomos pesados en la estructura que faciliten el ISC al estado triplete. 54a,56,224 Todos los derivados sintetizados presentan una eficiencia fluorescente ligeramente menor respecto a los BODIPYs comerciales (Tabla 15), destacando el BODIPY con extensión al rojo (97) que 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 157 presenta una pérdida ligeramente mayor al resto causada por la extensión de la conjugación. 28b A continuación, se ha evaluado la fotoestabilidad de estos colorantes. Los resultados obtenidos se recogen en la Figura 79. La menor fotoestabilidad de los BODIPYs comerciales en relación con el 8-mesitil- 3,5-dimetilBODIPY (51f) confirma que la introducción del mesitilo en posición meso supone una mejora respecto a la sustitución alquílica o la posición libre, observando un I70.000 del 100% en 51f frente al 55 y 60% del PM505/515 y PM546, respectivamente (Figura 79). En cuanto a los derivados 92, 93 y 97, que muestran sustitución alquílica en la posición meso, presentan una gran diferencia en términos de fotoestabilidad. El derivado 96, al presentar todas sus posiciones sustituidas, es el más fotoestable (I70.000 = 100%, Figura 79), mientras que los derivados 92 y 93, dado que la posición 1/7 no está sustituida, exhiben nula o muy baja fotoestabilidad (I70.000 = 0%, Figura 79), incluso bombeando un menor número de pulsos láser. Finalmente, los 8-mesitilBODIPYs 94, 95 y 96 son muy fotoestables (I70.000  95%, Figura 79), tal y como anticipaba el valor alcanzado por su análogo estructural 51f, ya que el grupo mesitilo estabiliza el sistema por su carácter dador y bloquea las posiciones 1/7 libres, evitando la posible fotodegradación. 230 Figura 79. Fotoestabilidad en términos de I(%) en AcOEt tras 10.000 (rojo), 40.000 (verde) y 70.000 (azul) pulsos láser. 158 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 4.2.4. Estudios biológicos El estudio biológico se ha llevado a cabo en células de adenocarcinoma de cérvix humano (células HeLa), evaluando la localización y capacidad de marcaje de LDs, así como la fototoxicidad aplicando los protocolos establecidos (ver Parte Experimental). En primer lugar, se han realizado los estudios de bioimagen del marcador comercial PM546 frente al BODIPY 51f (Tabla 16) debido a la gran diferencia de fotoestabilidad observada (ver Figura 79). Tal y como se puede observar, la sonda PM546 prácticamente no presenta actividad PDT y su nitidez es baja. Sin embargo, 51f muestra una ligera mejora en ambas propiedades. Esto demuestra la deficiente habilidad del PM546 como marcador fluorescente en LDs, al igual que la mayor parte de las sondas fluorescentes para LDs recogidas en la bibliografía, que presentan baja fotoestabilidad y un marcaje inespecífico. 231 Tabla 16. Parámetros para la caracterización en términos biológicos de los BODIPYs 92-97 tras su incubado en células HeLa (5 M, 24 h). Los datos correspondientes a los marcadores comerciales para LDs basados en BODIPY y 51f se incluyen a modo comparativo. Compuesto FSoscuridad (%) FSirradiado (%) a N b,c 92 100 85 + 93 95 95 + 94 100 55 ++++ 95 95 35 +++++ 96 90 0 ++++ 97 100 0 ++++ PM505/515 229 N.D. N.D. N.D. PM546 36b 100 85 ++ 51f 100 70 +++ c a Luz verde (518  10 nm; 10.3 Jcm -2 . b Excitación azul (bioimagen verde). c Excitación verde (bioimagen roja). Los nuevos colorantes muestran una diferente habilidad teragnóstica. Así, se observa una pobre actividad PDT en los derivados 92 y 93, que coincide con la peor fotoestabilidad del sistema (ver Figura 79), mientras que el resto de los derivados ensayados, que presentan una mayor fotoestabilidad, mejoran considerablemente la actividad teragnóstica (ver datos de FSirradiado y N en Tabla 16 y Figura 80). Cabe 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 159 resaltar los excelentes resultados obtenidos con las sondas 96 y 97, con una alta fluorescencia, incluso para la sonda con conjugación extendida (96), así como una elevada fotoestabilidad, muy buena nitidez de imagen y un porcentaje de supervivencia celular del 0% tras la irradiación a una concentración 5 M. (Figuras 80 y 81). Figura 80. Bioimagen de PM546, 51f y los derivados 92-97 en células HeLa (5 M, 24 h) en microscopía de fluorescencia. Imagen verde (a-i: excitación azul, 495/525 nm, tiempo de exposición = 30.9 ms) e imagen roja (a’-i’: excitación verde, 545/620 nm, tiempo de exposición = 400.0 ms). * Exposición para 92 y 93 = 300.0 ms; para 96 = 6.5 ms. Barra de escala: 20 m. 160 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno Para determinar que la acumulación de los derivados obtenidos se produce en las LDs y no en otros orgánulos, se han realizado dos estudios, comparando el PM546 con los derivados 94 y 96. En el primer estudio, se comprueba la internalización de los marcadores en las células promoviendo la formación de LDs por medio de su cultivo en presencia de aceite de girasol, antes de la tinción, observando un gran aumento de orgánulos esféricos marcados tras emplear el aceite de girasol frente al cultivo estándar, por lo que es evidente la acumulación de los compuestos en LDs. 232 En el segundo estudio se aborda la colocalización de los derivados PM546, 94 y 96 con marcadores de otros orgánulos tales como LisoTracker TM Red DND-99, MitoTracker TM Green y Oil Red O (ORO), específicos para lisosomas, mitocondrias y LDs, respectivamente. Se comprueba definitivamente que el marcaje se produce en LDs, ya que no se detecta superposición con los marcadores de lisosomas y mitocondrias, mientras que la tinción con Oil Red O revela estructuras esféricas con el mismo tamaño, morfología y patrón de distribución. 232 Todos estos resultados apoyan la viabilidad del empleo de sondas basadas en ésteres alifáticos para mejorar la acumulación de los colorantes en LDs, así como la capacidad de dicha acumulación para mejorar la acción teragnóstica, revelando a las LDs como dianas terapéuticas privilegiadas para llevar a cabo teragnosis fotodinámica, incluso mediante el uso de colorantes con elevada fluorescencia. Figura 81. Ensayos de viabilidad celular MTT en células HeLa de PM546 (A), 51f (B), 96 (C) y 97 (D) a diferentes concentraciones en la oscuridad (en azul) y tras irradiación verde (en naranja). 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 161 Por otra parte, y dado los interesantes resultados obtenidos, se han llevado a cabo cuatro estudios adicionales: 1) la determinación de las especies citotóxicas que participan; 2) los mecanismos involucrados en la muerte celular; 3) el marcaje en líneas celulares diferentes; y 4) el fijado de las células marcadas, así como la compatibilidad en experimentos de visualización multicolor. Estos estudios experimentales apoyan la participación del 1 O2 y ROS (e.g. O2 •‒ , HO • , H2O2, etc.), en mayor o menor proporción, que actúan como agentes citotóxicos. Además, el análisis de la morfología de las células muertas revela dos tipos de mecanismos de muerte celular en función de la concentración del colorante empleado: apoptosis a bajas concentraciones y necrosis a altas. 232 Por otro lado, se ha comprobado que es posible llevar a cabo la tinción de estos orgánulos con una concentración nanomolar, tanto en células HeLa como en células Hs68 (fibroblastos humanos de origen no tumoral), líneas celulares significativamente diferentes entre sí, empleando el PM546 y los derivados 94 y 96 a 75 nM (Figura 82 y 83), lo que abre la posibilidad de utilizar estas nuevas sondas en otros tipos de células, empleando concentraciones mucho menores a las necesarias con las sondas comerciales (e.g. 40 M para PM546). Figura 82. Marcaje de LDs en células HeLa (75 nM, 1 h) con PM546, 94 y 96: (a-c) excitación azul; (d-f) excitación verde; (g-i) microscopía de fluorescencia y contraste de fase. Barra de escala: 20 m. 162 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno Un factor clave en el establecimiento de nuevas sondas para microscopía de fluorescencia es su capacidad de marcar células fijadas, ya que habilita la realización de valiosos experimentos de visualización multicolor. Por lo tanto, se ha comprobado la eficacia de los derivados 94 y 96 frente al PM546 en el fijado de células HeLa, comparando la señal fluorescente entre las células vivas y las fijadas (Figura 84.A), observando que estas sondas son capaces de permanecer inalteradas tras el fijado con formol, mientras que el PM546 pierde por completo la señal fluorescente, incluso aumentando la concentración de este colorante en el cultivo celular. Finalmente, se ha completado el estudio con dos experimentos adicionales de tinción multicolor, utilizando los derivados 94 y 96 para el marcaje de LDs y tiñendo los filamentos de actina, microtúbulos y núcleo con Alexa Fluor TM 555 Phalloidin, -tubulina y Hoechst-33258, respectivamente (Figura 84.B). Los resultados obtenidos muestran un marcaje muy eficiente y con una elevada nitidez, distinguiendo las LDs de entre otros orgánulos por medio de experimentos de inmunofluorescencia y otros marcajes fluorescentes. Figura 83. Marcaje de LDs en células Hs68 (75 nM, 1 h) con PM546, 94 y 96: (a-c) excitación azul; (d-f) excitación verde; (g-i) microscopía de fluorescencia y contraste de fase. Barra de escala: 20 m. 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 163 Figura 84. A) Marcaje de LDs en células HeLa vivas (a-c) y fijadas con 4% de formol (d-f) de los derivados 94 (a y d), 96 (b y e) y PM546 (c y f). Barra de escala: 20 m. B) Experimentos de tinción multicolor en células HeLa para la detección de: (a) LDs teñidas con 94; (b) filamentos de actina teñidos con Alexa Fluor TM 555 Phalloidin; (c) bioimagen simultánea de filamentos de actina, LDs y núcleo teñido con Hoechst-33258; (d) microtúbulos teñidos con - tubulina; (e) LDs teñidas con 96; (f) bioimagen simultánea de microtúbulos, LDs y núcleo teñido con Hoechst-33258. Barra de escala: 10 m. 164 4.2. Marcadores de gotas lipídicas basadas en complejos BF2-dipirrometeno 4.2.5. Conclusiones En resumen, se describe por primera vez la capacidad de las LDs como dianas sensibles para teragnosis fotodinámica. Se ha demostrado, que un comportamiento tan valioso es la consecuencia de una acción de PDT eficiente, mediante el uso de colorantes altamente fluorescentes (fotosensibilizadores deficientes) con alta capacidad como sondas LDs. Este resultado es notable, ya que abre el camino para el desarrollo de agentes más inteligentes para la teragnosis (por ejemplo, fotosensibilizadores libres de átomos pesados). Por otro lado, se ha puesto de manifiesto la viabilidad de un resto estructural simple, como es una cadena de éster alquílico lineal, que actúa como un vector biológico, facilitando la acumulación de la sonda en LDs, probablemente debido a que este grupo imita al ácido graso presente en muchos lípidos. En este contexto, algunos de los ésteres-BODIPY descritos en esta Tesis destacan como excelentes sondas fluorescentes para LDs, compitiendo con éxito con sondas para dicho orgánulo bien establecidas. Este trabajo ha dado lugar a una reciente publicación en Chem. Commun. (2020, 56, 940-943) y a una patente (ES 2719000 A1, 2019). CONCLUSIONES 5 5. Conclusiones 169 5. CONCLUSIONES En la presente Tesis Doctoral se han diseñado nuevos complejos dipirrometénicos como versátiles plataformas para su aplicación como láseres de colorante, cassettes de transferencia de energía, fotosensibilizadores y sondas para bioimagen. El trabajo realizado ha permitido adquirir un mayor conocimiento sobre la relación entre la estructura molecular y las propiedades fotofísicas del sistema, aportando nuevas modificaciones estructurales según la aplicación donde se vaya a emplear el cromóforo. A continuación, se enumeran los resultados más relevantes de este trabajo: 1. Se ha demostrado que los aza-BODIPYs pueden actuar como láseres de colorante, en la región roja del espectro, más eficientes y fotoestables que el ‘Nile Blue’ (NB) colorante comercial de referencia en esta zona espectral. La modificación química en el átomo de boro es una buena estrategia para mejorar la respuesta de fluorescencia de estos compuestos, aunque se deben coordinar adecuadamente los grupos funcionales del átomo de boro con los sustituyentes del aza-BODIPY. 2. Los sistemas multicromofóricos aza-BODIPY/BODIPY, diseñados como cassettes de transferencia de energía, constituyen los primeros ejemplos de esta familia de fluoróforos que presentan fluorescencia retardada (TADF) en la zona roja/NIR. Estos sistemas pueden actuar como sondas TADF eficaces, que mantienen una larga vida útil de emisión de fluorescencia en dicha zona espectral. 3. Se ha profundizado en el estudio de los derivados yodados de BODIPY como fotosensibilizadores para terapia fotodinámica. Concretamente, se han diseñado nuevos derivados con emisión en la zona azul, verde y roja del espectro con funcionalización adecuada para su incorporación a nanopartículas de sílice. Los resultados obtenidos han permitido demostrar que todos ellos presentan buena generación de oxígeno singlete, que disminuye ligeramente al ser incorporados a la nanopartícula, y además, prácticamente no se observa toxicidad oscura. 170 5. Conclusiones 4. La introducción de conjugación extendida en las posiciones 3 y 5 de los yodoBODIPYs, mediante reacción de Knoevenagel, ha demostrado ser una valiosa estrategia sintética para modular fácilmente las propiedades fotofísicas de estos sistemas, consiguiendo simultáneamente dos efectos antagónicos: fluorescencia y generación de 1 O2. De esta manera, se han obtenido nuevos ejemplos de agentes teragnósticos basados en estas estructuras, con mejores propiedades que el comercializado Chlorin e6, fotosensibilizador de segunda generación de la familia de las porfirinas. 5. Se ha desarrollado una nueva estrategia sintética, basada en la oxidación de 3,5- dimetilBODIPYs con PCC, que ha permitido acceder fácilmente y de forma general a 3-formil y 3,5-diformilBODIPYs. Estos derivados se han utilizado como precursores de dímeros ortogonales de BODIPY con unión 3-8’, de los que existen escasos ejemplos en la bibliografía debido, hasta este momento, a sus limitaciones sintéticas. 6. Se ha demostrado que esta nueva estrategia sintética también puede oxidar dímeros ortogonales de BODIPY, tanto con unión 3-8’ como 2-8’, obtenidos estos últimos mediante una reacción de formilación de Vilsmeier-Haack. A partir de estos dímeros formilados, se han obtenido trímeros ortogonales de BODIPY con diferente disposición espacial. 7. El estudio preliminar de las propiedades fotofísicas de cuatro de estos sistemas (un dímero y tres trímeros) ha dado resultados prometedores. Todos ellos presentan valores aceptables de generación de 1 O2 y uno de los trímeros muestra un buen balance entre fluorescencia y sensibilización triplete, lo que le convierte en un posible agente teragnóstico. 8. El diseño de una sonda basada en un BODIPY, que presenta simultáneamente un grupo mesitilo de naturaleza lipófila y conjugación extendida con un resto de trifenilfosfonio, ha permitido obtener un eficaz marcador de mitocondrias, mucho más fotoestable que el conocido MitoTracker TM Green. Además, presenta el valor añadido de poseer un efecto fotocitotóxico que permite su empleo en teragnosis fotodinámica. 9. Se han obtenido cuatro nuevos complejos dipirrometénicos de iridio (III) con absorción a dos fotones, propiedad importante cuando se busca la aplicación de estos sistemas como marcadores en la zona roja del espectro. Los estudios 5. Conclusiones 171 preliminares de uno de estos complejos, con un resto de N,N,N-trimetilamonio unido a la estructura del dipirrometeno, parecen indicar que estamos ante un nuevo agente teragnóstico de mitocondrias con ausencia total de toxicidad oscura. 10. Se describe por primera vez la capacidad de las gotas lipídicas (LDs) como dianas sensibles para teragnosis fotodinámica. Esta propiedad se ha observado en BODIPYs que presentan una cadena de éster alquílico lineal, que actúa como un vector biológico, facilitando la acumulación de la sonda en LDs, probablemente debido a que este grupo imita al ácido graso presente en muchos lípidos. Algunos de los ésteres-BODIPY descritos en esta Tesis destacan como excelentes sondas fluorescentes para LDs, compitiendo con éxito con sondas para LDs bien establecidas. Por último, indicar que parte del trabajo realizado en esta Tesis ha quedado recogido en seis publicaciones en revistas científicas internacionales dentro de los campos de la Química Orgánica, Química Física y Química Multidisciplinar. También se ha publicado una patente y otra se encuentra en proceso de revisión en la Oficina Española de Patentes y Marcas (OEPM). Además, se han presentado siete comunicaciones a congresos nacionales e internacionales. Actualmente, se están redactando cinco trabajos con el resto de los datos obtenidos en esta Tesis Doctoral. PARTE EXPERIMENTAL 6 6.1. Aspectos generales 175 6. PARTE EXPERIMENTAL 6.1. ASPECTOS GENERALES 6.1.1. Síntesis Todos los reactivos y compuestos de partida se han obtenido comercialmente, a menos que se indique lo contrario, y se han usado sin purificaciones adicionales. Los disolventes comunes se han secado y destilado por procedimientos estándar. Los productos se han purificado mediante cromatografía en columna flash, utilizando gel de sílice Merck 60 (230-400 mesh) u óxido de aluminio neutro activado Bockmann I (~150 mesh), los eluyentes empleados se especifican en cada caso y las proporciones indican la relación volumen:volumen. Todos los productos aislados se han identificado atendiendo a sus datos espectroscópicos y/o analíticos. Resonancia magnética nuclear: Los espectros de RMN de 1 H, 13 C y 19 F se han realizado en el CAI de Resonancia Magnética Nuclear y Espín Electrónico de la Universidad Complutense de Madrid. Estos espectros se han registrado a 20 C en un espectrómetro Bruker Avance DPX-300 (300 MHz para 1 H, 75 MHz para 13 C y 282 MHz para 19 F) y espectrómetro Bruker Avance III (700 MHz para 1 H y 176 MHz para 13 C) utilizando como disolventes CDCl3, acetona-d6, CD3OD, CD3CN, DMSO-d6 o D2O. Los desplazamientos químicos ( en ppm) de 1 H se dan referenciados a CDCl3 ( = 7.26 ppm), acetona-d6 ( = 2.05 ppm), CD3OD ( = 3.31 ppm), CD3CN ( = 1.94 ppm), DMSO-d6 ( = 2.50 ppm) o D2O ( = 4.79 ppm) como patrones internos, y los desplazamientos químicos de 13 C referenciados a CDCl3 ( = 77.0 ppm), acetona-d6 ( = 26.8 y 206.3 ppm), CD3OD ( = 49.0 ppm), CD3CN ( = 1.3 y 118.3 ppm) o DMSO-d6 ( = 39.5 ppm). Las multiplicidades de los desplazamientos químicos se indican como s = singlete, d = doblete, t = triplete, c = cuadruplete, q = quintuplete, dd = doblete de dobletes, ddd = doblete de doblete de dobletes, dt = doblete de tripletes, td = triplete de dobletes, ddt = doblete de doblete de tripletes, m = multiplete. Los experimentos DEPT-135 se han usado para determinar el tipo de núcleo de carbono (C vs. CH vs. CH2 vs. CH3). En casos específicos, se ha utilizado una combinación de experimentos 2D HMQC y HMBC con experimentos 1D NOESY selectivo para discernir inequívocamente entre estructuras regioisoméricas. 176 6.1. Aspectos generales Espectroscopía de infrarrojos: Los espectros de infrarrojo (FTIR, ν en cm -1 ) se han obtenido en un espectrómetro Bruker Alpha II Eco-ATR a partir de muestras puras usando la técnica de reflectancia total atenuada (ATR). Espectrometría de masas: La espectrometría de masas de alta resolución (HRMS, en m/z) se ha realizado en el CAI de Espectrometría de Masas de la Universidad Complutense de Madrid en un espectrómetro ThermoFisher MAT XP 95 utilizando la técnica EI y en un espectrómetro Bruker MALDI-TOF Ultraflex II con láser LTB MNL 106 utilizando la técnica MALDI-TOF. 6.1.2. Propiedades fotofísicas El estudio de las propiedades fotofísicas de los compuestos sintetizados se ha realizado en la Universidad del País Vasco (UPV-EHU) bajo la dirección de los Profs. Drs. Jorge Bañuelos Prieto y Virginia Martínez Martínez. Absorción y emisión: Los espectros de absorción se han registrado en un espectrofotómetro Varian CARY4E o un espectrofotómetro Agilent Technologies CARY7000 en modo transmitancia, y los espectros de fluorescencia en un espectrofluorímetro Edinburgh Instruments FLSP920. Rendimiento cuántico de fluorescencia: Los rendimientos cuánticos de fluorescencia (fl) se han obtenido usando colorantes estándar comerciales como referencia:  Región azul: Cu152 (fl 0.19 en EtOH). 233  Región verde: PM546 (fl 0.91 en cyHex; fl 0.85 en EtOH); 170e,234 PM567 (fl 0.84 en EtOH); 235 PM597 (fl 0.44 en acetona; fl 0.43 en EtOH). 170e,236  Región naranja: PM605 (fl 0.68 en CHCl3); 117c PM650 (fl 0.06 en EtOH). 170e  Región roja: violeta de cresilo (fl 0.54 en CH3OH); 237 ftalocianina de zinc (fl 0.30 en 1% piridina y PhMe); 238 NB690 (fl 0.27 en EtOH). 239 Estos valores se han corregido mediante el índice de refracción del disolvente, y aplicando la siguiente ecuación: fl = fl ref·(Iref I⁄ )·(1-10-Absref 1-10-Abs⁄ )·(n2 nref 2⁄ ) donde I es el área bajo la curva de la banda de emisión, Abs es la absorbancia a la longitud de onda máxima de excitación y n es el índice de refracción del disolvente. Decaimiento radiativo, no radiativo y tiempos de vida: Las curvas de decaimiento radiativo se han registrado con la técnica de recuento de fotón único correlacionada con el tiempo implementada en el espectrofluorímetro antes mencionado, monitorizando la emisión fluorescente en el máximo de la longitud de onda de emisión tras la excitación por medio de un 6.1. Aspectos generales 177 láser Fianium (pulsos de 150 ps FWHM) con longitud de onda sintonizable. El tiempo de vida () de fluorescencia se ha obtenido a través de la deconvolución por métodos iterativos de la señal de respuesta instrumental a partir de las curvas de decaimiento registradas, cuyo ajuste exponencial se controla mediante parámetros estadísticos ( 2 , Durbin-Watson y el análisis residual). Las constantes radiativas (kfl) y no radiativas (knr) se han calculado a partir del rendimiento cuántico de fluorescencia y el tiempo de vida según las ecuaciones: kfl = fl  y knr = (1-fl)  6.1.3. Generación de oxígeno singlete El estudio de la generación de 1 O2 de los compuestos sintetizados en los Capítulos 3 y 4 se ha realizado en la Universidad del País Vasco (UPV-EHU) bajo la dirección de los Profs. Drs. Jorge Bañuelos Prieto y Virginia Martínez Martínez. Producción de 1 O2 fotoinducida: La producción de 1 O2 fotoinducida se ha determinado por medida directa de la luminiscencia a 1270 nm con un detector para NIR integrado al espectrofluorímetro antes mencionado (detector InGaAs, Hamamatsu G8605-23) bajo excitación monocromática continua. La señal de 1 O2 se ha registrado en configuración frontal (front face), 40 y 50 respecto a los haces de excitación y emisión, respectivamente, y con la muestra inclinada 30 respecto al plano formado por la dirección de incidencia y de registro. La señal de emisión se ha filtrado por medio de un filtro de bajo corte (cut-off) de 850 nm. Rendimiento cuántico de generación de 1 O2: El rendimiento cuántico de generación de 1 O2 () se ha obtenido usando PSs estándar comerciales como referencia:  Región azul: PN ( 0.98 en CHCl3;  0.92 en PhMe). 190  Región verde: RB ( 0.65 en CHCl3). 29c,72a,72c,156b  Región azul y verde: MeSBDP ( 0.91 en CHCl3). 156  Región roja: NMB ( 0.50 en CHCl3). 156,158 y aplicando la siguiente ecuación:  =  ref·(1-10-Absref 1-10-Abs⁄ )·(Se Se ref⁄ ) donde Abs es la absorbancia a la longitud de onda máxima de excitación y Se es la intensidad de la señal de fosforescencia del 1 O2. 178 6.1. Aspectos generales 6.1.4. Propiedades láser, fotoestabilidad y fluorescencia retardada El estudio de las propiedades láser de los compuestos sintetizados en el Capítulo 2 se ha realizado en la Universidad del País Vasco (UPV-EHU) bajo la dirección del Prof. Dr. Jorge Bañuelos Prieto, y en el Grupo de Materiales Láser e Interacción Láser-Materiales del Instituto de Química-Física ‘Rocasolano’ del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IQFR- CSIC) dirigido por la Prof. Dra. Inmaculada García-Moreno Gonzalo. Eficiencia láser: La eficiencia láser (Eff) se ha evaluado a partir de las disoluciones concentradas de los colorantes en cubetas de cuarzo rectangulares con 1 cm de paso óptico selladas para evitar la evaporación del disolvente durante los experimentos. Las disoluciones se han bombeado transversalmente con pulsos FWHM de 4-8 mJ de energía y 8 ns de duración del segundo y tercer armónicos (532 y 355 nm, respectivamente) de un láser Nd:YAG LOTIS TII 2134 con una tasa de repetición de 1 Hz. Los pulsos de excitación se han alineado con la cubeta usando una combinación de lentes cilíndricas positiva y negativa (f = 15 cm y f = -15 cm, respectivamente) dispuestas perpendicularmente. La cavidad de oscilación plano-paralela (2 cm de longitud) consiste en un espejo de aluminio con una reflectividad del 90% actuando como reflector trasero y las caras laterales de la cubeta actuando como acoplador de salida (4% de reflectividad). Las energías de bombeo y de salida se han detectado por un medidor de energía Ophir, siendo la eficiencia láser expresada como el cociente de la energía de salida entre la energía de bombeo en tanto por ciento. Fotoestabilidad: La fotoestabilidad se ha evaluado aplicando las mismas condiciones experimentales y en disoluciones dispuestas en una cubeta de cuarzo con 0.1 cm de paso óptico y una tasa de repetición de 10-15 Hz. La información sobre la fotoestabilidad se ha obtenido mediante la monitorización de la disminución de la LIF. Para facilitar las comparaciones con independencia de las condiciones experimentales y la muestra, la fotoestabilidad se define como la energía bombeada absorbida y acumulada por el sistema (Edose), por mol de colorante, antes de la caída de la energía de salida del 10% de su valor inicial. En términos de parámetros experimentales, la fotoestabilidad se expresa según la siguiente ecuación: Edose 90%(GJmol -1 ) = Ebombeo(GJ)·(1-10-·C·L)· ∑ f #pulsos C·VS⁄ donde Ebombeo es la energía por pulso,  es el coeficiente de absortividad molar, C la concentración molar, L es el paso óptico de la cubeta, Vs es el volumen contenido en la cubeta, y f es la relación entre la intensidad LIF tras #pulsos y le intensidad LIF en el primer pulso. También se ha empleado el término I#pulsos o porcentaje de intensidad de la LIF a un determinado número de pulsos láser, expresada como el cociente entre la LIF a #pulsos entre la LIF inicial en tanto por ciento. El error estimado de ambos parámetros es del 10%. 6.1. Aspectos generales 179 Emisión de fluorescencia y espectros láser: La emisión de fluorescencia (LIF) y los espectros láser se han monitorizado perpendicularmente al haz de excitación, recolectados por una fibra óptica hacia un espectrómetro (Acton Research Corporation) y detectados con un monocromador CCD (SpectrumM:GS128B). Fluorescencia retardada: La fluorescencia retardada se ha registrado a partir de las disoluciones a temperatura ambiente en cubetas de cuarzo rectangulares de 1 cm de paso óptico bombeadas transversalmente con pulsos intensos del segundo y tercer armónicos (532 y 355 nm, respectivamente) de un láser Nd:YAG LOTIS TII LS-2147 con una tasa de repetición de 10 Hz. La emisión se ha analizado perpendicularmente a la radiación de entrada que se enfoca hacia un espectrógrafo (Kymera 193i-A, Andor Technologies) acoplado a una cámara CCD (iStar, Andor Technologies). 6.1.5. Medidas de absorción/emisión a dos fotones El estudio de las absorción/emisión de los complejos de iridio (III) sintetizados en el apartado 4.1 se ha realizado en el CAI de Láseres Ultrarrápidos de la Universidad Complutense de Madrid a partir de las disoluciones diluidas de los colorantes en cubetas de cuarzo rectangulares con 1 cm de paso óptico selladas para evitar la evaporación del disolvente durante los experimentos. Las disoluciones se han bombeado transversalmente con pulsos FWHM de 1 mJ de energía de 50 fs de duración a una longitud de onda de 800 nm de un láser Ti:Zafiro con una tasa de repetición de 1 kHz y una potencia de 3 W. Los pulsos de excitación se han alineado con la cubeta usando una combinación de lentes cilíndricas dispuestas perpendicularmente y se han detectado con un espectrómetro Ocean Optics USB2000+. 6.1.6. Ensayos biológicos Los experimentos y ensayos biológicos de los compuestos sintetizados en el apartado 3.1 se han realizado en la Universidad del País Vasco (UPV-EHU) bajo la dirección de la Prof. Dra. Virginia Martínez Martínez. Parte de los compuestos sintetizados en el Capítulo 4 se han realizado en el Departamento de Biología Celular de la Facultad de Biología de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) por la Prof. Dra. Ángeles Villanueva Oroquieta y la Dra. Andrea Tabero Truchado. En el caso de los complejos de iridio (III) sintetizados en el apartado 4.1 se han realizado en el Instituto Universitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) por el Prof. Dr. Ramón Martínez Máñez y la Dra. Araceli Lérida Viso. Cultivos celulares: Las células de adenocarcinoma de cérvix humano (HeLa, ATCC ® CCL- 2 TM ) y los fibroblastos humanos de origen no tumoral (Hs68, ATCC ® CRL-1635 TM ) se han cultivado en monocapas usando Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) complementado con 10% (v/v) de suero bovino fetal (FBS), penicilina (50 Uml -1 ) y 180 6.1. Aspectos generales estreptomicina (50 gmL -1 ). Todos los productos se han esterilizado con filtros de 0.22 m. Los cultivos se han llevado a cabo en una atmósfera de CO2 y aire (5 y 95%, respectivamente) a 37 C en una incubadora Hucoa-Erloss SteriCult 200. Se han usado cultivos confluentes sembrados en placas de 24 pocillos (con o sin cubreobjetos, según el experimento). En el caso de las células de melanoma (SK-MEL-103, CVCL-6069) se han cultivado de forma idéntica a las anteriores, salvo la adicional tripsinización con tripsina-EDTA 0.05%. Experimentos de localización: La localización subcelular se ha llevado a cabo mediante el cultivo en presencia de una disolución de colorante 5-10 M durante 24 h o 75 nM durante 1 h en DMSO (contenido de DMSO: 0.2-0.5%). Tras la incubación, las células se lavan con tampón fosfato salino (PBS) y se observan por microscopía confocal o epifluorescencia. Acumulación de gotas lipídicas: Para la acumulación masiva de LDs en células HeLa, se han incubado con una emulsión de aceite de girasol previa a la tinción con el colorante correspondiente. Dicha emulsión se prepara según el método establecido, 240 de forma que el aceite de girasol comercial y DMEM (1:1, v/v) se filtra a través de un filtro de 0.45 m de poro, y la emulsión se mezcla con el medio de cultivo (1:6, v/v), incubando durante 18 h previa a la incorporación del colorante. Localización de lisosomas: Para la localización de lisosomas en células HeLa, se marca la compartimentación ácida de las células con LysoTracker ® Red DND-99 (50 nM, ThermoFisher) en el medio de cultivo a 37 C durante 30 min. Tras el marcaje, las células se lavan con PBS y se observan por microscopía de fluorescencia. Localización de mitocondrias: Para la localización de mitocondrias en células HeLa, se marca con MitoTracker ® Green (50 nM, ThermoFisher) en el medio de cultivo a 37 C durante 30 min. Tras el marcaje, las células se lavan con PBS y se observan por microscopía de fluorescencia. Localización de gotas lipídicas: Para la localización de LDs en células HeLa, se marca con Oil Red O, 241 empleando el kit de tinción Lipir (K580-24, BioVision) y siguiendo las instrucciones. Las células se observan por microscopía de campo brillante y de fluorescencia. Tratamiento fotodinámico: Los tratamientos fotodinámicos se han llevado a cabo a partir de cultivos celulares sembrados en placas de 24 pocillos e incubados durante 24 h con disoluciones del colorante en un intervalo de concentración de 0.1 M a 10 M para células HeLa y de 0.05 M a 2.5 M para células SK-MEL-103. Estos se lavan con medio de cultivo sin FBS y se mantienen en el medio de cultivo durante la irradiación. La irradiación se lleva a cabo por medio de un dispositivo LED Showtec Par 64 Short con luz azul (abs 455 nm), verde (abs 518 nm), roja (abs 630 nm) y roja oscura (abs 655 nm), dependiendo de la absorción de cada compuesto y dosis comprendidas entre 10 y 30 Jcm -2 . Los experimentos de control se llevan a cabo cultivando las células en presencia de los compuestos y sin irradiar para observar 6.1. Aspectos generales 181 los posibles efectos citotóxicos (citotoxicidad en oscuro). Tras la irradiación, las células se mantienen en ausencia de luz en incubadora durante 24 h, tras las cuales se lleva a cabo el ensayo de viabilidad celular. Viabilidad celular: La evaluación de la viabilidad celular de las células HeLa se ha llevado a cabo mediante el empleo de bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio (MTT). Las células se han incubado con una disolución de MTT de 50 gmL -1 en medio de cultivo durante 3 h. El formazán generado se extrae con 500 L de DMSO y se mide la absorbancia a 542 nm en un espectrofotómetro SpectraFluor. En el caso de las células SK-MEL-103, se ha llevado a cabo mediante el empleo del kit de viabilidad celular WST-1 Assay for Cell Proliferation and Viability (Roche) siguiendo las indicaciones del fabricante y midiendo la absorbancia a 440 nm en un espectrómetro Wallac 1420 Victor2 Microplate Reader (Perkin Elmer). La supervivencia celular en todos los casos se ha expresado como el porcentaje de absorción medida en células tratadas en comparación con las células control. El análisis estadístico se ha obtenido usando ANOVA. Detección de la participación de agentes citotóxicos: Los niveles de especies reactivas de oxígeno tras el tratamiento fotodinámico se han determinado usando DCFH-DA como sonda fluorogénica. 242 Tras la incubación durante 1 h con el colorante correspondiente, o tras la incubación e irradiación, las células se han incubado con DCFH-DA 5 M durante 30 min, se han lavado y observado por microscopía de fluorescencia. La participación de 1 O2 se ha determinado por extinción de las especies oxidativas con NaN3. 243 Para ello, 5 mM de NaN3 se ha añadido al medio de cultivo 2 h antes de la irradiación, y la citotoxicidad se ha evaluado por un ensayo MTT tras 24 h después del tratamiento, comparando con un control. Caracterización de los mecanismos de muerte celular: La apoptosis se ha identificado en base a criterios morfológicos bajo microscopía de contraste de fase o de contraste diferencial, 244 así como por detección indirecta por inmunofluorescencia de las proteínas Citocromo C o Caspasa-3 activa. 245 Para este propósito, las células HeLa sobre cubreobjetos se fijan en paraformaldehído (4% en PBS) durante 20 min a 4 C, se lavan tres veces con PBS y se permeabilizan con Titron X-100 (0.5% en PBS). Tras 5 min, se elimina el Titron X-100 y las células se incuban en una disolución bloqueante de 5% albúmina de suero bovino, 5% de FBS, 0.02% de Titron X-100 en PBS durante 30 min a temperatura ambiente. Tras eliminar la disolución bloqueante, se adicionan 25 L de una disolución 1:50 v/v de anticuerpo primario (anti-Citocromo C de ratón monoclonal, Santa Cruz Biotechnology) a cada muestra y se incuba a 37 C durante 1 h. Tras lavar con PBS, se permeabilizan de nuevo con Titron X-100 (0.5% en PBS). Tras 5 min, se incuban con 25 L de una disolución 1:100 v/v de anticuerpo secundario (Fab específico IgG anti-ratón de cabra Alexa Fluor ® 488, Thermo Fisher Scientific) de forma idéntica al anterior. Las células se lavan de nuevo con PBS y se tiñen usando 5 LmL -1 en agua destilada de Hoechst-33258 (Sigma Aldrich) y se fijan con el reactivo ProLong Gold (Thermo 182 6.1. Aspectos generales Fisher Scientific). Para la detección de la Caspasa-3 activa, se usa un protocolo similar al del Citocromo C con una disolución 1:100 v/v de anticuerpo monoclonal primario anti-Caspasa-3 de conejo (9664S, Cell Signaling Technology) y 1:300 v/v de anticuerpo secundario IgG anti- conejo de cabra Alexa Fluor ® 555 (A21428, Thermo Fisher Scientific). Las muestras se analizan por microscopía de fluorescencia. Experimento de imagen multicolor con detección de gotas lipídicas, microtúbulos y ADN: Tras incubar las células HeLa con el correspondiente colorante (75 nM, 1 h), las células sobre cubreobjetos se han fijado con paraformaldehído (4% en PBS) durante 20 min a 4 C, lavadas tres veces con PBS y permeabilizadas con Titron X-100 (0.5% en PBS). Tras 5 min, se elimina el Titron X-100 y las células se incuban en una disolución bloqueante de 5% albúmina de suero bovino, 5% de FBS, 0.02% de Titron X-100 en PBS durante 15 min a temperatura ambiente. Tras eliminar la disolución bloqueante, se adicionan 25 L de una disolución 1:100 v/v de anticuerpo -tubulina (anti--tubulina de ratón monoclonal, Sigma Aldrich) a cada muestra y se incuba a 37 C durante 1 h. Tras lavar con PBS, se permeabilizan de nuevo con Titron X- 100 (0.5% en PBS). Tras 5 min, se incuban con 25 L de una disolución 1:100 v/v de anticuerpo secundario (IgG anti-ratón de cabra Alexa Fluor ® 488, Invitrogen) de forma idéntica al anterior. Las células se lavan de nuevo con PBS y se tiñen usando 5 LmL -1 en agua destilada de Hoechst-33258 (Sigma Aldrich) y se fijan con el reactivo ProLong Gold (Thermo Fisher Scientific). Las muestras se analizan por microscopía de fluorescencia. Experimento de imagen multicolor con detección de gotas lipídicas, filamentos de actina y ADN: Tras incubar las células HeLa con el correspondiente colorante (75 nM, 1 h), las células sobre cubreobjetos se fijan con paraformaldehído (4% en PBS) durante 20 min a 4 C, se lavan tres veces con PBS, se permeabilizan y bloquean igual que en el caso anterior. Los filamentos de actina se visualizaron mediante la incubación con una disolución 1:200 v/v de Alexa Fluor ® 555 Phalloidin (Thermo Fisher Scientific) a 37 C durante 30 min. Las células se lavan con PBS y se tiñen usando 5 LmL -1 en agua destilada de Hoechst-33258 (Sigma Aldrich) y se fijan con el reactivo ProLong Gold (Thermo Fisher Scientific). Las muestras se analizan por microscopía de fluorescencia. Microscopía: Las imágenes de microscopía de fluorescencia se han adquirido usando un microscopio de fluorescencia automática Olympus BX63 equipado con una fuente de luz CoolLED’s pE-300 (CoolLED Ltd.) y una cámara digital Olympus DP74. Las imágenes de microscopía confocal se han adquirido usando un sistema confocal multiespectral SP8 (Leica Microsystems) con un láser blanco (WLL2) para la excitación, detectores de fluorescencia, un objetivo HC PlanApo CS2 63x/1.20 N. A. y zoom de 0.75x, excitando a 488 y 560 nm, con emisión a 500-540 nm y 570-648 nm. Las imágenes de microscopía de contraste de fase se han adquirido usando el mismo microscopio empleado para microscopía confocal. 6.2. Métodos generales de síntesis 183 6.2. MÉTODOS GENERALES DE SÍNTESIS 6.2.1. Síntesis de BODIPYs simétricos a partir de aldehídos y pirroles La síntesis de BODIPYs a partir de aldehídos y pirroles se ha llevado a cabo siguiendo dos metodologías: síntesis por etapas con aislamiento de cada producto o síntesis ‘one-pot’. La metodología aplicada se especifica en cada caso. 6.2.1.a. Síntesis de dipirrometanos Método A: Una suspensión del correspondiente aldehído (1 equiv) y pirrol (3 equiv) en H2O/HClcc (98.5:1.5, v/v) se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, el precipitado formado se recoge mediante filtración a vacío y se lava con agua y pentano. El sólido se redisuelve en AcOEt y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. Método B: A una disolución del correspondiente aldehído (1 equiv) y el correspondiente derivado de pirrol (2.1-8 equiv) en CH2Cl2 anhidro, se adicionan dos gotas de TFA, y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a la temperatura indicada en cada caso, hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, el crudo de reacción se lava con una disolución acuosa de NaOH al 10% y agua, extrayendo con CH2Cl2. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. Método C: A una disolución del correspondiente aldehído (1 equiv) en pirrol (15 equiv), se adicionan dos gotas de TFA, y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente por destilación y el crudo se redisuelve en AcOEt y se lava con una disolución acuosa saturada de NaHCO3 y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 184 6.2. Métodos generales de síntesis 6.2.1.b. Síntesis de dipirrometenos A una disolución del correspondiente dipirrometano (1 equiv) en CH2Cl2 anhidro, se adiciona, bajo atmósfera de argón y gota a gota, una suspensión de DDQ (1.1-2.2 equiv) en CH2Cl2 anhidro, y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, y el crudo de reacción se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.1.c. Síntesis de BODIPYs a partir de dipirrometenos A una disolución del correspondiente dipirrometeno (1 equiv) en CH2Cl2 anhidro, se adicionan, bajo atmósfera de argón y gota a gota, Et3N (5-10 equiv) y, tras 10 min, BF3·Et2O (10-20 equiv), manteniendo la agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, el crudo de reacción se lava con una disolución acuosa de HCl al 10% y agua, extrayendo con CH2Cl2. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.2. Síntesis de BODIPYs simétricos a partir de cloruros de ácido y pirroles A una disolución del correspondiente cloruro de ácido (1 equiv) en CH2Cl2 anhidro, se adiciona, bajo atmósfera inerte, el correspondiente derivado de pirrol (2.1 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a reflujo hasta la desaparición del compuesto de partida. A continuación, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se adiciona POCl3 (1.1 equiv), manteniendo la agitación a temperatura ambiente durante 3 h. Finalizado el tiempo, se adicionan, gota a gota, Et3N (5 equiv) y, tras 10 min, BF3·Et2O (10 equiv), manteniendo la agitación a temperatura ambiente durante 12 h. Finalizada la reacción, el crudo de reacción se lava con una disolución acuosa de HCl al 10%, NaHCO3 saturada y agua, extrayendo con CH2Cl2. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.3. Síntesis de BODIPYs asimétricos a partir de 2-acilpirroles A una disolución del correspondiente 2-acilpirrol (1 equiv) en CHCl3, se adiciona, bajo atmósfera inerte, POCl3 (1.1 equiv), y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. A continuación, se 6.2. Métodos generales de síntesis 185 adiciona el correspondiente derivado de pirrol (1.1 equiv) y se mantiene la agitación a temperatura ambiente durante 12 h. Finalizado el tiempo, se adicionan, gota a gota, Et3N (5 equiv) y, tras 10 min, BF3·Et2O (10 equiv), manteniendo la agitación a temperatura ambiente durante 3 h. Finalizada la reacción, el crudo de reacción se lava con una disolución acuosa de HCl al 10%, NaHCO3 saturada y agua, extrayendo con CH2Cl2. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.4. Síntesis de aza-BODIPYs La síntesis de aza-BODIPYs se ha llevado a cabo en tres etapas con aislamiento de cada producto, a excepción de aquellos que se especifican en cada caso. 6.2.4.a. Síntesis de 4-nitrobutanonas A una disolución de la correspondiente cetona ,-insaturada (1 equiv) en CH3OH, se adicionan, bajo atmósfera de argón, DEA (5 equiv) y nitrometano (5 equiv), manteniendo la agitación a reflujo hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se elimina el disolvente a presión reducida. El crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con una disolución acuosa de HCl al 10% y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.4.b. Síntesis de aza-dipirrometenos A una disolución de la correspondiente 4-nitrobutanona (1 equiv) en EtOH, se adiciona, bajo atmósfera de argón, acetato amónico (35 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a reflujo hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se enfría a 0 °C. El precipitado formado se recoge mediante filtración a vacío y se lava con EtOH frío. El sólido obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.4.c. Síntesis de aza-BODIPYs A una disolución del correspondiente aza-dipirrometeno (1 equiv) en CH2Cl2 anhidro, se adicionan, bajo atmósfera de argón y gota a gota, DIPEA (10 equiv) y, tras 10 min, BF3·Et2O (20 equiv), manteniendo la agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del 186 6.2. Métodos generales de síntesis compuesto de partida. Finalizada la reacción, el crudo de reacción se lava con una disolución acuosa de HCl al 10% y agua, extrayendo con CH2Cl2. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.5. Síntesis de dipirrinatos de iridio (III) A una disolución del correspondiente complejo dimérico de iridio (III) (1 equiv) y el correspondiente dipirrometeno (2 equiv) en CH3CN, se adiciona, bajo atmósfera de argón, acetato sódico trihidrato (3 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a reflujo hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se elimina el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.6. Reacciones de cloración Método A: A una disolución del correspondiente dipirrometano (1 equiv) en THF anhidro enfriada a -78 °C, se adiciona, bajo atmósfera de argón y gota a gota, una disolución de NCS (2.2 equiv) en THF anhidro y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a la temperatura indicada hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se deja alcanzar temperatura ambiente, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con una disolución acuosa saturada de Na2S2O3 y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. Método B: A una disolución del correspondiente 2-acilpirrol (1 equiv) en THF anhidro, se adiciona, bajo atmósfera de argón y gota a gota, una disolución de NCS (1.1-3 equiv) en THF anhidro y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con una disolución acuosa saturada de Na2S2O3 y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2. Métodos generales de síntesis 187 6.2.7. Reacciones de yodación Método A: A una disolución del correspondiente BODIPY (1 equiv) y yodo (0.45 equiv monoyodación y 2.5 equiv diyodación) en EtOH, se adiciona una disolución de ácido yódico (0.25 monoyodación y 2 equiv diyodación) en agua y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a reflujo hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se elimina el disolvente a presión reducida. El crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con una disolución acuosa saturada de Na2S3O3 y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. Método B: A una disolución del correspondiente BODIPY (1 equiv) en CH2Cl2, se adiciona, bajo atmósfera de argón, NIS (2.2 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con una disolución acuosa saturada de Na2S3O3 y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. Método C: A una disolución del correspondiente BODIPY (1 equiv) en AcOH, se adiciona, bajo atmósfera de argón, una disolución de NCS (3 equiv) y yoduro sódico (3 equiv) en AcOH. La mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se hidroliza con una disolución acuosa saturada de NaHCO3, se diluye con Et2O y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.8. Reacciones de Vilsmeier-Haack Una mezcla de POCl3 (15 equiv) y DMF anhidra (30 equiv) se mantiene con agitación a 0 °C bajo atmósfera de argón durante 5 min. Tras alcanzar la temperatura ambiente, se mantiene con agitación durante 30 min adicionales y se adiciona el correspondiente BODIPY (1 equiv) en DCE anhidro. La mezcla de reacción se mantiene con agitación a la temperatura indicada en cada caso, hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se adiciona lentamente a una disolución acuosa saturada de NaHCO3 enfriada a 0 °C, que se mantiene con agitación durante 1 h. Finalmente, el crudo de reacción se diluye en CH2Cl2 y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el 188 6.2. Métodos generales de síntesis desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.9. Reacciones de acoplamiento C-C catalizadas por paladio Las reacciones de acoplamiento C-C catalizadas por paladio se han agrupado según las características de cada reacción, atendiendo a los compuestos de partida empleados. 6.2.9.a. Reacción de Suzuki Método A: A una disolución del correspondiente derivado halogenado (1 equiv) y el correspondiente ácido borónico (3-6 equiv) en PhMe/EtOH/H2O (2:2:1, v/v/v), se adiciona K2CO3 (3-6 equiv) y Pd(PPh3)4 (5-15% mol). La mezcla de reacción se mantiene con agitación a 100 °C hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. Método B: A una disolución del correspondiente derivado halogenado (1 equiv) y el correspondiente ácido borónico (2.5 equiv) en PhMe, se adiciona Na2CO3 (20 equiv) disuelto en H2O y PCy3 Pd G2 (5% mol). La mezcla de reacción se mantiene con agitación a 100 °C hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.9.b. Reacción de Suzuki-Miyaura Método A: A una disolución del correspondiente derivado halogenado (1 equiv) y el correspondiente pinacol-BODIPY (1-3 equiv) en PhMe/THF/H2O (1:1:1, v/v/v), se adiciona Na2CO3 o K2CO3 (4 equiv) y Pd(PPh3)4 (10% mol). La mezcla de reacción se mantiene con agitación a 80 °C hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2. Métodos generales de síntesis 189 Método B: A una disolución del correspondiente derivado halogenado (1 equiv) y el correspondiente pinacol-BODIPY (3 equiv) en PhMe/THF/H2O (1:1:1, v/v/v), se adiciona K2CO3 (4 equiv) y Pd(PPh3)4 (10% mol). La mezcla de reacción se calienta a 120 °C bajo irradiación de microondas (Biotage Initiator Classic) hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.9.c. Reacción de Negishi A una disolución del correspondiente derivado halogenado (1 equiv) y PdCl2(PPh3)2 (10 mol%) en PhMe anhidro, dispuesta en un tubo Schlenck sometido a tres ciclos consecutivos de vacío y corriente de argón, se adiciona el correspondiente derivado organozíncico (2.5-10 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, el crudo de reacción se filtra eluyendo con CH2Cl2 y se elimina el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.10. Reacciones de condensación de Knoevenagel A una disolución del correspondiente BODIPY (1 equiv) y el correspondiente aldehído (1-3 equiv) en DMF o PhMe anhidros según el caso, se adiciona piperidina (3-5 equiv) y AcOH (3- 5 equiv). La mezcla de reacción se mantiene con agitación a la temperatura indicada en cada caso bajo irradiación de microondas (Biotage Initiator Classic), hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.11. Reacciones de oxidación de metilBODIPYs con PCC Método A: A una disolución del correspondiente 3-metilBODIPY (1 equiv) en AcOEt o THF según el caso, se adiciona, bajo atmósfera de argón, PCC (6 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, la mezcla se filtra a través de sílice eluyendo con AcOEt y se elimina el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna 190 6.2. Métodos generales de síntesis sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. Método B: A una disolución del correspondiente 3-formil-5-metilBODIPY (1 equiv) en AcOEt o DCE según el caso, se adiciona, bajo atmósfera de argón, PCC (6 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a reflujo hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, la mezcla se filtra a través de sílice eluyendo con AcOEt y se elimina el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.12. Reacciones de sustitución nucleófila en el átomo de boro A una disolución del correspondiente aza-BODIPY (1 equiv) en CH2Cl2 anhidro, se adiciona, bajo atmósfera de argón, AlCl3 (2-3 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a 60 °C durante 15 min. Transcurrido el tiempo, se adiciona gota a gota el correspondiente O- o C-nucleófilo (5-20 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se lava con agua, extrayendo con CH2Cl2. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.13. Síntesis de amidas utilizando agentes de acoplamiento A una disolución del correspondiente carboxi-BODIPY (1 equiv) en CH2Cl2 anhidro, se adiciona, bajo atmósfera de argón, 3-(trietoxisilil)propilamina (2.1 equiv), Et3N (2 equiv), EDC (2 equiv) y HOBt (2 equiv). La mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, el crudo de reacción se lava con una disolución acuosa de HCl al 10% y agua, extrayendo con CH2Cl2. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.14. Síntesis de Williamson A una disolución del correspondiente fenol (1 equiv) en acetona o DMF según el caso, se adiciona, bajo atmósfera de argón, K2CO3 (1.5-3 equiv) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a la temperatura indicada en cada caso, hasta la desaparición del compuesto de 6.2. Métodos generales de síntesis 191 partida. Finalizado el tiempo, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se adiciona el correspondiente derivado halogenado (1-1.2 equiv). La mezcla de reacción se mantiene con agitación a reflujo hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se eliminan las sales inorgánicas por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice, empleando como eluyente mezclas de distinta polaridad, que se especifican en cada caso. 6.2.15. Reacción de metilación de aminas terciarias A una disolución de la correspondiente amina terciaria (1 equiv) en CHCl3, se adiciona, bajo atmósfera de argón, CH3I (en exceso) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente en ausencia de luz hasta la desaparición del compuesto de partida. Finalizada la reacción, se precipita por la adición de Et2O y se retira el sobrenadante. El residuo obtenido se seca a presión reducida. 192 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 6.3. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLICADOS EN EL CAPÍTULO 2 6.3.1. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-difluoro-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (1) La síntesis de 1 se ha llevado a cabo en tres pasos, según el procedimiento descrito previamente por O’Shea et al., 8 y siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 12 (pág. 41). 6.3.1.a. Síntesis de 1-fenil-3-metil-4-nitrobutanona (9) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.a., se hace reaccionar 1-fenil-2-butenona (5) (1.00 g, 6.84 mmol), DEA (3.55 mL, 34.20 mmol) y nitrometano (1.85 mL, 34.20 mmol) en CH3OH (25 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 95:5) da lugar a 9 8 (1.36 g, 96%) como un aceite amarillo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.97-7.93 (m, 2H, 2CH), 7.62- 7.56 (m, 1H, CH), 7.51-7.45 (m, 2H, 2CH), 4.54 (dd, J = 11.9 y 5.8 Hz, 1H, ½CH2), 4.43 (dd, J = 11.9 y 6.1 Hz, 1H, ½CH2), 3.17 (dd, J = 19.2 y 8.6 Hz, 1H, ½CH2), 3.05-2.96 (m, 2H, CH y ½CH2), 1.16 (d, J = 6.5 Hz, 3H, CH3) ppm. 6.3.1.b. Síntesis de 1,9-difenil-3,7-dimetil-5-azadipirrometeno (13) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.b., se hace reaccionar 9 (800 mg, 3.86 mmol) y acetato amónico (10.40 g, 14.63 mmol) en EtOH (50 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 85:15) da lugar a 13 8 (439.7 mg, 35%) como un sólido violeta. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.85-7.82 (m, 4H, 4CH), 7.49- 7.39 (m, 6H, 6CH), 6.71 (s, 2H, 2CH), 2.35 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 193 6.3.1.c. Síntesis del aza-BODIPY 1 Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.c., se hace reaccionar 13 (200 mg, 0.61 mmol), DIPEA (1.07 mL, 6.15 mmol) y BF3·Et2O (1.52 mL, 12.29 mmol) en CH2Cl2 anhidro (15 mL) durante 2 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 75:25) da lugar a 1 8 (165.1 mg, 72%) como un sólido cobrizo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.98-7.94 (m, 4H, 4CH), 7.46- 7.41 (m, 6H, 6CH), 6.61 (s, 2H, 2CH), 2.39 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.3.2. Síntesis de 1,3,5,7-tetrafenil-4,4-difluoro-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (2) La síntesis de 2 se ha llevado a cabo en tres pasos, según los procedimientos descritos previamente, 11,111 y siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 12 (pág. 41). 6.3.2.a. Síntesis de 1,3-difenil-4-nitrobutanona (10) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.a., se hace reaccionar 1,3-difenil-2-propenona (6) (1.00 g, 4.80 mmol), DEA (2.49 mL, 24.01 mmol) y nitrometano (1.30 mL, 24.01 mmol) en CH3OH (25 mL) durante 4 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 95:5) da lugar a 10 11,111 (1.27 g, 98%) como un sólido blanco. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.93 (d, J = 7.2 Hz, 2H, 2CH), 7.58 (t, J = 7.5 Hz, 1H, CH), 7.46 (t, J = 7.6 Hz, 2H, 2CH), 7.37- 7.28 (m, 5H, 5CH), 4.84 (dd, J = 12.3 y 6.6 Hz, 1H, ½CH2), 4.69 (dd, J = 12.3 y 7.8 Hz, 1H, ½CH2), 4.23 (q, J = 7.2 Hz, 1H, CH), 3.46 (dd, J = 16.8 y 6.4 Hz, 1H, ½CH2), 3.38 (dd, J = 16.8 y 7.6 Hz, 1H, ½CH2) ppm. 6.3.2.b. Síntesis de 1,3,7,9-tetrafenil-5-azadipirrometeno (14) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.b., se hace reaccionar 10 (1.27 g, 4.71 mmol) y acetato amónico (12.70 g, 164.70 mmol) en EtOH (50 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 80:20) da lugar a 14 11,111 (560.6 mg, 53%) como un sólido azul oscuro. 194 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.08-8.05 (m, 4H, 4CH), 7.97- 7.95 (m, 4H, 4CH), 7.57-7.36 (m, 12H, 12CH), 7.71 (s, 2H, 2CH) ppm. 6.3.2.c. Síntesis del aza-BODIPY 2 Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.c., se hace reaccionar 14 (150 mg, 0.33 mmol), DIPEA (0.58 mL, 3.33 mmol) y BF3·Et2O (0.82 mL, 6.67 mmol) en CH2Cl2 anhidro (15 mL) durante 4 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30) da lugar a 2 11,111 (122.8 mg, 74%) como un sólido verde metalizado. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.09-8.04 (m, 8H, 8CH), 7.50- 7.43 (m, 12H, 12CH), 7.05 (s, 2H, 2CH) ppm. 6.3.3. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-difluoro-1,7-bis(4-trifluorometilfenil)-4-bora-3a,4a,8- triaza-s-indaceno (3) La síntesis de 3 se ha llevado a cabo en cuatro pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en los Esquemas 12 y 13 (pág. 41). 6.3.3.a. Síntesis de 1-fenil-3-(4-trifluorometilfenil)-2-propenona (7) A una disolución de acetofenona (1.50 g, 12.48 mmol) en EtOH (10 mL), se adiciona una disolución acuosa de NaOH (12.5 mL, 1.3 M). Seguidamente, a 0 °C y gota a gota, se adiciona 4-trifluorometilbenzaldehído (1.70 mL, 12.48 mmol), manteniendo la agitación a temperatura ambiente durante 4 h. El precipitado formado se filtra a vacío y se lava con agua. Se obtiene 7 115 (2.76 g, 80%) como un sólido blanco. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.05-8.02 (m, 2H, 2CH), 7.81 (d, J = 15.8 Hz, 1H, CH), 7.75 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.70 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.64-7.50 (m, 4H, 4CH) ppm. 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 195 6.3.3.b. Síntesis de 1-fenil-3-(4-trifluorometilfenil)-4-nitrobutanona (11) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.a., se hace reaccionar 7 (1.76 g, 6.37 mmol), DEA (3.30 mL, 31.85 mmol) y nitrometano (1.72 mL, 31.85 mmol) en CH3OH (25 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 11 114 (2.08 g, 97%) como un aceite amarillo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.93-7.90 (m, 2H, 2CH), 7.62- 7.57 (m, 3H, 3CH), 7.48 (d, J = 7.7 Hz, 2H, 2CH), 7.43 (d, J = 7.7 Hz, 2H, 2CH), 4.86 (dd, J = 12.7 y 6.4 Hz, 1H, ½CH2), 4.72 (dd, J = 12.7 y 8.1 Hz, 1H, ½CH2), 4.32 (q, J = 7.0 Hz, 1H, CH), 3.55-3.40 (m, 2H, CH2) ppm. 6.3.3.c. Síntesis de 1,9-difenil-3,7-bis(4-trifluorometilfenil)-5-azadipirrometeno (15) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.b., se hace reaccionar 11 (2.08 g, 6.17 mmol) y acetato amónico (16.64 g, 215.83 mmol) en EtOH (50 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 90:10) da lugar a 15 (886.4 mg, 49%) como un sólido azul oscuro. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3/TFA)  8.02 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.68 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 7.64-7.59 (m, 6H, 6CH), 7.56 (d, J = 7.7 Hz, 4H, 4CH), 7.40 (s, 2H, 2CH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3/TFA)  156.8 (C), 147.2 (C), 136.3 (C), 135.0 (C), 133.8 (CH), 131.5 (c, 2 JCF = 32.9 Hz, C), 130.6 (CH), 129.9 (CH), 128.2 (CH), 127.5 (C), 125.4 (CH), 123.8 (c, 1 JCF = 272.6 Hz, C), 116.8 (CH) ppm. FTIR  2923, 2853, 1537, 1461, 1378, 1328, 1128, 1070, 1039, 991 cm -1 . HRMS-EI m/z 585.1630 (calcd. para C34H21F6N3: 585.1640). 6.3.3.d. Síntesis del aza-BODIPY 3 Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.c., se hace reaccionar 15 (886.4 mg, 1.51 mmol), DIPEA (2.64 mL, 15.14 mmol) y BF3·Et2O (3.74 mL, 30.27 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 4 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 85:15) da lugar a 3 (354.7 mg, 37%) como un sólido rojo metalizado. 196 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.12 (d, J = 8.1 Hz, 4H, 4CH), 8.07-8.03 (m, 4H, 4CH), 7.71 (d, J = 8.1 Hz, 4H, 4CH), 7.53- 7.48 (m, 6H, 6CH), 7.11 (s, 2H, 2CH) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  160.2 (C), 145.6 (C), 142.4 (C), 135.4 (C), 131.4 (CH), 131.13 (c, 2 JCF = 32.2 Hz, C), 131.10 (C), 129.7 (t, 3 JCF = 4.5 Hz, CH), 129.4 (CH), 128.8 (CH), 125.6 (c, 3 JCF = 3.7 Hz, CH), 124.0 (c, 1 JCF = 270.7 Hz, C), 120.4 (CH) ppm. 19 F RMN (282 MHz, CDCl3)  -62.7 (s, CF3Ar), -131.7 (c, J = 31.0 Hz, BF2) ppm. FTIR  2926, 2855, 1523, 1482, 1457, 1326, 1128, 1069, 1033 cm -1 . HRMS-EI m/z 633.1628 (calcd. para C34H20F8N3: 633.1623). 6.3.4. Síntesis de 4,4-difluoro-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s- indaceno (4) La síntesis de 4 se ha llevado a cabo en cuatro pasos, según los procedimientos descritos previamente, 113 y siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en los Esquemas 12 y 13 (pág. 41). 6.3.4.a. Síntesis de 3-mesitil-1-(4-metoxifenil)-2-propenona (8) A una disolución de 4’-metoxiacetofenona (2.04 g, 13.56 mmol) y KOH (761 mg, 13.56 mmol) en EtOH (10 mL), se adiciona, a temperatura ambiente y gota a gota, mesitaldehído (2.00 mL, 13.56 mmol), manteniendo la agitación durante 4 h. El precipitado formado se filtra a vacío y se lava con CH3OH. Se obtiene 8 113 (2.40 mg, 63%) como un sólido amarillo pálido. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.00 (d, J = 8.9 Hz, 2H, 2CH), 7.94 (d, J = 16.0 Hz, 1H, CH), 7.16 (d, J = 16.0 Hz, 1H, CH), 6.98 (d, J = 8.9 Hz, 2H, 2CH), 6.93 (s, 2H, 2CH), 3.89 (s, 3H, CH3O), 2.39 (s, 6H, 2CH3), 2.30 (s, 3H, CH3) ppm. 6.3.4.b. Síntesis de 3-mesitil-1-(4-metoxifenil)-4-nitrobutanona (12) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.a., se hace reaccionar 8 (2.40 g, 8.55 mmol), DEA (4.42 mL, 42.73 mmol) y nitrometano (2.31 mL, 42.73 mmol) en CH3OH (25 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 12 113 (1.60 g, 55%) como un aceite amarillo. 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 197 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.89 (d, J = 8.9 Hz, 2H, 2CH), 6.92 (d, J = 8.9 Hz, 2H, 2CH), 6.83 (s, 2H, 2CH), 4.93-4.73 (m, 3H, CH2 y CH), 3.88 (s, 3H, CH3O), 3.46-3.44 (m, 2H, CH2), 2.43 (s, 6H, 2CH3), 2.22 (s, 3H, CH3) ppm. 6.3.4.c. Síntesis de 3,7-dimesitil-1,9-bis(4-metoxifenil)-5-azadipirrometeno (16) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.b., se hace reaccionar 12 (1.60 mg, 4.70 mmol) y acetato amónico (12.64 g, 164.03 mmol) en EtOH (50 mL) durante 24 h. Se obtiene 16 113 como un sólido verde, que se emplea en la siguiente etapa sin purificación. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.86 (d, J = 8.8 Hz, 4H, 4CH), 7.05 (d, J = 8.8 Hz, 4H, 4CH), 6.80 (s, 4H, 4CH), 6.70 (s, 2H, 2CH), 3.91 (s, 6H, 2CH3O), 2.26 (s, 6H, 2CH3), 2.09 (s, 12H, 4CH3) ppm. 6.3.4.d. Síntesis del aza-BODIPY 4 Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.c., se hace reaccionar 16 (1.00 g, 1.68 mmol), DIPEA (2.93 mL, 16.84 mmol) y BF3·Et2O (4.16 mL, 33.68 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 4 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 75:25) da lugar a 4 113 (216.1 mg, 20%) como un sólido verde. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.08 (d, J = 9.0 Hz, 4H, 4CH), 7.01 (d, J = 9.0 Hz, 4H, 4CH), 6.85 (s, 4H, 4CH), 6.65 (s, 2H, 2CH), 3.89 (s, 6H, 2CH3O), 2.27 (s, 6H, 2CH3), 2.13 (s, 12H, 4CH3) ppm. 198 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 6.3.5. Intento de síntesis de 3,5-difenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-dimetil-4-bora- 3a,4a,8-triaza-s-indaceno (1O) Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 1 (40 mg, 0.11 mmol), AlCl3 (42.9 mg, 0.32 mmol) y TMSOCOCF3 (0.37 mL, 2.14 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 1O (30 mg), que descompone rápidamente. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.95-7.91 (m, 4H, 4CH), 7.43- 7.39 (m, 6H, 6CH), 6.60 (s, 2H, 2CH), 2.40 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.3.6. Síntesis de 1,3,5,7-tetrafenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s- indaceno (2O) Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 2 (60 mg, 0.12 mmol), AlCl3 (48 mg, 0.36 mmol) y TMSOCOCF3 (0.41 mL, 2.40 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30) da lugar a 2O (15 mg, 18%) como un sólido azul. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.11 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.74 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.48 (s ancho, 12H, 12CH), 6.99 (s, 2H, 2CH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  159.1 (C), 156.1 (c, 2 JCF = 42.2 Hz, COO), 146.0 (C), 145.6 (C), 131.8 (C), 131.2 (CH), 130.5 (C), 130.2 (CH), 129.7 (CH), 129.1 (CH), 128.72 (CH), 128.70 (CH), 119.7 (CH), 114.2 (c, 1 JCF = 286.9 Hz, CF3) ppm. FTIR  2925, 2854, 1767, 1515, 1475, 1220, 1163, 1121, 1039 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 685.1600 (calcd. para C36H22BF6N3O4: 685.1608). 6.3.7. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-bis(4-trifluorometilfenil)-4-bora- 3a,4a,8-triaza-s-indaceno (3O) Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 3 (30 mg, 0.047 mmol), AlCl3 (19 mg, 0.14 mmol) y TMSOCOCF3 (0.16 mL, 0.94 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 199 durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 90:10) da lugar a 3O (12.5 mg, 45%) como un sólido morado. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.16 (d, J = 7.7 Hz, 4H, 4CH), 7.76-7.74 (m, 8H, 8CH), 7.53-7.49 (m, 6H, 6CH), 7.07 (s, 2H, 2CH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  159.8 (C), 156.2 (c, 2 JCF = 42.2 Hz, COO), 146.1 (C), 143.8 (C), 134.9 (C), 131.8 (CH), 131.7 (c, 2 JCF = 31.7 Hz, C), 130.0 (C), 129.7 (CH), 129.2 (CH), 128.9 (CH), 125.6 (c, 3 JCF = 3.2 Hz, CH), 123.9 (c, 1 JCF = 272.8 Hz, CF3Ar), 121.0 (CH), 114.2 (c, 1 JCF = 286.9 Hz, CF3CO) ppm. 19 F RMN (282 MHz, CDCl3)  -62.7 (s, CF3Ar), -76.7 (s, CF3CO) ppm. FTIR  2926, 2855, 1769, 1521, 1480, 1325, 1162, 1127 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 821.1343 (calcd. para C38H20BF12N3O4: 821.1355). 6.3.8. Síntesis de 4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifenil)-4-bora- 3a,4a,8-triaza-s-indaceno (4O) Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 4 (27 mg, 0.042 mmol), AlCl3 (16.9 mg, 0.13 mmol) y TMSOCOCF3 (0.14 mL, 0.84 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 90:10) da lugar a 4O (9.1 mg, 26%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  7.84 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 6.99 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 6.86 (s, 4H, 4CH), 6.64 (s, 2H, 2CH), 3.88 (s, 6H, 2CH3O), 2.27 (s, 6H, 2CH3), 2.16 (s, 12H, 4CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  162.2 (C), 157.5 (C), 155.9 (c, 2 JCF = 42.2 Hz, COO), 147.0 (C), 146.3 (C), 137.7 (C), 137.0 (C), 131.5 (CH), 129.1 (C), 128.1 (CH), 124.0 (CH), 122.8 (C), 114.4 (c, 1 JCF = 286.9 Hz, CF3), 114.3 (CH), 55.6 (CH3O), 21.1 (CH3), 20.9 (CH3) ppm. 19 F RMN (282 MHz, CDCl3)  -76.5 (s, CF3CO) ppm. FTIR  2925, 2855, 1770, 1604, 1495, 1466, 1435, 1266, 1220, 1154, 1097, 1034 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 829.2750 (calcd. para C44H38BF6N3O6: 829.2758). 200 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 6.3.9. Síntesis de 4,4-diciano-3,5-difenil-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (1C) Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 1 (50 mg, 0.13 mmol), AlCl3 (53.8 mg, 0.40 mmol) y TMSCN (0.33 mL, 2.68 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 1C (29.6 mg, 57%) como un sólido azul metálico. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  7.85 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.52-7.51 (m, 6H, 6CH), 6.62 (s, 2H, 2CH), 2.43 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  160.9 (C), 145.7 (C), 143.8 (C), 131.4 (CH), 130.4 (C), 129.4 (CH), 128.8 (CH), 123.3 (CH), 11.4 (CH3) ppm, CN no observado. FTIR  2924, 2855, 2340, 1538, 1514, 1487, 1452, 1394, 1133, 1097, 966 cm -1 . HRMS-EI m/z 387.1651 (calcd. para C24H18BN5: 387.1655). 6.3.10. Síntesis de 4,4-diciano-1,3,5,7-tetrafenil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (2C) Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 2 (50 mg, 0.10 mmol), AlCl3 (40.4 mg, 0.30 mmol) y TMSCN (0.25 mL, 2.01 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 80:20) da lugar a 2C (41 mg, 79%) como un sólido azul. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.49 (d, J = 7.7 Hz, 4H, 4CH), 8.12 (d, J = 7.7 Hz, 4H, 4CH), 7.51-7.40 (m, 12H, 12CH), 7.17 (s, 2H, 2CH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  158.2 (C), 145.3 (C), 142.5 (C), 132.9 (C), 132.2 (C), 131.2 (CH), 130.3 (CH), 129.3 (CH), 128.9 (CH), 128.5 (CH), 128.3 (CH), 119.1 (CH) ppm, CN no observado. FTIR  2925, 2854, 2338, 1518, 1479, 1454, 1131, 1013, 896 cm -1 . HRMS-EI m/z 511.1958 (calcd. para C34H22BN5: 511.1968). 6.3.11. Síntesis de 4,4-diciano-3,5-difenil-1,7-bis(4-trifluorometilfenil)-4-bora-3a,4a,8- triaza-s-indaceno (3C) Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 3 (40 mg, 0.063 mmol), AlCl3 (25.4 mg, 0.19 mmol) y TMSCN (0.16 mL, 1.26 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 3C (29.8 mg, 73%) como un sólido rojo metálico. 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 201 1 H RMN (300 MHz, CDCl3):  8.12 (d, J = 8.1 Hz, 4H, 4CH), 7.96-7.95 (m, 4H, 4CH), 7.76 (d, J = 8.1 Hz, 4H, 4CH), 7.60- 7.58 (m, 6H, 6CH), 7.13 (s, 2H, 2CH) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3):  161.6 (C), 143.6 (C), 143.0 (C), 134.6 (C), 132.1 (CH), 131.9 (c, 2 JCF = 30.7 Hz, C), 129.9 (C), 129.6 (CH), 129.5 (CH), 129.1 (CH), 125.8 (c, 3 JCF = 3.7 Hz, CH), 123.9 (c, 1 JCF = 270.0 Hz, C), 121.6 (CH) ppm, CN no observado. 19 F RMN (282 MHz, CDCl3):  -62.8 (s, CF3Ar) ppm. FTIR  2926, 2854, 2250, 1516, 1479, 1325, 1126, 1101, 1068, 1034 cm -1 . HRMS-EI m/z 647.1707 (calcd. para C36H20BF6N5: 647.1716). 6.3.12. Síntesis de 4,4-diciano-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s- indaceno (4C) Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 4 (20 mg, 0.031 mmol), AlCl3 (12.5 mg, 0.093 mmol) y TMSCN (0.08 mL, 0.62 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 4C (13.1 mg, 64%) como un sólido verde. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.00 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 7.09 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 6.87 (s, 4H, 4CH), 6.69 (s, 2H, 2CH), 3.90 (s, 6H, 2CH3O), 2.28 (s, 6H, 2CH3), 2.13 (s, 12H, 4CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  162.4 (C), 159.3 (C), 146.6 (C), 143.0 (C), 138.0 (C), 136.8 (C), 131.9 (CH), 128.7 (C), 128.3 (CH), 124.9 (CH), 122.8 (C), 114.5 (CH), 55.5 (CH3O), 21.11 (CH3), 21.07 (CH3) ppm, CN no observado. FTIR  2925, 2854, 2340, 1603, 1468, 1434, 1263, 1181, 1095, 1028 cm -1 . HRMS-EI m/z 655.3113 (calcd. para C42H38BN5O2: 655.3119). 6.3.13. Síntesis del cassette 17a La síntesis de 17a (Esquema 17, pág. 56) se ha llevado a cabo a partir del aza-BODIPY 19 y del BODIPY 23, que han sido necesarios sintetizar previamente. La síntesis de 19 se ha realizado en cuatro pasos, según el procedimiento descrito por Hayvali et al., 130 y siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 15 (pág. 54), mientras que 23 se ha 202 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 sintetizado en un solo paso, según el procedimiento descrito por Weiss et al., 132 y que se recoge en el Esquema 16A (pág. 55). 6.3.13.a. Síntesis de 1-(4-bromofenil)-3-fenil-2-propenona (20) A una disolución de 4-bromoacetofenona (2.31 g, 11.61 mmol) y KOH (651.3 mg, 11.61 mmol) en CH3OH (10 mL), se adiciona gota a gota benzaldehído (1.18 mL, 11.61 mmol), manteniendo la agitación a temperatura ambiente durante 3 h. El precipitado formado se recoge mediante filtración a vacío y se lava con CH3OH. Se obtiene 20 131 (2.83 g, 85%) como un sólido blanco. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.89 (d, J = 8.6 Hz, 2H, 2CH), 7.81 (d, J = 15.7 Hz, 1H, CH), 7.66-7.63 (m, 4H, 4CH), 7.47 (d, J = 15.7 Hz, 1H, CH), 7.44-7.42 (m, 3H, 3CH) ppm. 6.3.13.b. Síntesis de 1-(4-bromofenil)-3-fenil-4-nitrobutanona (21) A una disolución de 20 (2.00 g, 6.96 mmol) en EtOH (25 mL), se adicionan, bajo atmósfera de argón, K2CO3 (48.1 mg, 0.35 mmol, 5% mol) y nitrometano (1.89 mL, 34.82 mmol), manteniendo la agitación a reflujo durante 2 h. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se elimina el disolvente a presión reducida. El crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con una disolución acuosa de HCl al 10% y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) dando lugar a 21 130 (2.35 g, 97%) como un aceite amarillo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.77 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.59 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.33-7.27 (m, 5H, 5CH), 4.81 (dd, J = 12.5y 6.9 Hz, 1H, ½CH2), 4.68 (dd, J = 12.5 y 7.6 Hz, 1H, ½CH2), 4.20 (q, J = 7.0 Hz, 1H, CH), 3.43-3.40 (m, 2H, CH2) ppm. 6.3.13.c. Síntesis de 1,9-bis(4-bromofenil)-3,7-difenil-5-azadipirrometeno (22) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.b., se hace reaccionar 21 (2.35 g, 6.75 mmol) y acetato amónico (18.20 g, 236.42 mmol) en EtOH (50 mL) durante 24 h. Se obtiene 22 130 como un sólido azul, que se emplea sin la etapa de purificación indicada en el procedimiento general. 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 203 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.02 (d, J = 7.4 Hz, 4H, 4CH), 7.76 (d, J = 8.3 Hz, 4H, 4CH), 7.65 (d, J = 7.4 Hz, 4H, 4CH), 7.44-7.36 (m, 6H, 6CH), 7.15 (s, 2H, 2CH) ppm. 6.3.13.d. Síntesis de 3,5-bis(4-bromofenil)-4,4-difluoro-1,7-difenil-4-bora-3a,4a,8-triaza- s-indaceno (19) Siguiendo el procedimiento general 6.2.4.c., se hace reaccionar 22 (2.11 g, 3.48 mmol), DIPEA (6.06 mL, 34.82 mmol) y BF3·Et2O (8.60 mL, 69.65 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 80:20) da lugar a 19 130 (580.2 mg, 27%) como un sólido verde cobrizo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.04 (d, J = 7.9 Hz, 4H, 4CH), 7.90 (d, J = 8.6 Hz, 4H, 4CH), 7.61 (d, J = 8.6 Hz, 4H, 4CH), 7.49-7.43 (m, 6H, 6CH), 7.00 (s, 2H, 2CH) ppm. 6.3.13.e. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-(4,4,5,5-tetrametil- [1,3,2]-dioxaborolan-2-il)fenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (23) La síntesis de 23 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 4-(4,4,5,5- tetrametil-[1,3,2]-dioxaborolan-2-il)benzaldehído (1.00 g, 4.30 mmol), 3-etil-2,4-dimetilpirrol (1.22 mL, 9.05 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) a 60 °C durante 3 h. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se adiciona DDQ (1.07 mg, 4.74 mmol) en CH2Cl2 anhidro (25 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (2.99 mL, 21.54 mmol) y BF3·Et2O (5.32 mL, 43.09 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 23 132 (1.05 g, 48%) como un sólido naranja oscuro. 204 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.89 (d, J = 7.6 Hz, 2H, 2CH), 7.29 (d, J = 7.6 Hz, 2H, 2CH), 2.52 (s, 6H, 2CH3), 2.29 (c, J = 7.4 Hz, 4H, 2CH2), 1.39 (s, 12H, 4CH3), 1.26 (s, 6H, 2CH3), 0.97 (t, J = 7.4 Hz, 6H, 2CH3) ppm. 6.3.13.f. Síntesis del cassette 17a Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.b., método A, se hace reaccionar 19 (38 mg, 0.058 mmol), 23 (88 mg, 0.174 mmol), Na2CO3 (25 mg, 0.232 mmol) y Pd(PPh3)4 (6.7 mg, 0.006 mmol) en PhMe/THF/H2O (1:1:1, 15 mL) durante 10 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30 a 40:60) da lugar a 17a (19 mg, 26%) como un sólido verde. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.23 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 8.11 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.85 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 7.82 (d, J = 7.7 Hz, 4H, 4CH), 7.52-7.46 (m, 6H, 6CH), 7.39 (d, J = 7.7 Hz, 4H, 4CH), 7.16 (s, 2H, 2CH), 2.55 (s, 12H, 4CH3), 2.31 (q, J = 7.7 Hz, 8H, 4CH2), 1.35 (s, 12H, 4CH3), 0.99 (t, J = 7.7 Hz, 12H, 4CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  158.7 (C), 153.9 (C), 145.9 (C), 144.3 (C), 142.3 (C), 140.3 (C), 139.6 (C), 138.3 (C), 135.6 (C), 132.9 (C), 132.3 (C), 131.0 (C), 130.7 (C), 130.4 (CH), 129.7 (CH), 129.4 (CH), 129.0 (CH), 128.7 (CH), 127.6 (CH), 127.2 (CH), 119.2 (CH), 17.1 (CH2), 14.7 (CH3), 12.6 (CH3), 11.9 (CH3) ppm. FTIR  2959, 2921, 2852, 1606, 1507, 1320, 1193, 1115, 1071, 1040, 980, 945 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 1253.9022 (calcd. para C78H72B3F6N7: 1253.9034). 6.3.14. Síntesis del cassette 17b La síntesis de 17b (Esquema 17, pág. 56) se ha llevado a cabo a partir del aza-BODIPY 19 sintetizado anteriormente, y del BODIPY 24. La síntesis de 24 se ha realizado en tres pasos, según el procedimiento descrito por Bittman et al., 133 y siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 16B (pág. 55). 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 205 6.3.14.a. Síntesis de 5-(4-bromofenil)dipirrometano (25) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método A, se hace reaccionar 4- bromobenzaldehído (1.51 g, 8.18 mmol) y pirrol (1.70 mL, 24.55 mmol) en H2O/HClcc (98.5:1.5, 100 mL) durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 25 134 (2.28 g, 93%) como un sólido verdoso. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.92 (s ancho, 2H, 2NH), 7.44 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.09 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.71 (td, J = 2.7 y 1.5 Hz, 2H, 2CH), 6.16 (c, J = 2.9 Hz, 2H, 2CH), 5.89 (dddd, J = 3.4, 2.5, 1.5 y 0.8 Hz, 2H, 2CH), 5.44 (s, 1H, CH) ppm. 6.3.14.b. Síntesis de 8-(4-bromofenil)-4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (26) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se hace reaccionar 25 (1.00 g, 3.32 mmol) y DDQ (829.1 mg, 3.65 mmol) en CH2Cl2 anhidro (40 mL) durante 30 min. Sin la etapa de purificación indicada y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (2.99 mL, 21.54 mmol) y BF3·Et2O (5.32 mL, 43.09 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 26 134 (498.9 mg, 43%) como un sólido naranja oscuro. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.96 (s, 2H, 2CH), 7.68 (d, J = 8.5 Hz, 2H, 2CH), 7.45 (d, J = 8.5 Hz, 2H, 2CH), 6.91 (d, J = 4.3 Hz, 2H, 2CH), 6.56 (d, J = 3.6 Hz, 2H, 2CH) ppm. 6.3.14.c. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-(4,4,5,5-tetrametil-[1,3,2]-dioxaborolan-2-il)fenil)- 4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (24) A una disolución de 26 (150 mg, 0.43 mmol), bis(pinacolato)diboro (274.4 mg, 1.08 mmol) y KOAc (106 mg, 1.08 mmol) en DME anhidro (8 mL), se adiciona, bajo atmósfera de argón, Pd(dppf)Cl2 (31.6 mg, 0.04 mmol). La mezcla de reacción se mantiene con agitación a 90 °C durante 12 h. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 70:30) dando lugar a 24 133 (197 mg, 67%) como un sólido naranja. 206 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.99-7.90 (m, 4H, 4CH), 7.56 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 6.91 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.54 (dd, J = 4.1 y 1.1 Hz, 2H, 2CH), 1.38 (s, 12H, 4CH3) ppm. 6.3.14.d. Síntesis del cassette 17b Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.b., método B, se hace reaccionar 19 (71 mg, 0.108 mmol), 24 (128 mg, 0.324 mmol), K2CO3 (60 mg, 0.432 mmol) y Pd(PPh3)4 (12.6 mg, 0.011 mmol) en PhMe/THF/H2O (1:1:1, 5 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2/AcOEt, 77:20:3 a 45:35:20) da lugar a 17b (44 mg, 40%) como un sólido verde. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.26 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 8.2 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.97 (s, 4H, 4CH), 7.83 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 7.82 (d, J = 7.7 Hz, 4H, 4CH), 7.69 (d, J = 7.7 Hz, 4H, 4CH), 7.52-7.46 (m, 6H, 6CH), 7.17 (s, 2H, 2CH), 7.02 (d, J = 4.2 Hz, 4H, 4CH), 6.58 (d, J = 4.2 Hz, 4H, 4CH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  158.7 (C), 146.8 (C), 146.0 (C), 144.5 (C), 144.2 (CH), 142.6 (C), 142.0 (C), 134.9 (C), 132.2 (C), 131.5 (CH), 131.35 (C), 131.28 (CH), 130.4 (CH), 129.8 (CH), 129.5 (CH), 128.8 (CH), 127.4 (CH), 127.2 (CH), 119.3 (CH), 118.7 (CH) ppm. FTIR  2923, 2851, 1556, 1532, 1505, 1474, 1411, 1386, 1259, 1225, 1075, 1037 cm -1 . HRMS- MALDI-TOF m/z 1029.3516 (calcd. para C62H40B3F6N7: 1029.3529). 6.3.15. Síntesis del cassette 17c La síntesis de 17c (Esquema 17, pág. 56) se ha llevado a cabo a partir del aza-BODIPY 19 y del BODIPY 24, anteriormente sintetizados. Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.b., método A, se hace reaccionar 19 (60 mg, 0.091 mmol), 24 (108 mg, 0.273 mmol), Na2CO3 (39 mg, 0.364 mmol) y Pd(PPh3)4 (11.1 mg, 0.009 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 207 mmol) en PhMe/THF/H2O (1:1:1, 6 mL) durante 20 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15 a 60:40) da lugar a 17c (59 mg, 77%) como un sólido verde. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.23 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 8.09 (d, J = 7.0 Hz, 2H, 2CH), 8.07 (d, J = 7.0 Hz, 2H, 2CH), 7.98 (s, 2H, 2CH), 7.95 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.83 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.82 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.70 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.64 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.51-7.45 (m, 6H, 6CH), 7.16 (s, 1H, CH), 7.03 (s ancho, 3H, 3CH), 6.59-6.58 (m, 2H, 2CH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  159.1 (C), 157.9 (C), 146.8 (C), 146.1 (C), 145.7 (C), 144.8 (C), 144.3 (C), 144.2 (CH), 142.6 (C), 142.2 (C), 134.9 (C), 133.5 (C), 132.2 (C), 132.1 (C), 132.0 (CH), 131.6 (CH), 131.3 (CH), 131.2 (C), 131.0 (CH), 130.53 (C), 130.46 (CH), 129.8 (CH), 129.7 (CH), 129.5 (CH), 129.4 (CH), 128.8 (CH), 128.7 (CH), 127.5 (CH), 127.2 (CH), 125.9 (C), 119.4 (CH), 118.8 (CH), 118.7 (CH) ppm. FTIR  2934, 2921, 2853, 1556, 1534, 1509, 1474, 1412, 1387, 1261, 1115, 1077, 1038, 981 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 841.1795 (calcd. para C47H30B2BrF4N5: 841.1807). 6.3.16. Síntesis del cassette 18c La síntesis de 18c (Esquema 19, pág. 58) se ha llevado a cabo a partir del aza-BODIPY 2, anteriormente sintetizado, y del BODIPY 27. La síntesis de 27 se ha realizado en un solo paso, según el procedimiento descrito por Akkaya et al., 135 y que se recoge en el Esquema 18A (pág. 57). 6.3.16.a. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-hidroxifenil)-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (27) La síntesis de 27 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 4- hidroxibenzaldehído (400 mg, 3.27 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.71 mL, 6.87 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (60 mL) a temperatura ambiente durante 12 h. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se adiciona DDQ (817.9 mg, 3.60 mmol) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento 208 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (2.28 mL, 16.35 mmol) y BF3·Et2O (4.04 mL, 32.70 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 80:20) da lugar a 27 135 (543.4 mg, 49%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.13 (d, J = 8.6 Hz, 2H, 2CH), 6.95 (d, J = 8.6 Hz, 2H, 2CH), 5.98 (s, 2H, 2CH), 2.55 (s, 6H, 2CH3), 1.44 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.3.16.b. Síntesis del cassette 18c Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 2 (30 mg, 0.060 mmol), AlCl3 (16 mg, 0.120 mmol) y 27 (102 mg, 0.300 mmol) en CH2Cl2 anhidro (15 mL) durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 95:5 a 50:50) da lugar a 18c (16 mg, 33%) como un sólido verde. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.07 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 8.02 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.48-7.44 (m, 12H, 12CH), 7.01 (s, 2H, 2CH), 6.68 (d, J = 9.1 Hz, 2H, 2CH), 6.16 (d, J = 9.1 Hz, 2H, 2CH), 5.85 (s, 2H, 2CH), 2.47 (s, 6H, 2CH3), 1.14 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  160.2 (C), 156.3 (d, 3 JCF = 7.0 Hz, C), 155.2 (C), 145.9 (C), 144.5 (C), 143.4 (C), 142.6 (C), 132.5 (C), 132.0 (C), 131.9 (C), 131.2 (CH), 130.22 (CH), 130.20 (CH), 130.0 (CH), 129.7 (CH), 129.0 (CH), 128.7 (CH), 128.6 (CH), 126.7 (C), 121.1 (CH), 119.7 (CH), 119.4 (CH), 14.8 (CH3), 14.7 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2855, 1590, 1510, 1445, 1380, 1261, 1120, 1071 cm -1 . HRMS-MALDI- TOF m/z 817.3359 (calcd. para C51H40B2F3N5O: 817.3371). 6.3.17. Síntesis del cassette 18b y 18d La síntesis de 18b y 18d (Esquema 20, pág. 58) se ha llevado a cabo a partir del aza- BODIPY 2, anteriormente sintetizado, y del BODIPY 28. La síntesis de 28 se ha realizado en tres pasos, según el procedimiento descrito por Xiao et al., 136 y que se recoge en el Esquema 18B (pág. 57). 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 209 6.3.17.a. Síntesis de 5-(4-hidroxifenil)dipirrometano (29) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método C, se hace reaccionar 4- hidroxibenzaldehído (1.00 g, 8.19 mmol) en pirrol (8.5 mL, 122.8 mmol) durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 80:20) da lugar a 29 136 (684 mg, 35%) como un sólido beige claro. 1 H RMN (300 MHz, CD3OD)  6.99 (d, J = 8.5 Hz, 2H, 2CH), 6.68 (d, J = 8.5 Hz, 2H, 2CH), 6.62 (dd, J = 2.8 y 1.6 Hz, 2H, 2CH), 5.97 (t, J = 3.0 Hz, 2H, 2CH), 5.69 (ddd, J = 3.3, 1.6 y 0.8 Hz, 2H, 2CH), 5.30 (s, 1H, CH) ppm. 6.3.17.b. Síntesis de 5-(4-hidroxifenil)dipirrometeno (30) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se hace reaccionar 29 (100 mg, 0.42 mmol) y DDQ (104.8 mg, 0.46 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 30 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/CH3OH, 95:5) da lugar a 30 136 (86.3 mg, 87%) como un sólido amarillento. 1 H RMN (300 MHz, CD3OD)  7.77 (t, J = 1.7 Hz, 2H, 2CH), 7.51 (d, J = 8.9 Hz, 2H, 2CH), 7.07 (dd, J = 4.2 y 1.1 Hz, 2H, 2CH), 6.88 (d, J = 8.9 Hz, 2H, 2CH), 6.72 (dd, J = 4.2 y 1.1 Hz, 2H, 2CH) ppm. 6.3.17.c. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-hidroxifenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (28) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se hace reaccionar 30 (679 mg, 2.85 mmol), Et3N (1.98 mL, 14.25 mmol) y BF3·Et2O (3.52 mL, 28.50 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 60:40) da lugar a 28 136 (579 mg, 71%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.92 (s, 2H, 2CH), 7.49 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.00-6.95 (m, 4H, 4CH), 6.55 (dd, J = 4.1 y 1.6 Hz, 2H, 2CH), 5.50 (s ancho, 1H, OH) ppm. 210 6.3. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 2 6.3.17.d. Síntesis de los cassettes 18b y 18d Siguiendo el procedimiento general 6.2.12., se hace reaccionar 2 (50 mg, 0.100 mmol), AlCl3 (27 mg, 0.200 mmol) y 28 (142 mg, 0.500 mmol) en CH2Cl2 anhidro (15 mL) durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10 a 75:25) da lugar a 18b (15 mg, 20%) y 18d (26 mg, 25%) como sólidos verdes. 18b: 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.10 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.99 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.83 (s, 2H, 2CH), 7.50- 7.44 (m, 12H, 12CH), 7.07 (d, J = 9.1 Hz, 2H, 2CH), 7.01 (s, 2H, 2CH), 6.76 (d, J = 3.5 Hz, 2H, 2CH), 6.44-6.44 (m, 2H, 2CH), 6.17 (d, J = 9.1 Hz, 2H, 2CH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  160.0 (C), 158.7 (d, 3 JCF = 7.0 Hz, C), 147.9 (C), 145.6 (C), 144.3 (C), 142.9 (CH), 134.6 (C), 132.1 (C), 132.0 (CH), 131.6 (C), 131.3 (CH), 130.9 (CH), 129.93 (CH), 129.91 (CH), 129.8 (CH), 129.4 (CH), 128.8 (CH), 128.4 (CH), 125.5 (C), 119.4 (CH), 118.8 (CH), 117.9 (CH) ppm. FTIR  2920, 2851, 1600, 1514, 1454, 1412, 1387, 1261, 1119, 1075 cm -1 . HRMS- MALDI-TOF m/z 761.2727 (calcd. para C47H32B2F3N5O: 761.2745). 18d: 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.05-8.03 (m, 4H, 4CH), 8.01 (d, J = 7.0 Hz, 4H, 4CH), 7.85 (s, 2H, 2CH), 7.51-7.44 (m, 12H, 12CH), 7.21 (d, J = 9.1 Hz, 4H, 4CH), 7.02 (s, 2H, 2CH), 6.79 (d, J = 4.2 Hz, 4H, 4CH), 6.51 (d, J = 9.1 Hz, 4H, 4CH), 6.44 (dd, J = 4.2 y 2.1 Hz, 4H, 4CH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  160.3 (C), 158.6 (C), 147.8 (C), 145.7 (C), 144.3 (C), 143.1 (CH), 134.7 (C), 132.1 (CH), 131.9 (C), 131.6 (C), 131.3 (CH), 131.0 (CH), 130.2 (CH), 130.0 (CH), 129.4 (CH), 128.8 (CH), 128.3 (CH), 126.1 (C), 120.0 (CH), 119.4 (CH), 118.0 (CH) ppm. FTIR  2921, 2850, 1599, 1538, 1510, 1475, 1412, 1387, 1261, 1116, 1075, 1036 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 742.2776 [M-C15H10BF2N2O] (calcd. para C62H42B3F4N7O2: 1025.3615). 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 211 6.4. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLICADOS EN EL CAPÍTULO 3 6.4.1. Síntesis de 8-(N-(3-(trietoxisilil)propil)amino)-4,4-difluoro-3,5-dimetil-2,6-diyodo- 4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (31) La síntesis de 31 se ha llevado a cabo según el procedimiento descrito por nuestro grupo de investigación 143 a partir del BODIPY intermedio 36, que ha sido sintetizado previamente según el procedimiento descrito por Biellmann et al., 33 y que se recoge en el Esquema 21 (pág. 75). 6.4.1.a. Síntesis de 2-metilpirrol (37) A una disolución de 2-formilpirrol (2.40 g, 25.24 mmol) y KOH (4.17 g, 75.72 mmol) en etilenglicol (30 mL), se adiciona hidrazina monohidrato (4.3 mL, 88.34 mmol) y se conecta a un aparato de destilación. La mezcla de reacción se calienta, recolectando la fracción volátil (95-110°C). El destilado se diluye en Et2O y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida, dando lugar a 37 147 (2.00 g, 98%) como un aceite incoloro. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.89 (s ancho, 1H, NH), 6.66 (q, J = 2.5 Hz, 1H, CH), 6.13 (q, J = 2.8 Hz, 1H, CH), 5.93-5.89 (m, 1H, CH), 2.29 (s, 3H, CH3) ppm. 6.4.1.b. Síntesis de 1,9-dimetildipirrometanotiona (38) A una disolución de tiofosgeno (0.61 mL, 7.96 mmol) en PhMe anhidro (20 mL) a 0 C, se adiciona, bajo atmósfera de argón y gota a gota, una disolución de 37 (1.40 mL, 16.71 mmol) en Et2O anhidro (20 mL), manteniendo la agitación durante 10 min. A continuación, se adiciona H2O/CH3OH (9:1, 12 mL) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente durante 30 min. Finalizado el tiempo, se elimina el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre alúmina neutra (hexano/AcOEt, 90:10) dando lugar a 38 33 (874 mg, 54%) como un sólido naranja rojizo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  9.67 (s ancho, 2H, 2NH), 6.93 (t, J = 3.3 Hz, 2H, 2CH), 6.13 (t, J = 3.3 Hz, 2H, 2CH), 2.34 (s, 6H, 2CH3) ppm. 212 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 6.4.1.c. Síntesis del yoduro de 1,9-dimetil-5-metiltiodipirrinio (39) A una disolución de 38 (874 mg, 4.28 mmol) en CH2Cl2 anhidro (20 mL), se adiciona, bajo atmósfera de argón y gota a gota, CH3I (1.33 mL, 21.39 mmol) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente durante 24 h. Finalizado el tiempo, se elimina el disolvente a presión reducida. Se obtiene 39 33 (1.42 g, 96%) como un sólido marrón, que se emplea en la siguiente etapa sin purificación. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  11.6 (s ancho, 1H, NH), 7.02 (d, J = 8.0 Hz, 2H, 2CH), 6.35 (d, J = 8.0 Hz, 2H, 2CH), 2.76 (s, 3H, CH3S), 2.60 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.1.d. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-metiltio-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (36) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se hace reaccionar 39 (1.42 g, 4.11 mmol), Et3N (2.85 mL, 20.55 mmol) y BF3·Et2O (5.07 mL, 41.07 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 36 33 (284 mg, 26%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.28 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.26 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 2.70 (s, 3H, CH3S), 2.60 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.1.e. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-metiltio-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (40) Siguiendo el procedimiento general 6.2.7., método C, se hace reaccionar 36 (32 mg, 0.12 mmol), NCS (48.2 mg, 0.36 mmol) y yoduro sódico (54.1 mg, 0.36 mmol) en AcOH (4 mL) durante 30 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 40 34c,143 (58.6 mg, 94%) como un sólido verdoso. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.50 (s, 2H, 2CH), 2.76 (s, 3H, CH3), 2.61 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 213 6.4.1.f. Síntesis del BODIPY 31 A una disolución de 40 (58.6 mg, 0.11 mmol) en CH3CN/CH2Cl2 (1:1, 10 mL), se adiciona, bajo atmósfera de argón, 3-(trietoxisilil)propilamina (0.04 mL, 0.17 mmol) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente durante 1 h. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en CH2Cl2 y se lava con una disolución acuosa de HCl al 10% y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) dando lugar a 31 143 (41.4 mg, 53%) como un sólido amarillo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  7.13 (s ancho, 2H, 2CH), 6.93 (t, J = 4.2 Hz, 1H, NH), 3.88 (c, J = 7.0 Hz, 6H, 3CH2O), 3.62 (c, J = 7.0 Hz, 2H, CH2N), 2.56 (s, 6H, 2CH3), 1.97 (q, J = 7.0 Hz, 2H, CH2), 1.26 (t, J = 7.0 Hz, 9H, 3CH3), 0.79 (t, J = 7.0 Hz, 2H, CH2Si) ppm. 6.4.2. Síntesis de 8-(3-carboxipropil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6-diyodo-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (32) La síntesis de 32 se ha llevado a cabo en tres pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 22 (pág. 76). 6.4.2.a. Síntesis de 8-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (41) Siguiendo el procedimiento general 6.2.2., se hace reaccionar 5-cloro-5-oxopentanoato de etilo (0.44 mL, 2.80 mmol) y 2,4-dimetilpirrol (0.60 mL, 5.88 mmol) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) durante 2 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona POCl3 (0.29 mL, 3.08 mmol) y se mantiene la agitación durante 3 h. Finalmente, se adicionan Et3N (1.95 mL, 14.00 mmol) y BF3·Et2O (3.46 mL, 28.00 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 41 148 (275.9 mg, 27%) como un sólido rojo. 214 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.05 (s, 2H, 2CH), 4.14 (c, J = 7.1 Hz, 2H, CH2O), 3.05-2.92 (m, 2H, CH2), 2.51 (s, 6H, 2CH3), 2.50-2.42 (m, 2H, CH2), 2.42 (s, 6H, 2CH3), 2.00-1.88 (m, 2H, CH2), 1.27 (t, J = 7.1 Hz, 3H, CH3) ppm. 6.4.2.b. Síntesis de 8-(3-carboxipropil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (42) A una disolución de 41 (100 mg, 0.28 mmol) en EtOH/H2O (8:2, 10 mL), se adiciona K2CO3 (305.2 mg, 2.24 mmol) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a reflujo durante 12 h. Finalizada la reacción, se elimina el disolvente a presión reducida, el crudo de reacción se redisuelve en AcOEt y se lava con una disolución acuosa de HCl al 10% y agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice (CHCl3/CH3OH, 90:10) dando lugar a 42 148 (90.4 mg, 98%) como un sólido rojo anaranjado. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.05 (s, 2H, 2CH), 3.06-2.97 (m, 2H, CH2), 2.57-2.52 (m, 2H, CH2), 2.51 (s, 6H, 2CH3), 2.41 (s, 6H, 2CH3), 1.96 (q, J = 7.3 Hz, 2H, CH2) ppm. 6.4.2.c. Síntesis del BODIPY 32 Siguiendo el procedimiento general 6.2.7., método A, se hace reaccionar 42 (40.5 mg, 0.12 mmol), yodo (76.9 mg, 0.30 mmol) y ácido yódico (42.6 mg, 0.24 mmol) en EtOH (10 mL) y H2O (0.5 mL) durante 1.5 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/AcOEt, 90:10) da lugar a 32 149 (70.3 mg, 99%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  3.12-3.04 (m, 2H, CH2), 2.61 (s, 6H, 2CH3), 2.56-2.50 (m, 2H, CH2), 2.49 (s, 6H, 2CH3), 1.98- 1.90 (m, 2H, CH2) ppm. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 215 6.4.3. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-oxo-4-((3-(trietoxisilil)propil)amino) butil)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (33) Siguiendo el procedimiento general 6.2.13., se hace reaccionar 32 (70.3 mg, 0.12 mmol), 3- (trietoxisilil)propilamina (0.06 mL, 0.25 mmol), Et3N (0.03 mL, 0.24 mmol), EDC (46 mg, 0.24 mmol) y HOBt (32.4 mg, 0.24 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/AcOEt, 90:10) da lugar a 33 (39 mg, 41%) como un sólido rojo anaranjado. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  5.84 (t, J = 5.4 Hz, 1H, NH), 3.82 (c, J = 7.0 Hz, 6H, 3CH2O), 3.26 (c, J = 6.6 Hz, 2H, CH2N), 3.11-3.04 (m, 2H, CH2), 2.61 (s, 6H, 2CH3), 2.49 (s, 6H, 2CH3), 2.32 (t, J = 6.9 Hz, 2H, CH2), 1.99-1.90 (m, 2H, CH2), 1.64 (q, J = 7.2 Hz, 2H, CH2), 1.22 (t, J = 7.0 Hz, 9H, 3CH3), 0.67-0.61 (m, 2H, CH2Si) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  171.1 (CON), 155.5 (C), 145.2 (C), 142.5 (C), 131.5 (C), 86.6 (C-I), 58.5 (CH2O), 41.9 (CH2N), 36.1 (CH2), 28.4 (CH2), 27.3 (CH2), 22.9 (CH2), 19.0 (CH3), 18.3 (CH3), 16.2 (CH3), 7.9 (CH2Si) ppm. FTIR  3302, 2971, 2924, 1712, 1620, 1542, 1462, 1392, 1346, 1190, 1084, 1003, 958 cm -1 . HRMS-EI m/z 789.0931 (calcd. para C26H40BF2I2N3O4Si: 789.0939). 6.4.4. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,7-dimetil-3,5-bis(3,4-dimetoxiestiril)- 2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (34) La síntesis de 34 se ha llevado a cabo en tres pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 23 (pág. 77). 6.4.4.a. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (43) La síntesis de 43 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar ácido 4- formilbenzoico (400 mg, 2.66 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.58 mL, 5.59 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (60 mL) a 60 °C durante 12 h. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se adiciona DDQ (665.3 mg, 2.93 mmol) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) y se mantiene la 216 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (1.85 mL, 13.30 mmol) y BF3·Et2O (3.29 mL, 26.60 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/AcOEt/AcOH, 85:15:0.1) da lugar a 43 150 (176.5 mg, 18%) como un sólido rojo oscuro. 1 H RMN (300 MHz, CD3OD)  8.21 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 7.49 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 6.09 (s, 2H, 2CH), 2.50 (s, 6H, 2CH3), 1.41 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.4.b. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6-diyodo-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (44) Siguiendo el procedimiento general 6.2.7., método A, se hace reaccionar 43 (30 mg, 0.08 mmol), yodo (51.7 mg, 0.20 mmol) y ácido yódico (28.7 mg, 0.16 mmol) en EtOH (10 mL) y H2O (0.5 mL) durante 1.5 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/AcOEt, 95:5) da lugar a 44 151 (50 mg, 99%) como un sólido rojo oscuro. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.24 (d, J = 8.2 Hz, 2H, 2CH), 7.51 (d, J = 8.2 Hz, 2H, 2CH), 2.60 (s, 6H, 2CH3), 1.43 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.4.c. Síntesis del BODIPY 34 Siguiendo el procedimiento general 6.2.10., se hace reaccionar 44 (25 mg, 0.04 mmol), 3,4- dimetoxibenzaldehído (20.1 mg, 0.12 mmol), piperidina (0.02 mL, 0.20 mmol) y AcOH (0.01 mL, 0.20 mmol) en DMF anhidra (2 mL) a 80 °C durante 20 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (AcOEt/CH3OH, 95:5) da lugar a 34 (15.9 mg, 43%) como un sólido verde. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 217 1 H RMN (700 MHz, CDCl3/CD3OD 4:1)  8.09 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 7.98 (d, J = 16.6 Hz, 2H, 2CH), 7.42 (d, J = 16.6 Hz, 2H, 2CH), 7.30 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 7.09 (dd, J = 8.3 y 1.8 Hz, 2H, 2CH), 7.04 (d, J = 1.8 Hz, 2H, 2CH), 6.78 (d, J = 8.3 Hz, 2H, 2CH), 3.82 (s, 6H, 2CH3O), 3.79 (s, 6H, 2CH3O), 1.31 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3/CD3OD 4:1)  172.0 (COOH), 154.7 (C), 154.4 (C), 153.1 (C), 149.5 (C), 143.7 (C), 143.5 (CH), 141.1 (C), 136.4 (C), 135.9 (C), 134.8 (CH), 133.8 (C), 132.6 (CH), 125.8 (CH), 120.7 (CH), 115.2 (CH), 113.7 (CH), 87.1 (C-I), 59.8 (CH3O), 59.7 (CH3O), 21.5 (CH3) ppm. FTIR  3335, 2923, 2852, 1693, 1591, 1514, 1461, 1436, 1406, 1351, 1313, 1265, 1176, 1101, 1012, 955 cm -1 . HRMS- MALDI-TOF m/z 916.0481 (calcd. para C38H33BF2I2N2O6: 916.0489). 6.4.5. Síntesis de 8-(4-(N-(3-(trietoxisilil)propil)acetamido)fenil)-4,4-difluoro-1,7-dimetil- 3,5-bis(3,4-dimetoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (35) Siguiendo el procedimiento general 6.2.13., se hace reaccionar 34 (36.6 mg, 0.04 mmol), 3- (trietoxisilil)propilamina (0.02 mL, 0.085 mmol), Et3N (0.01 mL, 0.08 mmol), EDC (15.3 mg, 0.08 mmol) y HOBt (10.8 mg, 0.08 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/AcOEt, 90:10) da lugar a 35 (14.3 mg, 32%) como un sólido verde rojizo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.12 (d, J = 16.6 Hz, 2H, 2CH), 7.99 (d, J = 8.0 Hz, 2H, 2CH), 7.57 (d, J = 16.6 Hz, 2H, 2CH), 7.41 (d, J = 8.0 Hz, 2H, 2CH), 7.23 (dd, J = 8.3 y 2.0 Hz, 2H, 2CH), 7.16 (d, J = 2.0 Hz, 2H, 2CH), 6.90 (d, J = 8.3 Hz, 2H, 2CH), 6.79 (t, J = 5.5 Hz, 1H, NH), 3.96 (s, 6H, 2CH3O), 3.93 (s, 6H, 2CH3O), 3.86 (c, J = 7.0 Hz, 6H, 3CH2O), 3.54 (c, J = 6.5 Hz, 2H, CH2N), 1.82 (q, J = 7.0 Hz, 2H, CH2), 1.43 (s, 6H, 2CH3), 1.24 (t, J = 7.0 Hz, 9H, 3CH3), 0.77 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2Si) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  166.4 (CON), 150.7 (C), 150.5 (C), 149.2 (C), 145.4 (C), 139.6 (CH), 138.4 (C), 137.0 (C), 135.9 (C), 132.6 (C), 129.8 (C), 128.8 (CH), 128.1 (CH), 121.9 (CH), 116.9 (CH), 111.1 (CH), 109.7 (CH), 83,2 (C-I), 58.6 (CH2O), 56.1 (CH3O), 56.0 (CH3O), 42.4 (CH2N), 22.8 (CH2), 18.4 (CH3), 17.8 (CH3), 8.0 (CH2Si) ppm. FTIR  3487, 2921, 2852, 1743, 1514, 1463, 1176, 1099, 1014 218 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 1119.1824 (calcd. para C47H54BF2I2N3O8Si: 1119.1831). 6.4.6. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-bis(4-metoxiestiril)-8-(4-nitrofenil)-2,6-diyodo-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (45) La síntesis de 45 se ha llevado a cabo en tres pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 26 (pág. 83). 6.4.6.a. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (48) Siguiendo el procedimiento general 6.2.2., se hace reaccionar cloruro de 4-nitrobenzoílo (1.36 g, 7.37 mmol) y 2-metilpirrol (37) (1.30 mL, 15.47 mmol), sintetizado previamente (pág. 207), en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 2 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona POCl3 (0.76 mL, 8.10 mmol) y se mantiene la agitación durante 3 h. Finalmente, se adicionan Et3N (5.12 mL, 36.84 mmol) y BF3·Et2O (9.09 mL, 73.66 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 80:20) da lugar a 48 162 (460 mg, 18%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.35 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.68 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.61 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.31 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 2.67 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.6.b. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-(4-nitrofenil)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (49) Siguiendo el procedimiento general 6.2.7., método A, se hace reaccionar 48 (50 mg, 0.14 mmol), yodo (93 mg, 0.36 mmol) y ácido yódico (51.5 mg, 0.29 mmol) en EtOH (10 mL) y H2O (0.5 mL) durante 1.5 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30) da lugar a 49 160 (74 mg, 89%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 219 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.35 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.68 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.61 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.31 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 2.67 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.6.c. Síntesis del BODIPY 45 Siguiendo el procedimiento general 6.2.10., se hace reaccionar 49 (50 mg, 0.08 mmol), 4- metoxibenzaldehído (0.03 mL, 0.25 mmol), piperidina (0.04 mL, 0.42 mmol) y AcOH (0.02 mL, 0.42 mmol) en PhMe anhidro (2 mL) a 80 °C durante 20 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 45 160 (58 mg, 84%) como un sólido verde. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.40 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 8.21 (d, J = 16.5 Hz, 2H, 2CH), 7.68 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.65 (d, J = 8.7 Hz, 4H, 4CH); 7.60 (d, J = 16.5 Hz, 2H, 2CH), 6.98 (d, J = 8.7 Hz, 4H, 4CH), 6.95 (s, 2H, 2CH), 3.88 (s, 6H, 2CH3O) ppm. 6.4.7. Síntesis de 8-(4-aminofenil)-4,4-difluoro-3,5-bis(4-metoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (46) A una disolución de 45 (38 mg, 0.046 mmol) en AcOH (2.5 mL), se adiciona, bajo atmósfera de argón y en pequeñas porciones, zinc en polvo (224.7 mg, 3.44 mmol) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a temperatura ambiente durante 1.5 h. Finalizada la reacción, se hidroliza con una disolución acuosa saturada de NaHCO3 durante 20 min, se diluye con AcOEt y se lava con agua. La fase orgánica se seca sobre Na2SO4, el desecante se elimina por filtración y el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2/Et3N, 60:40:0.1) dando lugar a 46 (4.7 mg, 13%) como un sólido azul. 220 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.11 (d, J = 16.8 Hz, 2H, 2CH), 7.62 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 7.59 (d, J = 16.8 Hz, 2H, 2CH), 7.32 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.14 (s, 2H, 2CH), 6.96 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 6.78 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 4.07 (s ancho, 2H, NH2), 3.87 (s, 6H, 2CH3O) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  160.8 (C), 150.9 (C), 149.1 (C), 139.0 (C), 138.5 (CH), 138.3 (CH), 136.3 (C), 132.4 (CH), 129.6 (C), 129.3 (CH), 123.6 (C), 116.7 (CH), 114.5 (CH), 114.3 (CH), 73.1 (C-I), 59.8 (CH3O), 55.4 (CH3O) ppm. FTIR  3387, 2923, 2851, 1599, 1528, 1512, 1288, 1257, 1173, 1114 cm -1 . HRMS-MALDI- TOF m/z 799.0165 (calcd. para C33H26BF2I2N3O2: 799.0175). 6.4.8. Síntesis de 4,4-difluoro-1,7-dimetil-3,5-bis(4-metoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (47) La síntesis de 47 se ha llevado a cabo en dos pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 27 (pág. 84). 6.4.8.a. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (50) Siguiendo el procedimiento general 6.2.7., método B, se hace reaccionar el BODIPY comercial PM505/515 (200 mg, 0.81 mmol) y NIS (399 mg, 1.77 mmol) en CH2Cl2 (80 mL) durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 75:25) da lugar a 50 80a,164 (375.7 mg, 93%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.11 (s, 1H, CH), 2.59 (s, 6H, 2CH3), 2.23 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.8.b. Síntesis del BODIPY 47 Siguiendo el procedimiento general 6.2.10., se hace reaccionar 50 (170 mg, 0.34 mmol), 4- metoxibenzaldehído (0.12 mL, 1.02 mmol), piperidina (0.17 mL, 1.70 mmol) y AcOH (0.10 mL, 1.70 mmol) en PhMe anhidro (3 mL) a 80 °C durante 30 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30) da lugar a 47 (47.6 mg, 19%) como un sólido verde metalizado. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 221 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.19 (d, J = 16.6 Hz, 2H, 2CH), 7.62 (d, J = 8.5 Hz, 4H, 4CH), 7.52 (d, J = 16.6 Hz, 2H, 2CH), 7.06 (s, 1H, CH), 6.95 (d, J = 8.5 Hz, 4H, 4CH), 3.87 (s, 6H, 2CH3O), 2.28 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  160.8 (C), 151.0 (C), 144.6 (C), 139.1 (CH), 134.6 (C), 129.6 (C), 129.4 (CH), 117.0 (CH), 116.6 (CH), 114.3 (CH), 79.1 (C- I), 55.4 (CH3O), 14.3 (CH3) ppm. FTIR  2956, 2922, 2853, 1580, 1510, 1465, 1248, 1210, 1148, 1086, 1010 cm -1 . HRMS- MALDI-TOF m/z 736.0061 (calcd. para C29H25BF2I2N2O2: 736.0067). 6.4.9. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51a) La síntesis de 51a se ha llevado a cabo en tres pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 29 (pág. 101). 6.4.9.a. Síntesis de 5-mesitil-1,3,7,9-tetrametildipirrometano (52) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar mesitaldehído (0.99 mL, 6.75 mmol), 2,4-dimetilpirrol (1.46 mL, 14.17 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) a temperatura ambiente durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 52 (1.38 g, 64%) como un sólido marrón anaranjado. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.25 (s ancho, 2H, 2NH), 6.84 (s, 2H, 2CH), 5.74 (s, 1H, CH), 5.69 (d, J = 2.7 Hz, 2H, 2CH), 2.27 (s, 3H, CH3), 2.14 (s, 6H, 2CH3), 2.03 (s, 6H, 2CH3), 1.75 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  136.8 (C), 135.7 (C), 134.4 (C), 130.3 (CH), 124.7 (C), 124.6 (C), 114.5 (C), 108.5 (CH), 36.3 (CH), 20.8 (CH3), 20.5 (CH3), 13.1 (CH3), 11.0 (CH3) ppm. FTIR  3450, 2917, 2861, 2738, 1690, 1597, 1479, 1396, 1222, 789 cm -1 . HRMS-EI m/z 320.2246 (calcd. para C22H28N2: 320.2252). 222 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 6.4.9.b. Síntesis de 5-mesitil-1,3,7,9-tetrametildipirrometeno (53) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se hace reaccionar 52 (1.38 g, 4.31 mmol) y DDQ (1.08 g, 4.74 mmol) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) durante 30 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 80:20) da lugar a 53 (1.31 g, 96%) como un sólido marrón anaranjado. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.90 (s, 2H, 2CH), 5.85 (s, 2H, 2CH), 2.35 (s, 6H, 2CH3), 2.32 (s, 3H, CH3), 2.10 (s, 6H, 2CH3), 1.30 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  151.1 (C), 139.7 (C), 137.7 (C), 137.5 (C), 135.7 (C), 135.5 (C), 134.0 (C), 128.6 (CH), 119.0 (CH), 21.2 (CH3), 19.6 (CH3), 16.1 (CH3), 13.6 (CH3) ppm. FTIR  2919, 2856, 1576, 1534, 1464, 1431, 1372, 1281, 941, 811 cm -1 . HRMS-EI m/z 318.2087 (calcd. para C22H26N2: 318.2096). 6.4.9.c. Síntesis del BODIPY 51a Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se hace reaccionar 53 (1.31 g, 4.13 mmol), Et3N (2.87 mL, 20.67 mmol) y BF3·Et2O (5.10 mL, 41.34 mmol) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30) da lugar a 51a 179 (378.5 mg, 25%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.94 (s, 2H, 2CH), 5.95 (s, 2H, 2CH), 2.64 (s, 6H, 2CH3), 2.36 (s, 3H, CH3), 2.06 (s, 6H, 2CH3), 1.39 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.10. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (51b) Siguiendo el procedimiento general 6.2.2., se hace reaccionar cloruro de 4-metoxibenzoílo (1.30 g, 7.62 mmol) y 2,4-dimetilpirrol (1.65 mL, 16.00 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 2 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona POCl3 (0.78 mL, 8.38 mmol) y se mantiene la agitación durante 3 h. Finalmente, se adicionan Et3N (5.29 mL, 38.10 mmol) y BF3·Et2O (9.40 mL, 76.20 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 85:15) da lugar a 51b 181 (1.12 g, 41%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 223 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.17 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.01 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 5.97 (s, 2H, 2CH), 3.87 (s, 3H, CH3O), 2.55 (s, 6H, 2CH3), 1.43 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.11. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (51c) Siguiendo el procedimiento general 6.2.2., se hace reaccionar cloruro de 4- (clorometil)benzoílo (500 mg, 2.64 mmol) y 2,4-dimetilpirrol (0.57 mL, 5.55 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 2 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona POCl3 (0.27 mL, 2.91 mmol) y se mantiene la agitación durante 3 h. Finalmente, se adicionan Et3N (1.84 mL, 13.22 mmol) y BF3·Et2O (3.26 mL, 26.45 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 51c 182 (522.4 mg, 53%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.51 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 7.26 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 5.98 (s, 2H, 2CH), 4.65 (s, 2H, CH2Cl), 2.55 (s, 6H, 2CH3), 1.37 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.12. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (51d) Siguiendo el procedimiento general 6.2.2., se hace reaccionar cloruro de 4-nitrobenzoílo (1.50 mg, 8.08 mmol) y 2,4-dimetilpirrol (1.75 mL, 16.97 mmol) en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 2 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona POCl3 (0.83 mL, 8.89 mmol) y se mantiene la agitación durante 3 h. Finalmente, se adicionan Et3N (5.62 mL, 40.40 mmol) y BF3·Et2O (9.98 mL, 80.80 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30) da lugar a 51d 183 (810.9 mg, 27%) como un sólido rojo. 224 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.39 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.54 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.01 (s, 2H, 2CH), 2.57 (s, 6H, 2CH3), 1.36 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.13. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (51e) La síntesis de 51e se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 4- (trifluorometil)benzaldehído (0.15 mL, 1.13 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.24 mL, 2.37 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) a temperatura ambiente durante 12 h. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (282.2 mg, 1.24 mmol) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.78 mL, 5.65 mmol) y BF3·Et2O (1.39 mL, 11.3 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 99:1) da lugar a 51e 184 (128.5 mg, 29%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.78 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 7.46 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 6.00 (s, 2H, 2CH), 2.56 (s, 6H, 2CH3), 1.35 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.14. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-3,5-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51f) La síntesis de 51f se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar mesitaldehído (0.92 mL, 6.27 mmol), 2-metilpirrol (37) (1.11 mL, 13.17 mmol), sintetizado previamente (pág. 207), y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) a temperatura ambiente durante 12 h. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (1.57 g, 6.90 mmol) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 225 procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (4.36 mL, 31.35 mmol) y BF3·Et2O (7.74 mL, 62.70 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 99:1) da lugar a 51f 185 (912.7 mg, 43%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.92 (s, 2H, 2CH), 6.46 (d, J = 4.1 Hz, 2H, 2CH), 6.19 (d, J = 4.1 Hz, 2H, 2CH), 2.64 (s, 6H, 2CH3), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.10 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.15. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-8-mesitil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (54a) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 51a (34 mg, 0.09 mmol) y PCC (116 mg, 0.54 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 95:5) da lugar a 54a (28 mg, 80%) como un sólido naranja. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.27 (t, J = 2.1 Hz, 1H, CHO), 6.99 (s, 2H, 2CH), 6.78 (s, 1H, CH), 6.22 (s, 1H, CH), 2.67 (s, 3H, CH3), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.09 (s, 6H, 2CH3), 1.48 (s, 3H, CH3), 1.42 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.6 (CHO), 165.6 (C), 149.0 (C), 144.3 (C), 143.8 (C), 139.5 (C), 137.0 (C), 135.2 (C), 134.6 (C), 132.0 (C), 130.1 (C), 129.4 (CH), 124.9 (CH), 119.6 (CH), 21.2 (CH3), 19.6 (CH3), 15.6 (CH3), 14.1 (CH3), 13.2 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2855, 1669, 1549, 1381, 1203, 1140, 1081, 1035, 984 cm -1 . HRMS-EI m/z 380.1866 (calcd. para C22H23BF2N2O: 380.1872). 6.4.16. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-8-(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (54b) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 51b (30 mg, 0.08 mmol) y PCC (142 mg, 0.66 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 90:10 a 70:30) da lugar a 54b 180 (20.3 mg, 65%) como un sólido rojo. 226 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.27 (s, 1H, CHO), 7.20 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.06 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.79 (s, 1H, CH), 6.22 (s, 1H, CH), 4.89 (s, 3H, CH3O), 2.67 (s, 3H, CH3), 1.53 (s, 3H, CH3), 1.46 (s, 3H, CH3) ppm. 6.4.17. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (54c) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 51c (30 mg, 0.08 mmol) y PCC (104 mg, 0.48 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 20 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 90:10 a 70:30) da lugar a 54c (22 mg, 70%) como un sólido naranja-rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.27 (s, 1H, CHO), 7.58 (d, J = 7.7 Hz, 2H, 2CH), 7.32 (d, J = 7.7 Hz, 2H, 2CH), 6.78 (s, 1H, CH), 6.24 (s, 1H, CH), 4.67 (s, 2H, CH2Cl), 2.68 (s, 3H, CH3), 1.48 (s, 3H, CH3), 1.41 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.5 (CHO), 166.3 (C), 149.6 (C), 143.8 (C), 143.1 (C), 139.4 (C), 137.8 (C), 135.6 (C), 133.9 (C), 132.7 (C), 129.6 (CH), 128.0 (CH), 125.4 (CH), 120.0 (CH), 45.4 (CH2Cl), 15.6 (CH3), 15.2 (CH3), 14.3 (CH3) ppm. FTIR  2923, 2854, 1669, 1566, 1396, 1203, 1145, 1083, 1043, 988, 831 cm -1 . HRMS-EI m/z 386.1167 (calcd. para C20H18BClF2N2O: 386.1169). 6.4.18. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (54d) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 51d (30 mg, 0.08 mmol) y PCC (103 mg, 0.48 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 22 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 90:10 a 50:50) da lugar a 54d (22.3 mg, 72%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 227 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.28 (s, 1H, CHO), 8.45 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.59 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.80 (s, 1H, CH), 6.28 (s, 1H, CH), 2.70 (s, 3H, CH3), 1.47 (s, 3H, CH3), 1.40 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.4 (CHO), 167.4 (C), 148.8 (C), 148.7 (C), 144.3 (C), 140.62 (C), 140.58 (C), 137.5 (C), 135.1 (C), 131.8 (C), 129.3 (CH), 126.0 (CH), 124.8 (CH), 120.3 (CH), 15.8 (CH3), 15.4 (CH3), 14.6 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2854, 2756, 1671, 1566, 1524, 1402, 1344, 1271, 1205, 1149, 1083 cm -1 . HRMS-EI m/z 383.1251 (calcd. para C19H16BF2N3O3: 383.1253). 6.4.19. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (54e) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 51e (40 mg, 0.10 mmol) y PCC (129 mg, 0.60 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 10 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 95:5 a 85:15) da lugar a 54e (27.8 mg, 67%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.27 (s, 1H, CHO), 7.84 (d, J = 7.7 Hz, 2H, 2CH), 7.50 (d, J = 7.7 Hz, 2H, 2CH), 6.79 (s, 1H, CH), 6.26 (s, 1H, CH), 2.68 (s, 3H, CH3), 1.45 (s, 3H, CH3), 1.38 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.5 (CHO), 166.9 (C), 149.2 (C), 144.1 (C), 141.7 (C), 137.7 (C), 137.6 (C), 135.4 (C), 132.2 (C), 132.1 (c, 2 JCF = 33.4 Hz, C), 128.5 (CH), 126.6 (c, 3 JCF = 3.5 Hz, CH), 125.7 (CH), 123.6 (c, 1 JCF = 271.0 Hz, CF3), 120.1 (CH), 15.7 (CH3), 15.2 (CH3), 14.3 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2853, 2756, 1672, 1567, 1546, 1403, 1177, 1136, 984 cm -1 . HRMS-EI m/z 406.1272 (calcd. para C20H16BF5N2O: 406.1276). 6.4.20. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-8-mesitil-5-metil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54f) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 51f (30 mg, 0.09 mmol) y PCC (116 mg, 0.54 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 20 h. Cromatografía en columna 228 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 90:10 a 80:10) da lugar a 54f (17.4 mg, 56%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.30 (s, 1H, CHO), 7.01 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.96 (s, 2H, 2CH), 6.82 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.49 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.40 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 2.78 (s, 3H, CH3), 2.36 (s, 3H, CH3), 2.09 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  181.2 (CHO), 168.2 (C), 145.9 (C), 145.0 (C), 139.2 (C), 138.6 (C), 136.4 (C), 136.3 (C), 134.4 (CH), 129.1 (C), 128.4 (CH), 125.0 (CH), 124.3 (CH), 118.1 (CH), 21.2 (CH3), 20.1 (CH3), 16.0 (CH3) ppm. FTIR  2923, 2855, 1667, 1560, 1380, 1205, 1130, 1082, 1035, 984 cm -1 . HRMS-EI m/z 352.1559 (calcd. para C20H19BF2N2O: 352.1559). 6.4.21. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5,8-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (55) Siguiendo el procedimiento general 6.2.2., se hace reaccionar cloruro de acetilo (0.45 mL, 6.34 mmol) y 2-metilpirrol (37) (1.12 mL, 13.32 mmol), sintetizado previamente (pág. 207), en CH2Cl2 anhidro (30 mL) durante 2 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona POCl3 (0.65 mL, 6.98 mmol) y se mantiene la agitación durante 3 h. Finalmente, se adicionan Et3N (4.41 mL, 31.72 mmol) y BF3·Et2O (7.83 mL, 63.44 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30) da lugar a 55 43 (638.1 mg, 43%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.10 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.26 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 2.60 (s, 6H, 2CH3), 2.48 (s, 3H, CH3) ppm. 6.4.22. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7,8-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (56a) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar el BODIPY comercial PM567 (30 mg, 0.09 mmol) y PCC (116 mg, 0.54 mmol) en THF (8 mL) durante 18 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 95:5 a 85:15) da lugar a 56a 173a,177,186 (18 mg, 60%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 229 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.34 (t, J = 2.1 Hz, 1H, CHO), 2.81 (c, J = 7.5 Hz, 2H, CH2), 2.68 (s, 3H, CH3), 2.60 (s, 3H, CH3), 2.44 (c, J = 7.5 Hz, 2H, CH2), 2.38 (s, 3H, CH3), 2.31 (s, 3H, CH3), 1.09 (t, J = 7.5 Hz, 3H, CH3), 1.07 (t, J = 7.5 Hz, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  186.0 (CHO), 164.0 (C), 142.1 (C), 141.9 (C), 138.8 (C), 137.4 (C), 136.9 (C), 136.5 (C), 133.3 (C), 132.0 (C), 17.8 (CH3), 17.6 (CH2), 17.2 (CH2), 15.0 (CH3), 14.6 (CH3), 14.3 (CH3), 13.5 (CH3), 13.1 (CH3) ppm. 6.4.23. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7,8-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56b) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar el BODIPY comercial PM546 (30 mg, 0.11 mmol) y PCC (142 mg, 0.66 mmol) en THF (8 mL) durante 20 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 95:5 a 0:100) da lugar a 56b (17.3 mg, 57%) como un sólido amarillo anaranjado. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.23 (t, J = 2.1 Hz, 1H, CHO), 6.88 (s, 1H, CH), 6.31 (s, 1H, CH), 2.70 (s, 3H, CH3), 2.63 (s, 3H, CH3), 2.50 (s, 3H, CH3), 2.46 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.6 (CHO), 164.0 (C), 147.8 (C), 143.9 (C), 142.7 (C), 136.2 (C), 135.4 (C), 133.6 (C), 125.4 (CH), 120.1 (CH), 18.0 (CH3), 17.2 (CH3), 17.2 (CH3), 17.1 (CH3), 15.4 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2854, 1720, 1567, 1463, 1255, 1199, 1154, 1073 cm -1 . HRMS-EI m/z 276.1244 (calcd. para C14H15BF2N2O: 276.1246). 6.4.24. Síntesis de 8-acetoximetil-2,6-dietil-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (56c) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar el BODIPY comercial PM605 (40 mg, 0.11 mmol) y PCC (138 mg, 0.66 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 10 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 95:5 a 60:40) da lugar a 56c (16 mg, 35%) como un sólido rojo. 230 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.34 (s, 1H, CHO), 5.38 (s, 2H, CH2O), 2.81 (c, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.65 (s, 3H, CH3), 2.46 (c, J = 7.7 Hz, 2H, CH2O), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.26 (s, 3H, CH3), 2.17 (s, 3H, CH3), 1.10 (t, J = 7.7 Hz, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  185.8 (CHO), 170.4 (COO), 168.2 (C), 142.0 (C), 140.1 (C), 138.9 (C), 138.1 (C), 137.4 (C), 133.9 (C), 132.8 (C), 132.5 (C), 57.9 (CH2O), 20.6 (CH3), 17.6 (CH2), 17.3 (CH2), 14.5 (CH3), 14.1 (CH3), 14.0 (CH3), 13.4 (CH3), 11.3 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2854, 1745, 1667, 1569, 1465, 1223, 1188, 1078, 992 cm -1 . HRMS-EI m/z 390.1922 (calcd. para C20H25BF2N2O3: 390.1926). 6.4.25. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56d) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar el BODIPY comercial PM505/515 (30 mg, 0.12 mmol) y PCC (156 mg, 0.72 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 21 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 95:5 a 70:30) da lugar a 56d (14 mg, 44%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.19 (s, 1H, CHO), 7.23 (s, 1H, CH), 6.85 (s, 1H, CH), 6.30 (s, 3H, CH3), 2.65 (s, 3H, CH3), 2.33 (s, 3H, CH3), 2.30 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.1 (CHO), 168.1 (C), 148.0 (C), 144.8 (C), 138.6 (C), 135.7 (C), 134.1 (C), 123.5 (CH), 122.1 (CH), 117.9 (CH), 15.8 (CH3), 11.6 (CH3), 11.2 (CH3) ppm. FTIR  2921, 2850, 1718, 1566, 1456, 1255, 1150, 1078 cm -1 . HRMS-EI m/z 262.1085 (calcd. para C13H13BF2N2O: 262.1089). 6.4.26. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-5,8-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56e) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 55 (30 mg, 0.13 mmol) y PCC (168 mg, 0.78 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 70:30 a 0:100) da lugar a 56e (17.4 mg, 55%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 231 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.26 (s, 1H, CHO), 7.45 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 7.09 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 7.02 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.55 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 2.73 (s, 3H, CH3), 2.61 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.2 (CHO), 167.3 (C), 145.2 (C), 142.7 (C), 138.4 (C), 136.6 (C), 132.6 (CH), 124.3 (CH), 121.9 (CH), 117.7 (CH), 16.2 (CH3), 15.8 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2854, 1669, 1603, 1501, 1439, 1406, 1369, 1299, 1252, 1204, 1130, 1082 cm -1 . HRMS-EI m/z 248.0930 (calcd. para C12H11BF2N2O: 248.0932). 6.4.27. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-8-mesitil-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (57a) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método B, se hace reaccionar 54a (28 mg, 0.07 mmol) y PCC (90.5 mg, 0.42 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 22 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/EtOH, 99:1) da lugar a 57a (11.5 mg, 42%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.43 (s ancho, 2H, 2CHO), 7.05 (s, 2H, 2CH), 6.86 (s, 2H, 2CH), 2.38 (s, 3H, CH3), 2.11 (s, 6H, 2CH3), 1.54 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.4 (CHO), 153.4 (C), 149.3 (C), 145.6 (C), 140.4 (C), 134.9 (C), 133.7 (C), 129.9 (CH), 129.7 (C), 120.9 (CH), 21.3 (CH3), 19.6 (CH3), 14.2 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2853, 1680, 1521, 1386, 1132, 1081, 990 cm -1 . HRMS-EI m/z 394.1660 (calcd. para C22H21BF2N2O2: 394.1664). 6.4.28. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-dimetil-8-(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (57b) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método B, se hace reaccionar 54b (20 mg, 0.05 mmol) y PCC (65 mg, 0.30 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/EtOH, 99:1 a 97:3) da lugar a 57b (7.5 mg, 35%) como un sólido rojo. 232 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.41 (s, 2H, 2CHO), 7.23 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.12 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.85 (s, 2H, 2CH), 3.91 (s, 3H, CH3O), 1.59 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.5 (CHO), 161.3 (C), 152.5 (C), 149.3 (C), 146.4 (C), 135.9 (C), 128.3 (CH), 125.1 (C), 121.1 (CH), 115.4 (CH), 55.5 (CH3O), 15.4 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2849, 1680, 1524, 1390, 1131, 1077, 991 cm -1 . HRMS-EI m/z 382.1294 (calcd. para C20H17BF2N2O3: 382.1300). 6.4.29. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-dimetil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (57c) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método B, se hace reaccionar 54c (22 mg, 0.06 mmol) y PCC (77.6 mg, 0.36 mmol) en DCE (8 mL) durante 10 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/EtOH, 99:1) da lugar a 57c (9 mg, 40%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.42 (t, J = 2.1 Hz, 2H, 2CHO), 7.66 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.36 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.86 (s, 2H, 2CH), 4.69 (s, 2H, CH2Cl), 1.54 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.4 (CHO), 151.3 (C), 149.6 (C), 146.4 (C), 140.3 (C), 135.4 (C), 133.2 (C), 130.1 (CH), 127.2 (CH), 121.3 (CH), 45.1 (CH2Cl), 15.3 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2858, 1685, 1520, 1381, 1129, 1070, 992 cm -1 . HRMS-EI m/z 400.0958 (calcd. para C20H16BClF2N2O2: 400.0961). 6.4.30. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-dimetil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (57d) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método B, se hace reaccionar 54d (29 mg, 0.08 mmol) y PCC (103 mg, 0.48 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 10 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/EtOH, 99:1) da lugar a 57d (9.3 mg, 30%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 233 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.42 (s, 2H, 2CHO), 8.52 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.63 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.88 (s, 2H, 2CH), 1.53 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.2 (CHO), 150.1 (C), 149.1 (C), 148.3 (C), 145.9 (C), 139.7 (C), 134.7 (C), 128.7 (CH), 125.2 (CH), 121.7 (CH), 15.5 (CH3) ppm. FTIR  2926, 2848, 1688, 1522, 1370, 1126, 1084, 991 cm -1 . HRMS-EI m/z 397.1042 (calcd. para C19H14BF2N3O4: 397.1045). 6.4.31. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-3,5-diformil-1,7-dimetil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (57e) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método B, se hace reaccionar 54e (27 mg, 0.07 mmol) y PCC (90 mg, 0.42 mmol) en DCE (8 mL) durante 10 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/EtOH, 98:2 a 50:50) da lugar a 57e (10 mg, 34%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.43 (s, 2H, 2CHO), 7.92 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.54 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.88 (s, 2H, 2CH), 1.51 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.3 (CHO), 149.9 (C), 149.5 (C), 146.1 (C), 137.0 (C), 135.0 (C), 132.9 (c, 2 JCF = 31.7 Hz, C), 127.7 (CH), 127.1 (c, 3 JCF = 3.5 Hz, CH), 123.4 (c, 1 JCF = 272.8 Hz, CF3), 121.5 (CH), 15.3 (CH3) ppm. FTIR  2921, 2854, 1682, 1533, 1380, 1125, 1080, 990 cm -1 . HRMS-EI m/z 420.1060 (calcd. para C20H14BF5N2O2: 420.1068). 6.4.32. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-8-mesitil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57f) Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método B, se hace reaccionar 54f (32 mg, 0.09 mmol) y PCC (117 mg, 0.54 mmol) en DCE (8 mL) durante 20 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/EtOH, 98:2) da lugar a 57f (11 mg, 33%) como un sólido rojo. 234 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.46 (s, 2H, 2CHO), 7.19 (d, J = 4.1 Hz, 2H, 2CH), 7.00 (s, 2H, 2CH), 6.83 (d, J = 4.1 Hz, 2H, 2CH), 2.38 (s, 3H, CH3), 2.11 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  184.0 (CHO), 151.6 (C), 140.2 (C), 138.6 (C), 136.1 (C), 131.5 (CH), 128.8 (C), 128.7 (CH), 120.3 (CH), 21.2 (CH3), 20.2 (CH3) ppm. FTIR  2941, 2851, 1670, 1529, 1302, 1134, 1024, 967 cm -1 . HRMS-EI m/z 366.1349 (calcd. para C20H17BF2N2O2: 366.1351). 6.4.33. Síntesis del dímero 58a La síntesis de 58a se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 54a (176.2 mg, 0.46 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.10 mL, 0.97 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 30 min. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (115.7 mg, 0.51 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 10 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.32 mL, 2.32 mmol) y BF3·Et2O (0.57 mL, 4.63 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 58a (61 mg, 22%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.01 (s, 2H, 2CH), 6.08 (s, 1H, CH), 6.06 (s, 1H, CH), 6.00 (s, 2H, 2CH), 2.55 (s, 6H, 2CH3), 2.48 (s, 3H, CH3), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.12 (s, 6H, 2CH3), 1.77 (s, 6H, 2CH3), 1.47 (s, 3H, CH3), 1.44 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  160.9 (C), 156.1 (C), 146.1 (C), 143.9 (C), 143.5 (C), 143.3 (C), 139.9 (C), 139.1 (C), 134.5 (C), 132.7 (C), 132.0 (C), 131.2 (C), 130.8 (C), 129.8 (C), 129.3 (CH), 123.0 (CH), 121.0 (CH), 119.4 (CH), 21.3 (CH3), 19.3 (CH3), 15.0 (CH3), 14.8 (CH3), 13.8 (CH3), 13.3 (CH3), 12.8 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2854, 1544, 1510, 1407, 1303, 1191, 1156, 1065, 982 cm -1 . HRMS-EI m/z 598.3060 (calcd. para C34H36B2F4N4: 598.3062). 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 235 6.4.34. Síntesis del dímero 58b La síntesis de 58b se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 54f (44 mg, 0.12 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.03 mL, 0.26 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) a temperatura ambiente durante 30 min. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (31 mg, 0.14 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 10 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.09 mL, 0.60 mmol) y BF3·Et2O (0.16 mL, 1.30 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 80:20) da lugar a 58b (14 mg, 20%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  6.97 (s, 2H, 2CH), 6.67 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.58 (d, J = 3.5 Hz, 1H, CH), 6.32-6.31 (m, 2H, 2CH), 6.01 (s, 2H, 2CH), 2.58 (s, 3H, CH3), 2.56 (s, 6H, 2CH3), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.13 (s, 6H, 2CH3), 1.73 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  163.7 (C), 156.5 (C), 146.0 (C), 144.2 (C), 143.4 (C), 139.0 (C), 136.5 (C), 136.4 (C), 134.5 (C), 132.2 (C), 132.1 (CH), 130.6 (C), 129.9 (C), 128.4 (CH), 126.9 (CH), 122.6 (CH), 121.3 (CH), 117.9 (CH), 21.3 (CH3), 19.9 (CH3), 15.5 (CH3), 14.9 (CH3), 12.8 (CH3) ppm. FTIR  2990, 1549, 1322, 1149, 996 cm -1 . HRMS-EI m/z 570.2741 (calcd. para C32H32B2F4N4: 570.2749). 6.4.35. Síntesis del dímero 59a La síntesis de 59a se ha llevado a cabo en dos pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 36 (pág. 110). 6.4.35.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (60a) Siguiendo el procedimiento general 6.2.8., se hace reaccionar POCl3 (1.07 mL, 11.4 mmol), DMF anhidra (1.77 mL, 22.8 mmol) y 51a (257.3 mg, 0.76 mmol) en DCE anhidro (10 mL) a 60 °C durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2/AcOEt, 80:10:10) da lugar a 60a 188 (280.6 mg, 93%) como un sólido naranja. 236 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.01 (s, 1H, CHO), 6.98 (s, 2H, 2CH), 6.13 (s, 1H, CH), 2.82 (s, 3H, CH3), 2.61 (s, 3H, CH3), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.08 (s, 6H, 2 CH3), 1.69 (s, 3H, CH3), 1.42 (s, 3H, CH3) ppm. 6.4.35.b. Síntesis del dímero 59a La síntesis de 59a se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 60a (164.6 mg, 0.42 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.09 mL, 0.88 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 30 min. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (140.2 mg, 0.46 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.29 mL, 2.09 mmol) y BF3·Et2O (0.51 mL, 4.17 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 60:40) da lugar a 59a (196.8 mg, 77%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.95 (s, 2H, 2CH), 6.05 (s, 1H, CH), 5.98 (s, 2H, 2CH), 2.60 (s, 3H, CH3), 2.53 (s, 6H, 2CH3), 2.41 (s, 3H, CH3), 2.32 (s, 3H, CH3), 2.10 (s, 6H, 2CH3), 1.69 (s, 6H, 2CH3), 1.42 (s, 3H, CH3), 1.22 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  158.4 (C), 155.7 (C), 150.1 (C), 144.7 (C), 142.42 (C), 142.40 (C), 139.1 (C), 137.5 (C), 134.5 (C), 133.9 (C), 131.9 (C), 131.8 (C), 130.7 (C), 129.9 (C), 129.3 (CH), 125.2 (C), 122.1 (CH), 121.2 (CH), 21.2 (CH3), 19.4 (CH3), 14.8 (CH3), 14.6 (CH3), 13.9 (CH3), 13.6 (CH3), 12.7 (CH3), 11.1 (CH3) ppm. FTIR  2921, 2852, 1544, 1511, 1469, 1406, 1309, 1192, 1158, 1077, 978 cm -1 . HRMS-EI m/z 612.3215 (calcd. para C35H38B2F4N4: 612.3219). 6.4.36. Síntesis del dímero 59b La síntesis de 59b se ha llevado a cabo en dos pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 36 (pág. 110). 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 237 6.4.36.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-metoxifenil)-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (60b) Siguiendo el procedimiento general 6.2.8., se hace reaccionar POCl3 (0.79 mL, 8.40 mmol), DMF anhidra (1.31 mL, 16.80 mmol) y 51b (360 mg, 0.97 mmol) en DCE anhidro (20 mL) a 60 °C durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 80:20) da lugar a 60b 189 (201.8 mg, 93%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.01 (s, 1H, CHO), 7.17 (d, J = 8.8 Hz, 2H, 2CH), 7.05 (d, J = 8.8 Hz, 2H, 2CH), 6.15 (s, 1H, CH), 3.89 (s, 3H, CH3O), 2.82 (s, 3H, CH3), 2.61 (s, 3H, CH3), 1.71 (s, 3H, CH3), 1.48 (s, 3H, CH3) ppm. 6.4.36.b. Síntesis del dímero 59b La síntesis de 59b se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 60b (100 mg, 0.26 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.06 mL, 0.55 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 1 h. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (65.3 mg, 0.29 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.18 mL, 1.30 mmol) y BF3·Et2O (0.32 mL, 2.60 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 59b (97 mg, 62%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.18 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.02 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.07 (s, 1H, CH), 5.98 (s, 2H, 2CH), 3.86 (s, 3H, CH3O), 2.59 (s, 3H, CH3), 2.53 (s, 6H, 2CH3), 2.41 (s, 3H, CH3), 1.70 (s, 6H, 2CH3), 1.47 (s, 3H, CH3), 1.26 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  160.4 (C), 158.5 (C), 155.7 (C), 150.4 (C), 145.5 (C), 142.6 (C), 142.5 (C), 138.3 (C), 133.8 (C), 132.9 (C), 131.9 (C), 131.4 (C), 129.1 (CH), 126.5 (C), 125.5 (C), 122.4 (CH), 121.2 (CH), 114.8 (CH), 55.4 (CH3O), 14.82 (CH3), 14.79 (CH3), 14.6 (CH3), 13.9 (CH3), 12.7 (CH3), 12.3 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2854, 1543, 1513, 1468, 1406, 1309, 1249, 1191, 1161, 1075, 978 cm -1 . HRMS-EI m/z 600.2852 (calcd. para C33H34B2F4N4O: 600.2855). 238 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 6.4.37. Síntesis del dímero 59c La síntesis de 59c se ha llevado a cabo en dos pasos, según el procedimiento descrito previamente por nuestro grupo de investigación, 170e y siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 36 (pág. 110). 6.4.37.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-nitrofenil)-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (60c) Siguiendo el procedimiento general 6.2.8., se hace reaccionar POCl3 (1.36 mL, 14.55 mmol), DMF anhidra (2.26 mL, 29.10 mmol) y 51d (360 mg, 0.97 mmol) en DCE anhidro (25 mL) a 60 °C durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 20:80) da lugar a 60c 189 (223 mg, 58%) como un sólido naranja rojizo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.01 (s, 1H, CHO), 8.43 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.56 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.20 (s, 1H, CH), 2.82 (s, 3H, CH3), 2.63 (s, 3H, CH3), 1.65 (s, 3H, CH3), 1.41 (s, 3H, CH3) ppm. 6.4.37.b. Síntesis del dímero 59c La síntesis de 59c se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 60c (179.0 mg, 0.45 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.11 mL, 0.99 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 1 h. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (112.5 mg, 0.50 mmol) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.31 mL, 2.25 mmol) y BF3·Et2O (0.56 mL, 4.50 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 60:40) da lugar a 59c 170e (190.9 mg, 69%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 239 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.41 (d, J = 8.6 Hz, 2H, 2CH), 7.56 (d, J = 8.6 Hz, 2H, 2CH), 6.12 (s, 1H, CH), 5.99 (s, 2H, 2CH), 2.61 (s, 3H, CH3), 2.53 (s, 6H, 2CH3), 2.43 (s, 3H, CH3), 1.70 (s, 6H, 2CH3), 1.40 (s, 3H, CH3), 1.20 (s, 3H, CH3) ppm. 6.4.38. Síntesis del dímero 59d La síntesis de 59d se ha llevado a cabo en dos pasos, según el procedimiento descrito previamente por Zhao et al., 170c y siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 36 (pág. 110). 6.4.38.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7,8-pentametil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (60d) Siguiendo el procedimiento general 6.2.8., se hace reaccionar POCl3 (1.60 mL, 17.10 mmol), DMF anhidra (2.65 mL, 34.20 mmol) y el BODIPY comercial PM546 (300 mg, 1.14 mmol) en DCE anhidro (20 mL) a 50 °C durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 20:80) da lugar a 60d 170c (292 mg, 88%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.10 (s, 1H, CHO), 6.24 (s, 1H, CH), 2.78 (s, 3H, CH3), 2.73 (s, 3H, CH3), 2.68 (s, 3H, CH3), 2.58 (s, 3H, CH3), 2.47 (s, 3H, CH3) ppm. 6.4.38.b. Síntesis del dímero 59d La síntesis de 59d se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 60d (200 mg, 0.69 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.15 mL, 1.45 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) a temperatura ambiente durante 20 min. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (172.1 mg, 0.76 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.48 mL, 3.45 mmol) y BF3·Et2O (0.85 mL, 6.89 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 59d 170c (141 mg, 40%) como un sólido naranja. 240 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.16 (s, 1H, CH), 6.01 (s, 2H, 2CH), 2.66 (s, 3H, CH3), 2.56 (s, 9H, 3CH3), 2.46 (s, 3H, CH3), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.27 (s, 3H, CH3), 1.69 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.4.39. Síntesis del 3’-formilderivado 61a Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 59a (60 mg, 0.98 mmol) y PCC (126.7 mg, 0.59 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 7 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 70:30) da lugar a 61a (40 mg, 65%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.24 (s, 1H, CHO), 6.97 (s, 1H, 1CH), 6.96 (s, 1H, CH), 6.79 (s, 1H, CH), 6.24 (s, 1H, CH), 6.10 (s, 1H, CH), 2.66 (s, 3H, CH3), 2.61 (s, 3H, CH3), 2.41 (s, 3H, CH3), 2.33 (s, 3H, CH3), 2.11 (s, 3H, CH3), 2.10 (s, 3H, CH3), 1.78 (s, 3H, CH3), 1.74 (s, 3H, CH3), 1.43 (s, 3H, CH3), 1.22 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.5 (CHO), 166.2 (C), 160.0 (C), 149.0 (C), 148.4 (C), 145.8 (C), 143.8 (C), 142.6 (C), 139.3 (C), 137.3 (C), 137.0 (C), 136.6 (C), 136.4 (C), 134.6 (C), 134.3 (C), 133.1 (C), 132.4 (C), 130.4 (C), 129.8 (C), 129.4 (CH), 129.3 (CH), 125.3 (CH), 123.7 (C), 122.8 (CH), 119.9 (CH), 21.2 (CH3), 19.4 (CH3), 15.7 (CH3), 15.0 (CH3), 14.6 (CH3), 13.8 (CH3), 13.7 (CH3), 12.8 (CH3), 11.1 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2854, 1670, 1542, 1401, 1311, 1188, 1143, 1115, 1083, 980 cm -1 . HRMS-EI m/z 626.3025 (calcd. para C35H36B2F4N4O: 626.3011). 6.4.40. Síntesis del 3’-formilderivado 61b Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 59b (30 mg, 0.05 mmol) y PCC (64.6 mg, 0.30 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 8 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 61b (16.7 mg, 54%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 241 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.24 (s, 1H, CHO), 7.20-7.17 (m, 2H, 2 CH), 7.04-7.02 (m, 2H, 2 CH), 6.79 (s, 1H, CH), 6.24 (s, 1H, CH), 6.11 (s, 1H, CH), 3.87 (s, 3H, CH3O), 2.66 (s, 3H, CH3), 2.61 (s, 3H, CH3), 2.41 (s, 3H, CH3), 1.79 (s, 3H, CH3), 1.75 (s, 3H, CH3), 1.49 (s, 3H, CH3), 1.26 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.5 (CHO), 166.3 (C), 160.5 (C), 160.0 (C), 149.1 (C), 148.6 (C), 146.6 (C), 143.8 (C), 142.8 (C), 137.3 (C), 137.2 (C), 136.9 (C), 136.6 (C), 133.4 (C), 133.1 (C), 131.3 (C), 129.1 (CH), 128.9 (CH), 126.2 (C), 125.3 (CH), 124.0 (C), 123.0 (CH), 119.9 (CH), 115.0 (CH), 114.8 (CH), 55.4 (CH3O), 15.7 (CH3), 15.0 (CH3), 14.9 (CH3), 14.7 (CH3), 13.8 (CH3), 12.8 (CH3), 12.3 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2853, 1669, 1542, 1517, 1474, 1402, 1312, 1249, 1189, 1144, 1081, 1068, 988 cm -1 . HRMS-EI m/z 614.2637 (calcd. para C33H32B2F4N4O2: 614.2647). 6.4.41. Síntesis del 3’-formilderivado 61c Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 59c (30 mg, 0.05 mmol) y PCC (63.1 mg, 0.29 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 8 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 61c (17.5 mg, 57%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.23 (s, 1H, CHO), 8.44-8.42 (m, 2H, 2CH), 7.59-7.56 (m, 2H, 2CH), 6.79 (s, 1H, CH), 6.26 (s, 1H, CH), 6.16 (s, 1H, CH), 2.66 (s, 3H, CH3), 2.63 (s, 3H, CH3), 2.43 (s, 3H, CH3), 1.79 (s, 3H, CH3), 1.74 (s, 3H, CH3), 1.42 (s, 3H, CH3), 1.21 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.4 (CHO), 166.6 (C), 161.6 (C), 150.1 (C), 148.7 (C), 148.6 (C), 145.8 (C), 144.0 (C), 141.1 (C), 139.2 (C), 137.1 (C), 136.7 (C), 136.5 (C), 135.9 (C), 132.8 (C), 132.3 (C), 129.9 (C), 129.5 (CH), 129.4 (CH), 125.5 (CH), 124.8 (CH), 124.7 (CH), 123.9 (CH), 120.0 (CH), 15.7 (CH3), 15.08 (CH3), 15.06 (CH3), 14.7 (CH3), 13.8 (CH3), 12.9 (CH3), 12.5 (CH3) ppm. FTIR  2923, 2853, 1668, 1542, 1524, 1401, 1345, 1310, 1188, 1143, 1065, 979 cm -1 . HRMS-EI m/z 629.2386 (calcd. para C32H29B2F4N5O3: 629.2392). 242 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 6.4.42. Síntesis del 3’-formilderivado 61d Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 59d (30 mg, 0.06 mmol) y PCC (76.3 mg, 0.36 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 10 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 99:1 a 95:5) da lugar a 61d (17.1 mg, 55%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.27 (s, 1H, CHO), 6.82 (s, 1H, CH), 6.27 (s, 1H, CH), 6.20 (s, 1H, CH), 2.69 (s, 3H, CH3), 2.68 (s, 3H, CH3), 2.58 (s, 3H, CH3), 2.48 (s, 3H, CH3), 2.38 (s, 3H, CH3), 2.28 (s, 3H, CH3), 1.78 (s, 3H, CH3), 1.73 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.5 (CHO), 166.3 (C), 158.4 (C), 149.2 (C), 147.1 (C), 144.5 (C), 143.9 (C), 142.3 (C), 137.5 (C), 136.9 (C), 136.8 (C), 134.8 (C), 133.7 (C), 133.2 (C), 131.6 (C), 125.3 (CH), 123.8 (C), 123.3 (CH), 119.9 (CH), 17.7 (CH3), 16.8 (CH3), 15.7 (CH3), 14.9 (CH3), 14.8 (CH3), 14.7 (CH3), 13.8 (CH3), 12.7 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2855, 1670, 1552, 1480, 1402, 1314, 1197, 1144, 1078, 986 cm -1 . HRMS-EI m/z 522.2381 (calcd. para C27H28B2F4N4O: 522.2385). 6.4.43. Síntesis del dímero 62 La síntesis de 62 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método C, se hace reaccionar 60a (475 mg, 1.20 mmol), pirrol (10 mL, 8.00 mmol) y TFA (2 gotas) a temperatura ambiente durante 6 h. Tras eliminar el exceso de pirrol a presión reducida, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., la mezcla de reacción se redisuelve en CH2Cl2 anhidro (15 mL) y se añade DDQ (300 mg, 1.32 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.75 mL, 6.02 mmol) y BF3·Et2O (0.16 mL, 1.43 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 62 (124 mg, 19%) como un sólido rojo. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 243 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.87 (s, 2H, 2CH), 6.97 (s, 2H, 2CH), 6.84 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.50-6.48 (m, 2H, 2CH), 6.11 (s, 1H, CH), 2.62 (s, 3H, CH3), 2.48 (s, 3H, CH3), 2.32 (s, 3H, CH3), 2.15 (s, 6H, 2CH3), 1.44 (s, 3H, CH3), 1.29 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  159.6 (C), 151.4 (C), 145.5 (C), 144.0 (CH), 142.8 (C), 140.2 (C), 139.2 (C), 138.9 (C), 135.6 (C), 134.6 (C), 132.6 (C), 130.8 (CH), 130.6 (C), 129.8 (C), 129.4 (CH), 123.9 (C), 122.9 (CH), 118.5 (CH), 21.2 (CH3), 19.6 (CH3), 15.0 (CH3), 13.8 (CH3), 13.6 (CH3), 12.3 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2850, 1541, 1509, 1471, 1402, 1305, 1193, 1160, 1074, 975 cm -1 . HRMS-EI m/z 556.2587 (calcd. para C31H30B2F4N4: 556.2593). 6.4.44. Síntesis del 5-formilderivado 63 Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A modificado, se hace reaccionar 62 (28 mg, 0.05 mmol) y PCC (64 mg, 6.00 mmol) en DCE anhidro (8 mL) a reflujo durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 95:5) da lugar a 63 (6 mg, 21%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.34 (s, 1H, CHO), 7.93 (s, 2H, 2CH), 7.03 (s, 2H, 2CH), 6.85 (s, 1H, CH), 6.81 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 5.55-5.54 (m, 2H, 2CH), 2.60 (s, 3H, CH3), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.15 (s, 6H, 2CH3), 1.49 (s, 3H, CH3), 1.39 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  184.5 (CHO), 163.2 (C), 155.0 (C), 149.5 (C), 145.3 (CH), 144.5 (C), 141.2 (C), 139.8 (C), 139.1 (C), 137.6 (C), 135.6 (C), 134.6 (C), 132.5 (CH), 132.3 (C), 129.9 (C), 129.4 (CH), 129.4 (C), 124.3 (C), 123.0 (CH), 119.5 (CH), 21.3 (CH3), 19.6 (CH3), 14.8 (CH3), 13.6 (CH3), 13.1 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2850, 1668, 1539, 1405, 1309, 1183, 1147, 1079, 977 cm -1 . HRMS-EI m/z 570.2379 (calcd. para C31H28B2F4N4O: 570.2385). 6.4.45. Síntesis del 2’-formilderivado 64 Siguiendo el procedimiento general 6.2.8., se hace reaccionar POCl3 (0.23 mL, 2.46 mmol), DMF anhidra (0.38 mL, 4.91 mmol) y 59a (100.3 mg, 0.16 mmol) en DCE anhidro (10 mL) a 244 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 60 °C durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 64 (87 mg, 83%) como un sólido naranja rojizo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.02 (s, 1H, CHO), 6.964 (s, 1H, 1CH), 6.959 (s, 1H, CH), 6.16 (s, 1H, CH), 6.09 (s, 1H, CH), 2.79 (s, 3H, CH3), 2.61 (s, 3H, CH3), 2.59 (s, 3H, CH3), 2.40 (s, 3H, CH3), 2.32 (s, 3H, CH3), 2.10 (s, 3H, CH3), 2.09 (s, 3H, CH3), 2.01 (s, 3H, CH3), 1.73 (s, 3H, CH3), 1.43 (s, 3H, CH3), 1.20 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.9 (CHO), 161.8 (C), 159.7 (C), 156.7 (C), 148.7 (C), 146.6 (C), 145.6 (C), 142.6 (C), 142.1 (C), 139.2 (C), 136.5 (C), 136.4 (C), 134.8 (C), 134.6 (C), 134.4 (C), 132.3 (C), 130.5 (C), 130.0 (C), 129.8 (C), 129.4 (CH), 129.3 (CH), 126.3 (C), 124.1 (CH), 122.7 (CH), 21.2 (CH3), 19.4 (CH3), 15.1 (CH3), 14.9 (CH3), 14.4 (CH3), 13.7 (CH3), 13.0 (CH3), 12.7 (CH3), 11.1 (CH3), 10.9 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2852, 1673, 1541, 1438, 1406, 1311, 1186, 1072, 982 cm -1 . HRMS-EI m/z 640.3162 (calcd. para C36H38B2F4N4O: 640.3168). 6.4.46. Síntesis del 3’-formilderivado 65 Siguiendo el procedimiento general 6.2.11., método A, se hace reaccionar 58a (30 mg, 0.05 mmol) y PCC (64.6 mg, 0.30 mmol) en AcOEt (8 mL) durante 6 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 65 (12 mg, 39%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.26 (s, 1H, CHO), 7.02 (s, 2H, 2CH), 6.81 (s, 1H, CH), 6.25 (s, 1H, CH), 6.11 (s, 1H, CH), 6.10 (s, 1H, CH), 2.68 (s, 3H, CH3), 2.48 (s, 3H, CH3), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.13 (s, 3H, CH3), 2.11 (s, 3H, CH3), 1.87 (s, 3H, CH3), 1.77 (s, 3H, CH3), 1.48 (s, 3H, CH3), 1.46 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  184.6 (CHO), 167.4 (C), 162.3 (C), 150.4 (C), 147.1 (C), 143.70 (C), 143.67 (C), 141.3 (C), 139.6 (C), 139.4 (C), 137.7 (C), 137.0 (C), 134.4 (C), 134.3 (C), 133.7 (C), 133.3 (C), 133.2 (C), 130.5 (C), 129.8 (C), 129.4 (CH), 129.3 (CH), 125.2 (CH), 123.6 (CH), 119.6 (CH), 118.6 (CH), 21.3 (CH3), 19.4 (CH3), 19.3 (CH3), 15.8 (CH3), 15.1 (CH3), 13.9 (CH3), 13.43 (CH3), 13.41 (CH3), 13.3 (CH3), 12.56 (CH3), 12.55 (CH3) ppm. FTIR  2921, 2851, 1668, 1546, 1405, 1304, 1193, 1144, 1090, 986 cm -1 . HRMS-EI m/z 612.2847 (calcd. para 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 245 C34H34B2F4N4O: 612.2855). 6.4.47. Síntesis del 2’-formilderivado 66 Siguiendo el procedimiento general 6.2.8., se hace reaccionar POCl3 (0.21 mL, 2.21 mmol), DMF anhidra (0.34 mL, 4.41 mmol) y 58a (88 mg, 0.15 mmol) en DCE anhidro (10 mL) a 60 °C durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 66 (73 mg, 79%) como un sólido naranja. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  10.02 (s, 1H, CHO), 7.02 (s, 1H, CH), 7.01 (s, 1H, CH), 6.17 (s, 1H, CH), 6.093 (s, 1H, CH), 6.087 (s, 1H, CH), 2.82 (s, 3H, CH3), 2.62 (s, 3H, CH3), 2.48 (s, 3H, CH3), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.13 (s, 3H, CH3), 2.12 (s, 3H, CH3), 2.01 (s, 3H, CH3), 1.83 (s, 3H, CH3), 1.47 (s, 3H, CH3), 1.45 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  186.1 (CHO), 162.7 (C), 161.9 (C), 156.7 (C), 147.8 (C), 146.9 (C), 143.7 (C), 142.8 (C), 141.8 (C), 139.7 (C), 139.3 (C), 135.0 (C), 134.5 (C), 134.3 (C), 133.2 (C), 133.1 (C), 130.5 (C), 130.1 (C), 129.7 (C), 129.4 (CH), 129.3 (CH), 126.1 (C), 123.9 (CH), 123.5 (CH), 119.0 (CH), 21.3 (CH3), 19.35 (CH3), 19.31 (CH3), 15.3 (CH3), 15.1 (CH3), 13.9 (CH3), 13.3 (CH3), 13.24 (CH3), 13.22 (CH3), 13.16 (CH3), 10.26 (CH3), 10.25 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2852, 1672, 1542, 1519, 1403, 1305, 1184, 1158, 1108, 984 cm -1 . HRMS-EI m/z 626.3009 (calcd. para C35H36B2F4N4O: 626.3011). 6.4.48. Síntesis del trímero 68 La síntesis de 68 se ha llevado a cabo en dos pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 41 (pág. 118). 6.4.48.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2,6-diformil-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (67) Siguiendo el procedimiento general 6.2.8., se hace reaccionar POCl3 (0.25 mL, 2.66 mmol), DMF anhidra (0.41 mL, 5.33 mmol) y 60a (70 mg, 0.18 mmol) en DCE anhidro (10 mL) a 60 246 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 °C durante 5 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2/AcOEt, 80:10:10) da lugar a 67 191 (42.1 mg, 56%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.05 (s, 2H, 2CHO), 7.03 (s, 2H, 2CH), 2.87 (s, 6H, 2CH3), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.08 (s, 6H, 2CH3), 1.73 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  185.7 (CHO), 160.5 (C), 148.0 (C), 147.6 (C), 140.0 (C), 134.3 (C), 131.1 (C), 129.8 (C), 127.9 (CH), 127.8 (C), 21.3 (CH3), 19.5 (CH3), 13.8 (CH3), 10.9 (CH3) ppm. FTIR  2925, 2854, 2765, 1677, 1525, 1313, 1210, 1179, 1086, 1021 cm -1 . HRMS- EI m/z 422.1971 (calcd. para C24H25BF2N2O2: 422.1977). 6.4.48.b. Síntesis del trímero 68 La síntesis de 68 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 67 (162.4 mg, 0.38 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.32 mL, 3.07 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 30 min. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (192.1 mg, 0.85 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.27 mL, 1.92 mmol) y BF3·Et2O (0.47 mL, 3.85 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 70:30) da lugar a 68 (65.9 mg, 20%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.97 (s, 2H, 2CH), 6.01 (s, 4H, 4CH), 2.54 (s, 12H, 4CH3), 2.46 (s, 6H, 2CH3), 2.32 (s, 3H, CH3), 2.10 (s, 6H, 2CH3), 1.73 (s, 12H, 4CH3), 1.27 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  156.1 (C), 153.6 (C), 143.4 (C), 142.2 (C), 140.1 (C), 139.6 (C), 134.0 (C), 132.9 (C), 131.7 (C), 130.9 (C), 130.4 (C), 129.5 (CH), 126.7 (C), 121.4 (CH), 21.2 (CH3), 19.2 (CH3), 14.7 (CH3), 14.1 (CH3), 13.0 (CH3), 11.4 (CH3) ppm. FTIR  2923, 2860, 1544, 1469, 1309, 1189, 1081, 975 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 858.4351 (calcd. para C48H51B3F6N6: 858.4359). 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 247 6.4.49. Síntesis del trímero 69 La síntesis de 69 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 61a (80.3 mg, 0.13 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.03 mL, 0.27 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 1 h. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (32 mg, 0.14 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.09 mL, 0.64 mmol) y BF3·Et2O (0.16 mL, 1.28 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 70:30) da lugar a 69 (18.4 mg, 17%) como un sólido naranja. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  6.97 (s, 2H, 2CH), 6.10 (s, 1H, CH), 6.09 (s, 1H, CH), 6.08 (s, 1H, CH), 6.00 (s, 1H, CH), 5.95 (s, 1H, CH), 2.61 (s, 3H, CH3), 2.54 (s, 3H, CH3), 2.53 (s, 3H, CH3), 2.45 (s, 3H, CH3), 2.42 (s, 3H, CH3), 2.33 (s, 3H, CH3), 2.13 (s, 3H, CH3), 2.10 (s, 3H, CH3), 1.77 (s, 3H, CH3), 1.74 (s, 6H, 2CH3), 1.66 (s, 3H, CH3), 1.43 (s, 3H, CH3), 1.24 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  161.5 (C), 159.5 (C), 156.4 (C), 156.0 (C), 148.8 (C), 146.1 (C), 145.4 (C), 144.3 (C), 143.4 (C), 143.0 (C), 142.5 (C), 140.0 (C), 139.2 (C), 136.5 (C), 136.0 (C), 134.55 (C), 134.50 (C), 134.0 (C), 132.2 (C), 133.9 (C), 131.8 (C), 130.9 (C), 130.8 (C), 130.6 (C), 129.9 (C), 129.3 (CH), 124.4 (C), 123.5 (C), 122.6 (CH), 121.1 (CH), 120.9 (CH), 119.8 (CH), 21.2 (CH3), 19.5 (CH3), 19.4 (CH3), 15.1 (CH3), 14.9 (CH3), 14.8 (CH3), 14.2 (CH3), 14.1 (CH3), 13.8 (CH3), 13.7 (CH3), 12.8 (CH3), 12.7 (CH3), 12.5 (CH3), 10.9 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2850, 1555, 1467, 1418, 1322, 1190, 1086, 1070, 988 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 844.4208 (calcd. para C47H49B3F6N6: 844.4220). 6.4.50. Síntesis del trímero 70 La síntesis de 70 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. 248 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 64 (87 mg, 0.14 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.03 mL, 0.29 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 30 min. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (34 mg, 0.15 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.09 mL, 0.68 mmol) y BF3·Et2O (0.17 mL, 1.36 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2/AcOEt, 70:20:10) da lugar a 70 (60.6 mg, 52%) como un sólido naranja. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  6.96 (s, 2H, 2CH), 6.08 (s, 1H, CH), 6.07 (s, 1H, CH), 6.01 (s, 1H, CH), 5.98 (s, 1H, CH), 2.59 (s, 3H, CH3), 2.58 (s, 3H, CH3), 2.542 (s, 3H, CH3), 2.537 (s, 3H, CH3), 2.395 (s, 3H, CH3), 2.388 (s, 3H, CH3), 2.33 (s, 3H, CH3), 2.09 (s, 3H, CH3), 2.04 (s, 3H, CH3), 1.72 (s, 3H, CH3), 1.70 (s, 3H, CH3), 1.60 (s, 3H, CH3), 1.54 (s, 3H, CH3), 1.40 (s, 3H, CH3), 1.21 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  159.4 (C), 158.9 (C), 156.3 (C), 155.4 (C), 150.6 (C), 148.9 (C), 145.4 (C), 144.8 (C), 142.7 (C), 142.5 (C), 142.0 (C), 139.1 (C), 137.6 (C), 136.5 (C), 134.8 (C), 134.6 (C), 134.4 (C), 133.5 (C), 133.1 (C), 132.2 (C), 132.0 (C), 131.7 (C), 131.1 (C), 130.6 (C), 129.8 (C), 129.4 (CH), 129.3 (CH), 125.6 (C), 124.4 (C), 122.5 (CH), 121.5 (CH), 121.1 (CH), 21.3 (CH3), 19.43 (CH3), 19.41 (CH3), 14.93 (CH3), 14.87 (CH3), 14.7 (CH3), 14.6 (CH3), 14.1 (CH3), 13.9 (CH3), 13.8 (CH3), 13.7 (CH3), 12.7 (CH3), 12.5 (CH3), 11.5 (CH3), 10.8 (CH3) ppm. FTIR  2925, 2854, 1545, 1468, 1408, 1311, 1192, 1083, 1068, 980 cm -1 . HRMS-MALDI- TOF m/z 858.4349 (calcd. para C48H51B3F6N6: 858.4359). 6.4.51. Síntesis del trímero 71 La síntesis de 71 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 65 (154 mg, 0.25 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.05 mL, 0.53 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 30 min. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (63 mg, 0.28 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.17 mL, 1.26 mmol) y BF3·Et2O (0.31 mL, 2.51 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 249 Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2/AcOEt, 80:10:10) da lugar a 71 (33.4 mg, 16%) como un sólido rojo. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  7.02 (s, 2H, 2CH), 6.19 (s, 1H, CH), 6.102 (s, 1H, CH), 6.095 (s, 1H, CH), 6.086 (s, 1H, CH), 5.99 (s, 2H, 2CH), 2.55 (s, 6H, 2CH3), 2.49 (s, 3H, CH3), 2.48 (s, 3H, CH3), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.14 (s, 3H, CH3), 2.11 (s, 3H, CH3), 1.85 (s, 3H, CH3), 1.82 (s, 6H, 2CH3), 1.81 (s, 3H, CH3), 1.50 (s, 3H, CH3), 1.45 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  162.1 (C), 161.6 (C), 156.2 (C), 155.6 (C), 147.2 (C), 146.6 (C), 144.6 (C), 144.1 (C), 143.5 (C), 143.0 (C), 142.5 (C), 140.9 (C), 139.5 (C), 139.3 (C), 134.41 (C), 134.38 (C), 134.1 (C), 133.1 (C), 132.9 (C), 132.3 (C), 131.6 (C), 131.5 (C), 131.2 (C), 130.6 (C), 129.9 (C), 129.4 (CH), 129.3 (CH), 123.3 (CH), 123.2 (CH), 121.1 (CH), 120.7 (CH), 119.3 (CH), 118.9 (CH), 21.3 (CH3), 19.4 (CH3), 19.2 (CH3), 15.2 (CH3), 15.0 (CH3), 14.8 (CH3), 14.7 (CH3), 13.8 (CH3), 13.3 (CH3), 13.26 (CH3), 13.23 (CH3), 12.8 (CH3), 10.7 (CH3) ppm. FTIR  2923, 2851, 1552, 1466, 1415, 1320, 1189, 1068, 987 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 830.4038 (calcd. para C46H47B3F6N6: 830.4046). 6.4.52. Síntesis del trímero 72 La síntesis de 72 se ha llevado a cabo mediante el procedimiento ‘one-pot’, por lo que se han eliminado las etapas de purificación, excepto la del producto final. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 66 (73 mg, 0.12 mmol), 2,4-dimetilpirrol (0.03 mL, 0.24 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) a temperatura ambiente durante 30 min. Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se añade DDQ (29.1 mg, 0.13 mmol) en CH2Cl2 anhidro (10 mL) y se mantiene la agitación durante 30 min. Por último, y siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se adicionan Et3N (0.08 mL, 0.58 mmol) y BF3·Et2O (0.14 mL, 1.16 mmol), manteniendo la agitación durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 72 (31.4 mg, 32%) como un sólido rojo. 250 6.4. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 3 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  6.99 (s, 1H, CH), 6.97 (s, 1H, CH), 6.092 (s, 1H, CH), 6.088 (s, 1H, CH), 6.07 (s, 1H, CH), 5.97 (s, 1H, CH), 5.96 (s, 1H, CH), 2.62 (s, 3H, CH3), 2.55 (s, 6H, 2CH3), 2.50 (s, 3H, CH3), 2.44 (s, 3H, CH3), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.15 (s, 3H, CH3), 2.03 (s, 3H, CH3), 1.85 (s, 3H, CH3), 1.83 (s, 3H, CH3), 1.74 (s, 3H, CH3), 1.59 (s, 3H, CH3), 1.47 (s, 3H, CH3), 1.44 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  161.4 (C), 159.4 (C), 156.0 (C), 154.9 (C), 156.0 (C), 154.9 (C), 150.4 (C), 146.5 (C), 145.8 (C), 144.2 (C), 143.6 (C), 142.7 (C), 142.1 (C), 139.7 (C), 139.2 (C), 138.6 (C), 134.4 (C), 134.3 (C), 134.1 (C), 133.1 (C), 132.9 (C), 132.2 (C), 132.0 (C), 131.7 (C), 131.6 (C), 130.6 (C), 129.7 (C), 129.4 (CH), 129.2 (CH), 125.3 (C), 123.3 (CH), 122.2 (CH), 121.3 (CH), 120.8 (CH), 119.0 (CH), 21.3 (CH3), 19.3 (CH3), 19.1 (CH3), 15.04 (CH3), 14.99 (CH3), 14.65 (CH3), 14.60 (CH3), 14.1 (CH3), 13.86 (CH3), 13.82 (CH3), 13.79 (CH3), 13.3 (CH3), 13.07 (CH3), 13.05 (CH3), 12.8 (CH3), 10.69 (CH3), 10.67 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2853, 1543, 1467, 1410, 1313, 1190, 1065, 983 cm -1 . HRMS-MALDI- TOF m/z 844.4208 (calcd. para C47H49B3F6N6: 844.4202). 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 251 6.5. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLICADOS EN EL CAPÍTULO 4 6.5.1. Síntesis del yoduro de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis(4-(2-(N,N,N- trimetilamonio)etoxi)estiril)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (73) La síntesis de 73 se ha llevado a cabo en tres pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en los Esquemas 44A y 45 (págs. 136 y 137). 6.5.1.a. Síntesis de 4-(2-(N,N-dimetilamino)etoxi)benzaldehído (79) Siguiendo el procedimiento general 6.2.14., se hace reaccionar 4-hidroxibenzaldehído (500 mg, 4.09 mmol), K2CO3 (1.69 g, 12.28 mmol) y hidrocloruro de 2-cloro-N,N-dimetiletanamina (707.7 mg, 4.91 mmol) en acetona (4 mL) a 60-70 °C durante 16 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (AcOEt/CH3OH, 90:10) da lugar a 79 210 (515 mg, 65%) como un aceite anaranjado. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  9.88 (s, 1H, CHO), 7.83 (d, J = 8.8 Hz, 2H, 2CH), 7.02 (d, J = 8.8 Hz, 2H, 2CH), 4.15 (t, J = 5.6 Hz, 2H, CH2O), 2.79 (t, J = 5.6 Hz, 2H, CH2N), 2.36 (s, 6H, 2CH3N) ppm. 6.5.1.b. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis(4-(2-(N,N-dimetilamino) etoxi)estiril)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (82) Siguiendo el procedimiento general 6.2.10., se hace reaccionar 51a (75 mg, 0.22 mmol), 79 (43 mg, 0.22 mmol), piperidina (0.07 mL, 0.66 mmol) y AcOH (0.04 mL, 0.66 mmol) en DMF anhidra (1 mL) a 120 °C durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (AcOEt/CH3OH/Et3N, 80:20:1) da lugar a 82 (33.7 mg, 21%) como un sólido azul. 252 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.61 (d, J = 16.5 Hz, 2H, 2CH), 7.56 (d, J = 8.7 Hz, 4H, 4CH), 7.20 (d, J = 16.5 Hz, 2H, 2CH), 6.96 (s, 2H, 2CH), 6.94 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.60 (s, 2H, 2CH), 4.13 (t, J = 5.7 Hz, 4H, 2CH2O), 2.79 (t, J = 5.7 Hz, 4H, 2CH2N), 2.38 (s, 12H, 4CH3N), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.12 (s, 6H, 2CH3), 1.44 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  159.6 (C), 152.6 (C), 141.2 (C), 138.7 (C), 138.1 (C), 135.6 (CH), 132.5 (C), 131.4 (C), 129.8 (C), 129.1 (CH), 129.0 (CH), 117.5 (CH), 117.2 (CH), 115.0 (CH), 66.0 (CH2O), 58.2 (CH2N), 45.9 (CH3N), 21.4 (CH3), 19.8 (CH3), 13.8 (CH3) ppm. FTIR  2925, 2856, 1600, 1537, 1490, 1252, 1201, 1166, 1111, 990 cm -1 . HRMS-EI m/z 716.4073 (calcd. para C44H51BF2N4O2: 716.4069). 6.5.1.c. Síntesis del BODIPY 73 Siguiendo el procedimiento general 6.2.15., se hace reaccionar 82 (20 mg, 0.03 mmol) y CH3I en exceso (1.0 mL) en CHCl3 (0.5 mL) durante 24 h. Se obtiene 73 (13 mg, 48%) como un sólido azul. 1 H RMN (700 MHz, CD3CN)  7.63 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 7.54 (d, J = 16.3 Hz, 2H, 2CH), 7.43 (d, J = 16.3 Hz, 2H, 2CH), 7.07 (s, 2H, 2CH), 7.06 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 6.79 (s, 2H, 2CH), 4.49 (s ancho, 4H, 2CH2O), 3.79 (t, J = 4.2 Hz, 4H, 2CH2N), 3.22 (s, 18H, 6CH3N), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.09 (s, 6H, 2CH3), 1.46 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CD3CN)  158.4 (C), 152.4 (C), 141.9 (C), 139.1 (C), 138.7 (C), 136.0 (CH), 135.2 (C), 132.2 (C), 130.9 (C), 130.4 (C), 128.9 (CH), 128.8 (CH), 117.7 (CH), 116.9 (CH), 115.3 (CH), 65.1 (CH2O), 62.0 (CH2N), 54.1 (CH3N), 20.3 (CH3), 18.7 (CH3), 12.9 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2854, 1598, 1534, 1484, 1368, 1301, 1243, 1201, 1163, 1110, 1025, 988 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 2[M-CH3 + ] 716.4072 (calcd. para C44H51BF2N4O2: 716.4069). 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 253 6.5.2. Síntesis del bromuro de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,5,7-trimetil-3-((4-(4-vinilfenoxi) butil)trifenilfosfonio)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (74a) y bromuro de 4,4- difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis((4-(4-vinilfenoxi)butil)trifenilfosfonio)-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (74b) La síntesis de 74a y 74b se ha llevado a cabo en tres pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en los Esquemas 44B y 46 (págs. 136 y 137). 6.5.2.a. Síntesis de 4-(4-bromobutoxi)benzaldehído (81) Siguiendo el procedimiento general 6.2.14., se hace reaccionar 4-hidroxibenzaldehído (610 mg, 5 mmol), K2CO3 (1.04 g, 7.5 mmol) y 1,4-dibromobutano (1.19 mL, 5 mmol) en DMF (10 mL) a temperatura ambiente durante 2 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 70:30) da lugar a 81 197c (893 mg, 70%) como un aceite amarillo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  9.84 (s, 1H, CHO), 7.79 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.96 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 4.05 (t, J = 6.0 Hz, 2H, CH2O), 3.46 (t, J = 6.0 Hz, 2H, CH2Br), 2.09-2.02 (m, 2H, CH2), 1.97-1.91 (m, 2H, CH2) ppm. 6.5.2.b. Síntesis del bromuro de (4-(4-formilfenoxi)butil)trifenilfosfonio (80) A una disolución de 81 (60 mg, 0.23 mmol) en PhMe anhidro (3 mL), se adiciona, bajo atmósfera de argón, trifenilfosfina (612.1 mg, 2.33 mmol) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a 100 °C durante 48 h. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se elimina el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/CH3OH, 75:25) dando lugar a 80 (98.7 mg, 83%) como un sólido blanco. 1 H RMN (300 MHz, CD3OD)  9.83 (s, 1H, CHO), 7.91-7.71 (m, 17H, 17CH), 7.03 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 4.17 (t, J = 6.0 Hz, 2H, CH2O), 3.57-3.48 (m, 2H, CH2P), 2.12-2.03 (m, 2H, CH2), 1.96-1.86 (m, 2H, CH2) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CD3OD)  191.4 (CHO), 164.0 (C), 134.9 (d, 4 JCP = 3.0 Hz, CH), 133.4 (d, 3 JCP = 9.9 Hz, CH), 131.7 (CH), 130.2 (d, 2 JCP = 12.5 Hz, CH), 130.1 (C), 119.0 (d, 1 JCP = 85.8 Hz, C), 114.6 (CH), 66.6 (CH2O), 29.2 (CH2), 20.9 (d, 1 JCP = 51.8 Hz, CH2P), 18.8 (d, 2 JCP = 3.8 Hz, CH2) ppm. FTIR  2960, 2833, 1744, 1615, 1465, 1370, 1210, 1003, 771 cm -1 . HRMS-EI m/z 254 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 439.1813 (calcd. para C29H28O2P + : 439.1821). 6.5.2.c. Síntesis de los BODIPYs 74a y 74b Siguiendo el procedimiento general 6.2.10., se hace reaccionar 51a (55 mg, 0.15 mmol), 80 (78 mg, 0.15 mmol), piperidina (0.04 mL, 0.45 mmol) y AcOH (0.03 mL, 0.45 mmol) en DMF anhidra (1 mL) a 120 °C durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/CH3OH, 95:5) da lugar a 74a (67.7 mg, 52%) como un sólido morado y (CH2Cl2/CH3OH, 80:20) da lugar a 74b (20.6 mg, 10%) como un sólido azul. 74a: 1 H RMN (300 MHz, CD3OD)  7.90-7.72 (m, 15H, 15CH), 7.51 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 7.50 (d, J = 16.4 Hz, 1H, CH), 7.34 (d, J = 16.4 Hz, 1H, CH), 7.04 (s, 2H, 2CH). 6.89 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.75 (s, 1H, CH), 6.08 (s, 1H, CH), 4.09 (t, J = 5.7 Hz, 2H, CH2O), 3.53-3.44 (m, 2H, CH2P), 2.53 (s, 3H, CH3), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.09 (s, 6H, 2CH3), 2.05-1.99 (m, 2H, CH2), 1.91-1.86 (m, 2H, CH2), 1.45 (s, 3H, CH3), 1.41 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CD3OD)  159.7 (C), 154.3 (C), 153.2 (C), 142.1 (C), 141.7 (C), 139.9 (C), 139.0 (C), 135.9 (CH), 135.0 (d, 4 JCP = 4.5 Hz, CH), 134.9 (C), 133.4 (d, 3 JCP = 9.9 Hz, CH), 131.7 (C), 131.1 (C), 130.2 (d, 2 JCP = 12.4 Hz, CH), 129.6 (C), 128.8 (CH), 128.5 (CH), 120.5 (CH), 118.4 (d, 1 JCP = 85.9 Hz, C), 117.0 (CH), 116.6 (CH), 114.7 (CH), 66.2 (CH2O), 29.3 (CH2), 20.9 (d, 1 JCP = 51.7 Hz, CH2P), 19.9 (CH3), 18.9 (d, 2 JCP = 4.0 Hz, CH2), 18.2 (CH3), 13.3 (CH3), 12.4 (CH3), 12.2 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2855, 1598, 1540, 1438, 1369, 1305, 1252, 1198, 1165, 1114, 1038, 732 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 787.7612 (calcd. para C51H51BF2N2OP + : 787.7620). 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 255 74b: 1 H RMN (700 MHz, CD3OD)  7.89-7.87 (m, 6H, 6CH), 7.81-7.78 (m, 12H, 12CH), 7.74-7.73 (m, 12H, 12CH), 7.57-7.56 (m, 6H, 6CH), 7.37 (d, J = 16.2 Hz, 2H, 2CH), 7.07 (s, 2H, 2CH). 6.91 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 6.80 (s, 2H, 2CH), 4.11 (t, J = 5.3 Hz, 4H, 2CH2O), 3.52-3.48 (m, 4H, 2CH2P), 2.37 (s, 3H, CH3), 2.12 (s, 6H, 2CH3), 2.06-2.03 (m, 4H, 2CH2), 1.90-1.87 (m, 4H, 2CH2), 1.48 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CD3OD)  159.7 (C), 152.6 (C), 141.3 (C), 139.1 (C), 137.9 (C), 135.6 (CH), 135.2 (C), 134.9 (d, 4 JCP = 2.8 Hz, CH), 133.4 (d, 3 JCP = 10.0 Hz, CH), 132.1 (C), 131.2 (C), 130.2 (d, 2 JCP = 13.0 Hz, CH), 129.7 (C), 128.8 (CH), 128.6 (CH), 118.4 (d, 1 JCP = 86.6 Hz, C), 117.1 (CH), 116.6 (CH), 114.7 (CH), 66.1 (CH2O), 29.3 (CH2), 20.8 (d, 1 JCP = 51.7 Hz, CH2P), 19.9 (CH3), 18.9 (d, 2 JCP = 3.7 Hz, CH2), 18.3 (CH3), 12.4 (CH3) ppm. FTIR  2923, 2854, 1597, 1536, 1487, 1438, 1368, 1303, 1250, 1200, 1164, 1111, 990, 730 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 1209.2604 (calcd. para C80H77BF2N2O2P2 2+ : 1209.2612). 6.5.3. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 75 La síntesis de 75 (Esquema 49, pág. 139) se ha llevado a cabo a partir del complejo dimérico 83 y del dipirrometeno 84, que han sido necesarios sintetizar previamente. La síntesis de 83 se ha realizado en un paso, según el procedimiento descrito por De Cola et al., 211 y se recoge en el Esquema 47 (pág. 138), mientras que 84 se ha sintetizado en dos pasos, según el procedimiento descrito por Dehaen et al., 3 y siguiendo la secuencia que se recoge en el Esquema 48 (pág. 138). 6.5.3.a. Síntesis del complejo dimérico de iridio (III) 83 A una disolución de tricloruro de iridio trihidrato (590 mg, 1.67 mmol) en 2-etoxietanol/H2O (3:1, 30 mL), se adiciona, bajo atmósfera de argón, 2-(2,4-difluorofenil)piridina (0.64 mL, 4.18 mmol) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a reflujo durante 24 h. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente, el precipitado formado se recoge mediante filtración a vacío y se lava con agua y hexano. Se obtiene 83 211 (1.00 g, 99%) como un sólido amarillo. 256 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  9.12 (dd, J = 6.0 y 1.0 Hz, 4H, 4CH), 8.31 (d, J = 8.4 Hz, 4H, 4CH), 7.83 (ddd, J = 8.7, 7.6 y 1.8 Hz, 4H, 4CH), 6.83 (td, J = 7.3, 5.7 y 1.6 Hz, 4H, 4CH), 6.34 (ddd, J = 11.6, 9.1 y 2.3 Hz, 4H, 4CH), 5.29 (dd, J = 9.1 y 2.3 Hz, 4H, 4CH) ppm. 6.5.3.b. Síntesis de 5-mesitildipirrometano (85) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método A, se hace reaccionar mesitaldehído (1.0 mL, 6.75 mmol) y pirrol (1.4 mL, 20.25 mmol) en H2O/HClcc (98.5:1.5, 100 mL) durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 90:10) da lugar a 85 212 (1450 mg, 81%) como un sólido gris. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.94 (s ancho, 2H, 2NH), 6.87 (s, 2H, 2CH), 6.68-6.65 (m, 2H, 2CH), 6.20-6.17 (m, 2H, 2CH), 6.03-6.00 (m, 2H, 2CH), 5.93 (s, 1H, CH), 2.28 (s, 3H, CH3), 2.07 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.5.3.c. Síntesis de 5-mesitildipirrometeno (84) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se hace reaccionar 85 (100 mg, 0.38 mmol) y DDQ (94.4 mg, 0.42 mmol) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) durante 30 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 84 3 (79.4 mg, 80%) como un sólido verde. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.62 (s, 2H, 2CH), 6.91 (s, 2H, 2CH), 6.40 (d, J = 4.4 Hz, 2H, 2CH), 6.32 (d, J = 4.4 Hz, 2H, 2CH), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.08 (s, 6H, 2 CH3) ppm. 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 257 6.5.3.d. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 75 Siguiendo el procedimiento general 6.2.5., se hace reaccionar 83 (50 mg, 0.04 mmol), 84 (21.6 mg, 0.08 mmol) y acetato sódico trihidrato (16.8 mg, 0.12 mmol) en CH3CN (5 mL) durante 18 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 90:10) da lugar a 75 (28.1 mg, 41%) como un sólido naranja. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.24 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.86 (dd, J = 5.7 y 1.7 Hz, 2H, 2CH), 7.67 (td, J = 7.9, 7.8 y 1.6 Hz, 2H, 2CH), 6.93-6.89 (m, 4H, 4CH), 6.72 (t, J = 1.1 Hz, 2H, 2CH), 6.44 (ddd, J = 11.9, 9.2 y 2.4 Hz, 2H, 2CH), 6.40 (dd, J = 4.3 y 1.3 Hz, 2H, 2CH), 6.20 (dd, J = 4.3 y 1.3 Hz, 2H, 2CH), 5.82 (dd, J = 8.5 y 2.4 Hz, 2H, 2CH), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.02 (s, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  165.4 (d, 3 JCF = 6.9 Hz, C), 163.5 (d, 1 JCF = 255.4 Hz, CF), 163.4 (d, 1 JCF = 256.2 Hz, CF), 161.4 (d, 1 JCF = 260.1 Hz, CF), 161.3 (d, 1 JCF = 260.2 Hz, CF), 161.0 (d, 2 JCF = 4.9 Hz, C), 151.5 (CH), 149.6 (CH), 147.7 (C), 137.1 (CH), 137.0 (C), 136.1 (C), 135.8 (C), 133.4 (C), 130.0 (CH), 128.3 (C), 127.6 (CH), 122.9 (d, 2 JCF = 19.4 Hz, CH), 121.9 (CH), 117.4 (CH), 114.0 (d, 2 JCF = 16.0 Hz, CH), 97.3 (t, 2 JCF = 27.0 Hz, CH), 21.2 (CH3), 19.7 (CH3) ppm. FTIR  2923, 2854, 1601, 1547, 1476, 1403, 1376, 1344, 1291, 1248, 1162, 1106, 1026, 987, 831, 726 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 834.1965 (calcd. para C40H29F4IrN4: 834.1958). 6.5.4. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 76 La síntesis de 76 (Esquema 51, pág. 140) se ha llevado a cabo a partir del complejo dimérico 83, anteriormente sintetizado, y del dipirrometeno 86. La síntesis de 86 se ha realizado en cuatro pasos, según la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 50 (pág. 86). 6.5.4.a. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-2-yodo-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (87) Siguiendo el procedimiento general 6.2.7., método A, se hace reaccionar 51a (125 mg, 0.34 mmol), yodo (39 mg, 0.15 mmol) y ácido yódico (15 mg, 0.08 mmol) en EtOH (24.5 mL) y H2O (0.5 mL) durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 85:15) da lugar a 87 213 (113.8 mg, 68%) como un sólido naranja. 258 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.96 (s, 2H, 2CH), 6.02 (s, 1H, CH), 2.63 (s, 3H, CH3), 2.57 (s, 3H, CH3), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.07 (s, 6H, 2 CH3), 1.40 (s, 3H, CH3), 1.38 (s, 3H, CH3) ppm. 6.5.4.b. Síntesis de 4,4-difluoro-2-(4-formilfenil)-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora- 3a,4a-diaza-s-indaceno (88) Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.a., método A, se hace reaccionar 87 (110 mg, 0.22 mmol), ácido 4-formilfenilborónico (100.5 mg, 0.66 mmol), K2CO3 (92.7 mg, 0.66 mmol) y Pd(PPh3)4 (12.9 mg, 0.011 mmol) en PhMe/EtOH/H2O (2:2:1, 5 mL) durante 2 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2/AcOEt, 78:20:2) da lugar a 88 (89.4 mg, 85%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.02 (s, 1H, CHO), 7.90 (d, J = 8.2 Hz, 2H, 2CH), 7.35 (d, J = 8.2 Hz, 2H, 2CH), 6.96 (s, 2H, 2CH), 6.03 (s, 1H, CH), 2.59 (s, 3H, CH3), 2.54 (s, 3H, CH3), 2.33 (s, 3H, CH3), 2.14 (s, 6H, 2 CH3), 1.41 (s, 3H, CH3), 1.34 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  191.9 (CHO), 156.9 (C), 152.2 (C), 143.6 (C), 140.7 (C), 138.8 (C), 137.7 (C), 134.8 (C), 131.5 (C), 131.1 (C), 130.8 (CH), 129.7 (CH), 129.2 (CH), 121.7 (CH), 21.2 (CH3), 19.6 (CH3), 14.8 (CH3), 13.6 (CH3), 13.4 (CH3), 11.6 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2854, 1703, 1607, 1540, 1467, 1401, 1313, 1189, 1079, 1009, 986 cm -1 . HRMS-EI m/z 470.2327 (calcd. para C29H29BF2N2O: 470.2341). 6.5.4.c. Síntesis de 5-(4-(4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indacen-2-il)fenil)dipirrometano (89) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.a., método B, se hace reaccionar 88 (89.3 mg, 0.19 mmol), pirrol (0.10 mL, 1.52 mmol) y TFA (2 gotas) en CH2Cl2 anhidro (5 mL) a temperatura ambiente durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 89 (82.4 mg, 74%) como un sólido naranja. 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 259 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.99 (s ancho, 2H, 2NH), 7.23 (d, J = 8.0 Hz, 2H, 2CH), 7.12 (d, J = 8.0 Hz, 2H, 2CH), 6.97 (s, 2H, 2CH), 6.69 (m, 2H, 2CH), 6.16 (m, 2H, 2CH), 6.01 (s, 1H, CH), 5.92 (m, 2H, 2CH), 5.48 (s, 1H, CH), 2.59 (s, 3H, CH3), 2.54 (s, 3H, CH3), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.15 (s, 6H, 2CH3), 1.42 (s, 3H, CH3), 1.34 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  155.4 (C), 153.6 (C), 142.5 (C), 142.0 (C), 140.8 (C), 138.7 (C), 138.3 (C), 134.9 (C), 132.7 (C), 132.5 (C), 132.4 (C), 131.3 (C), 130.9 (C), 130.4 (CH), 130.2 (C), 129.1 (CH), 128.3 (CH), 121.0 (CH), 117.4 (CH), 108.4 (CH), 107.3 (CH), 43.8 (CH), 21.3 (CH3), 19.7 (CH3), 14.7 (CH3), 13.5 (CH3), 13.5 (CH3), 11.7 (CH3) ppm. FTIR  3414, 2923, 2854, 1540, 1466, 1400, 1311, 1189, 1079, 984 cm -1 . HRMS-EI m/z 586.3071 (calcd. para C37H37BF2N4: 586.3079). 6.5.4.d. Síntesis de 5-(4-(4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indacen-2-il)fenil)dipirrometeno (86) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se hace reaccionar 89 (82.4 mg, 0.14 mmol) y DDQ (35.1 mg, 0.15 mmol) en CH2Cl2 anhidro (15 mL) durante 30 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 85:15) da lugar a 86 (38.6 mg, 47%) como un sólido naranja oscuro. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.65 (s, 2H, CH), 7.52 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 7.25 (d, J = 8.2 Hz, 2H, 2CH), 6.97 (s, 2H, 2CH), 6.65 (dd, J = 4.2 y 1.3 Hz, 2H, 2CH), 6.41 (dd, J = 4.2 y 1.3 Hz, 2H, 2CH), 6.02 (s, 1H, CH), 2.61 (s, 6H, 2CH3), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.16 (s, 6H, 2CH3), 1.42 (s, 3H, CH3), 1.39 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  155.9 (C), 153.1 (C), 143.6 (CH), 142.9 (C), 142.1 (C), 141.9 (C), 140.8 (C), 138.7 (C), 138.2 (C), 135.8 (C), 134.9 (C), 134.8 (C), 132.3 (C), 131.3 (C), 131.1 (C), 130.9 (CH), 130.2 (C), 129.4 (CH), 129.1 (CH), 128.9 (CH), 121.2 (CH), 117.6 (CH), 21.3 (CH3), 19.7 (CH3), 14.8 (CH3), 13.6 (CH3), 13.5 (CH3), 11.7 (CH3) ppm. FTIR  2922, 2853, 1538, 1464, 1385, 1311, 1187, 1120, 1079, 1005, 984 cm -1 . HRMS-EI m/z 584.2918 (calcd. para C37H35BF2N4: 584.2923). 260 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 6.5.4.e. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 76 Siguiendo el procedimiento general 6.2.5., se hace reaccionar 83 (24.3 mg, 0.02 mmol), 86 (23.4 mg, 0.04 mmol) y acetato sódico trihidrato (8.2 mg, 0.06 mmol) en CH3CN (5 mL) durante 18 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 90:10) da lugar a 76 (9 mg, 16%) como un sólido naranja. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.24 (d, J = 8.5 Hz, 2H, 2CH), 7.79 (dd, J = 5.8 y 1.6 Hz, 2H, 2CH), 7.68 (td, J = 7.9, 7.5 y 1.7 Hz, 2H, 2CH), 7.45 (d, J = 8.1 Hz, 2H, 2CH), 7.21 (d, J = 8.2 Hz, 2H, 2CH), 6.97-6.94 (m, 4H, 4CH), 6.79 (t, J = 1.4 Hz, 2H, 2CH), 6.55 (dd, J = 4.3 y 1.4 Hz, 2H, 2CH), 6.44 (ddd, J = 11.9, 9.2 y 2.4 Hz, 2H, 2CH), 6.27 (dd, J = 4.3 y 1.5 Hz, 2H, 2CH), 6.01 (s, 1H, CH), 5.78 (dd, J = 8.5 y 2.4 Hz, 2H, 2CH), 2.59 (s, 6H, 2CH3), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.15 (s, 6H, 2CH3), 1.41 (s, 3H, CH3), 1.38 (s, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  165.3 (d, 2 JCF J = 7.2 Hz, C), 163.5 (d, 1 JCF = 256.6 Hz, CF), 163.4 (d, 1 JCF = 256.2 Hz, CF), 161.4 (d, 1 JCF = 260.0 Hz, CF), 161.3 (d, 1 JCF = 260.4 Hz, CF), 160.7 (d, 2 JCF = 5.7 Hz, C), 155.8 (C), 153.2 (C), 152.1 (CH), 149.6 (CH), 148.4 (C), 142.8 (C), 142.0 (C), 138.7 (C), 138.1 (C), 137.8 (C), 137.1 (CH), 134.9 (C), 134.1 (C), 133.9 (C), 132.5 (C), 131.6 (CH), 131.1 (C), 130.4 (CH), 130.2 (C), 129.1 (CH), 128.8 (CH), 128.3 (CH), 122.9 (d, 2 JCF = 19.7 Hz, CH), 122.2 (CH), 121.2 (CH), 117.4 (CH), 114.0 (d, 2 JCF = 15.9 Hz, CH), 97.4 (t, 2 JCF = 26.7 Hz, CH), 21.2 (CH3), 19.7 (CH3), 14.2 (CH3), 13.6 (CH3), 11.7 (CH3) ppm. FTIR  2924, 2854, 1601, 1540, 1470, 1403, 1378, 1345, 1312, 1247, 1188, 1165, 1077, 1029, 988 cm -1 . HRMS-MALDI- TOF m/z 1156.3404 (calcd. para C59H46BF6IrN6: 1156.3411). 6.5.5. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 77 La síntesis de 77 (Esquema 52 y 53, pág. 141) se ha llevado a cabo a partir del dipirrometeno 30 (pág. 209) y del complejo dimérico 83 (pág. 255), anteriormente sintetizados. 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 261 6.5.5.a. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 90 Siguiendo el procedimiento general 6.2.5., se hace reaccionar 83 (50 mg, 0.04 mmol), 30 (19.4 mg, 0.08 mmol) y acetato sódico trihidrato (16.8 mg, 0.12 mmol) en CH3CN (5 mL) durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/CH3OH, 97:3) da lugar a 90 (15.9 mg, 24%) como un sólido rojo anaranjado. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.23 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.77 (d, J = 5.7 Hz, 2H, 2CH), 7.69-7.65 (m, 2H, 2CH), 7.31 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.94 (ddd, J = 7.1, 5.8 y 1.0 Hz, 2H, 2CH), 6.86 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 6.78 (s, 2H, 2CH), 6.57 (dd, J = 4.4 y 1.0 Hz, 2H, 2CH), 6.43 (ddd, J = 11.8, 9.2 y 2.2 Hz, 2H, 2CH), 6.26 (dd, J = 4.3 y 1.1 Hz, 2H, 2CH), 5.78 (dd, J = 8.4 y 2.2 Hz, 2H, 2CH), 4.96 (s, 1H, OH) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  165.3 (d, 2 JCF = 7.0 Hz, C), 163.5 (d, 1 JCF = 255.7 Hz, CF), 163.4 (d, 1 JCF = 255.8 Hz, CF), 161.3 (d, 1 JCF = 260.2 Hz, CF), 161.2 (d, 1 JCF = 259.9 Hz, CF), 160.9 (d, 2 JCF = 5.9 Hz, C), 155.6 (C), 151.9 (CH), 149.6 (CH), 148.5 (C), 137.1 (CH), 134.4 (C), 132.0 (CH), 131.6 (CH), 128.3 (C), 122.8 (d, 2 JCF = 19.7 Hz, CH), 122.1 (CH), 117.2 (CH), 114.0 (CH), 113.9 (d, 2 JCF = 16.8 Hz, CH), 97.3 (t, 2 JCF = 27.0 Hz, CH) ppm. FTIR  3358, 2925, 2852, 1601, 1543, 1476, 1405, 1378, 1344, 1290, 1246, 1200, 1106, 1031, 989, 818 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 808.1428 (calcd. para C37H23F4IrN4O: 808.1437). 6.5.5.b. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 77 A una disolución de 90 (26.6 mg, 0.03 mmol) y cinco gotas de Et3N (5 gotas) en CH2Cl2 anhidro (5 mL), se adiciona, bajo atmósfera de argón y gota a gota, cloruro de -cloroacetilo (0.004 mL, 0.05 mmol) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a 50 °C durante 2 h. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se elimina el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 30:70) dando lugar a 77 (20.6 mg, 71%) como un sólido rojo anaranjado. 262 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.24 (d, J = 8.5 Hz, 2H, 2CH), 7.79 (d, J = 5.6 Hz, 2H, 2CH), 7.70-7.67 (m, 2H, 2CH), 7.46 (d, J = 8.4 Hz, 2H, 2CH), 7.20 (d, J = 8.5 Hz, 2H, 2CH), 6.96 (ddd, J = 7.1, 6.0 y 1.1 Hz, 2H, 2CH), 6.80 (s, 2H, 2CH), 6.52 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.44 (ddd, J = 11.9, 9.2 y 2.1 Hz, 2H, 2CH), 6.27 (dd, J = 4.3 y 1.2 Hz, 2H, 2CH), 5.78 (dd, J = 8.4 y 2.2 Hz, 2H, 2CH), 4.35 (s, 2H, CH2Cl) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  165.7 (COO), 165.3 (d, 2 JCF = 7.0 Hz, C), 163.5 (d, 1 JCF = 256.0 Hz, CF), 163.4 (d, 1 JCF = 255.7 Hz, CF), 161.3 (d, 1 JCF = 259.1 Hz, CF), 161.2 (d, 1 JCF = 259.5 Hz, CF), 160.6 (d, 2 JCF = 6.0 Hz, C), 152.3 (C), 150.2 (CH), 149.5 (CH), 147.1 (C), 137.4 (C), 137.1 (CH), 134.0 (CH), 131.6 (CH), 128.3 (C), 122.9 (d, 2 JCF = 19.9 Hz, CH), 122.1 (CH), 119.9 (CH), 117.6 (CH), 113.9 (d, 2 JCF = 15.9 Hz, CH), 97.4 (t, 2 JCF = 27.0 Hz, CH), 40.9 (CH2Cl) ppm. FTIR  2925, 2855, 1778, 1601, 1545, 1474, 1404, 1378, 1344, 1286, 1247, 1201, 1165, 1138, 1105, 1030, 989, 818 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 884.1138 (calcd. para C39H24ClF4IrN4O2: 884.1153). 6.5.6. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 78 La síntesis de 78 se ha llevado a cabo en dos pasos a partir del complejo 90 anteriormente sintetizado, según la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 54 (pág. 142). 6.5.6.a. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 91 Siguiendo el procedimiento general 6.2.14., se hace reaccionar 90 (15.9 mg, 0.02 mmol), K2CO3 (8.2 mg, 0.06 mmol) y hidrocloruro de 2-cloro-N,N-dimetiletanamina (3.4 mg, 0.024 mmol) en acetona (5 mL) a 60-70 °C durante 18 h. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se elimina el disolvente a presión reducida. El residuo obtenido se purifica por cromatografía en columna sobre gel de sílice (CH2Cl2/CH3OH, 98:2) dando lugar a 91 (12.7 mg, 73%) como un sólido naranja rojizo. 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 263 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  8.23 (dt, J = 8.3 y 2.0 Hz, 2H, 2CH), 7.77 (ddd, J = 5.8, 1.7 y 0.8 Hz, 2H, 2CH), 7.67 (ddd, J = 8.6, 7.6 y 1.0 Hz, 2H, 2CH), 7.35 (d, J = 8.7 Hz, 2H, 2CH), 6.95 (m, 4H, 4CH), 6.78 (t, J = 1.3 Hz, 2H, 2CH), 6.56 (dd, J = 4.3 y 1.3 Hz, 2H, 2CH), 6.43 (ddd, J = 12.5, 9.2 y 2.4 Hz, 2H, 2CH), 6.26 (dd, J = 4.3 y 1.4 Hz, 2H, 2CH), 5.77 (dd, J = 8.6 y 2.4 Hz, 2H, 2CH), 4.19 (t, J = 5.6 Hz, 2H, CH2O), 2.89 (t, J = 5.5 Hz, 2H, CH2N), 2.45 (s, 6H, 2CH3N) ppm. 6.5.6.b. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 78 Siguiendo el procedimiento general 6.2.15., se hace reaccionar 91 (12.7 mg, 0.014 mmol) y CH3I en exceso (1.0 mL) en CHCl3 (1.5 mL) durante 1 h. Se obtiene 78 (9.6 mg, 65%) como un sólido rojo anaranjado. 1 H RMN (700 MHz, Acetona-d6)  8.31 (d, J = 8.3 Hz, 2H, 2CH), 7.96 (td, J = 7.9 y 1.6 Hz, 2H, 2CH), 7.94 (d, J = 5.8 Hz, 2H, 2CH), 7.42 (d, J = 8.6 Hz, 2H, 2CH), 7.25 (ddd, J = 7.3, 5.9 y 1.3 Hz, 2H, 2CH), 7.16 (d, J = 8.6 Hz, 2H, 2CH), 6.80 (t, J = 1.3 Hz, 2H, 2CH), 6.60 (ddd, J = 11.9, 9.3 y 2.3 Hz, 2H, 2CH), 6.50 (dd, J = 4.4 y 1.3 Hz, 2H, 2CH), 6.29 (dd, J = 4.3 y 1.4 Hz, 2H, 2CH), 5.81 (dd, J = 8.6 y 2.4 Hz, 2H, 2CH), 4.80-4.77 (m, 2H, CH2O), 4.25-4.23 (m, 2H, CH2N), 3.61 (s, 9H, 3CH3N) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  164.8 (d, 2 JCF = 6.7 Hz, C), 163.5 (d, 1 JCF = 255.1 Hz, CF), 163.4 (d, 1 JCF = 255.0 Hz, CF), 161.3 (d, 1 JCF = 259.3 Hz, CF), 161.2 (d, 1 JCF = 259.0 Hz, CF), 161.3 (d, 2 JCF = 5.6 Hz, C), 157.9 (C), 151.5 (CH), 149.8 (CH), 148.5 (C), 138.2 (CH), 134.3 (C), 132.6 (C), 131.8 (CH), 131.5 (CH), 128.5 (C), 123.0 (CH), 122.9 (d, 2 JCF = 19.9 Hz, CH), 117.4 (CH), 113.6 (d, 2 JCF = 15.8 Hz, CH), 113.4 (CH), 97.1 (t, 2 JCF = 27.2 Hz, CH), 65.3 (CH2N), 62.3 (CH2O), 54.0 (CH3N) ppm. FTIR  2928, 2855, 1603, 1573, 1542, 1477, 1404, 1378, 1345, 1291, 1246, 1162, 1102, 1029, 989, 822 cm -1 . HRMS-MALDI-TOF m/z 894.2403 (calcd. para C42H35F4IrN5O + : 894.2407). 264 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 6.5.7. Síntesis de 5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (92) La síntesis de 92 se ha llevado a cabo en tres pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 55 (pág. 153). 6.5.7.a. Síntesis de 5-cloropirrol-2-carbaldehído (98) Siguiendo el procedimiento general 6.2.6., método B, se hace reaccionar 2-formilpirrol (150 mg, 1.58 mmol) y NCS (232 mg, 1.74 mmol) en THF anhidro (50 mL) a temperatura ambiente durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 95:5) da lugar a 98 29b (88 mg, 43%) como un sólido blanco. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  10.90 (s ancho, 1H, NH), 9.37 (s, 1H, CHO), 6.95 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.22 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH) ppm. 6.5.7.b. Síntesis de 5-cloro-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (100) Siguiendo el procedimiento general 6.2.3., se hace reaccionar 98 (88 mg, 0.68 mmol) y POCl3 (0.07 mL, 0.74 mmol) en CHCl3 (50 mL) durante 1 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona 2,4-dimetilpirrol (0.08 mL, 0.74 mmol) y se mantiene la agitación durante 12 h. Finalmente, se adicionan Et3N (0.47 mL, 3.39 mmol) y BF3·Et2O (0.84 mL, 6.79 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 100 226 (109 mg, 64%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.01 (s, 1H, CH), 6.80 (d, J = 3.8 Hz, 1H, CH), 6.23 (d, J = 3.8 Hz, 1H, CH), 6.13 (s, 1H, CH), 2.56 (s, 3H, CH3), 2.20 (s, 3H, CH3) ppm. 6.5.7.c. Síntesis de 92 Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.c., se hace reaccionar 100 (109 mg, 0.43 mmol), bromuro de 6-etoxi-6-oxohexilzinc 0.5 M en THF (5.16 mL, 2.58 mmol) y PdCl2(PPh3)2 (30 mg, 0.043 mmol) en PhMe anhidro (2 mL) a temperatura ambiente durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 98:2) da lugar a 92 (126 mg, 81%) como un sólido marrón. 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 265 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  7.06 (s, 1H, CH), 6.90 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.27 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.09 (s, 1H, CH), 4.12 (c, J = 7.0 Hz, 2H, CH2O), 2.97 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.55 (s, 3H, CH3), 2.31 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.24 (s, 3H, CH3), 1.75 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.69 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.46 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.25 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  173.8 (COO), 160.3 (C), 159.2 (C), 143.0 (C), 134.7 (C), 133.3 (C), 128.4 (CH), 123.5 (CH), 120.0 (CH), 116.8 (CH), 60.2 (CH2O), 34.3 (CH2), 29.0 (CH2), 28.5 (CH2), 28.3 (CH2), 24.8 (CH2), 14.9 (CH3), 14.3 (CH3), 11.3 (CH3) ppm. FTIR  2925, 2844, 1723, 1570, 1311, 1145, 986 cm -1 . HRMS-EI m/z 362.1969 (calcd. para C19H25BF2N2O2: 362.1977). 6.5.8. Síntesis de 5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s- indaceno (93) La síntesis de 93 se ha llevado a cabo en tres pasos, siguiendo la secuencia de reacciones que se recoge en el Esquema 55 (pág. 153). 6.5.8.a. Síntesis de 2-acetil-5-cloropirrol (99) Siguiendo el procedimiento general 6.2.6., método B, se hace reaccionar 2-acetilpirrol (150 mg, 1.37 mmol) y NCS (202 mg, 1.51 mmol) en THF anhidro (50 mL) a temperatura ambiente durante 24 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 95:5) da lugar a 99 29b (89 mg, 45%) como un sólido blanco. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  9.67 (s ancho, 1H, NH), 6.84 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.11 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 2.42 (s, 3H, CH3) ppm. 6.5.8.b. Síntesis de 5-cloro-4,4-difluoro-1,3,8-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (101) Siguiendo el procedimiento general 6.2.3., se hace reaccionar 99 (89 mg, 0.62 mmol) y POCl3 (0.063 mL, 0.68 mmol) en CHCl3 (50 mL) durante 1 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona 2,4-dimetilpirrol (0.07 mL, 0.68 mmol) y se mantiene la agitación durante 12 h. 266 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 Finalmente, se adicionan Et3N (0.43 mL, 3.1 mmol) y BF3·Et2O (0.76 mL, 6.2 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 101 226 (115 mg, 70%) como un sólido rojo. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.03 (d, J = 3.7 Hz, 1H, CH), 6.29 (d, J = 3.7 Hz, 1H, CH), 6.17 (s, 1H, CH), 2.58 (s, 3H, CH3), 2.50 (s, 3H, CH3), 2.40 (s, 3H, CH3) ppm. 6.5.8.c. Síntesis del BODIPY 93 Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.c., se hace reaccionar 101 (115 mg, 0.43 mmol), bromuro de 6-etoxi-6-oxohexilzinc 0.5 M en THF (4.3 mL, 2.15 mmol) y PdCl2(PPh3)2 (30 mg, 0.043 mmol) en PhMe anhidro (2 mL) a temperatura ambiente durante 6 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 50:50) da lugar a 93 (107 mg, 66%) como un sólido marrón. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  7.09 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.26 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.08 (s, 1H, CH), 4.12 (c, J = 7.0 Hz, 2H, CH2O), 2.96 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.54 (s, 3H, CH3), 2.50 (s, 3H, CH3), 2.38 (s, 3H, CH3), 2.30 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.74 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.69 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.45 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.25 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  173.8 (COO), 158.7 (C), 156.5 (C), 142.7 (C), 140.4 (C), 134.3 (C), 132.7 (C), 125.7 (CH), 121.7 (CH), 115.9 (CH), 60.2 (CH2O), 34.3 (CH2), 29.0 (CH2), 28.4 (CH2), 28.3 (CH2), 24.8 (CH2), 16.6 (CH3), 16.4 (CH3), 14.7 (CH3), 14.3 (CH3) ppm. FTIR  2926, 2857, 1730, 1561, 1301, 1150, 987 cm -1 . HRMS-EI m/z 376.2130 (calcd. para C20H27BF2N2O2: 376.2134). 6.5.9. Síntesis de 3-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-metil-4-bora-3a,4a-diaza- s-indaceno (94) La síntesis de 94 (Esquema 57, pág. 154) se ha llevado a cabo a partir del BODIPY intermedio 102. La síntesis de 102 se ha realizado en tres pasos, según el procedimiento descrito por Shinokubo et al., 227 y que se recoge en el Esquema 56 (pág. 154). 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 267 6.5.9.a. Síntesis de 1,9-dicloro-5-mesitildipirrometano (103) Siguiendo el procedimiento general 6.2.6., método A, se hace reaccionar 84 (993.3 mg, 3.76 mmol), anteriormente sintetizado (pág. 256), y NCS (1.10 g, 8.27 mmol) en THF anhidro (75 mL) durante 2 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 95:5) da lugar a 103 227 (995 mg, 40%) como un sólido verde amarillento. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  7.75 (s ancho, 2H, 2NH), 6.90 (s, 2H, 2CH), 5.98 (d, J = 4.0 Hz, 2H, 2CH), 5.91 (d, J = 4.0 Hz, 2H, 2CH), 5.75 (s, 1H, CH), 2.30 (s, 3H, CH3), 2.11 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.5.9.b. Síntesis de 1,9-dicloro-5-mesitildipirrometeno (104) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.b., se hace reaccionar 103 (995 mg, 2.98 mmol) y DDQ (745.5 mg, 3.28 mmol) en CH2Cl2 anhidro (60 mL) durante 30 min. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 95:5) da lugar a 104 227 (640 mg, 65%) como un sólido amarillo anaranjado. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.91 (s, 2H, 2CH), 6.32 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.18 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.07 (s, 6H, 2CH3) ppm. 6.5.9.c. Síntesis de 3,5-dicloro-4,4-difluoro-8-mesitil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (102) Siguiendo el procedimiento general 6.2.1.c., se hace reaccionar 104 (640 mg, 1.93 mmol), Et3N (1.34 mL, 9.66 mmol) y BF3·Et2O (2.38 mL, 19.32 mmol) en CH2Cl2 anhidro (50 mL) durante 3 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 98:2) da lugar a 102 227 (506.6 mg, 69%) como un sólido rojo anaranjado. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.95 (s, 2H, 2CH), 6.60 (dd, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.36 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 2.35 (s, 3H, CH3), 2.09 (s, 6H, 2CH3) ppm. 268 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 6.5.9.d. Síntesis de 3-cloro-5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (105) Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.c., se hace reaccionar 102 (50 mg, 0.13 mmol), bromuro de 4-etoxi-4-oxobutilzinc 0.5 M en THF (1.3 mL, 0.66 mmol) y PdCl2(PPh3)2 (9.3 mg, 0.013 mmol) en PhMe anhidro (2 mL) a temperatura ambiente durante 1.5 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 95:5) da lugar a 105 (40 mg, 62%) como un sólido naranja oscuro. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  6.93 (s, 2H, 2CH), 6.62 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.44 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.36 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.26 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 4.14 (c, J = 7.0 Hz, 2H, CH2O), 3.07 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.32 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.09 (s, 6H, 2CH3), 1.79 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.70 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.49 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.25 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  173.7 (COO), 166.3 (C), 142.9 (C), 140.2 (C), 138.8 (C), 136.6 (C), 135.6 (C), 133.0 (C), 131.5 (CH), 129.1 (C-Cl), 128.2 (CH), 127.4 (CH), 120.0 (CH), 116.8 (CH), 60.3 (CH2O), 34.2 (CH2), 29.1 (CH2), 29.0 (CH2), 28.1 (CH2), 24.8 (CH2), 21.1 (CH3), 20.0 (CH3), 14.3 (CH3) ppm. FTIR  2928, 2862, 1730, 1562, 1408, 1329, 1267, 1102, 1045, 970 cm -1 . HRMS-EI m/z 486.2051 (calcd. para C26H30BClF2N2O2: 486.2057). 6.5.9.e. Síntesis del BODIPY 94 Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.c., se hace reaccionar 105 (52 mg, 0.11 mmol), dimetilzinc 1.2 M en PhMe (0.22 mL, 0.267 mmol) y PdCl2(PPh3)2 (7.5 mg, 0.011 mmol) en PhMe anhidro (2 mL) a temperatura ambiente durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 95:5) da lugar a 94 (37 mg, 75%) como un sólido naranja oscuro. 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 269 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.92 (s, 2H, 2CH), 6.48 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.46 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.24 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.19 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 4.12 (c, J = 7.2 Hz, 2H, CH2O), 3.03 (t, J = 7.8 Hz, 2H, CH2), 2.63 (s, 3H, CH3), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.32 (t, J = 7.5 Hz, 2H, CH2), 2.09 (s, 6H, 2CH3), 1.83-1.66 (m, 4H, 2CH2), 1.54-1.44 (m, 2H, CH2), 1.25 (t, J = 7.2 Hz, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  173.7 (COO), 162.0 (C), 157.5 (C), 142.4 (C), 138.3 (C), 136.6 (C), 134.7 (C), 134.5 (C), 130.1 (C), 129.0 (CH), 128.9 (CH), 128.0 (CH), 119.3 (CH), 117.6 (CH), 60.2 (CH2O), 34.3 (CH2), 29.1 (CH2), 28.7 (CH2), 28.2 (CH2), 24.8 (CH2), 21.1 (CH3), 20.0 (CH3), 14.9 (CH3), 14.3 (CH3) ppm. FTIR  2926, 2860, 1733, 1560, 1272, 1142, 1125, 1089, 999 cm -1 . HRMS-EI m/z 466.2597 (calcd. para C27H33BF2N2O2: 466.2603). 6.5.10. Síntesis de 3-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-metil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (95) La síntesis de 95 (Esquema 57, pág. 154) se ha llevado a cabo a partir del BODIPY intermedio 102, anteriormente sintetizado. 6.5.10.a. Síntesis de 3-cloro-5-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-8-mesitil-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (106) Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.c., se hace reaccionar 102 (50 mg, 0.13 mmol), bromuro de 4-etoxi-4-oxobutilzinc 0.5 M en THF (0.79 mL, 0.39 mmol) y PdCl2(PPh3)2 (9 mg, 0.013 mmol) en PhMe anhidro (2 mL) a temperatura ambiente durante 1 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/AcOEt, 98:2) da lugar a 106 (39 mg, 65%) como un sólido naranja. 270 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  6.93 (s, 2H, 2CH), 6.62 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.46 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.39 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.27 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 4.14 (c, J = 7.0 Hz, 2H, CH2O), 3.11 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.45 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.11 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.09 (s, 6H, 2CH3), 1.26 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  173.1 (COO), 164.9 (C), 143.3 (C), 140.7 (C), 138.8 (C), 136.6 (C), 135.6 (C), 133.2 (C), 131.5 (CH), 129.0 (C-Cl), 128.2 (CH), 127.8 (CH), 119.9 (CH), 117.1 (CH), 60.5 (CH2O), 33.8 (CH2), 28.3 (CH2), 23.7 (CH2), 21.1 (CH3), 20.0 (CH3), 14.2 (CH3) ppm. FTIR  2923, 2852, 1735, 1569, 1539, 1411, 1348, 1332, 1271, 1186, 1111, 1048, 993, 973 cm -1 . HRMS-EI m/z 458.1738 (calcd. para C24H26BClF2N2O2: 458.1744). 6.5.10.b. Síntesis del BODIPY 95 Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.c., se hace reaccionar 106 (46 mg, 0.10 mmol), dimetilzinc 1.2 M en PhMe (0.42 mL, 0.50 mmol) y PdCl2(PPh3)2 (7 mg, 0.01 mmol) en PhMe anhidro (2 mL) a temperatura ambiente durante 4 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/Et2O, 98:2) da lugar a 95 (30 mg, 68%) como un sólido naranja. 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  6.92 (s, 2H, 2CH), 6.48 (d, J = 4.2 Hz, 2H, 2CH), 6.27 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.20 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 4.15 (c, J = 7.2 Hz, 2H, CH2O), 3.07 (t, J = 7.8 Hz, 2H, CH2), 2.63 (s, 3H, CH3), 2.45 (t, J = 7.8 Hz, 2H, CH2), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.15-2.05 (m, 8H, CH2 y 2CH3), 1.27 (t, J = 7.2 Hz, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  173.3 (COO), 160.5 (C), 158.0 (C), 142.7 (C), 138.4 (C), 136.6 (C), 134.8 (C), 134.4 (C), 130.1 (C), 129.3 (CH), 128.9 (CH), 128.0 (CH), 119.7 (CH), 117.6 (CH), 60.4 (CH2O), 34.0 (CH2), 28.1 (CH2), 23.8 (CH2), 21.1 (CH3), 20.0 (CH3), 15.0 (CH3), 14.3 (CH3) ppm. FTIR  2925, 2855, 1735, 1564, 1439, 1274, 1132, 1011 cm -1 . HRMS-EI m/z 438.2285 (calcd. para C25H29BF2N2O2: 438.2290). 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 271 6.5.11. Síntesis de 3-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-(tien-2-il)-4-bora-3a,4a- diaza-s-indaceno (96) Siguiendo el procedimiento general 6.2.9.a., método B, se hace reaccionar 105 (21 mg, 0.043 mmol), ácido 2-tienilborónico (13.8 mg, 0.11 mmol), Na2CO3 (91.4 mg, 0.86 mmol) y PCy3 Pd G2 (1 mg, 0.002 mmol) en PhMe (4 mL) y H2O (1 mL) durante 4.5 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CH2Cl2, 80:20) da lugar a 96 (12 mg, 52%) como un sólido morado. 1 H RMN (700 MHz, CDCl3)  8.14 (d, J = 3.5 Hz, 1H, 1CH), 7.45 (d, J = 4.9 Hz, 1H, 1CH), 7.18 (t, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.94 (s, 2H, 2CH), 6.67 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.53 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 6.51 (d, J = 4.9 Hz, 1H, CH), 6.31 (d, J = 4.2 Hz, 1H, CH), 4.12 (c, J = 7.0 Hz, 2H, CH2O), 3.09 (t, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 2.36 (s, 3H, CH3), 2.35 (t, J = 7.0 Hz, 2H, CH2), 2.12 (s, 6H, 2CH3), 1.79 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.71 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.50 (q, J = 7.7 Hz, 2H, CH2), 1.25 (t, J = 7.0 Hz, 3H, CH3) ppm. 13 C RMN (176 MHz, CDCl3)  173.8 (COO), 163.2 (C), 149.3 (C), 141.8 (C), 138.4 (C), 136.8 (C), 136.3 (C), 134.8 (C), 134.4 (C), 130.5 (CH), 130.2 (C), 129.2 (CH), 128.9 (CH), 128.6 (CH), 128.5 (CH), 128.1 (CH), 119.6 (CH), 118.7 (CH), 60.2 (CH2O), 34.2 (CH2), 29.1 (CH2), 28.8 (CH2), 28.1 (CH2), 24.8 (CH2), 21.1 (CH3), 20.0 (CH3), 14.3 (CH3) ppm. FTIR  2925, 2855, 1734, 1570, 1465, 1372, 1269, 1125, 1039, 938 cm -1 . HRMS-EI m/z 534.2320 (calcd. para C30H33BF2N2O2S: 534.2324). 6.5.12. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(5-metoxi-5-oxopentil)-4- bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (97) Siguiendo el procedimiento general 6.2.2., se hace reaccionar 107* (175 mg, 0.98 mmol) y 3-etil-2,4-dimetilpirrol (0.28 mL, 2.05 mmol) en CH2Cl2 anhidro (20 mL) durante 2 h. Transcurrido el tiempo, se adiciona POCl3 (0.1 mL, 1.08 mmol) y se mantiene la agitación durante 3 h. Finalmente, se adicionan Et3N (0.68 mL, 4.90 mmol) y BF3·Et2O (1.21 mL, 9.80 mmol), manteniendo la agitación durante 12 h. Cromatografía en columna sobre gel de sílice (hexano/CHCl3, 95:5) da lugar a 97 (120 mg, 30%) como un sólido naranja. 272 6.5. Síntesis y caracterización de los compuestos implicados en el Capítulo 4 1 H RMN (300 MHz, CDCl3)  3.67 (s, 3H, CH3O), 3.03-2.98 (m, 2H, CH2), 2.49 (s, 6H, 2CH3), 2.40 (t, J = 7.2 Hz, 2H, CH2), 2.40 (c, J = 7.5 Hz, 4H, 2CH2), 2.33 (s, 6H, 2CH3), 1.88-1.78 (m, 2H, CH2), 1.72-1.63 (m, 2H, CH2), 1.04 (t, J = 7.5 Hz, 6H, 2CH3) ppm. 13 C RMN (75 MHz, CDCl3)  173.7 (COO), 152.2 (C), 144.0 (C), 135.6 (C), 132.7 (C), 130.9 (C), 51.7 (CH3O), 33.6 (CH2), 31.2 (CH2), 28.2 (CH2), 25.3 (CH2), 17.2 (CH2), 14.9 (CH3), 13.3 (CH3), 12.4 (CH3) ppm. FTIR  2925, 2855, 1741, 1548, 1472, 1331, 1264, 1198, 1071, 982 cm -1 . HRMS-EI m/z 418.3356 (calcd. para C23H33BF2N2O2: 418.3358). * Síntesis de 6-cloro-6-oxohexanoato de metilo (107): A una disolución de ácido 6- metoxi-6-oxohexanoico (0.15 mL, 1.01 mmol) en CH2Cl2 anhidro (2 mL), se adiciona, bajo atmósfera de argón y gota a gota, SOCl2 (0.29 mL, 4.04 mmol) y la mezcla de reacción se mantiene con agitación a 50 °C durante 20 min. Finalizada la reacción, se deja alcanzar la temperatura ambiente y se eliminan los restos de SOCl2 y el disolvente a presión reducida. El residuo se lava con n-pentano y se seca a presión reducida. Se obtiene 107 228 (175 mg, 97%) como un aceite amarillento, que se emplea sin purificación. BIBLIOGRAFÍA 7 7. Bibliografía 277 7. BIBLIOGRAFÍA 1. Por ejemplo ver: a) Wood, T. E.; Uddin, M. I.; Thompson, A., Handbook of Porhyrin Science. The synthesis and properties of dipyrrins, Vol. 8, Cap. 3, pp. 235-291; Eds. Kadish, K.M.; Smith, M. K.; Guilard, R., World Scientific Publishing, Singapur, 2010; b) Saito, S.; Osuka, A., Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4342-4373; c) Roznyatovskiy, V. V.; Lee, C.-H.; Sessler, J. L., Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 1921-1933. 2. Loudet, A.; Burgess, K., Chem. Rev. 2007, 107, 4891-4932. 3. Rohand, T.; Dolusic, E.; Ngo, T. H.; Maes, W.; Dehaen, W., ARKIVOC 2007, 10, 307- 324. 4. Boens, N.; Verbelen, B.; Ortiz, M. J.; Jiao, L.; Dehaen, W., Coord. Chem. 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R.; García-Moreno, I.; Villanueva, A.; de la Moya, S.; Ortiz, M. J., Chem. Commun. 2020, 56, 940-943. 233. Nad, S.; Kumbhakar, M.; Pal, H., J. Phys. Chem. A 2003, 4808-4816. 234. Gómez-Infante, A.; Bañuelos, J.; Valois-Escamilla, I.; Cruz-Cruz, D.; Prieto-Montero, R.; López-Arbeloa, I.; Arbeloa, T.; Peña-Cabrera, E., Eur. J. Org. Chem. 2016, 5009- 5023. 235. López Arbeloa, F.; López Arbeloa, T.; López Arbeloa, I.; García-Moreno, I.; Costela, A.; Sastre, R.; Amat-Guerri, F., Chem. Phys. 1998, 236, 331-341. 236. Bañuelos Prieto, J.; López Arbeloa, F.; Martínez-Martínez, V.; Arbeloa López, T.; López Arbeloa, I., J. Phys. Chem. A 2004, 108, 5503-5508. 237. Magde, D.; Brannon, J. H.; Cremers, T. L.; Olmsted, J., J. Phys. Chem. 1979, 83, 696- 699. 238. Vincett, P. S.; Voigt, E. M.; Rieckhoff, K. E., J. Chem. Phys. 1971, 55, 4131-4140. 239. Sens, R.; Drexhage, K. H., J. Luminisc. 1981, 24-25, 709-712. 240. Stockert, J. C.; Abasolo, M. I.; Blázquez-Castro, A.; Horobin, E. 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J. 2020, DOI: 10.1002/chem.202002916. 2. Prieto-Montero, R.; Prieto-Castañeda, A.; Sola-Llano, R.; Agarrabeitia, A. R.; García- Fresnadillo, D.; López-Arbeloa, I.; Villanueva, A.; de la Moya, S.; Ortiz, M. J., ‘Exploring BODIPY derivatives as singlet oxygen photosensitizers for PDT’, Photochem. Photobiol. 2020, 96, 458-477. 3. Tabero, A.; García-Garrido, F.; Prieto-Castañeda, A.; Palao, E.; Agarrabeitia, A. R.; García-Moreno, I.; Villanueva, A.; de la Moya, S.; Ortiz, M. J., ‘BODIPYs revealing lipid droplets as valuable targets for photodynamic theragnosis’, Chem. Commun. 2020, 56, 940-943. 4. Ortiz García, M. J.; de la Moya Cerero, S.; Rodríguez Agarrabeitia, A.; Prieto Castañeda, A.; García Garrido, F.; Villanueva Oroquieta, M. A.; Tabero Truchado, A., ‘Nuevos compuestos de esqueleto boradiazaindacénico y su uso como agentes teragnósticos basados en acumulación de gotas lipídicas’, Patente ES 2719000 A1, 2019. 5. Ramos-Torres, A.; Avellanal-Zaballa, E.; Prieto-Castañeda, A.; García-Garrido, F.; Bañuelos, J.; Agarrabeitia, A. R.; Ortiz, M. J., ‘FormylBODIPYs by PCC-promoted selective oxidation of -methylBODIPYs. Synthetic versatility and applications’, Org. Lett. 2019, 21, 4563-4566. 6. Prieto-Castañeda, A.; Avellanal-Zaballa, E.; Gartzia-Rivero, L.; Cerdán, L.; Agarrabeitia, A. R.; García-Moreno, I.; Bañuelos, J.; Ortiz, M. J., ‘Tailoring the molecular skeleton of aza-BODIPYs to design photostable red-light-emitting laser dyes’, ChemPhotoChem 2019, 3, 75-85. 7. Epelde-Elezcano, N.; Prieto-Montero, R.; Martínez-Martínez, V.; Ortiz, M. J.; Prieto- Castañeda, A.; Peña-Cabrera, E.; Belmonte-Vázquez, J. L.; López-Arbeloa, I.; Brown, R.; Lacombe, S., ‘Adapting BODIPYs to singlet oxygen production on silica nanoparticles’, Phys. Chem. Chem. Phys. 2017, 19, 13746-13755. 8. Ortiz García, M. J.; Rodríguez Agarrabeitia, A.; Mazuelo Santos, T.; Prieto Castañeda, A.; Villanueva Oroquieta, M. A.; Tabero Truchado, A., ‘Nuevos colorantes BODIPY para teragnosis fotodinámica basados en acumulación en mitocondrias’, Patente en proceso de revisión en la OEPM, 2020 (Nº Solicitud: P202030600). 296 Publicaciones OTRAS PUBLICACIONES  Epelde-Elezcano, N.; Palao, E.; Manzano, H.; Prieto-Castañeda, A.; Agarrabeitia, A. R.; Tabero, A.; Villanueva, A.; de la Moya, S.; López-Arbeloa, I.; Martínez-Martínez, V.; Ortiz, M. J., ‘Rational design of advanced photosensitizers based on orthogonal BODIPY dimers to finely modulate singlet oxygen generation’, Chem. Eur. J. 2017, 23, 4837-4848.  Avellanal-Zaballa, E.; Durán-Sampedro, G.; Prieto-Castañeda, A.; Agarrabeitia, A. R.; García-Moreno, I.; López-Arbeloa, I.; Bañuelos, J.; Ortiz, M. J., ‘Rational molecular design enhancing the photonic performance of red-emitting perylene bisimide dyes’, Phys. Chem. Chem. Phys. 2017, 19, 13210-13218.  Avellanal-Zaballa, E.; Ramos-Torres, A.; Prieto-Castañeda, A.; García-Garrido, F.; Bañuelos, J.; Agarrabeitia, A. R.; Ortiz, M. J., ‘A BODIPY-based fluorescent sensor for amino acids bearing thiol’, Proceedings 2019, 41, 1-18.  Palao, E.; Prieto-Montero, R.; Prieto-Castañeda, A.; Epelde-Elezcano, N.; Agarrabeitia, A. R.; Moreno, F.; Maroto, B. L.; Martínez-Martínez, V.; de la Moya, S.; Ortiz, M. J., ‘Exploring BODIPY meso-enamines as singlet-oxygen photosensitizers, Proceedings 2017, DOI: 10.3390/ecsoc-21-04785. Tesis Alejandro Prieto Castañeda PORTADA AGRADECIMIENTOS ÍNDICE DE CONTENIDOS ABREVIATURAS, ACRÓNIMOS Y SÍMBOLOS RESUMEN SUMMARY 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1.1. INTRODUCCIÓN 1.1.1. Dipirrometenos 1.1.1.a. Estructura 1.1.1.b. Síntesis 1.1.1.c. Funcionalización 1.1.1.d. Derivados de dipirrometenos 1.1.2. Complejos BF2-dipirrometeno 1.1.2.a. Síntesis 1.1.2.b. Funcionalización 1.1.2.c. Propiedades fotofísicas 1.1.2.d. Aplicaciones 1.1.3. Complejos metal-dipirrometeno 1.1.3.a. Síntesis 1.1.3.b. Propiedades fotofísicas 1.1.3.c. Aplicaciones 1.2. OBJETIVOS 2. COMPLEJOS BF2-AZA-DIPIRROMETÉNICOS COMO LÁSERES DE COLORANTE Y CASSETTES DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA 2.1. LÁSERES DE COLORANTE BASADOS EN AZA-BODIPYs 2.1.1. Introducción 2.1.2. Objetivos 2.1.3. Discusión de resultados 2.1.3.a. Síntesis 2.1.3.b. Propiedades fotofísicas 2.1.3.c. Propiedades láser 2.1.4. Conclusiones 2.2. CASSETTES DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA 2.2.1. Introducción 2.2.2. Objetivos 2.2.3. Discusión de resultados 2.2.3.a. Síntesis 2.2.3.b. Propiedades fotofísicas 2.2.3.c. Propiedades láser 2.2.3.d. Evaluación de la fluorescencia retardada 2.2.4. Conclusiones 3. COMPLEJOS BF2-DIPIRROMETENO COMO FOTOSENSIBILIZADORES PARA TERAPIA FOTODINÁMICA 3.1. DERIVADOS YODADOS DE BODIPYs 3.1.1. Introducción 3.1.2. Objetivos 3.1.3. Discusión de resultados 3.1.3.a. Síntesis de BODIPYs 3.1.3.b. Síntesis de nanopartículas de sílice 3.1.3.c. Propiedades fotofísicas 3.1.4. BODIPYs yodados como posibles agentes teragnósticos 3.1.4.a. Síntesis 3.1.4.b. Propiedades fotofísicas 3.1.5. Estudios biológicos 3.1.6. Conclusiones 3.2. DÍMEROS Y TRÍMEROS ORTOGONALES DE BODIPYs 3.2.1. Introducción 3.2.2. Objetivos 3.2.3. Nueva estrategia sintética para la síntesis de 3-formil y 3,5-diformil-BODIPYs 3.2.3.a. Estudio sintético 3.2.3.b. Propiedades fotofísicas 3.2.4. Dímeros ortogonales de BODIPYs: formilación vs. oxidación 3.2.4.a. Síntesis 3.2.4.b. Propiedades fotofísicas 3.2.5. Trímeros ortogonales de BODIPYs 3.2.5.a. Síntesis 3.2.5.b. Propiedades fotofísicas 3.2.6. Conclusiones 4. COMPLEJOS DIPIRROMETÉNICOS COMO MARCADORES PARA BIOIMAGEN Y TERAGNOSIS FOTODINÁMICA 4.1. MARCAJE DE MITOCONDRIAS BASADO EN COMPLEJOS DIPIRROMETÉNICOS 4.1.1. Introducción 4.1.2. Objetivos 4.1.3. Discusión de resultados 4.1.3.a. Síntesis de BODIPYs 4.1.3.b. Síntesis de complejos dipirrometénicos de iridio (III) 4.1.3.c. Propiedades fotofísicas 4.1.4. Estudios biológicos 4.1.4.a. BODIPYs con acumulación en mitocondrias 4.1.4.b. Complejos dipirrometénicos de iridio(III) 4.1.5. Conclusiones 4.2. MARCADORES DE GOTAS LIPÍDICAS BASADOS EN COMPLEJOS BF2-DIPIRROMETENO 4.2.1. Introducción 4.2.2. Objetivos 4.2.3. Discusión de resultados 4.2.3.a. Síntesis 4.2.3.b. Propiedades fotofísicas 4.2.4. Estudios biológicos 4.2.5. Conclusiones 5. CONCLUSIONES 6. PARTE EXPERIMENTAL 6.1. ASPECTOS GENERALES 6.1.1. Síntesis 6.1.2. Propiedades fotofísicas 6.1.3. Generación de oxígeno singlete 6.1.4. Propiedades láser, fotoestabilidad y fluorescencia retardada 6.1.5. Medidas de absorción/emisión a dos fotones 6.1.6. Ensayos biológicos 6.2. MÉTODOS GENERALES DE SÍNTESIS 6.2.1. Síntesis de BODIPYs simétricos a partir de aldehídos y pirroles 6.2.1.a. Síntesis de dipirrometanos 6.2.1.b. Síntesis de dipirrometenos 6.2.1.c. Síntesis de BODIPYs a partir de dipirrometenos 6.2.2. Síntesis de BODIPYs simétricos a partir de cloruros de ácido y pirroles 6.2.3. Síntesis de BODIPYs asimétricos a partir de 2-acilpirroles 6.2.4. Síntesis de aza-BODIPYs 6.2.4.a. Síntesis de 4-nitrobutanonas 6.2.4.b. Síntesis de aza-dipirrometenos 6.2.4.c. Síntesis de aza-BODIPYs 6.2.5. Síntesis de dipirrinatos de iridio (III) 6.2.6. Reacciones de cloración 6.2.7. Reacciones de yodación 6.2.8. Reacciones de Vilsmeier-Haack 6.2.9. Reacciones de acoplamiento C-C catalizadas por paladio 6.2.9.a. Reacción de Suzuki 6.2.9.b. Reacción de Suzuki-Miyaura 6.2.9.c. Reacción de Negishi 6.2.10. Reacciones de condensación de Knoevenagel 6.2.11. Reacciones de oxidación de metilBODIPYs con PCC 6.2.12. Reacciones de sustitución nucleófila en el átomo de boro 6.2.13. Síntesis de amidas utilizando agentes de acoplamiento 6.2.14. Síntesis de Williamson 6.2.15. Reacción de metilación de aminas terciarias 6.3. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLICADOS EN EL CAPÍTULO 2 6.3.1. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-difluoro-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (1) 6.3.1.a. Síntesis de 1-fenil-3-metil-4-nitrobutanona (9) 6.3.1.b. Síntesis de 1,9-difenil-3,7-dimetil-5-azadipirrometeno (13) 6.3.1.c. Síntesis del aza-BODIPY 1 6.3.2. Síntesis de 1,3,5,7-tetrafenil-4,4-difluoro-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (2) 6.3.2.a. Síntesis de 1,3-difenil-4-nitrobutanona (10) 6.3.2.b. Síntesis de 1,3,7,9-tetrafenil-5-azadipirrometeno (14) 6.3.2.c. Síntesis del aza-BODIPY 2 6.3.3. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-difluoro-1,7-bis(4-trifluorometilfenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (3) 6.3.3.a. Síntesis de 1-fenil-3-(4-trifluorometilfenil)-2-propenona (7) 6.3.3.b. Síntesis de 1-fenil-3-(4-trifluorometilfenil)-4-nitrobutanona (11) 6.3.3.c. Síntesis de 1,9-difenil-3,7-bis(4-trifluorometilfenil)-5-azadipirrometeno (15) 6.3.3.d. Síntesis del aza-BODIPY 3 6.3.4. Síntesis de 4,4-difluoro-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (4) 6.3.4.a. Síntesis de 3-mesitil-1-(4-metoxifenil)-2-propenona (8) 6.3.4.b. Síntesis de 3-mesitil-1-(4-metoxifenil)-4-nitrobutanona (12) 6.3.4.c. Síntesis de 3,7-dimesitil-1,9-bis(4-metoxifenil)-5-azadipirrometeno (16) 6.3.4.d. Síntesis del aza-BODIPY 4 6.3.5. Intento de síntesis de 3,5-difenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (1O) 6.3.6. Síntesis de 1,3,5,7-tetrafenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (2O) 6.3.7. Síntesis de 3,5-difenil-4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-bis(4-trifluorometilfenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (3O) 6.3.8. Síntesis de 4,4-bis(trifluoroacetoxi)-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (4O) 6.3.9. Síntesis de 4,4-diciano-3,5-difenil-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (1C) 6.3.10. Síntesis de 4,4-diciano-1,3,5,7-tetrafenil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (2C) 6.3.11. Síntesis de 4,4-diciano-3,5-difenil-1,7-bis(4-trifluorometilfenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (3C) 6.3.12. Síntesis de 4,4-diciano-1,7-dimesitil-3,5-bis(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (4C) 6.3.13. Síntesis del cassette 17a 6.3.13.a. Síntesis de 1-(4-bromofenil)-3-fenil-2-propenona (20) 6.3.13.b. Síntesis de 1-(4-bromofenil)-3-fenil-4-nitrobutanona (21) 6.3.13.c. Síntesis de 1,9-bis(4-bromofenil)-3,7-difenil-5-azadipirrometeno (22) 6.3.13.d. Síntesis de 3,5-bis(4-bromofenil)-4,4-difluoro-1,7-difenil-4-bora-3a,4a,8-triaza-s-indaceno (19) 6.3.13.e. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-(4,4,5,5-tetrametil-[1,3,2]-dioxaborolan-2-il)fenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (23) 6.3.13.f. Síntesis del cassette 17a 6.3.14. Síntesis del cassette 17b 6.3.14.a. Síntesis de 5-(4-bromofenil)dipirrometano (25) 6.3.14.b. Síntesis de 8-(4-bromofenil)-4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (26) 6.3.14.c. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-(4,4,5,5-tetrametil-[1,3,2]-dioxaborolan-2-il)fenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (24) 6.3.14.d. Síntesis del cassette 17b 6.3.15. Síntesis del cassette 17c 6.3.16. Síntesis del cassette 18c 6.3.16.a. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-hidroxifenil)-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (27) 6.3.16.b. Síntesis del cassette 18c 6.3.17. Síntesis del cassette 18b y 18d 6.3.17.a. Síntesis de 5-(4-hidroxifenil)dipirrometano (29) 6.3.17.b. Síntesis de 5-(4-hidroxifenil)dipirrometeno (30) 6.3.17.c. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-hidroxifenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (28) 6.3.17.d. Síntesis de los cassettes 18b y 18d 6.4. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLICADOS EN EL CAPÍTULO 3 6.4.1. Síntesis de 8-(N-(3-(trietoxisilil)propil)amino)-4,4-difluoro-3,5-dimetil-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (31) 6.4.1.a. Síntesis de 2-metilpirrol (37) 6.4.1.b. Síntesis de 1,9-dimetildipirrometanotiona (38) 6.4.1.c. Síntesis del yoduro de 1,9-dimetil-5-metiltiodipirrinio (39) 6.4.1.d. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-metiltio-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (36) 6.4.1.e. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-metiltio-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (40) 6.4.1.f. Síntesis del BODIPY 31 6.4.2. Síntesis de 8-(3-carboxipropil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (32) 6.4.2.a. Síntesis de 8-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (41) 6.4.2.b. Síntesis de 8-(3-carboxipropil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (42) 6.4.2.c. Síntesis del BODIPY 32 6.4.3. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-oxo-4-((3-(trietoxisilil)propil)amino) butil)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (33) 6.4.4. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,7-dimetil-3,5-bis(3,4-dimetoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (34) 6.4.4.a. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (43) 6.4.4.b. Síntesis de 8-(4-carboxifenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (44) 6.4.4.c. Síntesis del BODIPY 34 6.4.5. Síntesis de 8-(4-(N-(3-(trietoxisilil)propil)acetamido)fenil)-4,4-difluoro-1,7-dimetil-3,5-bis(3,4-dimetoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (35) 6.4.6. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-bis(4-metoxiestiril)-8-(4-nitrofenil)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (45) 6.4.6.a. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (48) 6.4.6.b. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-dimetil-8-(4-nitrofenil)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (49) 6.4.6.c. Síntesis del BODIPY 45 6.4.7. Síntesis de 8-(4-aminofenil)-4,4-difluoro-3,5-bis(4-metoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (46) 6.4.8. Síntesis de 4,4-difluoro-1,7-dimetil-3,5-bis(4-metoxiestiril)-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (47) 6.4.8.a. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-2,6-diyodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (50) 6.4.8.b. Síntesis del BODIPY 47 6.4.9. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51a) 6.4.9.a. Síntesis de 5-mesitil-1,3,7,9-tetrametildipirrometano (52) 6.4.9.b. Síntesis de 5-mesitil-1,3,7,9-tetrametildipirrometeno (53) 6.4.9.c. Síntesis del BODIPY 51a 6.4.10. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51b) 6.4.11. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51c) 6.4.12. Síntesis de 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51d) 6.4.13. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51e) 6.4.14. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-3,5-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (51f) 6.4.15. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-8-mesitil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54a) 6.4.16. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-8-(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54b) 6.4.17. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54c) 6.4.18. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54d) 6.4.19. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54e) 6.4.20. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-8-mesitil-5-metil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (54f) 6.4.21. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5,8-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (55) 6.4.22. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7,8-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56a) 6.4.23. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7,8-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56b) 6.4.24. Síntesis de 8-acetoximetil-2,6-dietil-4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56c) 6.4.25. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-1,5,7-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56d) 6.4.26. Síntesis de 4,4-difluoro-3-formil-5,8-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (56e) 6.4.27. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-8-mesitil-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57a) 6.4.28. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-dimetil-8-(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57b) 6.4.29. Síntesis de 8-(4-clorometilfenil)-4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57c) 6.4.30. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-1,7-dimetil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57d) 6.4.31. Síntesis de 4,4-difluoro-8-(4-trifluorometilfenil)-3,5-diformil-1,7-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57e) 6.4.32. Síntesis de 4,4-difluoro-3,5-diformil-8-mesitil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (57f) 6.4.33. Síntesis del dímero 58a 6.4.34. Síntesis del dímero 58b 6.4.35. Síntesis del dímero 59a 6.4.35.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (60a) 6.4.35.b. Síntesis del dímero 59a 6.4.36. Síntesis del dímero 59b 6.4.36.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-metoxifenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (60b) 6.4.36.b. Síntesis del dímero 59b 6.4.37. Síntesis del dímero 59c 6.4.37.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7-tetrametil-8-(4-nitrofenil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (60c) 6.4.37.b. Síntesis del dímero 59c 6.4.38. Síntesis del dímero 59d 6.4.38.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2-formil-1,3,5,7,8-pentametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (60d) 6.4.38.b. Síntesis del dímero 59d 6.4.39. Síntesis del 3’-formilderivado 61a 6.4.40. Síntesis del 3’-formilderivado 61b 6.4.41. Síntesis del 3’-formilderivado 61c 6.4.42. Síntesis del 3’-formilderivado 61d 6.4.43. Síntesis del dímero 62 6.4.44. Síntesis del 5-formilderivado 63 6.4.45. Síntesis del 2’-formilderivado 64 6.4.46. Síntesis del 3’-formilderivado 65 6.4.47. Síntesis del 2’-formilderivado 66 6.4.48. Síntesis del trímero 68 6.4.48.a. Síntesis de 4,4-difluoro-2,6-diformil-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (67) 6.4.48.b. Síntesis del trímero 68 6.4.49. Síntesis del trímero 69 6.4.50. Síntesis del trímero 70 6.4.51. Síntesis del trímero 71 6.4.52. Síntesis del trímero 72 6.5. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS IMPLICADOS EN EL CAPÍTULO 4 6.5.1. Síntesis del yoduro de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis(4-(2-(N,N,N-trimetilamonio)etoxi)estiril)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (73) 6.5.1.a. Síntesis de 4-(2-(N,N-dimetilamino)etoxi)benzaldehído (79) 6.5.1.b. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis(4-(2-(N,N-dimetilamino) etoxi)estiril)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (82) 6.5.1.c. Síntesis del BODIPY 73 6.5.2. Síntesis del bromuro de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,5,7-trimetil-3-((4-(4-vinilfenoxi) butil)trifenilfosfonio)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (74a) y bromuro de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,7-dimetil-3,5-bis((4-(4-vinilfenoxi)butil)trifenilfosfonio)-4-... 6.5.2.a. Síntesis de 4-(4-bromobutoxi)benzaldehído (81) 6.5.2.b. Síntesis del bromuro de (4-(4-formilfenoxi)butil)trifenilfosfonio (80) 6.5.2.c. Síntesis de los BODIPYs 74a y 74b 6.5.3. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 75 6.5.3.a. Síntesis del complejo dimérico de iridio (III) 83 6.5.3.b. Síntesis de 5-mesitildipirrometano (85) 6.5.3.c. Síntesis de 5-mesitildipirrometeno (84) 6.5.3.d. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 75 6.5.4. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 76 6.5.4.a. Síntesis de 4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-2-yodo-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (87) 6.5.4.b. Síntesis de 4,4-difluoro-2-(4-formilfenil)-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (88) 6.5.4.c. Síntesis de 5-(4-(4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacen-2-il)fenil)dipirrometano (89) 6.5.4.d. Síntesis de 5-(4-(4,4-difluoro-8-mesitil-1,3,5,7-tetrametil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacen-2-il)fenil)dipirrometeno (86) 6.5.4.e. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 76 6.5.5. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 77 6.5.5.a. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 90 6.5.5.b. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 77 6.5.6. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 78 6.5.6.a. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 91 6.5.6.b. Síntesis del dipirrinato de iridio (III) 78 6.5.7. Síntesis de 5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (92) 6.5.7.a. Síntesis de 5-cloropirrol-2-carbaldehído (98) 6.5.7.b. Síntesis de 5-cloro-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (100) 6.5.7.c. Síntesis de 92 6.5.8. Síntesis de 5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-1,3-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (93) 6.5.8.a. Síntesis de 2-acetil-5-cloropirrol (99) 6.5.8.b. Síntesis de 5-cloro-4,4-difluoro-1,3,8-trimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (101) 6.5.8.c. Síntesis del BODIPY 93 6.5.9. Síntesis de 3-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-metil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (94) 6.5.9.a. Síntesis de 1,9-dicloro-5-mesitildipirrometano (103) 6.5.9.b. Síntesis de 1,9-dicloro-5-mesitildipirrometeno (104) 6.5.9.c. Síntesis de 3,5-dicloro-4,4-difluoro-8-mesitil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (102) 6.5.9.d. Síntesis de 3-cloro-5-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (105) 6.5.9.e. Síntesis del BODIPY 94 6.5.10. Síntesis de 3-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-metil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (95) 6.5.10.a. Síntesis de 3-cloro-5-(4-etoxi-4-oxobutil)-4,4-difluoro-8-mesitil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (106) 6.5.10.b. Síntesis del BODIPY 95 6.5.11. Síntesis de 3-(6-etoxi-6-oxohexil)-4,4-difluoro-8-mesitil-5-(tien-2-il)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (96) 6.5.12. Síntesis de 2,6-dietil-4,4-difluoro-1,3,5,7-tetrametil-8-(5-metoxi-5-oxopentil)-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno (97) 7. BIBLIOGRAFÍA PUBLICACIONES RELACIONADAS CON LA TESIS DOCTORAL OTRAS PUBLICACIONES