Nuevas bases de Schiff organometálicas basadas en 1,2,3-triazol: diseño, síntesis, caracterización y evaluación de sus propiedades coordinantes, anticancerígenas y catalíticas.
| dc.contributor.advisor | Arancibia González, Rodrigo Sebastián | es |
| dc.contributor.author | Peña Méndez, Luis Ignacio | es |
| dc.date.accessioned | 2026-04-07T13:20:44Z | |
| dc.date.available | 2026-04-07T13:20:44Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al grado de Doctor/a en Ciencias con mención en Química. | es |
| dc.description.abstract | En esta Tesis Doctoral, enmarcada en las líneas de investigación de la Química Bioorganometálica y Catálisis Organometálica, se diseñaron, sintetizaron, caracterizaron y evaluaron las propiedades coordinantes, biológicas y catalíticas de nuevos sistemas 1,2,3-triazoles – Bases de Schiff organometálicos. El diseño racional consistió en la conexión de fragmentos ferrocenil- y ciretrenil-azidas con un alquino respectivo, mediante reacciones de cicloadición [2+3] denominadas “click chemistry”, obteniendo el 1,2,3-triazol organometálico correspondiente. Posteriormente, mediante un proceso de desprotección, seguido de reacciones de condensación con el aldehído heterocíclico correspondiente, se obtuvieron las nuevas Bases de Schiff organometálicas. En paralelo, se realizó la coordinación de los 1,2,3 triazoles organometálicos 3a y 3b con el dímero [(η6-p-cimeno)RuCl2)2], para de esta manera evaluar las propiedades coordinantes, como también su desempeño como especies bifuncionales en aplicaciones anticancerígenas y catalíticas. Respecto a la metodología, el trabajo comprendió en una primera etapa, la obtención de los precursores organometálicos del tipo (η5-C5H4-N3)MLn, donde MLn = FeCp (P1), Re(CO)3 (P2), a través de reacciones de sustitución nucleofílica aromática. En una segunda etapa, se aislaron los 1,2,3-triazoles mediante reacciones de cicloadición [2+3] catalizadas por Cu(I), que involucraron los alquinos orgánicos N-Boc-propargilamina y 3-butin-2-ona, con los precursores P1-2. Los compuestos 1,2,3-triazoles obtenidos fueron clasificados a partir de su grupo funcional terminal, acetil (1a-b). o Boc aminometil (2a-b). En una tercera etapa, las especies 2a-b se sometieron a reacciones de desprotección en medio ácido, obteniendo los compuestos aminometil terminales (3a-b). Por último, dichos compuestos fueron condensados con aldehídos heterocíclicos de pirrol, piridina y quinolina, obteniendo las Bases de Schiff correspondientes (4a-b, 5a-b y 6a-b), con excelentes rendimientos (>85%). En paralelo, las especies 1,2,3-triazoles también fueron sometidos a reacciones de coordinación, sintetizando complejos heterobimetálicos de p-cimeno RuII (7a-b). Todos los compuestos sintetizados fueron caracterizados mediante técnicas espectroscópicas convencionales. Los desplazamientos químicos de RMN 1H evidenciaron la influencia del efecto electrónico contrario que ejercen los diferentes fragmentos organometálicos ferrocenilo y ciretrenilo a través de la estructura de los compuestos 1-7a y 1-7b. El análisis realizado mediante difracción de rayos X de los compuestos 1a-b, 2a-b, 3a, 4a, 6a, 7a, dan cuenta de que estas especies presentan en la mayoría de los casos una pseudo-coplanaridad entre el anillo 1,2,3-triazol y el anillo ciclopentadienilo del fragmento organometálico, dando cuenta de la comunicación electrónica entre estos fragmentos. Respecto a la actividad anticancerígena, todos los compuestos sintetizados fueron evaluados frente a líneas celulares de cáncer de páncreas (PANC-1), colon (LoVo), mama (MCF7) y pulmón (H1299). Los 1,2,3-triazoles organometálicos 1a-b y 2a-b demostraron baja actividad frente a la línea MCF7 (IC₅₀ > 100 μM), observándose que los derivados de ciretrenilo presentaron mayor potencial citotóxico que sus análogos ferrocenílicos, con valores de IC₅₀ de 239 μM (1b) y 105 μM (2b), frente a 1000 μM (1a) y 451 μM (2a), respectivamente. En el caso de las bases de Schiff derivadas de ferroceno (4–6a), se evidenció una dependencia directa de la actividad con el heterociclo presente en la estructura, donde el derivado de quinolina 6a presentó el mejor desempeño (IC₅₀ = 3 μM), seguido por los análogos de piridina 5a (IC₅₀ = 10 μM) y pirrol 4a (IC₅₀ = 20 μM). Por otro lado, las bases de Schiff derivadas de ciretreno 4–5b resultaron inactivas frente a las líneas MCF7, LoVo y H1299, presentando porcentajes de viabilidad celular superiores al 80%. Sin embargo, el compuesto quinolínico 6b destacó como la especie más activa de la serie, evidenciando xiii porcentajes de viabilidad celular cercanos a cero en células de cáncer de pulmón, utilizando concentraciones de 100 μM y 50 μM. Finalmente, los complejos de rutenio(II) tipo p-cimeno coordinados a ligandos aminometil-1,2,3-triazol funcionalizados con fragmentos organometálicos y/o N-heterociclos fueron evaluados en un estudio preliminar de hidrogenación por transferencia. Para ello, se utilizó acetofenona como sustrato modelo y 2-propanol como donador de hidrógeno. Las bases de Schiff organometálicas, tanto en forma libre como coordinadas al centro de Ru(II), presentaron conversiones nulas o marginales (0–3 % a 24 h), atribuibles al rol preponderante del centro metálico de Ru(II) y la inestabilidad del complejo heterobimetálico-base de Schiff bajo condiciones catalíticas, observándose experimentalmente la hidrólisis del enlace imina. En contraste, los complejos heterobimetálicos 7a–b exhibieron una actividad catalítica significativa, donde ambos sistemas alcanzaron conversiones prácticamente cuantitativas (≈ 99 %) a 16–24 h. Se observaron diferencias en la cinética inicial a un mismo tiempo de reacción (4 h), donde el complejo derivado de ciretreno 7b alcanzó una conversión cercana al 80 %, mientras que el derivado ferrocenílico 7a sólo llegó al 27 %, reflejando la influencia de la naturaleza electrónica del fragmento organometálico. Este comportamiento es coherente con un mecanismo de esfera externa, modulado por interacciones intermoleculares y mediado por la formación de una especie hidruro-Ru(II) catalíticamente activa, como también un complejo coordinativamente insaturado de 16 electrones. | es |
| dc.description.abstract | In this Doctoral Thesis, framed within the research areas of Bioorganometallic Chemistry and Organometallic Catalysis, new 1,2,3-triazole–organometallic Schiff base systems were designed, synthesized, characterized, and evaluated in terms of their coordination, biological, and catalytic properties. The rational design strategy involved the coupling of ferrocenyl and cyrhetrenyl azide fragments with the corresponding alkynes through [3+2] cycloaddition reactions (“click chemistry”), affording the respective organometallic 1,2,3-triazoles. Subsequently, a deprotection step followed by condensation reactions with the appropriate heterocyclic aldehydes led to the formation of new organometallic Schiff bases. In parallel, coordination studies were carried out by reacting the organometallic 1,2,3-triazoles 3a and 3b with the dimer [(p-cymene)RuCl₂]₂, in order to evaluate their coordination properties as well as their performance as bifunctional species in anticancer and catalytic applications. Methodologically, the work comprised three main stages. In the first stage, organometallic precursors of the type (η⁵-C₅H₄–N₃)MLₙ, where MLₙ = FeCp (P1) and Re(CO)₃ (P2), were obtained via nucleophilic aromatic substitution reactions. In the second stage, 1,2,3-triazoles were isolated through Cu(I)-catalyzed [3+2] cycloaddition reactions between the organic alkynes N-Boc-propargylamine and 3-butin-2-one and the precursors P1–2. The resulting 1,2,3-triazoles were classified according to their terminal functional group as acetyl derivatives (1a–b) or Boc-aminomethyl derivatives (2a–b). In the third stage, compounds 2a–b were subjected to acidic deprotection to afford the corresponding terminal aminomethyl derivatives (3a–b). These species were then condensed with heterocyclic aldehydes derived from pyrrole, pyridine, and quinoline to yield the corresponding Schiff bases (4a–b, 5a–b, and 6a–b) in excellent yields (>85%). In parallel, the 1,2,3-triazole species were also coordinated to Ru(II), affording heterobimetallic p-cymene Ru(II) complexes (7a–b). All synthesized compounds were characterized by conventional spectroscopic techniques. The ¹H NMR chemical shifts revealed the influence of the opposite electronic effects exerted by the ferrocenyl and cyrhetrenyl organometallic fragments throughout the structures of compounds 1–7a and 1–7b. Single-crystal X-ray diffraction analyses of compounds 1a–b, 2a–b, 3a, 4a, 6a, and 7a showed that, in most cases, these species exhibit a pseudo-coplanar arrangement between the 1,2,3-triazole ring and the cyclopentadienyl ring of the organometallic fragment, evidencing electronic communication between these moieties. Regarding anticancer activity, all synthesized compounds were evaluated against pancreatic (PANC-1), colon (LoVo), breast (MCF7), and lung (H1299) cancer cell lines. The organometallic 1,2,3-triazoles 1a–b and 2a–b displayed low activity toward the MCF7 cell line (IC₅₀ > 100 μM). The cyrhetrenyl derivatives exhibited higher cytotoxic potential than their ferrocenyl analogues, with IC₅₀ values of 239 μM (1b) and 105 μM (2b), compared to 1000 μM (1a) and 451 μM (2a), respectively. For the ferrocenyl-derived Schiff bases (4–6a), a clear dependence of activity on the heterocycle was observed: the quinoline derivative 6a showed the best performance (IC₅₀ = 3 μM), followed by the pyridine analogue 5a (IC₅₀ = 10 μM) and the pyrrole derivative 4a (IC₅₀ = 20 μM). In contrast, the cyrhetrenyl Schiff bases 4–5b were inactive against MCF7, LoVo, and H1299 cell lines, exhibiting cell viabilities above 80%. However, the quinoline derivative 6b emerged as the most active species of the series, showing near-zero cell viability in lung cancer cells at concentrations of 100 μM and 50 μM. Finally, p-cymene Ru(II) complexes coordinated to aminomethyl-1,2,3-triazole ligands functionalized with organometallic fragments and/or N-heterocycles were evaluated in a preliminary transfer hydrogenation study. Acetophenone was used as the model substrate and 2-propanol as the hydrogen donor. The organometallic Schiff bases, both in their free form and coordinated to Ru(II), exhibited null or marginal conversions (0–3% after 24 h), attributed to the predominant role of the Ru(II) metal center and the instability of the heterobimetallic Schiff base complex under catalytic conditions, with experimental evidence of imine bond hydrolysis. In contrast, the heterobimetallic complexes 7a–b showed significant catalytic activity, both systems reaching nearly quantitative conversions (≈99%) within 16–24 h. Differences in initial kinetics were observed at the same reaction time (4 h): the cyrhetrenyl-derived complex 7b reached a conversion close to 80%, whereas the ferrocenyl analogue 7a achieved only 27%, reflecting the influence of the electronic nature of the organometallic fragment. This behavior is consistent with an outer-sphere mechanism modulated by intermolecular interactions and mediated by the formation of a catalytically active Ru(II)–hydride species, as well as a coordinatively unsaturated 16-electron complex. | en |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Química Analítica e Inorgánica | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ciencias Químicas | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Beca de Doctorado Nacional 2021 N°21211253. | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto FONDECYT N°1190327. | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto FONDECYT N°1230296. | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/13893 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Bases de schiff | es |
| dc.subject | Triazol | es |
| dc.subject | Catálisis | es |
| dc.subject | Cáncer | es |
| dc.title | Nuevas bases de Schiff organometálicas basadas en 1,2,3-triazol: diseño, síntesis, caracterización y evaluación de sus propiedades coordinantes, anticancerígenas y catalíticas. | es |
| dc.type | Thesis | en |