Síntese, caracterização e avaliação da citotoxidade de complexos de 'Pd'(II) contendo o ligante 4,4´,5,5´ - tetrametil-2,2´-bis-imidazol

Pós-graduação em Química - IQ

Espécies metalo-supramoleculares discretas polinucleares: sínteses e caracterização

Pós-graduação em Química - IQ

Role of central α1- and α2-adrenoceptors on the dipsogenic and cardiovascular effect of angiotensin II

We investigated the effects of previous central treatment with prazosin (an α1-adrenoceptor antagonist) or clonidine (an α2-adrenoceptor agonist) on the dipsogenic, pressor and tachycardic responses produced by intracerebroventricular (ICV) injection of angiotensin II (AII) in conscious rats. Holtzman rats with a chronic cannula implanted in the lateral ventricle were tested for dipsogenic and cardiovascular (arterial pressure and heart rate) responses in separate experiments. Previous ICV treatment with clonidine (20, 40, 80 and 120 nmol) abolished the pressor, tachycardic and dipsogenic effects of ICV AII. After all doses of prazosin (40, 80 and 120 nmol), AII induced bradycardic responses, but only the 80 and 120 nmol doses of prazosin reduced the pressor responses to AII. Prazosin produced no alteration in the dipsogenic effect of AII. The results show that the periventricular α1-adrenoceptors are involved only in the cardiovascular responses produced by central AII, whereas clonidine acting through α2-adrenergic and/or imidazole receptors can modulate all actions of AII. © 1990.

Clonidine and phenylephrine injected into the lateral preoptic area reduce water intake in dehydrated rats

In the present study, we investigated the effect of phenylephrine and clonidine (α1- and α2-adrenoceptor agonists, respectively) injected into the lateral preoptic area (LPOA) on the water intake induced by water deprivation in rats. In addition, the effects of prior injections of prazosin and yohimbine (α1- and α2-adrenoceptor antagonists, respectively) into the LPOA on the antidipsogenic action of phenylephrine and clonidine were investigated. After 30 h of water deprivation, the water intake of rats in a control experiment (saline injection) was 10.5 ± 0.8 ml/h. Injection of clonidine (5, 10, 20, and 40 nmol) into the LPOA reduced water intake to 6.3 ± 0.9, 4.9 ± 0.8, 3.6 ± 1.0, and 2.2 ± 0.7 ml/h, respectively. Similar reductions occurred after injection of 80 and 160 nmol phenylephrine into the LPOA (6.2 ± 1.6 and 4.8 ± 1.3 ml/h, respectively). Pretreatment with prazosin (40 nmol) abolished the antidipsogenic action of an 80-nmol dose of phenylephrine (11.3 ± 1.1 ml/h) and reduced the effect of a 20-nmol dose of clonidine (7.4 ± 1.4 ml/h). Yohimbine (20, 40, and 80 nmol), previously injected, produced no significant changes in the effects of either phenylephrine or clonidine. The present results show that phenylephrine and clonidine injected into the LPOA induce an antidipsogenic effect in water-deprived rat. They also suggest an involvement of α1-adrenoceptors in this effect. A possible participation of imidazole receptors in the effect of clonidine should also be taken into account. © 1993.

Ultraestrutura e citoquímica do tubo digestivo de Hemisorubim platyrhynchos (Teleostei, Siluriformes, Pimelodidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fructose-Induced Hypothalamic AMPK Activation Stimulates Hepatic PEPCK and Gluconeogenesis due to Increased Corticosterone Levels

Fructose consumption causes insulin resistance and favors hepatic gluconeogenesis through mechanisms that are not completely understood. Recent studies demonstrated that the activation of hypothalamic 5'-AMP-activated protein kinase (AMPK) controls dynamic fluctuations in hepatic glucose production. Thus, the present study was designed to investigate whether hypothalamic AMPK activation by fructose would mediate increased gluconeogenesis. Both ip and intracerebroventricular (icv) fructose treatment stimulated hypothalamic AMPK and acetyl-CoA carboxylase phosphorylation, in parallel with increased hepatic phosphoenolpyruvate carboxy kinase (PEPCK) and gluconeogenesis. An increase in AMPK phosphorylation by icv fructose was observed in the lateral hypothalamus as well as in the paraventricular nucleus and the arcuate nucleus. These effects were mimicked by icv 5-amino-imidazole-4-carboxamide-1-beta-D-ribofuranoside treatment. Hypothalamic AMPK inhibition with icv injection of compound C or with injection of a small interfering RNA targeted to AMPK alpha 2 in the mediobasal hypothalamus (MBH) suppressed the hepatic effects of ip fructose. We also found that fructose increased corticosterone levels through a mechanism that is dependent on hypothalamic AMPK activation. Concomitantly, fructose-stimulated gluconeogenesis, hepatic PEPCK expression, and glucocorticoid receptor binding to the PEPCK gene were suppressed by pharmacological glucocorticoid receptor blockage. Altogether the data presented herein support the hypothesis that fructose-induced hypothalamic AMPK activation stimulates hepatic gluconeogenesis by increasing corticosterone levels. (Endocrinology 153: 3633-3645, 2012)

Effect of some surfactants on the chemiluminescent reactions of bis(2,4,6-trichlorophenyl)oxalate and bis(2-nitrophenyl)oxalate with hydrogen peroxide

The chemiluminescent reactions of bis(2,4,6-trichlorophenyl)oxalate (TCPO) and bis(2-nitrophenyl)oxalate (2-NPO) with hydrogen peroxide in acetonitrile/water micellar systems (anionic, cationic, and non-ionic) and gamma-cyclodextrin were studied in the presence of fluoranthene or 9,10-diphenylanthracene, imidazole, and two buffer solutions, HTRIS+/TRIS and H2PO4-/HPO42-. The relative chemiluminenscence (CL) intensity is higher in the presence of the cationic (DDAB, CTAC, DODAC, and OTAC), anionic (SDS), and non-ionic (Tween 80) surfactants. In the presence of some non-ionic surfactants (Brij 35, Brij 76, and Tween 20), the CL intensity was partially quenched compared with the reaction with no surfactant. The sensitivity for hydrogen peroxide determination in the range 0.01 x 10(-4) to 1.0 x 10(-4) mol L-1, considering the slope of the calibration curves (maximum peak height of CL vs. concentration), improved with the introduction of DDAH, CTAB, and SDS in HTRIS+/TRIS buffer.

Magnetic Tuning of All-Organic Binary Alloys between Two Stable Radicals

Mixtures of 2-(4,5,6,7-tetrafluorobenzimidazol-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-4,5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl (F4BImNN) and 2-(benzi-midazol-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-4,5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl (BImNN.) crystallize as solid solutions (alloys) across a wide range of binary compositions. (F4BImNN)(x)(BImNN)((1-x)) with x < 0.8 gives orthorhombic unit cells, while x >= 0.9 gives monoclinic unit cells. In all crystalline samples, the dominant intermolecular packing is controlled by one-dimensional (1D) hydrogen-bonded chains that lead to quasi-1D ferromagnetic behavior. Magnetic analysis over 0.4-300 K indicates ordering with strong 1D ferromagnetic exchange along the chains (J/k = 12-22 K). Interchain exchange is estimated to be 33- to 150-fold weaker, based on antiferromagnetic ordered phase formation below Neel temperatures in the 0.4-1.2 K range for the various compositions. The ordering temperatures of the orthorhombic samples increase linearly as (1 - x) increases from 0.25 to 1.00. The variation is attributed to increased interchain distance corresponding to decreased interchain exchange, when more F4BImNN is added into the orthorhombic lattice. The monoclinic samples are not part of the same trend, due to the different interchain arrangement associated with the phase change.

Synthesis, spectroscopic characterization, photochemical and photophysical properties and biological activities of ruthenium complexes with mono- and bi-dentate histamine ligand

The monodentate cis-[Ru(phen)(2)(hist)(2)](2+) 1R and the bidentate cis-[Ru(phen)(2)(hist)](2+) 2A complexes were prepared and characterized using spectroscopic (H-1, (H-1-H-1) COSY and (H-1-C-13) HSQC NMR, UV-vis, luminescence) techniques. The complexes presented absorption and emission in the visible region, as well as a tri-exponential emission decay. The complexes are soluble in aqueous and non-aqueous solution with solubility in a buffer solution of pH 7.4 of 1.14 x 10(-3) mol L-1 for (1R + 2A) and 6.43 x 10(-4) mol L-1 for 2A and lipophilicity measured in an aqueous-octanol solution of -1.14 and -0.96, respectively. Photolysis in the visible region in CH3CN converted the starting complexes into cis-[Ru(phen)(2)(CH3CN)(2)](2+). Histamine photorelease was also observed in pure water and in the presence of BSA (1.0 x 10(-6) mol L-1). The bidentate coordination of the histamine to the ruthenium center in relation to the monodentate coordination increased the photosubstitution quantum yield by a factor of 3. Pharmacological studies showed that the complexes present a moderate inhibition of AChE with an IC50 of 21 mu mol L-1 (referred to risvagtini, IC50 181 mu mol L-1 and galantamine IC50 0.006 mu mol L-1) with no appreciable cytotoxicity toward to the HeLa cells (50% cell viability at 925 mu mol L-1). Cell uptake of the complexes into HeLa cells was detected by fluorescence confocal microscopy. Overall, the observation of a luminescent complex that penetrates the cell wall and has low cytotoxicity, but is reactive photochemically, releasing histamine when irradiated with visible light, are interesting features for application of these complexes as phototherapeutic agents.

Protonenleitung in imidazolhaltigen Materialien als Modellsysteme für wasserfreie Brennstoffzellenmembranen

Es wird ein neues Konzept für ein protonenleitendes Polymer vorgestellt, das ohne eine zweite, flüssige Phase auskommt. Es beruht darauf, basische Gruppen (Imidazol) über flexible Spacer kovalent an ein Polymerrückgrat zu binden und durch Dotierung mit einer geringen Menge Säure Ladungsträger (Protonen) in dieses System einzubringen.Um die für die Leitfähigkeit und ihren Mechanismus verantwortlichen Größen zu identifizieren, wurde ein Satz von niedermolekularen Modellverbindungen definierter Struktur und hoher Reinheit synthetisiert und im reinen Zustand sowie nach Dotierung mit geringen Mengen Säure umfassend charakterisiert. Untersucht wurden die thermischen Eigenschaften, die Leitfähigkeit, die Diffusion der jeweiligen Modellverbindung sowie ggf. der zugesetzten Säure, das Protonierungsgleichgewicht und die dielektrischen Eigenschaften. Insbesondere wurden durch den Vergleich von Leitfähigkeits- und Diffusionsdaten unter Anwendung der Nernst-Einstein-Beziehung Rückschlüsse auf den Leitmechanismus gezogen.Es wurden Leitfähigkeiten von bis zu 6.5E-3 S/cm bei 120°C erreicht. Der Anteil der Strukturdiffusion (vergleichbar mit dem Grotthus-Mechanismus in Wasser) an der protonischen Leitfähigkeit betrug bis zu über 90%. Als entscheidende Faktoren für die Leitfähigkeit wurden die Glastemperatur und, mit geringerer Priorität, der Imidazolgehalt des Materials identifiziert. Die Temperaturabhängigkeit aller untersuchten Transportgrößen ließ sich durch die Vogel-Tamman-Fulcher-Gleichung exzellent beschreiben.Die vorgestellten Daten bilden die Grundlage für den Entwurf eines entsprechenden Polymers.

Wasserfreie, polymere Protonenleiter für Brennstoffzellen durch Immobilisierung von Imidazol

Es werden neuartige, polymere Protonenleiter vorgestellt die nach dem 'Konzept des polymergebunden Protonensolvens' realisiert wurden. Sie zeigen protonische Leitfähigkeit als intrinsische Eigenschaft, sodass keine zweite, flüssige Phase zur Protonenleitung nötig ist. Verwirklicht wurde das Konzept anhand von kammartigen Siloxanoligomeren und -polymeren, wobei Imidazol als Protonensolvens durch flexible Spacer kovalent an das Rückgrat gebunden ist. Durch Pfropfung mit imidazoltragenden Spacereinheiten wurden ferner Kieselgelnanopartikel oberflächenmodifiziert. Um die Auswirkungen der Immobilisierung von Imidazol auf die Leitfähigkeit zu untersuchen, wurden neben unterschiedlichen Molekulargewichten, die Verbindungen auch jeweils mit verschiedenen Spacerlängen synthetisiert. Die Materialien wurden umfassend charakterisiert und auf ihr thermisches Verhalten, Stabilität, Leitfähigkeit, Diffusion und dielektrisches Verhalten sowie auch nach Dotierung mit Säure untersucht. Thermisch stabil sind die Materialien bis ca. 200°C. Die Leitfähigkeiten betragen bis zu 1,5E-3 S/cm bei 160°C, welche aufgrund der Immobilisierung des Imidazols ausschließlich auf Strukturdiffusion zurückzuführen sind. Die Strukturdiffusion ist vergleichbar mit dem Grotthus-Mechanismus in Wasser und wird durch die lokale Mobilität der Imidazolmoleküle, d.h. durch die Glasübergangstemperatur des Systems bestimmt. Entsprechend wird das für Glasbildner typische Vogel-Tamman-Fulcher-Verhalten für alle untersuchten Transportprozesse gefunden. Die mit abnehmender Glasübergangstemperatur abnehmende mechanische Stabilität der Materialien kann, wie gezeigt ist, durch Compoundierung mit Kieselgelnanopartikeln entscheidend verbessert werden, was eine kostengünstige und aussichtsreiche Möglichkeit zur Herstellung von Membranen für Brennstoffzellen darstellt.

Wasserfreie Protonenleiter für Brennstoffzellen auf der Basis von Imidazol und Benzimidazol

Mit Hilfe von Brennstoffzellen wird eine effiziente Energieumwandlung von chemischer in elektrische Energie möglich. Die kommerziellen PEM-Brennstoffzellen benutzen Membra-nen, die zum Erreichen hoher Leitfähigkeiten eine wässrige Phase erfordern, in der der Proto-nentransport stattfindet. Somit wird die Betriebstemperatur durch den Siedepunkt des Wassers limitiert. Die verwendeten Pt-Katalysatoren zeigen bei niedrigen Temperaturen eine höhere Empfindlichkeit gegenüber CO, dass im Reformierungsprozess bei der Erzeugung von Was-serstoff entsteht. Austausch der wässrigen Phase gegen Heterozyklen, die ein zu Wasser ver-gleichbares Wasserstoffbrückennetzwerk aufbauen, in dem der Protonentransport stattfinden kann, ermöglicht eine höhere Betriebstemperatur. Durch das im Laufe des Brennstoffzellen-betriebs gebildete Wasser, können die Heterozyklen verdünnt bzw. komplett aus der Memb-ran ausgewaschen werden. Daher ist es erforderlich, die Ladungsträger an ein Polymerrück-grat zu binden, so dass sie eine hohe Beweglichkeit und Konzentration, die denen in der flüs-sigen Phase einer konventionellen Membran entsprechen, aufweisen. Diese Arbeit beschreibt die Synthese und Charakterisierung von Protonenleitern, die ohne eine flüssige Phase auskommen, da sie bereits protonische Leitfähigkeit als intrinsische Ei-genschaft zeigen. Es wurden verschiedene imidazol- bzw. benzimidazolhaltige Dimere und Polythiophene, in denen Benzimidazol in der Seitenkette über verschieden flexible Spacer mit dem Polymerrückgrat verbunden ist, synthetisiert. Die Materialien wurden in undotierten Zu-stand und nach Dotierung mit geringen Mengen Phosphorsäure umfassend charakterisiert und auf thermisches Verhalten, Stabilität und Leitfähigkeit untersucht. Die benzimidazolhaltigen Dimere weisen mit 250 °C die höchsten Zersetzungstemperaturen auf. Mit zunehmender Temperatur kann in allen Fällen eine Erhöhung der Leitfähigkeit beobachtet werden, die sich in der Arrhenius-Auftragung durch eine Gerade anpassen lässt, somit kann der Protonentrans-port durch einen Protonen-hüpfmechanismus beschrieben werden. Die höchste beobachtete Leitfähigkeit liegt im Bereich von 10-6 S/cm bei 160 °C. Durch Zusatz von Phosphorsäure kann die Leitfähigkeit z.T. um einige Größenordnungen gesteigert werden. Eine Ausnahme bilden die Polythiophene, die sowohl protonische als auch elektronische Leitfähigkeit besit-zen. Hier führt die Säure zu einer Lokalisierung der Ladungsträger, so dass die elektronische Leitfähigkeit eingeschränkt wird.

Entwicklung neuartiger stickstoffreicher Polyphenylene

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Darstellung und elektronische Anwendungsmöglichkeiten von neuartigen stickstoff- und damit elektronenreichen Poly(para-phenylenen) untersucht. Der Teilbereich „Polycarbazole“ befasst sich mit der Synthese von konjugierten (Stufen)leiterpolymeren auf der Basis von Carbazol. Dazu wurde ein neuer und effizienter Syntheseweg zur Gewinnung von 2,7-Dibromcarbazol entwickelt. Durch die weitere Funktionalisierung von 2,7-Dibromcarbazol gelang es, elektronenreiche Leiterpolymere zu gewinnen, die eine grüne Emissionsfarbe aufwiesen. Mit der Verwendung von R = 2-Decyltetradecyl als löslichkeitsfördernder Seitenkette in einem Poly(2,7-carbazol) konnte erstmals ein hochmolekulares Polycarbazol gewonnen werden. Dieses gut lösliche Poly(2,7-carbazol) erwies sich als ein exzellentes Donatormaterial in Solarzellen, welches in Kombination mit dem Farbstoff PDI eine effiziente Solarzelle ergab. Eine OLED mit einem neuartigen arylierten Polycarbazol als Emittermaterial zeigte eine sehr niedrige Turn-on-Spannung und eine intensive blaue EL-Emission. Das Kapitel über imidazolhaltige Poly(para-phenylene) und Discoten stellt die Darstellung von planarisierten Bisimidazolen vor, welche in hohen Ausbeuten durch eine intramolekulare Buchwald-Reaktion zwischen den Imidazolringen und der zentralen Terphenyleinheit durchgeführte wurde. Die dreistufige Darstellung der Discoten aus einem Terephthalaldehyd-Derivat und einem Benzil erlaubt eine einfache sowie variable Einführung von löslichkeitsfördernden Alkylsubstituenten. Auf diese Weise ist der Zugang zu einer völlig neuartigen Klasse an discotischen Materialien möglich, die eine Kombination aus Discoten auf der Basis von Benzolringen (wie z.B. HBC) mit Heteroaromaten darstellen. Die gewonnenen scheibenförmigen Bisimidazole wiesen dementsprechend auf Selbstanordnung zurückzuführende kolumnare Anordnungen und hexagonale Überstrukturen auf. Im dritten Themengebiet wird der Einbau eines Phthalimidchromophors direkt in das Rückgrad von Polyanilin vorgestellt. Da jegliche Veränderung des Oxidationsgrades zu einer unterschiedlichen Donatorfähigkeit des Polyanilinhauptkette führt, variiert in Abhängigkeit davon das Absorptionsverhalten des eingebauten Farbstoffes. Durch die Einführung des Phthalimidchromophores war es zudem möglich, ein leitfähiges Polymer zu erhalten, das im Gegensatz zum nicht-fluoreszierenden Polyanilin eine intensive gelbe Fluoreszenz (lmax = 547 nm) aufweist.

New proton conducting membranes for fuel cell applications

In order to synthesize proton-conducting materials which retain acids in the membrane during fuel cell operating conditions, the synthesis of poly(vinylphosphonic acid) grafted polybenzimidazole (PVPA grafted PBI) and the fabrication of multilayer membranes are mainly focussed in this dissertation. Synthesis of PVPA grafted PBI membrane can be done according to "grafting through" method. In "grafting through" method (or macromonomer method), monomer (e.g., vinylphosphonic acid) is radically copolymerized with olefin group attached macromonomer (e.g., allyl grafted PBI and vinylbenzyl grafted PBI). This approach is inherently limited to synthesize graft-copolymer with well-defined architectural and structural parameters. The incorporation of poly(vinylphosphonic acid) into PBI lead to improvements in proton conductivity up to 10-2 S/cm. Regarding multilayer membranes, the proton conducting layer-by-layer (LBL) assembly of polymers by various strong acids such as poly(vinylphosphonic acid), poly(vinylsulfonic acid) and poly(styrenesulfonic acid) paired with basic polymers such as poly(4-vinylimidazole) and poly(benzimidazole), which are appropriate for ‘Proton Exchange Membranes for Fuel Cell’ applications have been described. Proton conductivity increases with increasing smoothness of the film and the maximum measured conductivity was 10-4 S/cm at 25°C. Recently, anhydrous proton-conducting membranes with flexible structural backbones, which show proton-conducting properties comparable to Nafion have been focus of current research. The flexible backbone of polymer chains allow for a high segmental mobility and thus, a sufficiently low glass transition temperature (Tg), which is an essential factor to reach highly conductive systems. Among the polymers with a flexible chain backbone, poly(vinylphosphonic acid), poly(vinylbenzylphosphonic acid), poly(2-vinylbenzimidazole), poly(4-styrenesulfonic acid), poly(4-vinylimidazole), poly(4-vinylimidazole-co-vinylphosphonic acid) and poly(4-vinylimidazole-co-4-styrenesulfonic acid) are interesting materials for fuel cell applications. Synthesis of polybenzimidazole with anthracene structural unit was carried out in order to avoid modification reaction in the imidazole ring, because anthracene would encourage the modification reaction with an olefin by Diels-Alder reaction.

Design, Synthese und biochemische/biologische Evaluierung bioisosterer Oligopyrrolcarboxamide mit aliphatisch-amidisch verknüpften DNA-Interkalatoren

Die DNA stellt aufgrund der genetischen Krankheitsursache nach wie vor ein überaus attraktives Target für das Design antitumoraktiver Zytostatika dar. Ein wesentlicher Schwerpunkt der heutigen Forschung besteht vor allem in der Entwicklung niedermolekularer, sequenzspezifischer DNA-Liganden zur gezielten Ausschaltung defekter Gene. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte daher in Anlehnung an die antitumoral wirksame Leitsubstanz Netropsin - ein AT-selektiver Minor Groove Binder mit Bispyrrolcarboxamid-Grundstruktur - erstmals der systematische Aufbau einer neuen Serie bioisosterer Hybridmoleküle, bestehend aus einem interkalierenden Strukturelement (Acridon, Naphthalimid, 5-Nitronaphthalimid, Anthrachinon, 11H-Pyrido[2,3-a]carbazol) und Thiophenpyrrol-, Imidazolpyrrol-, Thiazolpyrrol- bzw. Bisimidazolcarboxamid als rinnenbindende Oligoamid-Einheit (sog. Combilexine). Die chromophoren Systeme am N-Terminus wurden hierbei über aliphatische Linker variabler Kettenlänge mit der Carboxamid-Kette verknüpft. Als C-terminale Funktion kam sowohl die N,N-Dimethyl-1,3-diaminopropan- als auch die um ein C-Atom kürzere Dimethylaminoethylamin-Seitenkette zum Einsatz. Unter Verwendung modernster Reagenzien aus der Peptidkupplungschemie ist es gelungen, ein präparativ gut zugängliches, reproduzierbares Verfahren zur Synthese dieser bioisosteren Combilexine zu entwickeln. Anhand biophysikalischer/biochemischer, zellbiologischer und physikochemischer (1H-NMR-spektroskopischer und röntgenstrukturanalytischer) Methoden sowie Molecular Modelling Studien wurden erstmals bezüglich der DNA-Bindung, der Topoisomerase-Hemmung und der Antitumor-Zellzytotoxizität in einem breiten Rahmen vororientierende Struktur-Wirkungsbeziehungen an bioisosteren Liganden erstellt. Wenngleich zwischen den in vitro und in silico ermittelten Befunden keine konkreten Gesetzmäßigkeiten zu erkennen waren, so ließ die Summation der Ergebnisse dennoch darauf schließen, dass es sich bei den Naphthalimidpropion- und Acridonbuttersäure-Derivaten mit C-terminaler Propylendiamin-Funktion um die aussichtsreichsten Kandidaten in Bezug auf die DNA-Affinität bzw. Zytotoxizität handelte.