C - Chemistry – Metallurgy – 07 – F
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
07
F
C07F 13/00 (2006.01) A61K 31/409 (2006.01) A61K 31/4439 (2006.01) A61K 31/555 (2006.01) A61P 39/06 (2006.01) C07D 487/22 (2006.01)
Patent
CA 2488500
A series of ortho isomers of meso tetrakis N-alkylpyridylporphyrins (alkyl being methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-hexyl, and n-octyl) and their Mn(III) complexes were synthesized and characterized by elemental analysis, uv/vis spectroscopy, electrospray ionization mass spectrometry and electrochemistry. An increase in the number of carbon atoms in the alkyl chains from 1 to 8 is accompanied by an increase in: (a) lipophilicity measured by the chromatographic retention factor, Rf; (b) metal-centered redox potential, E1/2 from +220 to +367 mV vs NHE, and (c) proton dissociation constant, pKa2 from 10.9 to 13.2. A linear correlation was found between E1/2 and Rf of the Mn(III) porphyrins and between the pKa2 and Rf of the metal-free compounds. As the porphyrins become increasingly more lipophilic, the decrease in hydration disfavors the separation of charges, while enhancing the electron- withdrawing effect of the positively charged pyridyl nitrogen atoms. Consequently, the E1/2 increases linearly with the increase in pKa2, a trend in porphyrin basicity opposite from the one we previously reported for other water-soluble Mn(III) porphyrins. All of these Mn(III) porphyrins are potent catalysts for superoxide dismutation (disproportionation). Despite the favorable increase of E1/2 with the increase in chain length, the catalytic rate constant decreases from methyl (log kcat = 7.79) to n-butyl, and then increases such that the n-octyl is as potent an SOD mimic as are the methyl and ethyl compounds. The observed behavior originates from an interplay of hydration and steric effects that modulate electronic effects.
L'invention concerne une série d'orto-isomères de méso-tetrakis N-alkylpyridylporphyrines (alkyle désignant méthyle, éthyle, n-propyle, n-butyle, n-héxyle, et n-octyle) et leurs complexes de Mn(III), synthétisés et caractérisés par une analyse élémentaire, une spectroscopie UV/VIS, une méthode d'ES-MS et une électrochimie. Une augmentation du nombre d'atomes de carbone des chaînes alkyle de 1 à 8, s'accompagne d'une augmentation au niveau: (a) de la lipophilie mesurée par le facteur de rétention chromatographique R¿f?; (b) du potentiel d'oxydoréduction de centre métallique E¿1/2?, de + 220 à + 367 mV par rapport à NHE, et (c) de la constante de dissociation protonique pK¿a2?, de 10,9 à 13,2. Une corrélation linéaire existe entre E¿1/2? et le R¿f? des porphyrines de Mn(III), et entre le pK¿a2? et le R¿f? des composés exempts de métal. Lorsque les porphyrines deviennent considérablement plus lipophiles, la diminution de l'hydratation freine la séparation de charges, tout en améliorant l'effet de retrait d'électrons des atomes d'azote pyridyle chargés. Par conséquent, l'E¿1/2? augmente de manière linéaire avec l'augmentation de pK¿a2?, ce qui constitue une tendance de basicité de porphyrine opposée à celle rapportée auparavant pour d'autres porphyrines de Mn(III) solubles dans l'eau. Toutes ces porphyrines de Mn(III) constituent des catalyseurs potentiels pour une dismutation de superoxyde (disproportionation). Malgré l'augmentation favorable de E¿1/2? et l'augmentation de la longueur de chaîne, la constante de vitesse catalytique diminue de méthyle (log k¿cat? = 7,79) à n-butyle, puis augmente de sorte que n-octyle devienne un analogue de superoxyde dismutase (SOD) aussi puissant que les composés méthyle et éthyle. Le comportement observé vient de l'interaction de l'hydratation et des effets stériques qui modulent des effets électroniques.
Batinic-Haberle Ines
Fridovich Irwin
Spasojevic Ivan
Duke University
Goudreau Gage Dubuc
LandOfFree
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