SINTESI E CARATTERIZZAZIONE DI NUOVI DERIVATI 5,6-DIIDROSSIINDOLICI E LORO GLICOCONIUGATI COME PRECURSORI DI POLIMERI POLICONIUGATI INNOVATIVI DI TIPO EUMELANICO DI POTENZIALE INTERESSE APPLICATIVO

Oltre al ruolo di coordinamento generale e di supporto alle Unità impegnate nel progetto, l’Unità di Ricerca (U.R.) dell’Università di Napoli Federico II si dedicherà principalmente ad attività connesse con la progettazione, la sintesi e la caratterizzazione di polimeri policoniugati innovativi di tipo eumelanico. Tali attività costituiranno la base di partenza per tutte le attività delle altre unità, secondo gli obiettivi generali previsti nel Modello A. Partendo dai notevoli risultati ottenuti durante il precedente progetto PRIN 2006 sulla polimerizzazione ossidativa di 5,6-diidrossiindoli, i principali precursori delle eumelanine nell’uomo e nei mammiferi, l’U.R. sarà impegnata principalmente nelle seguenti attività: 1)Sintesi di nuovi derivati 5,6-diidrossiindolici sostituiti e/o funzionalizzati. Questa parte del programma è finalizzata alla preparazione di quattro nuovi gruppi di derivati 5,6-diidrossiindolici, ovvero a) glicosil derivati; b) alchinil e polialchinil derivati; c) diindolildisolfuri; d) diindolil diseleniuri, che verranno utilizzati come precursori monomerici di polimeri di tipo eumelanico e di nuove strutture oligomeriche funzionali. La sintesi di 5,6-diidrossindoli glicosilati, che impegnerà maggiormente l’U.R. data la sua centrale importanza per tutti gli obiettivi del progetto, sarà effettuata attraverso l’introduzione sul sistema indolico di gruppi funzionali solforati in grado di legare una serie di strutture glicosiliche. I 3-alchinil-5,6-diidrossiindoli saranno realizzati a partire dal 3-iodio-5,6-diacetossiiindolo mediante reazioni di Sonogashira, e saranno la base per la realizzazione di nuovi precursori eumelanici a scheletro diindolilacetilenico e diindolilbutadiinico. Infine verranno sintetizzati diindolildisolfuri e diindolildiseleniuri a partire dai tiociano e selenociano derivati del 5,6-diacetossiindolo. Parte dell’attività sarà inoltre la sintesi totale di dimeri 5,6-diidrossiindolici, attraverso la preparazione di precursori aperti da convertire mediante reazioni di ciclizzazione. I dimeri, e in particolare il 2,2’-biindolile, il termine della serie più difficile da ottenere, saranno utilizzati per la preparazione di oligomeri superiori, di nuove architetture molecolari e di nuovi polimeri eumelanici con maggiore regioregolarità e con proprietà cromoforiche meglio definite. 2)Polimerizzazione ossidativa dei monomeri e dimeri. La reazione di polimerizzazione sarà effettuata essenzialmente per ossidazione chimica (es. ferricianuro) o enzimatica (es. perossidasi/H2O2) dei monomeri in mezzo acquoso neutro. Inizialmente, e per l’intera durata del progetto, l’attenzione sarà focalizzata sulla preparazione di polimeri di derivati glicosilati e con gruppi alchinilici. Nel II anno, a tali studi si affiancheranno esperimenti sulla polimerizzazione di diindolildisolfuri e diindolildiseleniuri nonché dei dimeri e degli altri derivati del DHI. Di tutti i polimeri si studierà il meccanismo di formazione attraverso la caratterizzazione spettrofotometrica del decorso della reazione e l’isolamento e caratterizzazione dei principali intermedi oligomerici. Sarà inoltre considerata la possibilità di effettuare reazioni di derivatizzazione sui polimeri preformati, ad es. alchilazione dei gruppi fenolici, al fine di migliorarne la stabilità chimica. Sarà cura dell’U.R. caratterizzare tutti i polimeri per quanto concerne le proprietà di solubilità, assorbimento UV-visibile, stabilità termica e termo-ossidativa, affiancando all'analisi termogravimetrica convenzionale quella della chemiluminescenza. 3)Studio del cromoforo di eumelanine glicosilate solubili. Nell’ambito di tale attività verranno studiate le proprietà spettrofotometriche dei polimeri in soluzione acquosa come modello di indagine delle proprietà di assorbimento nel visibile delle eumelanine in assenza di fenomeni di scattering, e con particolare riferimento alla loro relazione con lo stato redox. Tale attività si svolgerà per tutto il I anno. In base alle indicazioni che deriveranno dal continuo riscontro dei risultati concernenti le relazioni tra struttura e proprietà di assorbimento nell’UV-visibile, l’attività potrà essere estesa allo studio degli effetti di specifici sostituenti sulle proprietà cromoforiche dei polimeri glicosilati solubili, al fine di realizzare polimeri solubili con migliori caratteristiche di assorbimento. Gli obiettivi sintetici prefissati appaiono ampiamente realizzabili alla luce del bagaglio unico di esperienze e competenze acquisite dall’U.R., nonché per la presenza nell’U.R. di ricercatori con solide esperienze di sintesi nel campo dei glicosidi. Un elemento di vantaggio sarà costituito dalla disponibilità nei laboratori dell’Unità di ricerca di alcuni dei nuovi precursori come risultato di esperimenti preliminari di fattibilità.