Nuevos derivados de aciltioureas y sus complejos de Co(II), Co(III), Ni(II), Cu(II) y Zn(II). Aportes al conocimiento científico: estudio de su síntesis, conformaciones moleculares, empaquetamientos cristalino y propiedades antifúngicas

Resumen

La presente propuesta de Premio describe los resultados científicos obtenidos en un proyecto de seis años de investigación dirigido a la preparación de nuevas aciltioureas y sus complejos de Co(II), Co(III), Ni(II), Cu(II) y Zn(II). La química de coordinación de ligandos polifuncionales, capaces de coordinarse con cationes metálicos, es de permanente interés para el diseño y síntesis de nuevos agentes acomplejantes selectivos y reactivos analíticos. Las aciltioureas son ligandos versátiles capaces de unirse a una gran variedad de iones metálicos mostrando diferentes modos de coordinación para formar complejos estables. En la mayoría de sus complejos, ellas actúan como ligandos bidentados O,S-monoanionicos. Por otra parte, se ha determinado que la actividad biológica de complejos metálicos con derivados de aciltioureas muestran un amplio rango de actividad biológica tales como actividad antibacteriana y antifúngica. Los complejos formados por ligandos orgánicos con iones de metales, constituyen un reto para la química moderna, debido fundamentalmente a la elevada complejidad para su caracterización la cual se realiza utilizando métodos químicos-físicos y en particular, los métodos espectroscópicos y la determinación estructural mediante rayos X.

En este trabajo se describe el desarrollo de estrategias sintéticas que posibilitaron obtener nuevos ligandos del tipo aciltioureas y sus complejos con diferentes metales. Estas metodologías se basan en una reacción de intercambio en la que ocurre la pérdida del átomo de hidrógeno del grupo aciltioureido presente en este tipo de ligandos. Se determinaron las estructuras cristalinas de tres nuevas N-aciltioureas, y once nuevos complejos de Co(II), Co(III), Ni(II), Cu(II) y Zn(II) con ligandos aciltioureidos mediante la técnica de difracción de Rayos-X en monocristales. Así, el estudio por difracción de rayos X posibilitó la determinación estructural de las moléculas y las interacciones intramoleculares, además se comprobó que en las aciltioureas disustituidas el grupo aciltioureido se desvía notablemente de la planaridad, adoptando conformaciones moleculares intermedias entre las límites U (Z,Z') y S (E,Z'). Así mismo se diseñó y aplicó una metodología basada en la determinación de ángulos de torsión y ángulos dihedros, para definir las conformaciones moleculares de las aciltioureas y sus complejos metálicos y se empleó por primera vez en estos tipos de compuestos el análisis de las superficies de Hirshfeld y de los correspondientes gráficos de huellas bidimensionales para explorar los tipos de enlaces de hidrógeno intermoleculares lo que que permitió corroborar experimentalmente los resultados y complementar el estudio de las determinaciones estructurales. Algunos ligandos y complejos obtenidos mostraron potente actividad antifúngica frente a Botrytis cinerea y Colletotrichum gloeosporioides, patógenos que afectan a cultivos de gran importancia para nuestro país como el tomate, la cebolla, la uva, el mango y la yuca. Los otros compuestos se encuentran en proceso de evaluación biológica.

En algunos casos, los resultados obtenidos constituyen el primer reporte mundial en su tipo y en otros la primera implementación de determinación de estructuras moleculares de ligandos y complejos. Los resultados se incluyen en 11 publicaciones científicas referenciadas en la Web de la Ciencia, entre las que se encuentran revistas prestigiosas e indexadas como son Polyhedron, J. Coord. Chem., Acta Crystallographyc y J. Struct. Chem.. Es de destacar que todos estos artículos aparecen referidos en el review “A review on the chemistry, coordination, structure and biological properties of 1-(acyl/aroyl)-3-(substituted) tioureas” publicado en el J. Sulfur Chem. 2013, (http://dx.doi.org/10.1080/17415993.2013.834904) Adicionalmente, esta investigación realiza una importante contribución a la formación de profesionales, lo que se evidencia en las cuatro Tesis Doctorales en Química, dos defendidas en el 2012 y dos a defender en 2015, y a las dos Tesis de Maestría en Química Orgánica una en 2007 y una por defender en el 2013 en este tema.