Porfirinas

Alejandra Pintor Iglesias
TÍTULO: Porfirinas y su aplicación en reconocimiento molecular

INTRODUCCIÓN
Definición
Las porfirinas están compuestas por un anillo tetrapirrólico con sustituyentes laterales y un átomo metálico en el centro, unido mediante cuatro enlaces de coordinación.
Estructura del núcleo de porfirina

Clasificación
Se clasifican basándose en los sustituyentes lateralesdel anillo, de modo que se distinguen mesoporfirinas, uroporfirinas, etioporfirinas y protoporfirinas.  Presentan como sustituyentes 4 metilos, 2 vinilos y 2 grupos propiónicos. Existen 15 isómeros de protoporfirinas, pero solo la protoporfirina IX aparece en la naturaleza, la cual, se caracteriza por disponer en posición 1,3,5 y 8 cuatro grupos metilo, en posición 2 y 4 vinilo y en posición 6,7grupos propiónicos.
Protorina IX
A este grupo pertenecen la clorofila, la hemoglobina y la vitamina B12.
-Clorofila, ligando macrocíclico derivado de la porfirina. Dependiendo de los sustituyentes del anillo de porfirina podemos encontrar varios tipos de clorofila. En todos estos sistemas está presente el magnesio coordinado con los 4 átomos de nitrógeno del anillo. El magnesio no estátetracoordinado, normalmente contiene alguna molécula de agua que se sitúa perpendicular al anillo. Esa molécula de agua permite la interacción mediante enlaces de hidrógeno con otras moléculas de clorofila.

-Hemoglobina, su estructura está formada por 4 cadenas polipeptídicas a cada una de las cuales se le une un grupo hemo, cuyo átomo central es el hierro.

* Vitamina B12, su estructura estáformada por 4 componentes principales:
* Co en estado de oxidación III.
* Un ligando corrina.
* Un resto orgánico constituído por un grupo fosfato, un azúcar y una bases nitrogenada, donde uno de los átomos de N está enlazado al átomo de Co ocupando la 5º posición.
* Un grupo CN ocupando la sexta posición.
dando lugar a una geometría octaédrica en torno al átomo de Co.Aspectos generales
Las porfirinas obedecen la regla de Hückel al tener 4n+2(n=6) electrones π en un sistema conjugado plano y cíclico, por lo que el macrociclo de la porfirina está altamente conjugado, con 26 electrones en el sistema π. En general los protones centrales de las porfirinas en su forma de base libre sufren una rápida tautomerización a temperatura ambiente y se sabeque los tautómeros con hidrogenos internos adyacentes (en cis) son menos estables que los tautómeros trans con los H-N opuestos.

Debido a su estructura (anillo del tetrapirrol), un sistema de dobles enlaces conjugados, las porfirinas muestran una intensa banda de absorción cerca de 400nm (conocida como banda de Soret). Cuando se irradian con luz de esta longitud de onda, las porfirinas libresmuestran una intensa fluorescencia de color rojo, propiedad que permite su detección y cuantificación en laboratorios.

Debido a la metodología sintética y a sus favorables propiedades fotofísicas, las porfirinas se utilizan con frecuencia para la construcción de receptores moleculares con un alto grado de reconocimiento constitucional y propiedades quirales. La unión y las propiedadesfotofísicas de las porfirinas se pueden variar mediante la selección de los metales en el anillo macrocíclico.

Reconocimiento molecular
Fenómeno que viene definido por la energía y la información involucradas en la asociación y selección de un sustrato y su receptor, lo que implica la existencia de un conjunto de interacciones y requerimientos espaciales entre ambas especies. El tipo de interaccionesque el receptor debe desarrollar con el sustrato, vienen dadas por diferentes factores:
1) Complementariedad estérica (forma y tamaño) entre receptor y sustrato.
2) Complementariedad química; esto es, la existencia de lugares de interacción complementaria,
a) enlaces por puentes de hidrógeno
b) atracción electrostática entre centros aniónicos y catiónicos
3) Atracciones de...