Complessi contenenti Pt(IV) sono largamente studiati per possibili applicazioni in terapie antitumorali che possano portare ad una ridotta tossicità rispetto al trattamento con farmaci di Pt(II), come cisplatino, carboplatino ed oxaliplatino, ed alla possibilità di assunzione per via orale piuttosto che parenterale. I complessi di Pt(IV) hanno infatti una geometria ottaedrica e sono generalmente inerti nei confronti di reazioni di sostituzione negli ambienti biologici. L'attività citostatica di farmaci a base di platino si basa, infatti, sulla interazione del metallo con le basi azotate del DNA, interazione che blocca la replicazione e traduzione dell'informazione genica portando a morte cellulare. Uno step preliminare di riduzione risulta quindi necessario all'attività farmacologica dei complessi ossidati. Nonostante la sua importanza, il processo di riduzione da Pt(IV) a Pt(II) che avviene nella cellula è ancora largamente sconosciuto. Al fine di ottenere maggiori informazioni e considerato il livello di complessità dell'ambiente cellulare, abbiamo studiato la reattività di complessi deprotonati di Pt(IV) aventi la struttura base di cisplatino e carboplatino in fase gassosa. La loro frammentazione ha prodotto dei complessi ridotti in cui il platino presenta formalmente lo stato di ossidazione radicalico +3, che è notoriamente instabile rispetto ai due stati di ossidazione a elettroni pari +2 e +4. Il fine di questo progetto è quello di caratterizzare tramite spettroscopia a dissociazione indotta da assorbimento multiplo di fotoni IR (IRMPD) i modi vibrazionali delle specie formalmente di Pt(III) e correlare queste informazioni alla struttura elettronica tramite confronto con calcoli a livello DFT, MP2 e CCSD. Questo ci permetterà di valutare l'eventuale partecipazione di diversi leganti alla stabilizzazione dell'elettrone spaiato del platino e confermare l'effettivo stato di ossidazione del metallo.
Nonostante l'importanza del processo di riduzione per l'attività antineoplastica dei complessi di Pt(IV), si è ancora lontani dall'avere una piena conoscenza del suo meccanismo a livello molecolare, non solo nella cellula, ma anche in sistemi modello.[1-4,9,14] In particolare, il ruolo di intermedi che presentano Pt(III) è ancora in discussione a causa dell'instabilità dello stato radicalico di questo metallo.[3-5,9] Questo progetto potrebbe condurre ad una prima evidenza della possibilità di formare complessi di Pt(III) a partire da profarmaci contenenti platino(IV) fornendo nuovi dettagli sulla reattività del metallo in questione. Infatti, nonostante queste specie elusive vengano formate in fase gassosa, ambiente molto diverso da quello cellulare, il risultato dello studio permetterà di valutare la partecipazione dei leganti alla distribuzione di spin nel complesso e quindi la loro disponibilità ad agire come leganti non-innocenti. Oltre all'aspetto legato alla rilevanza in chimica bioinorganica del complesso, complessi di Pt(III) mononucleari stabili sono stati caratterizzati raramente e solo in presenza di leganti con caratteristiche particolari, come leganti stericamente ingombranti o carbeni eterociclici.[6,7] Questo fornisce ulteriore importanza alla possibilità di isolare un complesso di Pt(III) che presenti leganti biocompatibili come ammoniache, ioni cloruro e leganti idrossido.
L'interesse in questo progetto nasce anche dalle sue caratteristiche sperimentali. La caratterizzazione di diversi stati di ossidazione di un metallo e l'eventuale riconoscimento della natura non-innocente dei leganti nel complesso di cui fa parte sono infatti generalmente effettuati utilizzando tecniche spettroscopiche tipiche delle specie radicaliche, come l'EPR. In questo caso invece ci proponiamo di utilizzare la spettroscopia IRMPD in accoppiamento con i calcoli teorici. Questo approccio, che è stato utilizzato molto raramente e mai in complessi contenenti platino,[10,17] potrebbe garantire in futuro la possibilità di ottenere informazioni indirette sulla struttura elettronica di complessi metallici che siano unicamente isolabili in fase gassosa, aprendo la via a nuove applicazioni per la spettroscopia IRMPD.
[17] M. Katari, E.P. De La Garanderie, E. Nicol, V. Steinmetz, G. Van Der Rest, D. Carmichael, G. Frison, Combining gas phase electron capture and IRMPD action spectroscopy to probe the electronic structure of a metastable reduced organometallic complex containing a non-innocent ligand, Phys. Chem. Chem. Phys. 17 (2015) 25689-25692.