Spin-orbit coupling as a strategy to improve the photoactivity of metallic complexes

Abstract

El cáncer es una de las mayores causas de muerte en el mundo. Debido a que existen varios tipos de cáncer, actualmente existen también diferentes tipos de tratamientos que son usados dependiendo del tipo y qué tan avanzado está la enfermedad. Uno de estos tipos de tratamiento es la fototerapia. Este tipo de terapia llama bastante la atención debido a que tiene ciertas ventajas en comparación a otros tipos de tratamiento convencionales como la quimioterapia, por ejemplo, tiene mínima invasión y es bastante selectiva. Este tipo de terapia tiene dos tipos: la terapia fotodinámica y la fotoactivación. Esta última consiste en un proceso independiente de oxígeno en el que una droga fotosensible inactiva se activa al ser irradiada con un tipo de luz específica, generando, por ejemplo, especies reactivas que actúan contra los tumores. El uso en aumento de la fototerapia ha llevado a la búsqueda de nuevas estrategias que mejoren la actividad fotosensible. Una de estas estrategias es el aumento del cruce intersistema aumentando el acoplamiento spin-órbita para mejorar la fotosensibilidad. El aumento del acoplamiento spin-órbita permite transiciones que antes estaban prohibidas, por lo que podría promover que una molécula absorba en el rango de longitud de onda deseado para fotoactivación (620-850 nm) y al mismo tiempo podría incrementar los canales disociativos disponibles, favoreciendo el carácter disociativo de la molécula fotosensible. El presente trabajo es un estudio teórico y experimental para determinar qué estrategias podrían favorecer el acoplamiento spin-órbita para favorecer la absorción de complejos metálicos en el rango de longitud de onda deseado para fotoactivación (620-850 nm) y para plantear una potencial droga para fotoactivación. En primer lugar, se realizó una búsqueda computacional de un complejo de Co3+ que absorba luz en el rango de longitud de onda deseado para fotoactivación gracias al efecto de acoplamiento spin-órbita. Este complejo fue sintetizado y caracterizado. Luego, se realizaron varias modificaciones computacionales en este complejo (cambio de metal, substituciones aromáticas y cambio de solventes) para estudiar cómo estas estrategias favorecen el acoplamiento spin-órbita. Finalmente, se añadieron computacionalmente ligantes salientes en el complejo para estudiar una posible droga para fotoactivación.