Nuevas sales de imidazolio y complejos de carbeno-metal a base de las mismas para su utilización como marcadores bioanalíticos para biomoléculas.

Sales de imidazolio de fórmula general I,**Fórmula**

en la que b,

I, m, n y dado el caso q son iguales o diferentes y son en cada caso, independientemente entre sí, cero o 1; y

X- es un anión;

R1 y R2 son iguales o diferentes y de cadena abierta, ramificados o no ramificados o están presentes como componente de un anillo o sistema de anillos y se seleccionan de entre el grupo constituido por hidrógeno, resto n-alquilo C1-C12, resto alquilo ramificado C3-C12, resto cicloalquilo C3-C12, resto alquenilo C2-C12, resto arilalquilo C7-C20, resto arilo C5-C14,

que, a su vez, está sustituido de la misma o diferente manera con uno o varios restos alquilo C1-C3 ramificados o no ramificados, siendo los sistemas cíclicos y aromáticos anillos de un miembro o anillos aislados o condensados de múltiples miembros o formando con el anillo de imidazol de la estructura según la fórmula I un sistema de anillos;

R3 se selecciona de entre el grupo constituido por -NH2, -COOH, -CONH2 y resto -COOR'', en el que R'' es un resto n-alquilo C1-C6;

R4 es hidrógeno o R5, siendo R5 un anillo de imidazol de fórmula II,**Fórmula**

en la que q es cero o 1;

R6 es igual a o diferente de R1 y R2 y se selecciona de entre el mismo grupo que R1, R2.

Nuevas sales de ¡mldazollo y complejos de carbeno-metal a base de las mismas para su utilización como marcadores bloanalítlcos para blomoléculas.

La presente Invención se refiere a sales de ¡mldazollo, a los complejos de carbeno-metal correspondientes así como a su utilización como marcadores bloanalítlcos para blomoléculas.

La Investigación de la estructura y el modo de funcionamiento de blomoléculas tales como proteínas e hidratos de carbono, así como de genomas y transcritos génlcos requiere derivados especiales y/o análisis de espectrometría de masas. Se utilizan, por ejemplo, métodos tales como ESI (e/ecfrospray) [1], MALDI (mafr/x-ass/sfed /aser desorpf/on and/on/saf/on) [2] e ICP-MS (/ndacf/ve/ycoap/edp/asma-mass specfromefry) [3-5]. Tales procedimientos requieren etapas de separación y purificación por medio de cromatografía de líquidos (LC) o cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) [6]. Esto requiere técnicas, que representan una combinación de purificación y análisis y se designan habltualmente con un acrónlmo, que combina los nombres de las técnicas Individuales (técnicas en tándem).

La estructura y la constitución secuenclal de dichas blomoléculas plantean grandes retos en cuanto a la determinación cuantitativa. En particular, la ausencia de grupos funcionales que puedan medirse cuantitativamente o la limitada disponibilidad de heteroátomos adecuados dificultan la utilización de métodos de análisis tales como espectroscopia de fluorescencia o espectroscopia UV/v¡s, así como la utilización de procedimientos electroanalítlcos. Incluso la ICP-MS se ve dificultada o resulta Imposible sin una etapa de derlvatlzaclón adicional [6]. A menudo tienen lugar una denominada etapa de derlvatlzaclón, mediante la cual se Introduce un grupo cromóforo, fluoróforo o electroactlvo en los analltos. La Introducción de un heteroelemento como etapa de derlvatlzaclón correspondiente permite el acceso a estudios mediante ICP-MS [7].

En relación con diferentes aplicaciones médico-químicas se desarrollaron etapas de derlvatlzaclón Iniciales para la determinación rutinaria de determinados analltos y se reflejaron en los respectivos protocolos. En este sentido, la mayor desventaja es la limitación a la detección simultánea de únicamente un solo analito. Para la determinación de varios analltos son necesarias múltiples secuencias de detección. La determinación simultánea es actualmente Imposible. Por tanto, se necesitan urgentemente protocolos para la determinación simultánea de varios analitos, preferentemente aplicando métodos de análisis idénticos [8].

En el campo de la proteómlca es posible la medición simultánea de diferentes analitos mediante etiquetas de masas en tándem (TMT, Tandem Mass Tags) o por medio de reconocimiento de datos isobàrico (etiquetado isobàrico) para la cuantlflcaclón relativa y absoluta (¡TRAQ). Sin embargo, las técnicas de etiquetado isobàrico requieren el mareaje con Isótopos pesados (^D, ^C, ^N) en una síntesis de múltiples etapas costosa, aunque los marcadores están disponibles comerclalmente.

Los métodos de mareaje deberían ofrecer marcadores estables, que permitan un límite de detección bajo y que no sean tóxicos y sean económicos en las cantidades utilizadas. Además deberían poder introducirse de manera cuantitativa y específica. Debería estar disponible una amplia gama de marcadores individuales, mediante los cuales fuese posible la medición simultánea de diferentes analitos.

Compuestos organometálicos o compuestos de coordinación con metal ofrecen el potencial de cumplir con todos los retos mencionados. Ya se han sintetizado varias clases de compuestos y se han utilizado como marcadores bloanalítlcos (ó/oana/yf/ca/ fag, BAT) [6], "Estable" significa en este sentido que el compuesto es estable frente al aire y la humedad y es Igualmente útil para compuestos de coordinación y compuestos organometálicos. Sin embargo, "estable" significa también que existe estabilidad frente al lavado o en general frente a la eliminación de la blomolécula. En el caso de BAT que contienen metal esto significa una fuerte coordinación del ligando/de los llgandos con el metal, lo que debería ser posible en el mejor de los casos por medio de una combinación de ligandos quelantes y carbenos N-heterocícllcos (NHC) [11,12].

Clases de compuestos muy prometedoras, que son útiles para aplicaciones de BAT, son los carbonilos de metal, complejos de carbeno (Fischer y Wanzllck-Arduengo), así como los ferrocenos y complejos quelantes [6]. Sin embargo, los carbonilos de metal son propensos, en la espectrometría de masas, a una pérdida temprana de carbonilo, con lo que se dificulta la evaluación del espectro [13]. Por otro lado ofrecen una ventana de detección única para la espectroscopia IR [14]. La clase de compuestos más desarrollada son claramente los ferrocenos para la detección electroquímica. Sin embargo, en este sentido también existen limitaciones en cuanto a la derivatización y de manera correspondiente en cuanto a la determinación múltiple de analltos [15].

En general, ni siquiera los ferrocenos pueden combinar al mismo tiempo en sí mismos las ventajas de la detección electroquímica, patrones de Isótopos únicos para la detección por MS y un amplio rango de modificación.

De manera correspondiente, el objetivo de la presente Invención es proporcionar compuestos que superen los Inconvenientes mencionados anteriormente.

El objetivo se soluciona con sales de imidazolio según las reivindicaciones 1 y 5 así como con complejos de carbeno-metal correspondientes según las reivindicaciones 6 y 10. Formas de realización preferidas se obtienen a partir de las reivindicaciones dependientes.

Dicho de otro modo, el objetivo se soluciona mediante sales de imidazolio de fórmula general I,

en la que b, I, m, n y dado el caso q son ¡guales o diferentes y son en cada caso, independientemente entre sí, cero o 1; y

X* es un anión;

y son ¡guales o diferentes y de cadena abierta, ramificados o no ramificados o están presentes como componente de un anillo o sistema de anillos y se seleccionan de entre el grupo constituido por hidrógeno, resto n-alqullo C1-C12, resto alquilo ramificado C3-C12, resto cicloalquilo C3-C12, resto alquenilo C2-C12, resto arilalquilo

C7-C20, resto arilo C5-C14,

que a su vez está sustituido de la misma o diferente manera con uno o varios restos alquilo C1-C3 ramificados o no ramificados, siendo los sistemas cíclicos y aromáticos anillos de un miembro o anillos aislados o condensados de múltiples miembros o formando con el anillo de imidazol de la estructura según la fórmula I un sistema de anillos;

R^ se selecciona de entre el grupo constituido por -NH2, -COOH, -CONH2 y resto -COOR", en el que R" es un resto n-alquilo C1-C6;

R"es hidrógeno o R^, siendo R^ un anillo de imidazol de fórmula II,

[C"A

x3

en la que q es cero o 1;

R^es igual a o diferente de R^ y R^ y se selecciona de entre el mismo grupo que R\ R^.

El anión X* no está sujeto a ninguna limitación, es decir puede ser cualquier anión que garantice en general la carga neutra del complejo. En este caso pueden mencionarse preferentemente los halogenuros tales como fíuoruro, cloruro y bromuro, pero también otros aniones monovalentes tales como nitratos, BF4, BPÍ14*, PF6, SbF6 y Sb2Fn", así como aniones bivalentes o trivalentes tales como sulfatos, fosfatos.

Preferentemente, los restos R\ R^ y dado el caso R^ son ¡guales o diferentes y se seleccionan de entre el grupo constituido por los restos n-alquilo Ci-Ü6, preferentemente de entre el grupo constituido los restos n-alquilo C1-C3. De manera especialmente preferida R\ R^ y dado el caso R^ son restos metilo.

De los índices b, I, m, n y dado el caso q, preferentemente n, m y dado el caso q son cero o 1 así como b y I son cero.

El resto R^, que representa el grupo funcional para un posterior acoplamiento con la respectiva biomolécula, se 10 selecciona de entre -NH2, -COOH, -CONH2 y resto -COOR", en el que R" es un resto n-alquilo C1-C6, preferentemente un resto metilo o etilo.

Representantes a modo de ejemplo de sales de imidazolio especialmente preferidas se ¡lustran a continuación en el esquema 1a.

Esquema 1a

20 Un representante preferido adicional se ¡lustra en el esquema 1b.

Esquema 1b

Los restos R "1, R "2 y R "3 según el esquema 1b son en cada caso ¡guales o diferentes y se seleccionan independientemente entre sí de entre 1-(2,6-di-¡soprop¡lfenilo), 1-(2,4,6-trimet¡lfen¡lo), metilo y n-butilo tal como se 5 muestra en... [Seguir leyendo]

1. Sales de imidazollo de fórmula general I,

I

en la que b, I, m, n y dado el caso q son ¡guales o diferentes y son en cada caso, independientemente entre sí, cero o 1; y

X" es un anión;

y son ¡guales o diferentes y de cadena abierta, ramificados o no ramificados o están presentes como componente de un anillo o sistema de anillos y se seleccionan de entre el grupo constituido por hidrógeno, resto n-alquilo C1-C12, resto alquilo ramificado C3-C12, resto cicloalquilo C3-C12, resto alquenilo C2-C12, resto arilalquilo C7-C20, resto arilo C5-C14,

que, a su vez, está sustituido de la misma o diferente manera con uno o varios restos alquilo C1-C3 ramificados o no ramificados, siendo los sistemas cíclicos y aromáticos anillos de un miembro o anillos aislados o condensados de múltiples miembros o formando con el anillo de ¡midazol de la estructura según la fórmula I un sistema de anillos;

R^ se selecciona de entre el grupo constituido por -NH2, -COOH, -CONH2 y resto -COOR", en el que R" es un resto n-alquilo C1-C6;

R" es hidrógeno o R^, siendo R^ un anillo de ¡midazol de fórmula II,

II

en la que q es cero o 1;

R^ es igual a o diferente de R^ y R^ y se selecciona de entre el mismo grupo que R\ R^.

2. Sales de ¡midazolio según la reivindicación 1, caracterizadas por que los restos R\ y dado el caso R^ son ¡guales o diferentes y se seleccionan de entre el grupo constituido por los restos n-alqullo C1-C6.

3. Sales de ¡midazolio según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizadas por que n, m y dado el caso q son cero o 1, así como b y I son cero.

4. Sales de ¡midazolio según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas por que R" es un resto n-alqullo Ci- Ce.

5. Sales de ¡midazolio según la fórmula general III,

en la que R^ a R", así como b, I, m, n presentan el significado mencionado en una de las reivindicaciones 1 a 4, así como s y t son ¡guales o diferentes y son en cada caso, independientemente entre sí, cero o un número entero de 1 a 3.

6. Complejos de carbeno-metal de fórmula general IV

en la que R^ a R^ y dado el caso R^ y b, I, m, n y dado el caso q presentan el significado mencionado en una de las reivindicaciones 1 a 5 y M es un metal del grupo 6 a 12 del sistema periódico, L es un ligando y u es un número entero de 1 a 4, en la que en el caso de u = 2, 3 o 4 los ligandos L son ¡guales o diferentes y varios ligandos L dado el caso forman entre sí un ligando quelante de dos o más dientes, y en la que en el caso de R" = anillo de ¡midazol de fórmula II, el anillo de ¡midazol se coordina igualmente con el metal M.

7. Complejos de carbeno-metal según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizados por que el metal M se selecciona de entre el grupo constituido por los metales cobre, hierro, rutenlo, níquel y paladio, o de entre el grupo constituido los metales tecnecio, renio y cobalto.

8. Complejos de carbeno-metal según una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizados por que L se selecciona de entre el grupo constituido por

CO;

nitrilo;

isonitrilo;

nitrosilo;

ión halogenuro;

átomo de hidrógeno;

anión alquilo C1-C12, anión aillo, anión metalllo, anión bencllo, anión arllo C6-C14, anión alcoxllo C1-C12, anión arlloxllo C6-C14, anión heteroalqullo C1-C12, anión heteroarllo C6-C14, anión heteroalcoxllo C1-C12, anión heteroarlloxllo C6-C14 o anión heteroarlloxllo C6-C14, que no está sustituido o está sustituido de Igual o diferente manera con uno o varios restos alquilo C1-C12 o restos heteroalqullo C1-C12, en el que los heteroátomos se seleccionan de entre el grupo constituido por B, Al, Ga, In, N, P, As, Sb, B¡, Si, Ge, Sn, Pb, O, S, Se y Te, y en el que los aniones no están sustituidos o están sustituidos total o parcialmente con uno o varios heteroátomos, ¡guales o diferentes, del mismo grupo en forma de grupo(s) funclonal(es), siendo los sistemas cíclicos y aromáticos anillos de un miembro o anillos aislados o condensados de múltiples miembros;

amina primaria, secundaria, terciarla;

fosfano primarlo, secundario, terciario;

fosflto o carbeno primario, secundario, terciario.

9. Complejos de carbeno-metal según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizados por que L se selecciona de entre el grupo constituido por los iones halogenuro, preferentemente bromuro o cloruro.

10. Complejos de carbeno-metal de fórmula general V

en la que a y b, I, m y n, así como M y L presentan el significado mencionado en una de las reivindicaciones 5

R

v

a 9, R" es hidrógeno y v es cero, 1 o 2.

11. Complejos de carbeno-metal según las reivindicaciones 5 a 10 para su utilización como marcadores bioanalíticos para blomoléculas, en los que los complejos de metal están unidos a través del grupo funcional del resto

5 covalentemente a un grupo funcional correspondiente de la biomolécula, preferentemente un grupo hidroxilo, tiol o amino, de manera particularmente preferida a través de un grupo tiol o amino.

12. Complejos de carbeno-metal según la reivindicación 11 para su utilización como marcadores bioanalíticos para biomoléculas, en los que la biomolécula se selecciona de entre el grupo constituido por proteínas, péptidos, hidratos

10 de carbono, bases nucleicas, ADN y ARN.

13. Complejos de carbeno-metal según una de las reivindicaciones 11 o 12 para su utilización como marcadores bioanalíticos para biomoléculas, en los que el enlace a la biomolécula es un enlace tioéter o amida.

15 14. Complejos de carbeno-metal según una de las reivindicaciones 11 a 13 para su utilización como marcadores

bioanalíticos para biomoléculas, para el análisis de biomoléculas, en los que las biomoléculas se analizan como un todo o en partes.

15. Complejos de carbeno-metal unidos covalentemente a una biomolécula según una de las reivindicaciones 11 a 20 14 para su utilización como marcadores bioanalíticos para biomoléculas para el transporte de metales,

preferentemente tecnecio, renio o cobalto, a órganos diana específicos.