Contribuições Selecionadas

1.- “Photoacoustic Measurements of Porphyrin Triplet State Quantum Yields and Singlet Oxygen Efficiencies” M. Pineiro, A. L. Carvalho, M. M. Pereira, A. M. d’A. R. Gonsalves, L. G. Arnaut, S. J. Formosinho

Chem. Eur. J. 1998, 4, 2299

Contribuição de M. Pineiro: Investigação

Este artigo foi publicado no decorrer do meu Doutoramento. O trabalho engloba duas áreas fundamentais da Química, a Química Orgânica e a Química Física que são os pilares da formação e da investigação desenvolvida no meu percurso académico. O exaustivo e sistemático trabalho realizado na caracterização fotofísica e fotoquímica de porfirinas meso-substituídas e dos seus complexos metálicos de Zn(II) consagrou-o como um trabalho de referência na área, o que é demonstrado pelo elevado número de citações que acumula. 

Este trabalho representa o ponto de partida para a investigação desenvolvida na área dos macrociclos tetrapirrolicos, síntese e propriedades, que teve continuidade com a publicação, entre outros, dos seguintes trabalhos:

“Heavy –Atom Effects on Metalloporphyrins and Polyhalogenated Porphyrins” Chem. Phys. 2002, 280(1-2), 177-190

“New Halogenated Bacteriochlorins and Their Efficiency in Singlet-Oxygen Sensitization” J. Phys. Chem. A 2002, 106, 3784-3795

2.- “MnO₂ as Selective Oxidant of Tetrapyrrolic Macrocycles” B. F. O. Nascimento, A. M. d’A. Rocha Gonsalves, M. Pineiro* 

Inorg. Chem. Commun. 2010, 13, 395-398

Contribuição de M. Pineiro: Concetualização, Investigação, Metodologia, Escrita (versão inicial e revisão), Orientação

O trabalho selecionado marca o início do desenvolvimento da área na Química Verde no meu percurso académico. Foi publicado no seguimento do primeiro artigo que relata a utilização de micro-ondas como ferramenta para o desenvolvimento de processos sustentáveis da síntese de porfirinas (Microwave-Assisted Synthesis of Porphyrins and Metalloporphyrins: A Rapid and Efficient Synthetic Method” J.  Porph. Phthalocyan., 2007, 11(2), 77-84). A utilização de micro-ondas como ferramenta para a diminuição do tempo de reação e do input energético, assim como da necessidade de solvente, permitiu o desenvolvimento de novas metodologias para a síntese de porfirinas, clorinas e bacterioclorinas. Estes compostos, de reconhecida importância como sensibilizadores em terapia fotodinâmica, foram sintetizados recorrendo a novos oxidantes e com reduções muito significativas do tempo de reação e da quantidade de solvente orgânico. O trabalho descrito nesta publicação mereceu uma menção no artigo de revisão de Jonhatan Lindsey (Chem. Rev. 2017, 117, 344), autor reconhecido como um dos “pais da síntese de macrociclos tetrapirrólicos”, publicado em 2016 que transcrevo: “Nascimento, Rocha Gonsalves, and Pineiro developed a clever, streamlined modification of the diimide reduction procedure”. 

A aposta pela inovação em Química Orgânica permitiu a publicação de outros artigos de elevado impacto em que se explora a utilização de micro-ondas, como por exemplo:

“Ecofriendly Porphyrin Synthesis by using Water under Microwave Irradiation” ChemSusChem, 2014, 7, 2821-2824

“Microwave-Assisted Synthesis and Reactivity of Porphyrins” Current Organic Synthesis, 2014, 11, 89-109

3.- “I₂/NaH/DMF as Oxidant Trio for the Synthesis of Tryptanthrin from Indigo or Isatin” P. Brandão, D. Pinheiro, J. S. Seixas de Melo, M. Pineiro*

Dyes and Pigments, 2020, 173, 107935, 2020

Contribuição de M. Pineiro: Concetualização, Metodologia, Escrita (versão inicial e revisão), Orientação

Este estudo foi escolhido em representação da investigação que visa o desenvolvimento de métodos sustentáveis para a síntese de compostos, derivados de corantes icónicos, com propriedades fotofísicas e redox adequadas para a sua utilização como parte integrante de sistemas de energia alternativa e renovável. Descreve a síntese de triptantrina, corante natural derivado do indigo, utilizando iodo, hidreto de sódio e DMF como um novo trio oxidante. Este artigo marca o inicio de diversos trabalhos realizados utilizando a triptantrina e seus derivados incluindo a utilização de triptantrina sulfonada como material ativo em baterias redox de fluxo em solvente aquoso e sem metais em solução. Esta área de investigação é particularmente relevante na Química Sustentável, já que permite o desenvolvimento de processos de utilização e conservação de energia de fontes renováveis, utilizando dispositivos construídos de forma sustentável, garantindo assim que a produção do dispositivo não é um entrave à sustentabilidade do processo global. 

Outras publicações no seio desta vertente de investigação são:

“Tryptanthrin from Indigo: Synthesis, Excited State Deactivation Routes and Efficient Singlet Oxygen Sensitization” Dyes and Pigments, 2020, 175, 108125, 1-10

“A Comprehensive Spectral, Photophysical and Electrochemistry Study of Synthetic Water-Soluble Acridones. A New Class of pH and Polarity Sensitive Fluorescent Probes”Dye and Pigments, 2019, 166, 203-210

“Thioindigo, and Sulfonated Thioindigo Derivatives as Solvent Polarity Dependent Fluorescent on-off Systems” Dye and Pigments, 2018, 158, 259-266

“Sulfonated tryptanthrin anolyte increases performance in pH neutral aqueous redox flow batteries" Commun. Chem. 2021, 4, 89

4.- “Platinum(II) Ring-Fused Chlorins as Efficient Theranostic Agents: Dyes for Tumor-Imaging and Photodynamic Therapy of Cancer” M. Laranjo, M. C. Aguiar, N. A M. Pereira, G. Brites, B. F Nascimento, A. Brito; J. Casalta-Lopes, A. C. Gonçalves, A. B. Sarmento-Ribeiro, M. Pineiro, M. F. Botelho, T. M. V. D. Pinho e Melo

Eur. J. Med. Chem. 2020, 200, 112468

Contribuição de M. Pineiro: Concetualização, Investigação, Metodologia, Escrita (versão inicial e revisão)

Esta artigo representa a investigação realizada no desenvolvimento de novos sensibilizadores para terapia fotodinâmica com aplicação dual como agentes de diagnóstico. A investigação desenvolvida nesta área permitiu a obtenção de uma família de compostos com capacidade para gerar espécies reativas de oxigénio, com emissão intensa no infravermelho próximo e com intensidade de luminescência dependente da concentração de oxigénio e, portanto, com capacidade para atuar como agentes terapêuticos em terapia fotodinâmica, agentes de diagnóstico por fluorescência e sensores moleculares de oxigénio. 

A investigação na síntese de novos sensibilizadores explorando novas estratégias sintéticas de derivados de porfirinas com características estruturais inovadoras é também a base do projeto atual que envolve a síntese de corróis, trifirinas e hexafirinas com substituintes oxima e hidrazona.

No âmbito desta linha de investigação destacam-se outras publicações:

“Advances on Photodynamic Therapy of Melanoma through Novel Ring-Fused 5,15-Diphenylchlorins”Eur. J. Med. Chem, 2018, 146, 395-408

“Platinum(II) Ring-fused Chlorins as Near-infrared Emitting Oxygen Sensors and Photodynamic Agents”ACS Medicinal Chemistry Letters, 2017, 8, 310-315

“Ring-Fused meso-Tetraarylchlorins as Auspicious PDT Sensitizers: Synthesis, Structural Characterization, Photophysics, and Biological Evaluation” Front. Chem. 2022, 10:873245.

e ainda a patente:

“Platinum(II) Ring-Fused Chlorins, Methods and uses Thereof” WO 2017/145092A1- Depósito de Pedido Internacional [PCT application number is PCT/IB2017/051045].   Data de depósito: 23.02.2017; Prioridades: PT 109182 (24.02.2017); Comunicação em 14 de outubro de 2021 de “Intention to Grant” do European Patent Office

5.- “Advanced Mechanochemistry Device for Sustainable Synthetic Processes” C. Gomes, C. S. Vinagreiro, L. Damas, G. Aquino, J. Quaresma, C. Chaves, J. Pimenta,  J. Campos, M. Pereira*, M. Pineiro*

ACS Omega, 2020, 5(19), 10868-10877

Contribuição de M. Pineiro: Concetualização, Investigação, Metodologia, Escrita (versão inicial e revisão), Orientação

Este artigo descreve o desenvolvimento de um dispositivo automático para mecanoquímica. O novo dispositivo tem uma elevada simplicidade de operação, reprodutibilidade e aplicabilidade quando comparado com os dispositivos disponíveis no mercado. A aplicabilidade e versatilidade do novo dispositivo é demonstrada pela implementação de reações químicas one-pot e multicomponente com alta reprodutibilidade, utilizando exclusivamente ação mecânica. Como exemplos, chalconas, di-hidropirimidinonas, di-hidropirimidinonas, pirazolina e porfirinas foram sintetizadas com altos rendimentos. A sustentabilidade sem precedentes é demonstrada pela comparação dos valores da escala ecológica e do fator-E desses processos com os descritos anteriormente na literatura. Este trabalho representa uma das áreas de desenvolvimento futuro. Este artigo foi selecionado pela Equipa Editorial para o volume virtual “Green Chemistry: A Framework for a Sustainable Future”, uma coleção de artigos de nove revistas da American Chemical Society que publicam investigação de elevada qualidade na área da Química Verde. https://pubs.acs.org/page/vi/green-chemistry-2021

Outras publicações na área da mecanoquímica são:

“Porphyrin Synthesis using Mechanochemistry: Sustainability Assessment” J. Porphyr. Phthalocyan. 2019, 23, 889-897, 2019

“Solvent-Free Mechanochemical Route to Chlorins Using in situ Generated Gas Reactant” Green Chem. Lett. Rev. 2021, 14, 338-343

“Modern Methods for the Sustainable Synthesis of Metalloporphyrins” Molecules 2021, 26, 6652. 

6.- “Ugi Reaction Synthesis of Oxindole–Lactam Hybrids as Selective Butyrylcholinesterase Inhibitors”  P. Brandão, Ó. López, L. Leitzbach, H. Stark, J. G. Fernández-Bolaños, A. J. Burke, M. Pineiro*

ACS Med. Chem. Lett. 2021, 12, 1718-1725

Contribuição de M. Pineiro: Concetualização, Escrita (versão inicial e revisão), Orientação, Administração do projeto

O interesse no desenvolvimento de reações multicomponente está muito relacionado com o desenvolvimento da Química Verde e a procura por métodos de síntese de moléculas complexas utilizando processos com o menor número de passos de reação possível. Procurando desenvolver processos sustentáveis de síntese de compostos com atividade biológica dedicamo-nos ao estudo de reações multicomponente (Ugi e Petasis) para preparação de derivados de oxindoles. Os híbridos oxindole-β-lactama e o oxindole-γ-lactama resultantes tem potencial como agentes terapêuticos para o tratamento da doença de Alzheimer.

Este trabalho faz parte do trabalho de investigação recolhido na tese de doutoramento de Pedro Brandão, realizado sob a minha orientação, que recebeu o prémio FISIOCAT para a melhor Tese de Doutoramento em Catálise em 2022 pela Divisão de Catálise e Materiais Porosos da Sociedade Portuguesa de Química.

Outros artigos derivados desta linha de investigação são:

“Petasis adducts of tryptanthrin – Synthesis, biological activity evaluation and druglikeness assessment” New J. Chem. 2021, 45, 14633 - 14649

“Ugi adducts of isatin as promising antiproliferative agents with druglike properties” Asian J. Org. Chem. 2021, 10, 3434-3455

“The application of isatin-based multicomponent-reactions in the quest for new bioactive and druglike molecules” Eur. J. Med. Chem. 2021, 211, 113102