Σύνθεση, χαρακτηρισμός και μελέτη νέων συμπλόκων ενώσεων, αλάτων του υδραργύρου(ΙΙ) και μολύβδου(ΙΙ) με υποκαταστάτες παράγωγα της θειουρίας και αμινοξέων: διερεύνηση της in vitro και in vivo τοξικής και γενοτοξικής τους δράσης

Abstract

This thesis deals with the synthesis of new mercury(II) and lead(II) complexes using ligands thiourea derivatives and amino-acids. The compounds were characterized in the solid state using fluorescence and powder crystallography (XRF and XRPD), infrared spectroscopy and thermostatic analysis (TG). In solution, the compounds were characterized by using ultraviolet-visible (UV-Vis) and nuclear magnetic resonance of hydrogen nuclei (1H-NMR) spectroscopies, whereas a solid phase and solution fluorescence study were also performed. The compounds: Hg(tpp)2(pmt-)2, Hg(pmt-)3(pmtH)Cl, Hg2(pmt)2(pmtH)2Br2, Hg(pmtH)2I2, Hg(tpp)2I2, [Hg(tu)4]2+2[Cl]-, [glyH]+[HgCl3]- and (Hg(cysH2)(cysH-)Cl.H2O, [Et3NH]+ [Cl(HgCl2)6]-, [Et3NH]+ [Hg2Cl5)]-, [na-onaH]+ [HgI3]-, [HSCH2CHNH3+COO-], [Et3NH+][CH2SCSNHCHCOO-], [Et3NH]+ [tbaH]-.H2O and [naH+][NO3-] were characterized by using X-ray diffraction crystallography. The structure of the product Hg(pmt-)2 was also determined by the reaction of HgCl2 with deprotonated 2-mercapto-pyrimidine. For these compounds, the structure relationship was studied with the type and the magnitude of toxic effects induced in vitro in biological systems of prokaryotic cells (Gram +: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Gram –: Pseudomonas aeruginosa). The in vitro toxic activity of the complexes against healthy eukaryotic skin cells (HaCaT) and lung fibroblasts (MRC5) was also assessed as models for different primary routes of absorption of heavy metals from the human body. Finally, in the context of investigating their possible genotoxicity, an evaluation was made: a) in vitro with the detection of micronuclei in HaCaT cells in the phase of mesophase and b) in vivo by detecting chromosomal abnormalities and estimating the mitotic index according to Allium cepa protocol.

H παρούσα διατριβή πραγματεύεται τη σύνθεση νέων συμπλόκων ενώσεων του ανόργανου υδραργύρου (ΙΙ) και μολύβδου(ΙΙ) με υποκαταστάτες παράγωγα της θειουρίας και αμινοξέα. Ο χαρακτηρισμός των ενώσεων έγινε σε στερεά κατάσταση με κρυσταλλογραφία φθορισμού (XRF) και κόνεος (XRPD), με φασματοσκοπία υπερύθρου (IR) και με θερμοσταθμική ανάλυση. Σε διάλυμα οι ενώσεις χαρακτηρίστηκαν με φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού (UV-Vis) και πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού πυρήνων υδρογόνου (1H-NMR) ενώ πραγματοποιήθηκε και μελέτη φθορισμού σε στερεά κατάσταση και σε διάλυμα. Οι ενώσεις: Hg(tpp)2(pmt-)2, Hg(pmt-)3(pmtH)Cl, Hg2(pmt)2(pmtH)2Br2, Hg(pmtH)2I2, Hg(tpp)2I2, [Hg(tu)4]2+2[Cl]-, [glyH]+[HgCl3]- και (Hg(cysH2)(cysH-)Cl.H2O, [Et3NH]+ [Cl(HgCl2)6]-, [Et3NH]+ [Hg2Cl5)]-, [na-onaH]+ [HgI3]-, [HSCH2CHNH3+COO-], [Et3NH+][CH2SCSNHCHCOO-], [Et3NH]+ [tbaH]-.H2O και [naH+][NO3-] χαρακτηρίστηκαν με κρυσταλλογραφία περίθλασης ακτίνων Χ μονοκρυστάλλου. Επίσης προσδιορίστηκε και η δομή του προϊόντος Hg(pmt-)2 από την αντίδραση του HgCl2 με την αποπρωτονιομένη 2-μερκαπτοπυριμιδίνη. Για τις ενώσεις αυτές μελετήθηκε η σχέση δομής με το είδος και το μέγεθος των τοξικών επιδράσεων που προκαλούνται in vitro σε βιολογικά συστήματα προκαρυωτικών κυττάρων (Gram +: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Gram –: Pseudomonas aeruginosa). Επίσης εκτιμήθηκε η in vitro τοξική τους δράση έναντι υγιών ευκαρυωτικών κυττάρων δέρματος (HaCaT) και ινοβλαστών πνεύμονα (MRC5) ως πρότυπα διαφορετικών κύριων οδών απορρόφησης των βαρέων μετάλλων από τον ανθρώπινο οργανισμό. Τέλος, στο πλαίσιο διερεύνησης της πιθανής γενοτοξικής τους δράσης πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση: α) in vitro με την ανιχνεύση μικροπυρηνίσκων σε κύτταρα HaCaT που βρίσκονται στη φάση της μεσόφασης και β) in vivo με την ανίχνευση χρωμοσωμικών ανωμαλιών και εκτίμηση του μιτωτικού δείκτη σύμφωνα με το πρωτόκολλο Allium cepa.