Calix[4]areni cationici e loro proprietà

La scelta dei sostituenti rappresenta il punto nodale per la selezione delle proprietà che lo scaffold calix[4]arenico dovrà mostrare. Nel nostro caso particolare, si desiderava promuovere il trasporto anionico e, nello stesso tempo, utilizzare una unità substrutturale relativamente idrofobica per favorire l’interazione con l’interno lipofilo della membrana fosfolipidica.
La scelta è dunque caduta sulla subunità spermidinica che presenta il vantaggio di essere facilmente sintetizzata e di includere tre unità amminiche, utili sia per derivatizzare lo stesso nucleo calix[4]arenico, sia per la proprietà di esporre ammine cariche positivamente.

La presenza di gruppi amminici (carichi positivamente a pH fisiologico) avrà il ruolo di attrarre anioni e permettere a questi stessi, attraverso il passaggio da una ammina all’altra, di transitare da una parte all’altra della membrana.
Il punto nodale, che determinerà l’attività o meno di questi potenziali anionofori, sarà connesso con la loro capacità ad inserirsi nella membrana e a permanervi stabilmente per accompagnare il transito ionico. Per tale motivo il composto 1 è dotato di quattro ulteriori unità idrofobiche (i gruppi benzilici).

Infine, semplici valutazioni di molecular modelling, hanno dimostrato che le dimensioni del composto 1, nella sua conformazione estesa, raggiungono i 3.2 nm (circa), che sono perfettamente compatibili con l’esigenza di avere composti ampi abbastanza da trapassare la membrana da una parte all’altra.
Il composto 2 si differenzia dal primo (1) semplicemente per la mancanza dell’unità benzilica. Poiché valutazioni a posteriori dimostreranno che 2 risulta molto più polare del composto 1, di questo non saranno riportati i saggi di permeabilità membranaria al cloruro (in quanto dotato di scarsa attività).