Propriétés spectroscopiques et photophysiques de complexes métalliques de l’hypericine en relation avec leur activité photodynamique

Laboratoire de photochimie, Université Joseph-Fourier Grenoble, BP 68, 38402 Saint-Martin-d’Hères Cedex, France.

Résumé

L’hypéricine (2,2’-diméthyl-4,4’,5.5’,7.7’-hexahydroxymésonaphtodianthrone), pigment naturel dont la phototoxicité est remarquable, pourrait être utilisé en photothérapie. Cependant son spectre d’action étant situé à une longueur d’onde inférieure à 600 nm, son efficacité risque d’être limitée dans la pratique.

La déprotonation à pH > 10 se traduit par un effet bathochrome sur le spectre d’absorption. La complexation par un des cations métalliques : Al³⁺ Fe³⁺, Cu²⁺, Gd³⁺ et Tb³⁺ dans la région où se situent les groupes carbonyle et hydroxyle s’accompagne, de manière analogue, d’un déplacement de ce spectre vers le rouge.

La présence des deux derniers éléments provoque aussi un effet bathochrome sur le spectre d’absorption triplet-triplet et tous les cations étudiés se comportent comme des inhibiteurs du premier état singulet excité.

Nous avons déterminé les constantes de formation des complexes métalliques de l’hypéricine en solution éthanolique, du type (HYP-M) ou (HYP-M₂) et certaines de leurs propriétés photophysiques.

La formation d’oxygène singulet photosensibilisée par ces complexes a été démontrée par une étude cinétique de l’oxydation du 1,3-diphényl-isobenzofuranne et les rendements quantiques correspondants ont été évalués.

Les complexes obtenus avec Cu²⁺ et Gd³⁺ sont les plus intéressants du point de vue de leur application en photothérapie.

Abstract

Hypericin (2,2’-dimethyl-4,4’,5,5’,7,7’-hexahydroxymesonaphtodianthrone), a natural pigment that is highly photodynamically toxic, may find application in phototherapy. But its use would be limited due to its restricted actinic wavelenghts (λ max = 590 nm in ethanol).

At high pH (pH > 10), proton jump is favoured, resulting in a wavelenght increase of the absorption spectrum. The binding of a metal in the carbonyl-hydroxyl region should result in a red shift in this spectrum as well.

The absorption spectra are red shifted with Al³⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, Gd³⁺ and Tb³⁺.

The last two elements also induce red shifts in the triplet-triplet absorption spectra, while all act as quenchers of the first excited singlet state.

We have determined the formation constants of the hypericin-metal complexes (HYP-M) or (HYP-M₂) and some of their photophysical properties.

The photosensitized generation of the singlet oxygen has been demonstrated by a kinetic study of the oxidation of 1,3-diphenylisobenzofuran and the corresponding quantum yields Φ_Δ have been evaluated.

The hypericin-metal complexes with Cu²⁺ and Gd³⁺ arethemost attractive from the viewpoint of their application in phototherapy.