Studio della formazione di complessi tra chelanti polidentati ciclici e aciclici con Ti(IV), Mn(II) e Pb(II)

Radiopharmaceuticals play a crucial role in nuclear medicine, both for imaging (SPECT, PET) and for targeted therapy. This thesis focuses on the physicochemical characterization and coordination abilities of cyclic and acyclic polydentate chelators toward three metals potentially relevant for diagnostic and therapeutic applications: Ti-45, Mn-52, and Pb-212. In particular, the interaction in aqueous solution between an acyclic hexadentate ligand and the metal ions Mn²⁺ and Ti⁴⁺, emerging candidates in PET and MRI imaging, was investigated. Additionally, the study of the Pb(II)-DOTAM complex was explored, with specific attention to the α-emitting isotope Pb-212, which is relevant in anti-cancer radiotherapy. The techniques employed (NMR spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, and potentiometric titrations) allowed for the determination of the protonation constants of the chelators and the formation constants of the complexes, providing essential data to evaluate the stability and suitability of these systems in the design of safe and effective radiopharmaceuticals.

I radiofarmaci rivestono un ruolo cruciale nella medicina nucleare, sia per l’imaging (SPECT, PET) sia per la target therapy. Questa tesi si concentra sulla caratterizzazione chimico-fisica e sulla capacità di coordinazione di chelanti polidentati ciclici e aciclici nei confronti di tre metalli potenzialmente rilevanti per applicazioni diagnostiche e terapeutiche: Ti-45, Mn-52 e Pb-212. In particolare, è stato studiato un legante esadentato aciclico e la sua interazione in soluzione acquosa con gli ioni Mn²⁺ e Ti⁴⁺, metalli emergenti nell’imaging PET e MRI. Parallelamente, è stato approfondito lo studio del complesso Pb(II)-DOTAM, con particolare attenzione all’isotopo α-emittente Pb-212, rilevante nella radioterapia antineoplastica. Le tecniche utilizzate (spettroscopia NMR, UV-Vis e titolazioni potenziometriche) hanno permesso la determinazione delle costanti di protonazione dei chelanti e delle costanti di formazione dei complessi, fornendo dati essenziali per valutare la stabilità e l’idoneità di questi sistemi nella progettazione di radiofarmaci sicuri ed efficaci.