UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

INSTITUTO DE QUMICA

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM QUMICA

JULIANA GUERREIRO CEZAR

SNTESE, CARACTERIZAO E REATIVIDADE DE NITROSILO

COMPLEXOS DE RUTNIO COM LIGANTE DIFLUNISAL

Salvador

2015

JULIANA GUERREIRO CEZAR

SNTESE, CARACTERIZAO E REATIVIDADE DE NITROSILO

COMPLEXOS DE RUTNIO COM LIGANTE DIFLUNISAL

Dissertao submetida ao Programa de Ps-

Graduao e Pesquisa do Instituto de Qumica, da

Universidade Federal da Bahia, como requisito

parcial para obteno do ttulo de mestre em

Qumica.

Orientador: Prof. Dr. Kleber Queiroz Ferreira

Salvador

2015

CEZAR, Juliana Guerreiro. Sntese, caracterizao e reatividade de nitrosilo complexos de Rutnio com ligante diflunisal. / Juliana Guerreiro Cezar Bahia: UFBA, 2015.

117 fls.; il.

Orientador: Prof. Dr. Klber Queiroz Ferreira Dissertao (Mestrado) Universidade Federal da Bahia, Instituto de Qumica, Salvador, 2015.

1. xido ntrico. 2. Nitrosilo complexos de Rutnio. 3. Tetra-azamacrociclos. 4. Diflunisal. I. Ferreira, Kleber Queiroz. II. Universidade Federal da Bahia. Instituto de Qumica. III. Ttulo

CDD 546

CDU 546.96:661.982

TERMO DE APROVAO

JULIANA GUERREIRO CEZAR

SNTESE, CARACTERIZAO E REATIVIDADE DE NITROSILO

COMPLEXOS DE RUTNIO COM LIGANTE DIFLUNISAL

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao e Pesquisa do Instituto de

Qumica, da Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para obteno do

mestrado em Qumica.

Aprovada em 15 de Outubro de 2015.

Kleber Queiroz Ferreira Orientador ______________________________________

Doutor em Qumica, Universidade de So Paulo, Brasil Departamento de Qumica Geral e Inorgnica, Instituto de Qumica/UFBA

Marcos Malta dos Santos _____________________________________________

Doutor em Qumica, Universidade de So Paulo, Brasil Departamento de Fsico-Qumica, Instituto de Qumica/UFBA Arnaud Victor dos Santos_______________________________________________

Doutor em Qumica Analtica, Universidade de So Paulo, Brasil

Departamento de Cincias Exatas e da Terra, Campos I/ UNEB.

DEDICO ESTA DISSERTAO

A Deus,

Por me dar coragem, fora e f para enfrentar os desafios da vida e, assim,

adquirir maturidade e evoluir espiritualmente.

A minha amada me, Sileide Guerreiro

Que sempre se doou inteiramente pela felicidade da nossa famlia.

Que, apesar dos sacrifcios, nunca nos deixou faltar nada, sempre apoiando,

incentivando e lutando por ns.

Que, sem sombra de dvidas, a melhor me guerreira que poderamos ter.

Ao meu sobrinho e afilhado, Henrique Guerreiro

Que, mesmo sem ter noo, tem ajudado muito a dinda. Que o anjo que

Deus enviou para me ajudar a cumprir minha misso.

AGRADECIMENTOS ESPECIAIS

Ao meu orientador, professor Dr. Kleber Queiroz Ferreira,

Pelos seus ensinamentos, dedicao e oportunidade de trabalhar sob sua

orientao, o que me proporcionou um conhecimento terico-cientfico imensurvel.

Agradeo, sobretudo, pelo incentivo em cursar o doutorado numa universidade

melhor estruturada e pelas recomendaes feitas professora Sofia.

Ao professor Dr. Jos Roque,

Que gentilmente cedeu parte de seu laboratrio para a realizao da

pesquisa.

Ao professor Dr. Hlio Pimentel,

Por sua amizade e contribuies na minha formao acadmica e cientfica.

Ao professor Dr. Fbio Dro

Pelo apoio na pesquisa e importantes contribuies para a realizao deste

trabalho.

A professora Dra. Adelaide Viveiros

Por compartilhar seus conhecimentos de forma clara, simples e brilhante.

Sinto-me agraciada por ter sido sua aluna, o que, sem dvidas, propiciou grande

aprendizado. Agradeo tambm pela receptividade com a qual sempre fui recebida

em sua sala ao procur-la para tirar dvidas e, pelo aporte na escrita desta

dissertao.

Ao professor Dr. Frederico Guar

Pela predisposio e imensa ajuda com a interpretao dos espectros de

RMN deste trabalho.

A professora Dra. Znis Novais

Por ter subsidiado a realizao da pesquisa, disponibilizando equipamentos

necessrios para algumas anlises deste trabalho.

Ao professor Dr. Marcos Malta,

Que generosamente nos forneceu alguns materiais indispensveis para

algumas anlises.

Aos bolsistas e professores dos laboratrios 108 e 207, em especial ao colega

Ernani Lacerda,

Que mesmo de longe continuou colaborando comigo.

Ao meu namorado, Augusto Carvalho,

Por sua dedicao e incentivo em todos os momentos. Agradeo tambm

pela pacincia nos momentos de stress e pela importante colaborao com as

formataes desta dissertao.

A minha irm e meu cunhado,

Que me acolheram e me ajudaram em um dos momentos mais delicados da

minha vida.

A minha psicloga, Jssica Barbosa,

Que tem subsidiado a minha busca pela autonomia pessoal e me ajudado a

manter o controle nos momentos de ansiedade.

As minhas amigas de toda a vida, Hanna, Isis, Kenia, Monique e Priscilla,

Pelo apoio e pelas risadas que me proporcionaram.

A CNPq pelo auxlio financeiro.

E a todos que contriburam direta ou indiretamente para que eu pudesse

realizar este trabalho.

Nunca deixe que lhe digam que no vale a pena

Acreditar no sonho que se tem

Ou que seus planos nunca vo dar certo

Ou que voc nunca vai ser algum

...

Se voc quiser algum em quem confiar

Confie em si mesmo

Quem acredita sempre alcana!

(Renato Russo)

RESUMO

Considerando a importncia biolgica do NO para a boa manuteno do

organismo, verifica-se grande interesse no estudo de agentes teraputicos que

auxiliem no controle do teor de xido ntrico no organismo, seja liberando ou

capturando NO. Nesse sentido, nitrosilo complexos de rutnio tm despertado

interesse. Da mesma forma a molcula de diflunisal apresenta-se como um potente

anti-inflamatrio no esteroide, tanto na forma livre como coordenado a centros

metlicos. Neste trabalho buscou-se sintetizar, caracterizar e realizar alguns estudos

de reatividade qumica dos compostos contendo na sua composio tanto o xido

ntrico como o diflunisal, visando combinar as suas propriedades biolgicas. Os

complexos sintetizados foram: cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]2+, cis-

[Ru(NO)(NO2)(cyclen)]2+, cis-[Ru(DF)2(cyclen)] e cis-[Ru(DF)(cyclen)]. Anlises dos

espectros vibracionais mostraram o aparecimento de bandas caractersticas dos

ligantes DF e cyclen, bem como de sinais prximo de 1880 cm-1, caracterstico de

NO (NO+). Os espectros eletrnicos apresentaram bandas associadas a transies

IL e TCML. As tcnicas de anlise elementar e RMN, realizada para alguns

compostos, foram suficientes para ratificar a formulao proposta. Estudos de VPD

permitiram avaliar os processos redox atribudos aos ligantes NO e diflunisal e ao

centro metlico (Ru), bem como investigar qualitativamente, a liberao de NO dos

nitrosilo compostos, quando submetidos a estmulos eletroqumicos. Atravs de

estudos cinticos e termodinmico foi possvel determinar as constantes associadas

a aquao dos cloretos no complexo cis-[RuCl2(cyclen)]+, Os quais so muito

relevantes para o entendimento relativo a reao de coordenao dos ligantes

diflunisal e nitrosilo ao centro metlico, nos complexos precursores. Portanto, os

resultados obtidos sustentam a formulao dos complexos sintetizados, ao passo

que constata a liberao de NO pelos nitrosilo complexos, justificando a importncia

do trabalho e incentivando estudos futuros que contemplem anlises de reatividade

eletroqumica e fotoqumica e atividade biolgica dos compostos.

Palavras-chaves: xido ntrico. Nitrosilo complexos de rutnio.

Tetraazamacrociclos. Diflunisal.

ABSTRACT

Given the biological importance of NO to the proper maintenance of the

organism, there is great interest in the study of therapeutic agents that assist in

control of the content of nitric oxide in the body, or capturing or releasing NO. In this

sense, nitrosyl ruthenium complexes have attracted interest. Similarly the molecule of

diflunisal get introduced as a potent non-steroidal anti-inflammatory drugs, as free or

coordinate to metal centres. In this paper we sought to synthesize, characterize and

perform some chemical reactivity studies of compounds containing in their

composition both nitric oxide as the diflunisal aiming to combine their biological

properties. The complexes were synthesized: cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]2+, cis-

[Ru(NO)(NO2)(cyclen)]2+, cis-[Ru(DF)2(cyclen)] and cis-[Ru(DF)(cyclen)]. Analysis of

the vibrational spectra showed the appearance of characteristic bands of DF and

cyclen ligands as well as signals near 1880 cm-1, characteristic of NO (NO+). The

electronic spectra showed bands associated LI and LMCT transitions. The

techniques of elemental analysis and NMR, held for some compounds were enough

to ratify the proposed wording. DPV study allowed us to evaluate redox processes

associated with NO and diflunisal ligands and metallic Centre (Ru), as well as

investigate qualitatively the release of NO from nitrosyl compounds, when subjected

to electrochemical stimuli. Through kinetic and thermodynamic studies it was

possible to determine the constants associated with change of chloride for water in

the cis-[RuCl2(cyclen)]+ complex, which are highly relevant for the understanding on

the coordination reaction of diflunisal and nitrosyl ligands to the metal center, in the

complex precursors. Therefore, the results support the formulation of the synthesized

complex, while noting the release of NO by nitrosyl complex, justifying the importance

of work and encouraging future studies that include electrochemical reactivity

analyzes and photochemical and biological activity of the compounds.

Keywords: Nitric oxide. Nitrosyl Ruthenium complexes.

Tetraazamacrocycles. Diflunysal.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 - Complexos metlicos de uso clnico. ........................................................ 20

Figura 2 - Representao esquemtica da biossntese do xido ntrico. .................. 23

Figura 3 - Diagrama de orbitais moleculares do xido ntrico (adaptado). ................ 25

Figura 4 - Esquema dos orbitais moleculares envolvidos na ligao

M-NO (M=metal). ................................................................................... 26

Figura 5 - Modos de coordenao do NO ao centro metlico. .................................. 27

Figura 6 - Frmula estrutural do Diflunisal. ............................................................... 29

Figura 7 - Estrutura de ligantes macrocclicos........................................................... 30

Figura 8 - Estrutura dos compostos NAMI e NAMI-A. ............................................... 33

Figura 9 - Representao do desdobramento dos orbitais d do Ru(II) em campo

octadrico. ............................................................................................. 34

Figura 10 - Esquema de clula eletroqumica contendo 3 eletrodos: eletrodo de

referncia, eletrodo de trabalho e eletrodo auxiliar. ............................... 40

Figura 11 - Espectro vibracional do cyclen em pastiha KBr. ..................................... 56

Figura 12 - Espectro vibracional do DF em pastilha de KBr. ..................................... 57

Figura 13 - Espectro vibracional infravermelho do Na2DF em pastilha de KBr. ........ 57

Figura 14 - Espectro vibracional do cis-[Ru(DF)2(cyclen)] (sintetizado usando DF) em

KBr. ........................................................................................................ 59

Figura 15 - Espectro vibracional do cis-[RuDF(cyclen)] (sintetizado usando Na2DF)

em KBr. .................................................................................................. 60

Figura 16 - Espectro vibracional do cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2 (sintetizado a partir

do mtodo 1) em KBr. ............................................................................ 61

Figura 17 - Espectro vibracional do cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2 (sintetizado a partir

do mtodo 2) em KBr. ............................................................................ 62

Figura 18 - Espectro vibracional do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2 (sintetizado a

partir do cis-[RuCl2(dmso)4]) em KBr (a) e em filme de acetona numa

janela de fluoreto de clcio (b). .............................................................. 64

Figura 19 - Espectro vibracional do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)]Cl2 (sintetizado a partir

do cis-[RuCl (cyclen)(dmso)]Cl) em KBr. ............................................... 65

Figura 20 - Espectro eletrnico do ligante DF em acetonitrila (C=5,0x10-5mol.L--1). . 67

Figura 21 - Espectro eletrnico do sal Na2DF em acetonitrila (C=5,0x10-5 mol.L-1). . 68

Figura 22 - Espectro eletrnico do complexo cis-[Ru(DF)2(cyclen)] em acetonitrila

(C=5,0x10-5 mol.L-1). .............................................................................. 69

Figura 23 - Espectro eletrnico do complexo cis-[Ru(DF)(cyclen)] em acetona

(1,0x10-3 mol.L-1), metanol (1,0x10-3 mol.L-1), e acetonitrila

(1,0x10-3 mol.L-1). ................................................................................... 69

Figura 24 - Espectro eletrnico do cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2 (sintetizado a partir

do mtodo 1) em HCl (C=1,0 mol.L-1). ................................................... 70

Figura 25 - Espectro eletrnico do cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2 (sintetizado a partir

do mtodo 2) em HCl (C=1,0 mol.L-1) .................................................... 71

Figura 26 - Espectro eletrnico do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2 em HCl

(C=0,1 mol.L-1). ...................................................................................... 72

Figura 27 - VPD do ligante DF (C = 2,40 x 10-3 mol.L-1) em uma mistura de

acetonitrila com soluo tampo acetato pH 4,4 (0,1 mol.L-1) como

eletrlito suporte. Faixa de varredura de 600 a 1200 mV vs Ag/AgCl.

V = 50 mV.s-1. ........................................................................................ 73

Figura 28 - VPD do cis-[Ru(DF)(cyclen)] (C = 2,60 x 10-3 mol.L-1) em uma mistura de

acetonitrila e soluo HCl/KCl pH 1,0 (0,1 mol.L-1) como eletrlito

suporte. Faixa de varredura de -750 a 1200 mV vs Ag/AgCl.

V = 50 mV.s-1. ........................................................................................ 75

Figura 29 - VDP do complexo cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2 (C = 2,40 x 10-3 mol.L-1),

usando soluo de HCl/KCl pH 1,0 (0,1 mol.L-1) como eletrlito suporte.

Faixa de varredura de 800 a -800 mV vs Ag/AgCl. V = 50 mV.s-1. ........ 76

Figura 30 - VDP do complexo cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2 (C = 10-3 mol.L-1),

usando soluo de CF3COOH/CF3COONal pH 1,0 (0,1 mol.L-1) como

eletrlito suporte. Faixa de varredura de 600 a - 600 mV vs Ag/AgCl.

V =100 mV.s-1. ....................................................................................... 77

Figura 31 - Voltamograma de pulso diferencial com varredura catdica do cis-

[Ru(NO+)(NO2)(cyclen)]+ a 1 x 10-3 mol.L-1 em CF3COOH/CF3COONa

0,1 mol.L-1. a:inicial , b: aps 5 min. de eletrlise, c: 10 min.

d: eletrlise exaustiva ............................................................................ 78

Figura 32 - Espectro RMN 1H do cis-[Ru(DF)2(cyclen)] em acetona-d6. .................... 81

Figura 33- Espectro de RMN 1H do cis-[Ru(DF)2(cyclen)] em acetona-d6 (ampliado

na regio do DF). ................................................................................... 82

Figura 34 - Espectro RMN 1H do cis-[RuDF)2(cyclen)] em acetona (ampliado na

regio do cyclen). ................................................................................... 83

Figura 35 - Parte do espectro RMN 13C do complexo cis-[Ru(DF)2(cyclen)] em

acetona (regio do DF). ......................................................................... 84

Figura 36 - Estrutura em linhas proposta para cis-[Ru(DF)2(cyclen)]. ....................... 85

Figura 37 - Estrutura em 3D proposta para cis-[Ru(DF)2(cyclen)]. ............................ 86

Figura 38 - Representao da estrutura em linhas proposta para o cis-

[Ru(DF)(cyclen)]. .................................................................................... 88

Figura 39 - Representao da estrutura 3D proposta para o

cis-[Ru(DF)(cyclen)]. .............................................................................. 89

Figura 40 - Espectro RMN de 1H do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2 em D2O ........ 90

Figura 41 - Espectro RMN de 13C do cis-[Ru(NO)(NO2)](PF6)2 em D2O ................... 91

Figura 42 - RMN 1H bidimensional do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2 em D2O ..... 92

Figura 43 - Representao da estrutura em linhas proposta para o

cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2. ........................................................... 93

Figura 44 - Representao da estrutura em 3D proposta para o

cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2. ........................................................... 93

Figura 45 - Representao de estrutura em linhas proposta para o cis-

[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2 . ...................................................................... 95

Figura 46 - Representao de estrutura em 3D proposta para o cis-

[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2 . ...................................................................... 95

Figura 47 - a) Alterao espectral para a reao de aquao do cloreto (reao

direta representada pela equao 30) no complexo cis-[RuCl2(cyclen)]+

(4x10-4 mol.L-1), em uma soluo de CF3COOH/CF3COONa (pH = 1,0;

=0,1 mol.L-1 e T = 25 C). b) Inserido: curva cintica para 300 nm em

intervalos de tempo de 20 s. .................................................................. 97

Figura 48 - a) Alterao espectral para a reao de entrada de cloreto no complexo

cis-[RuCl(OH2)(cyclen)]2+ (2,5x10-4 mol.L-1), em uma soluo de NaCl

(6x10-2 mol.L-1) e CF3COOH/CF3COONa (pH = 1,0; =0,1 mol.L-1 e

T = 25 C). b) Inserido: curva cintica para 360 nm em intervalos de

10 s. ....................................................................................................... 99

Figura 49 - a) Alterao espectral para a reao de aquao do cloreto (reao

direta representada pela equao 31) no complexo

cis-[RuCl(OH)(cyclen)]+ (1,3x10-4 mol.L-1), em uma soluo de tampo

acetato (pH = 6; =0,1 mol.L-1 e T = 25 C). b) Inserido: curva cintica

para 360 nm em intervalos de tempo de 10 s. ..................................... 101

Figura 50 - Grfico de max.X pH para determinao do pKa2 do

cis-[Ru(OH2)2(cyclen)]3+. ...................................................................... 105

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Propriedades fsicas do xido ntrico. ....................................................... 24

Tabela 2 - Energia vibracional na regio do infravermelho e comprimento de ligao

das espcie NO+, NO0 e NO-. ................................................................ 27

Tabela 3 - Lista dos reagentes com suas respectivas procedncia. ......................... 38

Tabela 4 - Atribuio das bandas na regio do infravermelho para os ligantes. ....... 58

Tabela 5 - Atribuio das bandas na regio do infravermelho para complexos apenas

com DF. ................................................................................................. 60

Tabela 6 - Atribuio das bandas na regio do infravermelho para os nitrosilo

complexos de Ru com DF sintetizados. ................................................. 62

Tabela 7 - Atribuio das bandas na regio do infravermelho para os nitrosilo

complexos de Ru com NO2-sintetizados. ............................................... 65

Tabela 8 - Dados dos espectros eletrnicos do DF e Na2DF. ................................... 68

Tabela 9 - Dados dos espectros eletrnicos dos compostos

cis-[Ru(DF)2(cyclen)] e cis-[Ru(DF)(cyclen)]. ......................................... 70

Tabela 10 - Dados dos espectros eletrnicos dos Nitrosilo complexos de Ru com DF.

............................................................................................................... 71

Tabela 11 - Dados dos espectros eletrnicos dos nitrosilo complexos de Ru com

NO2-. ...................................................................................................... 72

Tabela 12 - Dados de RMN de 1H, atribuies e multiplicidades associados aos

sinais para o cis-[Ru(DF)2(cyclen)], na regio do DF. ............................ 87

Tabela 13 - Dados cinticos obtidos para a reao descrita na equao 30. ........... 98

Tabela 14 - Dados cinticos obtidos para a reao inversa descrita na equao 30.

[cis-[RuCl(OH2)(cyclen)]+ ] = 4x10-4mol.L-1. ............................................ 99

Tabela 15 - Constantes velocidade de pseudo-primeira ordem para equao do

cloreto em complexos [RuCl(L)(mac)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-) e espcies

correlatas a 25 oC. ............................................................................... 103

Tabela 16 - pKa dos aqua-complexos de cyclam, cyclen e espcies correlatas. .... 106

ABREVIATURAS E SIGLAS

Smbolo Significado

AINES Antiinflamatrios no esteroidais

COX Ciclo-oxigenasse

Cyclam 1,4,8,11-tetraazaciclotetradecano

Cyclen 1,4,7,10-tetrazaciclododecano

Diflunisal (DF) cido 5-(2,4-difluorofenil)-2-hidroxi-benzico

DMSO Dimetilsulfxido

DNA cido desoxirribonucleico

D2O xido de deutrio

E Energia

HCl cido clordrico

EDTA cido etilenodiamino tetra-actico

HgCl2 Cloreto de mercrio (II)

HPF6 cido hexafluorfosfrico

IL Transferncia interna do ligante

Im Imidazol

In-mac Imina (C=N) do macrociclo

IV Infravermelho

KBr Brometo de potssio

KCl Cloreto de potssio

kobs Constante de velocidade observada

M Centro metlico

Mac Macrociclo

Me Grupo metila

NaAc Acetato de sdio

Na2SO4 Sulfato de sdio

NaNO2 Nitrito de sdio

NO xido ntrico

NO+ on nitrosnio

NO- Nitroxila

NO-2 on nitrito

O2 Oxignio molecular

RMN Ressonncia Magntica Nuclear

PF6- on hexafluorfosfato

TBANO2 Nitrito de tetrabutilamnio

TBAPF6 Hexafluorfosfato de Tetrabutilamnio

TCC Teoria do campo cristalino

TCLM Transferncia de carga ligante-metal

TCML Transferncia de carga metalligante

UV-vis Ultravioleta visvel

V Velocidade de varredura

VPD Voltamograma de pulso diferencial

Deslocamento qumico

Estiramento da ligao

Coeficiente de absortividade molar

Comprimento de onda

Fora inica

LISTA DE ESTRUTURAS

DMSO

Diflunisal

Cyclen

SUMRIO

1 INTRODUO ............................................................................................... 20

2 REVISO BIBLIOGRFICA .......................................................................... 22

2.1 IMPORTNCIA BIOLGICA DO XIDO NTRICO......................................... 22

2.1.1 Propriedades fsico-qumicas do xido ntrico ................................................ 24

2.2 ANTIINFLAMATRIAS NO ESTEROIDAIS (AINES).................................... 28

1.2.1 Diflunisal como um potencial anti-inflamatrio. ............................................... 29

2.3 A VERSATILIDADE DOS LIGANTES TETRAAZAMACROCCLICOS ............ 30

2.4 COMPLEXOS DE RUTNIO .......................................................................... 32

2.4.1 Funes biolgicas dos nitrosilo complexos de rutnio .................................. 34

3 OBJETIVOS ................................................................................................... 37

4 MATERIAS E MTODOS ............................................................................... 38

4.1 MATERIAIS .................................................................................................... 38

4.1.1 Substncias: procedncia e pureza ................................................................ 38

4.1.2 Equipamentos e tcnicas experimentais......................................................... 39

4.1.3 Tratamento de solventes e preparao de amlgama .................................... 41

4.2 PROCEDIMENTO SINTTICO DOS COMPLEXOS ....................................... 42

4.2.1 Sntese do complexo cis-[RuCl2(dmso)4] ........................................................ 42

4.2.2 Sntese do complexo cis-[RuCl2(cyclen)]Cl ..................................................... 43

4.2.3 Sntese do cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl ........................................................... 43

4.2.4 Sntese do Na2DF ........................................................................................... 43

4.2.5 Sntese do complexo cis-[Ru(DF)2(cyclen)] a partir do cis-[RuCl2(cyclen)]Cl

..................................................................................................................44

4.2.6 Sntese do complexo cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2 ......................................... 44

4.2.7 Sntese do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2 a partir do cis-[RuCl2(dmso)4] ... 45

4.2.8 Sntese do cis-[Ru(DF)(cyclen)] a partir do cis-[RuCl2(dmso)4] ....................... 46

4.2.9 Sntese do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)]Cl2 a parir do cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl

46

5 RESULTADOS E DISCUSSES ................................................................... 48

5.1 SNTESES ...................................................................................................... 48

5.1.1 cis-[RuCl2(dmso)4] .......................................................................................... 48

5.1.2 cis-[RuCl2(cyclen)]Cl ....................................................................................... 49

5.1.3 cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl ............................................................................. 50

5.1.4 cis-[Ru(DF)2(cyclen)] ....................................................................................... 50

5.1.5 cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)] ................................................................................ 52

5.1.6 cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)]2+ ............................................................................ 54

5.2 CARACTERIZAO ....................................................................................... 55

5.2.1 Caracterizao por espectroscopia vibracional .............................................. 55

5.2.1.1 Ligantes ...................................................................................................... 56

5.2.1.2 Complexos inditos sintetizados ................................................................ 59

5.2.2 Caracterizao por espectroscopia eletrnica ................................................ 66

5.2.2.1 Ligantes ...................................................................................................... 67

4.2.2.2 Complexos inditos sintetizados.................................................................70

5.2.3 Caracterizao por voltametria de pulso diferencial ....................................... 72

5.2.3.1 Ligantes ...................................................................................................... 73

5.2.3.2 Complexos inditos sintetizados ................................................................ 74

5.2.4 Caracterizao por Ressonncia Magntica Nuclear de 1H e 13C .................. 79

5.2.4.1 Complexos inditos sintetizados ................................................................ 80

5.3 REATIVIDADE QUMICA ................................................................................ 96

6 CONSIDERAES FINAIS ......................................................................... 107

7 PERSPECTIVAS .......................................................................................... 108

REFERNCIAS........................................................................................................109

20

1 INTRODUO

A importncia da Qumica Inorgnica na medicina tem sido cada vez mais

notria. O crescente desenvolvimento de pesquisas cientficas de carter

interdisciplinar, com foco nas reas qumica e biolgica, que propem o emprego de

metais como agentes teraputicos ratificam essa afirmativa.

A descoberta das propriedades citotxicas da cisplatina (cis-

diaminodicloroplatina(II)) em 1965, motivou a descoberta e aplicao de novos

complexos metlicos na terapia do cncer e no uso clnico em geral (TRUDU et al.,

2015). Em contrapartida, a ocorrncia de reaes adversas relacionadas ao uso da

cisplatina e outros compostos inorgnicos restringem as suas aplicaes

teraputicas. Por isso, nos ltimos 15 anos, um grande esforo tem sido dedicado ao

desenvolvimento de drogas que superem a atividade e o espectro de ao e,

principalmente, reduzam a toxicidade frente aos compostos j existentes. Assim,

complexos de metais menos txicos, como rutnio, ouro e cobre, so apontados

como promissores (TRUDU et al., 2015). Ainda, alguns grupos de pesquisa (TFOUNI

et al., 2012) sugerem a associao de complexos metlicos com xido ntrico,

espcie atraente por apresentar pluralidade de funes biolgicas. Na figura 1

podem ser vistas as estruturas de alguns complexos metlicos usados na clnica.

Figura 1 - Complexos metlicos de uso clnico.

Fonte: ZHANG e LIPPARD, 2003.

21

O xido ntrico (NO) desempenha diversas funes fisiolgicas in vivo, tais

como: neurotransmisso, controle da presso arterial, citotoxidade de macrfagos,

alm de estar envolvido em processos antiinflamatrios e no sistema imunolgico na

destruio de clulas tumorais e parasitrias.

Dadas as importncias biolgica do xido ntrico e do rutnio, foi proposto, neste

trabalho, a sntese de nitrosilo complexos de rutnio, visando a obteno de

compostos capazes de liberar (ou capturar) NO in vivo, de forma controlada, quando

submetidos estmulo fotoqumico ou eletroqumico.

Os ligantes macrocclicos, como o cyclen, so importantes na associao

com compostos de coordenao, uma vez que sua inrcia promove diferentes

propriedades aos complexos, facilitando o estudo destes e viabilizando a produo

de novos metalo-frmacos (Tfouni et al.; 2005).

Tambm foi empregado como ligante na sntese de alguns complexos neste

trabalho, o diflunisal, derivado sinttico do cido saliclico, pertencente classe dos

antiinflamatrios no esteroides. O diflunisal conhecido pelo seu potente efeito

antiinflamatrio e sua baixa toxicidade frente outros frmacos desta classe, tanto

na forma livre como coordenado a centros metlicos.

22

2 REVISO BIBLIOGRFICA

Considerando a relevncia biolgica do xido ntrico (NO) e o destaque que

essa substncia recebeu neste trabalho, faz-se necessrio explanar, com detalhes,

as caractersticas atrativas do NO, que motivaram seu emprego como ligante nos

compostos inditos sintetizados, apresentados neste trabalho.

2.1 IMPORTNCIA BIOLGICA DO XIDO NTRICO

Durante muito tempo o xido ntrico (NO) teve sua qumica associada

essencialmente a problemas ambientais (DUSSE, et al., 2003). Isto se deve ao fato

dessa molcula ser um dos principais constituintes dos resduos lanados na

atmosfera atravs da queima de combustveis fsseis, contribuindo para a

destruio da camada de oznio e intensificando fenmenos ambientais como a

chuva cida (MARMION et al., 2004).

O interesse pelas atividades biolgicas do NO tiveram incio a partir de 1980

com os estudos de Furchgott e Zawadzki. Foi possvel comprovar que alguns

vasodilatadores, como a acetilcolina, liberam uma substncia que est envolvida no

relaxamento endotlio dependente. Cerca de sete anos depois, estudos mais

detalhados demonstraram que esta substncia era o xido ntrico (FURCHGOTT E

ZAWADZKI, 1980). Desde ento se tornou evidente a importncia dessa molcula

para os organismos vivos e, o xido ntrico passou a despertar interesses

tecnolgico e biolgico. Em 1992 o NO foi chamado de ''molcula do ano'' (JAMES,

1995).

A biossntese do xido ntrico ocorre no sistema nervoso central atravs da

converso do aminocido L-arginina no aminocido L-citrulina e NO. O processo

inclui a oxidao de cinco eltrons e a formao do intermedirio NG-Hidroxi-L-

arginina. O mecanismo dessa converso, catalisada pela enzima xido ntrico

sintetase (NOS), est descrito a seguir.

23

Figura 2 - Representao esquemtica da biossntese do xido ntrico.

Fonte: FELDMAN,1993.

O xido ntrico participa ativamente de numerosos processos fisiolgicos. Em

1988, verificou-se que o NO pode funcionar como um neurotransmissor. A sua

funo exata no crebro desconhecida, mas acredita-se que o NO est envolvido

nos processos de aprendizado e memorizao (FRICKER, 1995). Atualmente se

sabe que o xido ntrico tambm desempenha papel fundamental na coagulao do

sangue, controle da presso arterial e citotoxicidade de macrfagos, em processos

antiinflamatrios e no sistema imunolgico destruindo clulas tumorais e parasitas

intracelulares. Recentemente, tambm foi verificada a atuao do NO como

antioxidante endgeno, devido sua elevada reatividade com outros radicais

(IGNARRO, 2000; FELDMAN, 1993; WINK E MITCHELL, 1998).

Em contrapartida, a concentrao excessiva de xido ntrico txica para o

corpo, e pode trazer complicaes no caso de doenas como diabetes, artrite,

inflamao, epilepsia e choque sptico (FRICKER, 1995). Numa situao de choque

sptico, por exemplo, a alta concentrao de NO promove indesejvel efeito

vasodilatador nas paredes dos vasos, permitindo a passagem de fluidos vitais para

os tecidos, ocasionando inchao e queda de presso sangunea e, desenvolvendo

considervel risco de morte. (ORIANI E SAUAIA, 2004). Por isso, cientistas tm se

empenhado na elucidao de novos compostos que sejam capazes de

liberar/capturar NO de forma controlada diretamente no local afetado (TFOUNI et al.,

2003).

24

Sabendo-se das caractersticas antagnicas do NO nos sistemas biolgicos,

se faz necessrio conhecer as propriedades fsico-qumicas do mesmo, para uma

melhor compreenso acerca da sua ao no organismo.

2.1.1 Propriedades fsico-qumicas do xido ntrico

O xido ntrico (NO) uma substncia inorgnica, que nas condies normais

de temperatura e presso (CNTP) apresenta-se na forma de um gs incolor e

termodinamicamente instvel frente a gases como N2 e O2. Apresenta solubilidade

em gua moderada (aproximadamente 2 mmol.L-1 a 25 0C) (IGNARRO,2000) e

maior solubilidade em solventes pouco polares, como o n-hexano (0,13 mol.L-1 a 25

0C) (QUEIROZ E BATISTA, 1999). Explicando-se, assim, sua tendncia em

estabelecer-se preferencialmente em meio fisiolgico lipoflico, como membranas e

domnios hidrofbicos de protenas, dispensando o uso de transportadores. A

constante de difusibilidade (D) em gua varia de 2 a 4.10-5 cm2s-1 e, sob condies

fisiolgicas, D calculado em 3,3.10-5 cm2s-1 (ORIANI e SAUAIA, 2004; QUEIROZ E

BATISTA, 1999). Esses dados revelam que o xido ntrico percorre grandes

distncias em curto intervalo de tempo a partir da clula que o produz, antes da sua

inativao. Destacando a sua funo como mensageiro biolgico.

A tabela abaixo ilustra outras importantes propriedades fsicas do xido

ntrico.

Tabela 1 - Propriedades fsicas do xido ntrico.

Ponto de fuso -163,6 C

Ponto de ebulio -151,8 C

Entalpia padro de formao 90,2 kJ/mol

Comprimento de ligao 115 pm

Fonte: QUEIROZ e BATISTA, 1999.

A molcula de NO apresenta configurao eletrnica (2s)2 (2s*)2 (2pz)2

(2p)4 (2p*)1, com 11 eltrons distribudos por seus orbitais moleculares, sendo um

eltron desemparelhado descrito por um orbital pi antiligante (*), conforme

representado na Figura 3. Isso permite sua classificao como substncia

paramagntica (radicalar), conferindo ao NO curto tempo de vida (meia-vida de 5 a

25

10 s in vitro) e, por consequncia, elevada reatividade frente a outras espcies

qumicas (IGNARRO, 2000). Sua ordem de ligao correspondente a 2,5.

Figura 3 - Diagrama de orbitais moleculares do xido ntrico (adaptado).

Fonte: IGNARRO, 2000.

Analisando o diagrama de orbital molecular do NO, figura 3, observa-se que

esta molcula apresenta um par de eltrons no orbital z. Sendo assim, o xido

ntrico tem a possibilidade de atuar como -doador frente a metais de transio. A

estabilidade dessa ligao depende da doao de densidade eletrnica dos orbitais

do tipo sigma () da molcula de NO para os orbitais d vazios do metal, que

possuem simetria e energia adequadas para tal. Assim, o xido ntrico atua como

uma base de Lewis e o metal como um cido de Lewis. Alm disso, como o NO

tambm apresenta orbitais * semi-preenchidos, a depender da natureza do on

metlico em questo, alm da ligao sigma, tambm pode haver doao de

densidade eletrnica dos orbitais d de simetria do metal para o orbital * do NO

(d(M) *(NO)), ver Figura 4. Essa retro-doao ser mais efetiva e, portanto a

ligao M-NO ser mais forte, quando o metal se tratar de um cido de Lewis

relativamente mole, de baixo estado de oxidao. De acordo cm os conceitos de

Pearson sobre moleza e dureza de cidos e bases, um cido de Lewis

considerado duro frente a outro cido de Lewis, quando possui maior

polarizabilidade, ou seja, maior tendncia em distorcer a nuvem eletrnica de uma

base de Lewis, enquanto que um cido mole exibe menor tendncia em distorcer a

nuvem eletrnica da base. De forma anloga, uma base de Lewis considerada

26

dura frente outra base (de caracterstica mole) se possui menor tendncia em

deixar sua nuvem eletrnica ser distorcida por um cido de Lewis.

Figura 4 - Esquema dos orbitais moleculares envolvidos na ligao M-NO (M=metal).

Fonte: MARCHESI, 2008.

Outra propriedade interessante do xido ntrico sua diversidade de espcies

derivadas, fator que contribui para a riqueza da bioqumica dessa molcula. A perda

do eltron no emparelhado no orbital * resulta na formao do on nitrosnio

(NO+), enquanto que a adio de um eltron em um destes orbitais resulta no nion

nitroxila (NO-).

A presena de eltron nos orbitais * das espcies NO0 e NO- faz com que os

eltrons provenientes de outra espcie sejam mais fortemente repelidos do que no

caso do NO+, cujos orbitais * encontram-se vazios. Portanto, a reduo de NO0

menos favorecida que a reduo de NO+, o que ratificado pelos valores de

potenciais de reduo de NO+ e NO0 em meio aquoso (ver semi-equaes a seguir).

NO+ + e- NO0 E0= +1,20 V Semi-equao 1 (FORD e LORKOVIC, 2002)

NO0 + e NO- E0= -0,80 V Semi-equao 2 (FORD e LORKOVIC, 2002)

Assim como o NO, as espcies NO+ e NO- tambm podem se coordenar a

metais de transio, doando par de eltrons (base de Lewis) e recebendo densidade

eletrnica, formando os nitrosilo complexos. A caracterizao de nitrosilo complexos,

por sua vez, pode ser feita atravs da tcnica de espectroscopia na regio do

infravermelho, onde identificada a banda de estiramento do NO ou de suas

espcies derivadas. Assim, a retro-doao contribui para o enfraquecimento da N-O,

na espcie coordenada, refletindo em menores nmeros de onda associados ao

estiramento do NO, quando comparado aos nmeros de onda para a espcie livre

(ver Tabela 2).

27

Tabela 2 - Energia vibracional na regio do infravermelho e comprimento de ligao

das espcie NO+, NO

0 e NO

-, para NO livre e coordena.

Espcie NO+ NO0 NO-

(NO)(cm-1)-Livre 2377 1875 1470

Distncia N-O()-Livre

1,06 1,15 1,26

(NO)(cm-1)-Coordenado

1800-1900 1600-1700 1300-1444

Fonte: FORD e LORKOVIC, 2002.

A coordenao entre o metal (M) e a molcula de NO pode se dar via o tomo

de nitrognio ou via o tomo de oxignio, originando as formas nitrosil-N (M-NO) e

nitrosil-O (M-ON), respectivamente (FUKUTO et al., 2000). A primeira a forma mais

comum, enquanto que a forma isonitrosil ocorre apenas quando a ligao

estabelecida com metais do bloco s, como Li e Na (RITCHER-ADDO e LEGZDINS,

1992). Isto se deve a questes energticas, pois, sendo o oxignio mais

eletronegativo que o nitrognio, o mesmo atrai mais os eltrons da ligao N-O, de

forma que o complexo de formulao M-ON ser mais estabilizado quando M for do

grupo 1 frente a um M de transio do mesmo perodo, devido a forma dos orbitais s

e p propiciarem menor repulso eletrnica que os orbitais d. O NO coordenado pode

adotar geometria linear ou angular em relao ao centro metlico, como pode ser

visto na figura 5. A geometria linear predomina quando o comprimento da ligao M-

NO curto (1,60-1,75 ) e a frequncia de estiramento do NO no infravermelho

alta (1650-1985 cm-1). Enquanto que a geometria angular apresenta comprimentos

da ligao M-NO maiores (1,80-1,95 ) e baixa frequncia de estiramento do NO no

infravermelho (1525-1590 cm-1).

Figura 5 - Modos de coordenao do NO ao centro metlico.

Fonte: RITCHER-ADDO e LEGZDINS, 1992.

Sabendo-se que o xido ntrico liga-se facilmente a determinados metais de

transio, alguns complexos metlicos vm sendo examinados como possveis

28

aprisionadores de NO e observou-se que complexos de rutnio apresentam-se como

potencial e eficiente doador de NO em sistemas biolgicos (RITCHER-ADDO e

LEGZDINS, 1992).

2.2 ANTIINFLAMATRIAS NO ESTEROIDAIS (AINES)

De acordo com MONTEIRO (2008), os antiinflamatrios no esteroides so

um grupo heterogneo de compostos, que possuem um ou mais anis aromticos

ligados a um grupamento cido funcional. So cidos orgnicos fracos que atuam

principalmente nos tecidos inflamados, se ligando primordialmente albumina

plasmtica.

As classes qumicas dos AINEs compreendem salicilatos e derivados, cidos

fenilalcanicos, cidos antranlicos, oxicams, sulfonamidas e furanonas (TSILIKI et

al., 2013).

O principal mecanismo de ao dos AINEs consiste na inibio especfica da

ciclooxigenase (COX) e consequente reduo da converso do cido araquidnico

em prostaglandinas (MONTEIRO et al., 2002).

Os antiinflamatrios no esteroides apresentam amplo espectro de indicaes

teraputicas, como analgesia, antiinflamao, antipirese e profilaxia contra doenas

cardiovasculares (KUMMER e COELHO, 2008).

Os AINEs tambm tem demonstrado atividade anti-tumoral atravs da

reduo do nmero e tamanho de alguns tipos de tumores, incluindo: clon, mama,

prstata, leucemia mielide humana e estmago. Podem ainda apresentar

comportamento sinrgico com outros frmacos anti-tumorais, como alguns

complexos metlicos. O mecanismo atravs do qual os AINES e seus complexos

exibem essas propriedades ainda no esto claramente elucidados (FOUNTOULAKI

et al., 2011; TOLIA et al., 2013).

Neste trabalho empregou-se o antiinflamatrio no esteroide diflunisal como

um dos ligantes dos complexos sintetizados. Alm do mesmo apresentar-se como

um potente anti-inflamatrio, autores relatam menor toxicidade associada a este

medicamento (SAYIN e KIR, 2001).

29

1.2.1 Diflunisal como um potencial anti-inflamatrio.

O Diflunisal, cido 5-(2,4-difluorofenil)-2-hidroxi-benzico (vide estrutura na

figura 6), um anlogo sinttico do cido saliclico, pertence classe dos

antiinflamatrios no esteroides e utilizado no trato da inflamao e dor (SAYIN e

KIR, 2001).

Figura 6 - Frmula estrutural do Diflunisal.

Algumas caractersticas atrativas do Diflunisal, do ponto de vista

farmacolgico, que o mesmo mais potente e possui menor toxicidade frente a

outros frmacos desta classe, como aspirina, indometacina e ibuprofeno (SAYIN e

KIR, 2001). Outra atribuio importante a esse frmaco est relacionada a uma

meia-vida relativamente longa, o que refora ainda mais a sua aplicao clnica e o

custo-eficcia (FOUNTOULAKI et al., 2011).

Alguns complexos com diflunisal tm sido estudados e empregados na

medicina. Um relato encontrado na literatura acerca de complexos com diflunisal foi

feito por Fountoulaki et al. (2011). As snteses realizadas por esses pesquisadores

consistiram na utilizao do cobre(II) como centro metlico e do diflunisal como

ligante, na presena de dimetilformamida, piridina, 1,10-fenantrolina, 2,2 '-bipiridina

ou 2,2 '-bipiridilamina. Esses estudos apontaram uma preferncia do diflunisal em se

ligar protena albumina, humana ou bovina, quando o mesmo encontra-se

coordenado ao Cu(II). De acordo com as anlises espectroscpicas e eletroqumicas

realizadas, o ligante diflunisal desprotonado se coordena ao Cu(II) atravs do

oxignio do on carboxilato.

30

No foram encontrados relatos na literatura que evidenciassem estudos de

compostos de rutnio com diflunisal. Dessa forma, foi proposto, no presente trabalho

de mestrado, a associao de complexos de rutnio com o AINE diflunisal, visto que

ambos desempenham importantes papis fisiolgicos, podendo conferir ao

composto final propriedades antiinflamatrias e outras atividades biolgicas.

2.3 A VERSATILIDADE DOS LIGANTES TETRAAZAMACROCCLICOS

Define-se ligantes macrocclicos como compostos de estrutura cclica, cujo

anel possui nove ou mais membros, incluindo todos os heterotomos, e com trs ou

mais tomos doadores (CHE et al.,1985). Na figura 7 pode-se observar estruturas de

alguns ligantes macrocclicos.

O interesse nos ligantes macrocclicos se deve presena desses ligantes

nas estruturas de um grande nmero de complexos de importncia biolgica,

participando de atividades como transporte de oxignio e catlise enzimtica

(CHRISTIEN et al., 1974).

Figura 7 - Estrutura de ligantes macrocclicos.

Fonte: WALKER e TAUBER, 1981.

31

Inicialmente, a sntese dos ligantes macrocclicos era limitada devido a

dificuldades na ciclizao e purificao de compostos com anis grandes. Mais

tarde, tornou-se possvel obter esses ligantes via sntese template, onde os

mesmos eram sintetizados pela coordenao a ons metlicos (OLIVEIRA et al.,

2007).

Dentre as muitas classes dos macrociclos, os ligantes tetraazamacroccliclos

no heme, como cyclam, cyclen e compostos correlatos, tem sido estudados como

carregadores de ons metlicos em aplicaes biolgicas. Esses ligantes podem

formar complexos com muitos metais de transio, porm, nas ltimas dcadas, os

estudos tem se concentrado em complexos de Ru, Fe, Cr, Ni, Cu, Zn, Rh e Co

(TFOUNI, 2005 e DORO et al., 2008). Ligantes tetraazamacrocclicos, quando

coordenados a centros metlicos, conferem espcie formada caractersticas

especficas, distintas de sistemas anlogos de cadeia aberta, tais como (TFOUNI,

2005 e OLIVEIRA et al, 2007):

a) elevada estabilidade termodinmica e cintica, promovendo inrcia na

substituio dos ligantes;

b) maior intensidade de banda de transio de campo ligante;

c) elevada constante de formao desses complexos;

d) estabilizao de estados de oxidao no usuais para os ons metlicos

(CHE e POON, 1988).

Essas caractersticas podem ser relacionadas com propriedades estruturais

dos ligantes, como: rigidez do ciclo, tamanho do anel do macrociclo, presena de

insaturaes no macrociclo e existncia de substituintes ligados aos tomos

doadores (WALKER e TAUBE, 1981). O tamanho do metal tambm pode influenciar

nessas caractersticas (DILIP et al., 2012).

Os complexos tetraazamacrocclicos frequentemente adotam configurao ou

trans (como os de 1,4,8,12- tetraazaciclopentadecano) ou cis (como os de

cyclen(1,4,7,10- tetraazaciclododecano)), embora os complexos de cyclam (1,4,8,11-

tetraazaciclotetradecano) existam em ambas configuraes (FERREIRA et al., 2002;

TFOUNI et al., 2005; WALKER e TAUBE, 1981).

O rutnio, em particular, forma uma variedade de complexos com

tetraazamacrociclos, principalmente nos estados de oxidao +2 e +3. Porm,

exemplos de complexos de Ru(IV) e Ru(V) tambm tm sido relatados (CHE et al.,

32

1985). O interesse em complexos desse tipo se deve, principalmente, grande

estabilidade que o ligante macrociclo confere a esses ons metlicos. Nesse mbito,

diversos complexos de rutnio do tipo trans-[Ru(L)(L)(mac)]n+ ou cis-

[Ru(L)(L)(mac)]n+, onde mac=tetraazamacrociclo e L e L so Cl-, Br-, I-, CN-, SCN-,

NO, OH-, H2O, tm sido sintetizados (TFOUNI et al., 2005).

Os nitrosilo complexos de rutnio com ligantes tetraazamacrocclicos tm

recebido considervel ateno devido aos efeitos do NO em sistemas biolgicos,

aliado possibilidade desses complexos atuarem como potenciais doadores de NO

(TFOUNI et al., 2005). Alguns estudos permitiram constatar que nitrosilo complexos

de rutnio com cyclam liberam NO quando reduzidos qumica ou eletroquimicamente

ou quando irradiados com luz (OLIVEIRA et al., 2007; TFOUNI et al., 2005;

OLIVEIRA et al., 2004), a exemplo do complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)]2+ cuja

velocidade de liberao de NO, aps reduo do complexo, menor que para

complexos anlogos do tipo trans-[Ru(NO)(NH3)4(L)]n+ (L=bases heterocclicas

nitrogenadas), o que pode viabilizar o uso deste complexo como um potencial

doador controlado de NO (TFOUNI et al., 2003).

2.4 COMPLEXOS DE RUTNIO

Metalo-drogas baseadas em complexos de rutnio tm recebido considervel

ateno, no apenas pelas inmeras aplicaes mdicas, mas, sobretudo devido

baixa toxicidade associada a esses compostos (TFOUNI et al., 2012).

As atividades biolgicas de complexos de rutnio foram primeiramente

reportadas em 1950 com a descoberta de alguns compostos, como o agente

anticancergeno fac-[RuII(NH3)3Cl3] (TFOUNI et al.; 2012). Exemplos mais recentes

so os complexos NAMI (trans-[RuIII(dmso)(Im)Cl4]Na) e o seu derivado NAMI-A

(trans- [RuIII(dmso)(Im)Cl4]ImH), primeiras drogas anti-cncer de rutnio a entrar em

testes clnicos (HEINRICH et al., 2011 e ZHANG e LIPPARD, 2003). Alm do seu

potencial anticancergeno, os complexos de rutnio podem ser aplicados como

imunossupressores, antibiticos, antifngicos e agentes anti-HIV (de LIMA, 2006).

33

Figura 8 - Estrutura dos compostos NAMI e NAMI-A.

Fonte: ZHANG e LIPPARD, 2003.

A baixa toxicidade do rutnio est associada, possivelmente, capacidade

desse metal de imitar o ferro, ligando-se a vrias biomolculas como albumina e

transferrina (protenas que captam excesso de ferro no organismo) (TFOUNI et al.,

2012).

A toxicidade do metal tambm est relacionada com o seu estado de

oxidao. O tomo de rutnio pode assumir diversos estados de oxidao (II, III e

IV) em seus compostos, sendo a maioria deles acessveis em condies biolgicas

(TFOUNI et al., 2012).

Nos compostos de coordenao onde o rutnio o tomo central os estados

de oxidao mais comuns so II e III que, devido estabilizao do campo ligante,

so normalmente octadricos e frequentemente inertes substituio dos ligantes,

ou seja, no ocorre a labilizao de ligantes indesejados (FERREIRA, 2004).

No estado de oxidao III, o rutnio apresenta configurao d5, onde, sob

ao do campo octadrico, de acordo com a teoria do campo cristalino (TCC),

apresenta configurao t2g5 e, portanto spin baixo. J no estado de oxidao II,

apresenta configurao d6, sendo t2g6 considerando a TCC e, portanto spin baixo. A

existncia de um eltron a mais no Ru(II) quando comparado ao Ru(III), permite a

classificao do primeiro como um cido de Lewis mole, j que a relao carga/raio

do Ru(III) maior. Assim, o Ru(II) um on metlico sigma-doador, que liga-se

preferencialmente a bases moles de Lewis, que possuem orbitais -antiligantes

vazios de energia e simetria adequada para receberem densidade eletrnica (retro-

doao), aumentando a estabilidade termodinmica do complexo. Empregando os

34

conceitos de Pearson sobre moleza e dureza de cidos e bases, agora para Ru(III),

tem-se que o mesmo classificado como um cido de Lewis duro, bastante inerte

substituio de ligantes, -aceptor e que liga-se preferencialmente a bases de Lewis

duras (TFOUNI et al., 2012; PEARSON, 1963; BASOLO e JOHNSON, 1976).

Figura 9 - Representao do desdobramento dos orbitais d do Ru(II) em campo octadrico.

Outra importante caracterstica dos compostos de rutnio que suas

propriedades podem ser moduladas em funo do ligante empregado, conferindo ao

complexo, potencialidades mltiplas de aplicao. Ainda, o rutnio evidenciado

como o metal que mais forma complexos com xido ntrico (FERREIRA, 2004).

Nesse sentido, a presente dissertao foi direcionada ao estudo, sntese e

caracterizao de nitrosilo compostos de rutnio inditos, com ligantes adequados,

que alm de promoverem aplicaes diversas ao complexo, garantam a inexistncia

de reaes paralelas indesejadas, viabilizando seu emprego para uso clnico.

2.4.1 Funes biolgicas dos nitrosilo complexos de rutnio

Foi relatado que o xido ntrico tem sido evidenciado como uma molcula de

sinalizao importante numa grande variedade de processos fisiolgicos (ROSE e

MASCHARAK, 2008). Sabe-se ainda, que diversos estados patolgicos, como

problemas cardiovasculares e cerebrais, doenas inflamatrias e infecciosas, podem

35

estar relacionados com baixo ou alto nvel de xido ntrico no organismo (QUEIROZ

e BATISTA, 1999). Por isso, muitas pesquisas tm sido direcionadas para o

desenvolvimento de complexos metlicos capazes de gerar ou capturar NO em meio

biolgico, incluindo os de rutnio, que so menos txicos e bastante robustos em

solues aquosas (MARCONDES et al., 2002).

Os nitrosilo complexos de metais de transio tm sido utilizados na medicina

como agentes liberadores de xido ntrico desde o sculo XIX. Um exemplo de

complexo nitrosilado o nitroprussiato de sdio, usado em casos de hipertenso.

Porm, a utilizao de frmacos como esse possui restries devido ocorrncia de

reaes secundrias indesejveis, dificultando seu estudo in vivo e sua aplicao

como metalo-drogas (SANTOS, 2007 e RITCHER-ADDO, 1992). Outro problema

que a maioria dos doadoes de NO em utilizao corrente no so especficos

(ROSE e MASCHARAK, 2008).

Embora a importncia dos nitrosilo complexos metlicos seja bem conhecida,

fatores como instabilidade trmica e frente luz e meia-vida curta (0,1 a 0,6

segundos), representam desafios do ponto de vista farmacolgico (MARCONDES et

al., 2002).

A possibilidade de complexos de metais de transio atuarem como espcies

sequestradoras ou doadoras de xido ntrico tem despertado o interesse de diversos

grupos de pesquisa. Assim, snteses e estudos aprofundados da cintica desses

compostos so de fundamental importncia para viabilizar sua aplicao como

metalo-droga (FIGUEIREDO, 2013).

O grande desafio da qumica de coordenao sintetizar compostos cintica

e termodinamicamente estveis, que possam, com mnimo de efeitos txicos, servir

de veculos para liberar (ou capturar) NO de forma controlada nos sistemas

biolgicos (MARCONDES et al., 2002; RITCHER-ADDO, 1992).

Nesse sentido, os nitrosilo complexos de rutnio so atrativos devido

estabilidade trmica da ligao Ru-NO. Dessa forma, esses complexos podem atuar

como agentes doadores de NO quando na presena de luz ou atravs de estmulo

eletroqumico. Outro atrativo se deve cintica desses compostos, j que a

labilizao do NO pode ser modulada pelo carter do co-ligante empregado,

controlando a reatividade do composto e, consequentemente extinguindo a

ocorrncia de reaes secundrias (OLIVEIRA et al., 2004).

36

Estudos recentes tm sido realizados por Tfouni e outros pesquisadores

(2012) com o intuito de minimizar as reaes paralelas liberao do NO. Isto tem

sido feito atravs de snteses de nitrosilo complexos de rutnio com ligantes

macrocclicos, como o cyclam (1, 4, 8,11-tetraazaciclotetradecano) e cyclen

(1,4,7,10-tetraazaciclododecano).

37

3 OBJETIVOS

GERAL

Motivado pelas caractersticas atrativas do xido ntrico (NO) no mbito

farmacolgico e pela possibilidade de nitrosilo complexos de metais de transio

atuar como veculos na liberao controlada de NO nos alvos biolgicos, tratando

assim diversas patologias, este trabalho de dissertao buscou sintetizar e

caracterizar nitrosilo complexos de rutnio e complexos de rutnio apenas com DF.

ESPECFICOS

Realizar estudos terico-prticos das propriedades espectroscpicas e

eletroqumicas de nitrosilo complexos de rutnio e complexos de rutnio

apenas com diflunisal.

Caracterizar os referidos complexos tambm por anlise elementar e

Ressonncia Magntica Nuclear de 1H e 13C.

Investigar, qualitativamente, a liberao de NO nos nitrosilo complexos.

Estudar as reaes de aquao dos cloretos nos complexos [RuL2(cyclen))]n+

(L = Cl-, OH2, OH-)

38

4 MATERIAS E MTODOS

4.1 MATERIAIS

4.1.1 Substncias: procedncia e pureza

Nos procedimentos realizados neste trabalho, foram utilizados os reagentes e

solventes indicados na Tabela 3. A procedncia de cada um deles tambm est

apresentada na mesma. Em todos os ensaios qumicos utilizou-se substncias de

alta pureza analtica, gua deionizada e, quando se fez necessrio, algumas

substncias foram purificadas seguindo mtodos padro.

Tabela 3 - Lista dos reagentes com suas respectivas procedncia.

Reagentes/solventes Marca

Acetato de sdio (NaAc) Merck

Acetonitrila Merck grau HPLC

Acetona Fmaia

Acido Clordrico concentrado Fmaia

cido hexafluorfosfrico (HPF6) Merck

cido ntrico Fmaia

cloreto de mercrio (II) (HgCl2) Aldrich

Cloreto de potssio (KCl) Merck

Cloreto de Rutnio (III) hidratado Aldrich

Cyclen Strem Chemicals

Diflunisal Aldrich

DMSO Merck

Etanol Fmaia

ter Fmaia

Hidrxido de sdio Fmaia

Metanol Fmaia

Nitrito de sdio Merck

xido de deutrio (D2O) -

Pentxido de fsforo Merck

Sulfato de sdio (Na2SO4) Synth

TBANO2 Strem chemicals

TBAPF6 Strem chemicals

39

O Dimetilsulfxido (DMSO) foi destilado sob presso reduzida e armazenado

em peneira molecular de 4 .

Nas snteses dos complexos foi utilizado gs inerte argnio de procedncia

Linde.

4.1.2 Equipamentos e tcnicas experimentais

Espectroscopia vibracional

As medidas de espectroscopia vibracional foram obtidas a partir de um

espectrofotmetro com transformada de Fourier (FTIR) Bomem modelo MB-102, na

regio de 4000 a 400 cm-1. As amostras foram preparadas na forma de pastilhas,

utilizando-se brometo de potssio (KBr), e na forma de filme, gotejando-se a amostra

dissolvida em acetona numa janela de fluoreto de clcio. O branco foi obtido a partir

do registro da intensidade de cada sinal dos espectros em funo do ar.

Espectroscopia eletrnica

As medidas de espectroscopia eletrnica foram realizadas num

espectrofotmetro Hitachi modelo U-3501. Foram utilizadas celas de quartzo com

caminho ptico de 1,0 cm. Os espectros foram obtidos atravs da mistura da massa

adequada da amostra com o solvente que melhor a solubilizava. Esses espectros

foram registrados em relao a um branco.

Medidas voltamtricas

As medidas eletroqumicas foram efetuadas com potenciostato DropSens,

modelo start200 acoplado a um microcomputador compatvel. Foram adicionados 5

ml da soluo de eletrlito suporte (HCl/KCl 0,1 mol.L-1) clula eletroqumica com

fluxo contnuo de argnio durante 20 minutos. Em seguida, adicionou-se quantidade

do complexo suficiente para uma concentrao de aproximadamente 10-3 mol.L-1.

Retirou-se o fluxo de argnio e registou-se as medidas. Na figura 10 encontra-se

ilustrado o sistema utilizado nas medidas voltamtricas, o qual foi conectado a uma

fonte de alimentao e processamento de dados (microcomputador).

40

O sistema consistia em uma clula eletroltica com fio de platina como

eletrodo auxiliar, carbono vtreo como eletrodo de trabalho e Ag/AgCl (em KCl 3

mol.L-1) como eletrodo de referncia.

Figura 10 - Esquema de clula eletroqumica contendo 3 eletrodos: eletrodo de referncia, eletrodo de trabalho e eletrodo auxiliar.

Espectroscopia de ressonncia magntica nuclear de 13C e 1H

As amostras foram preparadas dissolvendo-se aproximadamente 20 mg dos

compostos em 1 mL de D2O ou acetona-d6 em um bquer de 5 mL. As solues

resultantes foram filtradas com o auxlio de um pequeno pedao de algodo no

interior de uma pipeta e, em seguida, transferidas para tubos de anlise. Estes foram

completados com volume de solvente necessrio para anlise.

Os espectros de Ressonncia Magntica Nuclear de 1H e 13C em solues de

concentrao da ordem de 10-5 mol.L-1 foram obtidos na Faculdade de Filosofia

Cincias e Letras de Ribeiro Preto da Universidade de So Paulo e tambm no

Laboratrio Baiano de Ressonncia Magntica Nuclear (LABAREMN) no Instituto de

Qumica da Universidade Federal da Bahia, com um espectrmetro de RMN Bruker

modelo Avance DRX300 ou Avance DRX500.

41

4.1.3 Tratamento de solventes e preparao de amlgama

Tratamento do etanol

O etanol foi adicionado num balo de fundo redondo juntamente com

pentxido de fsforo e porcelana porosa. Deixou-se vedado por duas horas. Aps

este tempo, efetuou-se uma destilao e o solvente foi coletado em um recipiente

que foi vedado.

Tratamento do ter

O ter foi adicionado num balo de fundo redondo juntamente com pedaos

de sdio e porcelana porosa. Deixou-se vedado at todo o sdio ser consumido.

Aps este tempo, efetuou-se uma destilao e o solvente foi coletado em um

recipiente que foi vedado.

Preparao de amlgama de zinco

O amlgama de zinco (Zn(Hg)) foi utilizado na forma granulada com a

finalidade de auxiliar na reduo de Ru(III) a Ru(II). A sua preparao foi feita

atravs da lavagem de pastilhas de zinco com soluo concentrada de cido ntrico

e em seguida com gua e cido clordrico 0,1 mol.L-1. Depois adicionou-se soluo

de cloreto de mercrio(II) (HgCl2) 0,1 mol.L-1. Aps alguns minutos separou-se a

soluo do amlgama e este foi lavado com gua deionizada e seco ao ar.

Tratamento de resina DOWEX 50W-X2

A resina do tipo DOWEX 50W-X2, foi tratada de acordo com procedimento

relatado na literatura (Pavanin, 1988), descrito a seguir:

[1]. Lavou-se 4 vezes com gua e filtrou-se;

[2]. Lavou-se 2 vezes com NaOH 3 mol.L-1 e filtrou-se;

[3]. Lavou-se 2 vezes com H2O2 3% e filtrou-se;

[4]. Lavou-se 2 vezes com HCl 6 mol.L-1 e filtrou-se;

[5]. Lavou-se 4 vezes com H2O e filtrou-se;

[6]. Lavou-se 4 vezes com acetona/ gua 50% (v/v) e filtrou-se;

[7]. Lavou-se com gua at o pH do eluato ser igual ao da gua.

42

4.2 PROCEDIMENTO SINTTICO DOS COMPLEXOS

Todas as snteses foram realizadas com base em rotas descritas por EVANS

et al., 1973; FERREIRA et al., 2002; BERBEN et al., 2006; DIAMANTIS e

DUBRAWSKI,1981; TFOUNI et al., 2003, com algumas modificaes.

importante salientar que todas as snteses foram realizadas na ausncia de

luz e em condies controladas de temperatura para evitar possvel isomerizao

e/ou oxidao do complexo de interesse. Outro requisito para a realizao da

maioria das snteses aqui descritas a necessidade de uma atmosfera inerte.

Assim, a utilizao constante de gs inerte argnio (procedncia Linde) fez-se

necessrio para evitar possveis oxidaes. Outros procedimentos adotados durante

as snteses para garantir a ausncia de oxignio foi trabalhar em sistema fechado,

utilizando bales de fundo redondo e cnulas de teflon para a conduo do gs.

4.2.1 Sntese do complexo cis-[RuCl2(dmso)4]

Adicionou-se 2,0 g (9,6mmol) de Cloreto de Rutnio (III) hidratado

(RuCl3.nH2O) e 10,0 mL de DMSO em um balo de uma boca. O sistema foi mantido

sob refluxo a aproximadamente 160 oC e agitao magntica por exatamente 5

minutos. A soluo, inicialmente de cor marrom, tornou-se amarelada. Durante a

sntese foi preciso proteger o sistema da luz para evitar isomerizao do composto.

Aps resfriamento da soluo, adicionou-se acetona para induzir a precipitao.

Como ainda no havia formado precipitado, a soluo foi submetida agitao

magntica at verificar a formao de slido. Ento coletou-se o slido amarelo

formado por filtrao vcuo, lavou-se com acetona e completou-se a secagem em

dessecador. Ao filtrado adicionou-se uma mistura de acetona e etanol (50%) e a

soluo foi submetida a agitao magntica e aquecimento at reduzir seu volume

em 1/3. Formou mais precipitado que foi novamente coletado por filtrao a vcuo e

lavado com acetona. Obteve-se 3,22 g de slido (6,6 mmol), o equivalente a um

rendimento de 70%.

43

4.2.2 Sntese do complexo cis-[RuCl2(cyclen)]Cl

O complexo cloreto de cis-dicloro(1,4,7,10-tetraazaciclododecano)-rutnio(III)

foi sintetizado utilizando-se 0,5 g (1 mmol) do complexo precursor cis-[RuCl2(dmso)4]

dissolvido em 10,0 mL de etanol previamente destilado e desaerado. A mistura foi

submetida a agitao, aquecimento e passagem contnua de argnio. Aps

completa dissoluo, adicionou-se, gota a gota, aproximadamente 0,2 g (1,2 mmol)

de cyclen (1,4,7,10-tetrazaciclododecano) dissolvido em 10,0 mL de etanol

(previamente desaerado). Ento, o sistema permaneceu em refluxo por 2 horas.

Aps esse perodo retirou-se o argnio e com auxlio de uma bomba, borbulhou-se

ar na soluo por 30 minutos. Em seguida, adicionou-se 10,0 mL de cido clordrico

concentrado e manteve-se o refluxo por mais 4 horas. Por fim, coletou-se um slido

amarelo-alaranjado por filtrao a vcuo e lavou-se com acetona e ter. Obteve-se

0,124 mg do composto (0,3 mmol), o equivalente a um rendimento de 33%.

4.2.3 Sntese do cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl

Dissolveu-se 3,3 g (6,8 mmol) de cis-[RuCl2(dmso)4] em 20 mL de etanol e

submeteu o sistema a aquecimento e agitao. Aps completa dissoluo,

adicionou-se 1,2 g (7,0 mmol) de cyclen. A soluo permaneceu sob agitao e

aquecimento por 2 horas. Terminado esse tempo, a soluo foi resfriada e um slido

amarelo foi coletado por filtrao a vcuo. Obteve-se 1,6 g de composto (3,7 mmol),

o equivalente a um rendimento de 83%.

4.2.4 Sntese do Na2DF

O sal do diflunisal (Na2DF) foi preparado adicionando 0,5 g (2,0 mmol) de DF

em 1,5 mL de soluo aquosa 3 mol.L-1 de NaOH. A essa mistura, foi adicionado

17,5 mL de gua deionizada. O sistema foi submetido a agitao e aquecimento at

55 C durante 10 minutos. Em seguida, o sistema foi resfriado e um slido branco foi

coletado por filtrao a vcuo. Obteve-se 0,55 g de slido (1,86 mmol), o equivalente

a um rendimento de 93%.

44

4.2.5 Sntese do complexo cis-[Ru(DF)2(cyclen)] a partir do cis-[RuCl2(cyclen)]Cl

Uma vez obtido o cis-[RuCl2(cyclen)]Cl, tomou-se 0,05 g (0,12 mmol) do

mesmo e dissolveu-o em 10 mL de gua. Deixou sob aquecimento, agitao e

passagem de argnio por cerca de 15 minutos, obtendo-se uma soluo alaranjada.

Em seguida, adicionou-se cerca de 5 partilhas de amlgama (Zn(Hg)) para promover

a reduo de Ru(III) a Ru(II). Ento a soluo assumiu um tom de colorao mais

claro. Manteve-se a agitao, passagem de argnio e deixou refluxar por 2 horas.

Ento, foi adicionado uma emulso do ligante (0,06 g de diflunisal em 1 mL de gua)

e o sistema foi aquecido, sob refluxo, durante 2 horas, em atmosfera de argnio at

completa dissoluo. O precipitado formado de cor marrom esverdeado foi coletado

por filtrao vcuo e lavado com acetona e ter. Obteve-se 0,0036 g de composto

(0,005 mmol), o equivalente a um rendimento de 47%.

4.2.6 Sntese do complexo cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]Cl2

MTODO 1

Dissolveu-se 0,35 g (0,72 mmol) do complexo precursor cis-[RuCl2(dmso)4]

em 30 mL de etanol e, adicionou, gota a gota 0,13 g (0,75 mmol) de cyclen

dissolvido em 10 mL de etanol. A soluo foi mantida em refluxo a 75 C, passagem

de argnio e agitao por 2 horas, assumindo ao final deste tempo uma colorao

laranja. Aps essa etapa adicionou-se 0,21g (0,73 mmol) de nitrito de

tetrabutilamnio soluo, que imediatamente teve colorao alterada para marrom-

avermelhado e, foi mantida s mesmas condies por mais 2 horas. Em seguida,

adicionou-se 0,18 g (0,72 mmol) do ligante diflunisal, mantendo-se as condies de

refluxo por 1 hora. Finalmente, a soluo foi acidulada com 3 gotas de cido

clordrico concentrado. Ao final da sntese obteve-se 0,12 g de composto (0,19

mmol), o equivalente a um rendimento de 30 %.

MTODO 2

Dissolveu-se 0,21 g (0,5 mmol) de cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl em 2 mL de

gua deionizada e adicionou-se 0,028 g (0,4 mmol) de nitrito de sdio dissolvido em

45

1 mL de gua deionizada. O sistema foi refluxado at 90 C, com passagem

contnua de gs argnio por 2 horas. Nessa etapa a soluo adquiriu uma colorao

marrom. Em seguida, adicionou-se 0,12 g (0,4 mmol) de Na2DF e o sistema

permaneceu sob as mesmas condies por 20 horas. Por fim, retirou-se o argnio e

adicionou-se aproximadamente 3 gotas de HCl concentrado. A soluo foi resfriada

e colocada em banho de gelo. Como no houve formao de precipitado, a soluo

foi rotoevaporada at secar. Obteve-se 0,21 g de composto (0,34 mmol), o

equivalente a um rendimento de 84%.

Anlise elementar %terica (%experimental) para C21N5H27Cl2O4F2Ru (623,45

g.mol-1): C= 40,45% (41,10%); N= 11,24% (11,78%); H= 4,37% (4,69%).

4.2.7 Sntese do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)](PF6)2 a partir do cis-[RuCl2(dmso)4]

Dissolveu-se 0,5 g (1,0 mmol) de cis-[RuCl2(dmso)4] em 30 mL de etanol de

submeteu a aquecimento, agitao e passagem de argnio. Aps completa

dissoluo, adicionou-se, gota a gota, 0,2 g (1,2 mmol) de cyclen dissolvido em 10

mL de etanol e mantiveram-se as mesmas condies por 2 horas. Nessa etapa, a

colorao da soluo foi alterada de amarelo para laranja. Em seguida, adicionou-se

0,89 g (3,1 mmol) de nitrito de tetrabutilamnio e mantiveram-se as mesmas

condies por 2 horas. A soluo adquiriu colorao avermelhada. Ento, retirou-se

o argnio e o aquecimento e, adicionou-se 3 gotas de cido clordrico concentrado e

deixou sob agitao por 1 hora. Por fim, adicionou-se 1,9 g (4,9 mmol) de

hexafluorfosfato de tetrabutilamnio, deixando reagir por 1 hora. Aps resfriamento

da soluo, o slido formado foi coletado por filtrao vcuo. Como o rendimento

foi maior do que o terico de 100% pde-se inferir que o composto apresentava-se

impuro, o que foi posteriormente confirmado por meio do espectro de infravermelho

do composto, em que foi verificado sinal intenso prximo de 841 cm-1, caracterstico

de PF6-. Ento o slido foi recristalizado em gua, e ao separar a impureza obteve-

se 0,11 g de slido (0,16 mmol), o equivalente a 16% de rendimento.

Anlise elementar %terica (%experimental) para C8N6H20O3P2F12Ru (639,31

g.mol-1): C= 15,03% (15,64%); N= 13,15% (13,01%); H= 3,15% (2,98%).

46

4.2.8 Sntese do cis-[Ru(DF)(cyclen)] a partir do cis-[RuCl2(dmso)4]

Dissolveu-se 0,5 g (1,0 mmol) de cis-[RuCl2(dmso)4] em 30 mL de etanol e

submeteu o sistema a aquecimento, agitao e passagem de argnio. Aps

completa dissoluo, adicionou-se, gota a gota, 0,2 g (1,2 mmol) de cyclen

dissolvido em 10 mL de etanol. A soluo foi refluxada por 2 horas. Aps esse

tempo adicionou-se, gota a gota, 0,9 g (3,0 mmol) de sal de diflunisal (Na2DF)

dissolvido em quantidade mnima de metanol. A soluo foi refluxada por mais 2

horas. Por fim, o sistema foi resfriado e coletou-se um slido marrom-esverdeado

por filtrao a vcuo. Obteve-se 0,4 g do composto (0,76 mmol), o equivalente a um

rendimento de 75%.

Anlise elementar %terica (%experimental) para C21N4H26O3F2Ru (521,23

g.mol-1):

C= 48,36% (48,10%); N= 10,75% (11,18%); H= 5,03% (4,87%).

4.2.9 Sntese do cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)]Cl2 a parir do cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl

Dissolveu-se 0,5 g (1,2 mmol) de cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl em 5 mL de

gua deionizada e adicionou-se 3,45 g (50 mmol) de nitrito de sdio dissolvido em 5

mL de gua deionizada. O sistema foi refluxado, com passagem contnua de gs

argnio por 20 horas. Nessa etapa a soluo adquiriu uma colorao avermelhada.

Em seguida, adicionou-se aproximadamente 3-4 gotas de HCl concentrado e

manteve-se o sistema sob as mesmas condies por mais 30 minutos. Ao final,

como no formou precipitado, a soluo foi rotoevaporada at secar, obtendo-se 4,3

g (10 mmol) de um slido marrom. Como a massa obtida foi muito superior

esperada, pde-se inferir que o composto estava impuro, o que foi posteriormente

confirmado atravs de mtodos de caracterizao, necessitando de procedimentos

para purificao. O composto foi purificado utilizando-se cromatografia em coluna,

utilizando-se resina do tipo DOWEX 50W-X2.

Aps o tratamento, a resina foi empacotada em coluna, adicionou-se soluo

do complexo a ser separado e a eluio foi feita com HCl nas concentraes 0,1;

47

0,2; 0,5; 1,0 e 2,0 mol.L-1. As fraes coletadas foram rotoevaporadas

separadamente restando 0,083 g (0,2 mmol) do complexo. Rendimento: 17,4%.

A caracterizao dos complexos obtidos foi feita atravs de infravermelho,

ultravioleta visvel, voltametria, ressonncia magntica nuclear de 13C e 1H, anlise

elementar, e algumas medidas de reatividade qumica, e encontra-se apresentada

no item de resultados e discusses deste trabalho.

48

5 RESULTADOS E DISCUSSES

No presente trabalho de dissertao foram sintetizados os complexos inditos

cis-[Ru(DF)2(cyclen)], cis-[Ru(DF)(cyclen)], cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]2+

e

cis-[Ru(NO)(NO2)(cyclen)]2+, usando diferentes precursores. Os mesmos foram

caracterizados atravs de tcnicas espectroscpicas (UV-vis, infravermelho e RMN

de 1H e 13C, anlise elementar). Estudos de reatividade eletroqumica, atravs da

tcnica de voltametria de pulso diferencial, permitiram fazer uma anlise dos

processos redox associados aos ligantes (NO e diflunisal) e ao centro metlico, bem

como uma investigao qualitativa da liberao de NO ao submeter os compostos a

estmulos eletroqumicos. Alm disso, foram realizados estudos de reatividade

qumica para justificar a coordenao dos ligantes diflunisal e nitrosilo ao centro

metlico.

5.1 SNTESES

5.1.1 cis-[RuCl2(dmso)4]

O processo de obteno do complexo cis-diclorotetrakisdimetilsulfxido

rutnio(II) envolve a adio de cloreto de rutnio(III) (slido preto), em

dimetilssulfxido (lquido incolor), sob agitao magntica e refluxo 160 0C. Ao final

da reao verifica-se uma alterao na cor da soluo de marrom para amarelo. Tal

evidncia experimental, juntamente com relatos da literatura (Poon 1982), permite

inferir que houve uma reao redox, onde o solvente DMSO atuou com ligante e

agente redutor, promovendo a reduo de RuIII a RuII, conforme representao pela

equao 1. A estabilizao do Ru(II) quando coordenado ao DMSO explicada pelo

fato do tomo doador do ligante (o enxofre) possuir orbitais disponveis para

aceitar densidade eletrnica do centro metlico, ou seja, o DMSO um ligante

aceptor. Como o Ru(II) um cido de Lewis mole frente a Ru(III), a retro-doao

mais efetiva quando o centro metlico Ru(II), justificando a reduo de RuIII a RuII

na presena de DMSO.

49

3 2 ( )( )3 2 3 2 4( ) 24( ) ( )III II

DMSOls cis ClRu Cl nH O CH SO Ru Cl CH SO

(Equao 1)

5.1.2 cis-[RuCl2(cyclen)]Cl

J a obteno do complexo cloreto de cis-dicloro(1,4,7,10-

tetraazaciclododecano)-rutnio(III) a partir do cis-[RuCl2(dmso)4], complexo de

colorao amarela, consistiu na adio do cyclen dissolvido em etanol ao precursor,

tambm em etanol, sob atmosfera de argnio, agitao magntica e refluxo. Aps a

adio do cyclen a soluo adquiriu colorao alaranjada, o que indcio da entrada

do cyclen na esfera de coordenao do rutnio. A substituio do cyclen pelos

ligantes cloreto e DMSO justificado pelo efeito quelato, que ocorre quando ligantes

polidentados como o cyclen formam compostos de coordenao com estruturas

anelares envolvendo o tomo central e outros ligantes. Esse tipo de composto

sempre mais estvel que os no quelatos correspondentes. Sob o ponto de vista

termodinmico, o efeito quelato determinado pelo aumento de entropia associada

formao do composto, j que h um aumento do nmero de espcies qumicas

(ver equao 2). Na etapa seguinte, foi necessrio passar ar (O2) no sistema para

promover a oxidao de RuII a RuIII e, em seguida adicionou-se cido clordrico

concentrado, de alta pureza analtica e previamente desaerado. Este ltimo tem

funo de tornar o meio cido o suficiente para desfavorecer a oxidao do cyclen e

garantir o excesso de ons cloreto no meio (FERREIRA et al., 2002). Outra

estratgia adotada foi a utilizao criteriosa de argnio para garantir uma atmosfera

inerte. Entretanto, o composto amarelo-alaranjado obtido apresentou-se bastante

higroscpico e passvel de ter o ligante cyclen oxidado a im-cyclen (imina). As

reaes envolvidas nessa etapa so representadas pelas equaes a seguir.

3 32

32 8 20 24

,

( )2 4 2 8 20 4( ) (et) (et) (l)2( ) 2 2(CH ) SO[ ((CH ) SO) ] (CH ) SOII

Ar IIaqaq cis Clcis Ru Cl C H N Ru C H N

(Equao 2)

50

22

3 2 8 20 4 3 2

/Ar

( )2 2 8 20 4(et) (et) (et) (l)((CH ) SO) ( ) 2( )[ (C H N )] 3 C H NII O III

l cis Cl CH SOcis Ru HCl Ru Cl

(Equao 3)

5.1.3 cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl

O complexo cis-[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl foi sintetizado segundo o mtodo

descrito na literatura (BERBEN et al., 2006) usando o cis-[RuCl2(dmso)4] como

precursor. A vantagem desse mtodo e, por conseguinte, de se usar esse complexo

como precursor dos complexos de interesse em detrimento do cis-[RuCl2(cyclen)]Cl

est relacionada com o baixo tempo de sntese, o rendimento relativamente alto,

alm da alta pureza do complexo obtido. Entretanto, aps sintetizado, o composto

deve ser utilizado at no mximo dois meses, pois o mesmo apresentou-se passvel

de ter o cyclen oxidado. Isso pde ser inferido levando em considerao a evidncia

experimental de alterao de cor do slido de amarelo para marrom. Uma forma

alternativa de no perder o slido foi adicionar ao mesmo gua e nitrito para formar

RuNO. A equao qumica que representa a reao de formao do cis-

[RuCl(cyclen)(dmso)]Cl est apresentada a seguir.

3 2 8 20 3 24 ( )2 4 8 20 4 3 2( ) ( ) ( ) (l)( ) 3[ ((CH ) SO) ] (CH ) SO (CH ) SOII II

aqaq aq aqcis Cl Clcis Ru Cl C H N Ru C H N

(Equao 4)

5.1.4 cis-[Ru(DF)2(cyclen)]

Para a obteno do complexo cis-[Ru(DF)2(cyclen)] a partir do cis-

[RuCl2(cyclen)]Cl dissolveu-se o precursor em meio aquoso, sob atmosfera de

argnio. A equao que representa a reao de aquao do ligante cloreto que

ocorre nessa etapa (vide mais detalhes desta aquao no item 5.3) ilustrada

abaixo (discutida no item reatividade qumica):

51

2

8 20 4 8 20 4

/

2

H O ArIII IIIaq aq aq

Cl cis Clcis Ru C H N Ru OH C H N Cl

(Equao 5)

Propem-se que o produto formado com a adio de gua no seja

protonado, como representado pela equao 5, com a presena do ligante hidrxido

no lugar de um dos cloretos. Essa proposta baseada no fato de o Ru(III) possuir

relao carga-raio mais acentuada que o Ru(II) que, consequentemente, se deve ao

fato de o Ru(II) apresentar maior quantidade de eltrons em sua configurao

eletrnica que o Ru(III); isto , contribuindo para uma maior repulso eltron-eltron

e, portanto a distncia entre os eltrons de valncia e o centro do ncleo ser maior

para Ru(II), refletindo numa menor razo carga/raio para este em relao ao Ru(III)

(que por sua vez tem seus eltrons mais atrados pelo ncleo). Dessa forma, de

acordo com os conceitos de Pearson, o Ru (III) classificado como um cido duro

frente o Ru (II), que classificado como um cido mole, ou seja, o Ru(III) possui um

alto poder polarizante frente a Ru(II), distorcendo de forma mais pronunciada a

nuvem eletrnica de uma base. Ainda de acordo com Pearson, cidos duros ligam-

se, preferencialmente a bases de mesma natureza (bases duras), e vice-versa, pois

essa situao proporciona uma maior densidade eletrnica compartilhada no eixo de

ligao. Tambm destaca-se que a gua coordenada ao Ru(III) fica mais cida,

devido ao Ru(III) polarizar mais a ligao O-H na gua coordenada em comparao

agua no coordenada. Da a explicao da proposta para a coordenao do on

hidrxido (base dura) ao Ru(III) ao invs de H2O (base mole). Pelas mesmas razes

pode-se inferir que na etapa seguinte, onde adicionado o redutor (Zn/Hg) e gua,

ocorre a formao do complexo protonado (vide equao 6). Os cloretos so lbeis

em relao ao Ru(II) e a sada rpida (vide item 5.3 de reatividade qumica),

formando-se o diaquo complexo cis-[Ru(H2O)2(cyclen)]2+, conforme a equao 6. No

processo de reduo do rutnio utilizado como redutor amlgama de zinco. O

mesmo promove a reduo do Ru(III) a Ru (II), processo representado pela equao

7. importante lembrar que a utilizao de outro redutor de caractersticas no-

txicas, como redutores biolgicos, torna-se invivel, uma vez que a cintica da

reao envolvida seria bastante lenta.

52

2

2( ( )) 2

8 20 4 2 8 20 4 ( ) ( ) ( )/ 2( )

IIZn HgIII

aq aq aqH O Araqcis Ru Cl OH C H N cis Ru H O C H N Zn Cl

(Equao 6)

( ) ( )2 8 20 4 2 8 20 4III IIcis Ru Cl C H N e cis Ru Cl C H N

(Equao 7)

Por fim, ocorre a sada da gua e o ligante diflunisal entra para a esfera de

coordenao. Prope-se ainda que dois ligantes diflunisal se coordenem ao Rutnio,

de forma monodentada, o que pode ser confirmado pelos dados de RMN (item

5.2.4).

8 20 4 13 8 2 8 20 4232

( ) ( )72 2 13 2 3( ) ( ) ( )O( ) 2

II IIaq aq aqcis Ru H C H N C H F O cis Ru C H F O C H N

(Equao 8)

A sntese do complexo foi repetida utilizando o mesmo precursor, mas

trocando o diflunisal pelo sal do diflunisal (Na2DF), previamente sintetizado. A

inteno era forar a coordenao do DF ao Ru de forma bidentada, com apenas um

DF ligado ao Ru.

5.1.5 cis-[Ru(NO)(DF)(cyclen)]

Na obteno do nitrosilo complexo de Rutnio cis-[Ru(NO)(df)(cyclen)] a partir

do cis-[RuCl2(dmso)4] (mtodo 1), o precursor foi dissolvido em etanol. O mesmo

parcialmente solvel em etanol e, portanto forma-se uma emulso de colorao

amarela. Aps a adio do cyclen, observou-se que a soluo adquiriu uma

colorao mais intensa, indicando a coordenao do cyclen ao RuII e consequente

labilizao de quatro ligantes. Pode-se propor a sada dos 4 ligantes DMSO ou ainda

a labilizao de 1 cloreto e apenas 3 ligantes DMSO. De acordo com experincias

realizadas por Berben (2006), os resultados obtidos para tal sntese consistem com

a sada de 1 cloreto e 3 ligantes DMSO da esfera de coordenao do Ru(II), ao

passo que o cyclen coordenado. Assim, prope-se que o complexo obtido nessa

53

etapa da sntese o cis-[RuCl(dmso)(cyclen)]+. Aqui, L utilizado para designar

esses ligantes.

3 2 8 204

2 2 8 20 4( ) ( )4 75( )( )

o

nArII IIaq aqCaq

cis Ru Cl CH SO C H N cis Ru L C H N

(Equao 9)

Em seguida, adicionou-se nitrito de tetrabutilamnio soluo para que

houvesse a coordenao do NO2-, provocando a sada de outro ligante, que pode

ser Cl- ou DMSO (equao 10). Essa substituio justificada pelo fato de o nitrito

atuar como -doador e -aceptor frente a Ru(II), enquanto que Cl- e DMSO atuam

apenas como -doadores. Dessa forma, a densidade eletrnica compartilhada e,

portanto, a fora da ligao ser maior em Ru(II)-NO2- do que em Ru(II)-Cl ou Ru(II)-

dmso.

2 8 20 4 2 2 8 20 4( ) ( )( ) ( )n nAr

aq aqcis Ru II L C H N TBANO cis Ru II NO L C H N

(Equao 10)

A coordenao do diflunisal ao Ru(II) pode ser representada pela equao

abaixo:

38 20 4 1