Neste trabalho foram realizadas sínteses do nitrosilo complexo trinuclear de rutênio de fórmula [Ru3O(CH3COO)6(NO)(py)2]PF6 (py = piridina) seguindo duas rotas sintéticas diferentes (convencional (a) e uma nova (b) ) a fim de verificar e comparar a eficiência de ambas. Além disso, foi feito o mapeamento da rota sintética convencional para analisar a melhor forma de conduzi-la em cada etapa para que a síntese fosse bem sucedida. Com isso, foi possível afirmar na rota (a) que é preciso purificar dois precursores: o precursor 1 [Ru3O(CH3COO)6(S)3]+ e 3 [Ru3O(CH3COO)6(CO)(L)2], não sendo necessário a purificação do produto final. As modificações vistas necessárias para a otimização da síntese (a) foram a utilização de uma solução recém preparada de bromo e a substituição do metanol seco no frasco lavador por diclorometano seco. Não se descarta a possibilidade da nova rota sintética (b), somada às modificações apontadas neste trabalho, apresentar bons resultados. As caracterizações foram feitas utilizando técnicas de espectroscopia na região UV-visível, infravermelho e RMN. Os estudos de reatividade mostraram que, para ambos os complexos analisados ([RuIII,III,III3O(CH3COO)6(NO)(py)2]PF6 e [RuIII,III,III3O(CH3COO)6(4-acpy)2(NO)]PF6), sugere-se a formação da espécie [RuIII,III,II3O(CH3COO)6(NO2-)(L)2]- onde L = 4-acpy ou py - sendo esta reação dependente da concentração de íons hidroxila do meio. Estudos da reatividade e redução do [Ru3O(CH3COO)6(NO)(py)2]PF6 com o redutor de interesse biológico ácido ascórbico na presença de íons OH-, permitiram sugerir uma hipótese para o mecanismo de liberação de NO0 com estímulo redox, na ausência de luz. Propõe-se que primeiramente o ligante NO0 coordenado sofra um ataque nucleofílico dos íons hidroxila presentes no meio, concomitante a uma transferência eletrônica intra-molecular que gera a espécie [RuIII,III,II3O(CH3COO)6(NO2-)(py)2]-. Este último é reduzido pelo ácido ascórbico, restaurando o ligante NO0 que, agora coordenado à unidade metálica reduzida [RuIII,III,II3O], finalmente é labilizado, gerando o complexo [Ru3O(CH3COO)6(S)(py)2]0 / In this work, the synthesis of the trinuclear ruthenium complex [Ru3O(CH3COO)6(NO)(py)2]PF6 (py = pyridine) was performed following two different synthetic routes (conventional (a) and a new one (b)) in order to verify and to compare the efficiency of both. In addition, the mapping of the conventional synthetic route was done to analyze the best way to conduct it at each step for the synthesis to be successful. It was possible to state in route (a) that two precursors must be purified: precursor 1 [Ru3O(CH3COO)6(S)3]+ and 3 [Ru3O(CH3COO)6(CO)(L)2], no purification of the final product being necessary. The modifications required for the optimization of synthesis (a) were the use of a freshly prepared solution of bromine and the substitution of the dry methanol in the washing flask by dry dichloromethane. We can not rule out the possibility of the new synthetic route (b), added to the modifications pointed out in this work, to present good results. The characterizations were made using UV-visible, infrared and NMR spectroscopy techniques. Reactivity studies for both complexes analyzed ([RuIII,III,III3O(CH3COO)6(NO)(py)2]PF6 and [RuIII,III,III3O(CH3COO)6(4-acpy)NO)]PF6), suggested the formation of the species [RuIII,III,II3O(CH3COO)6(NO2-)(L)2]- - where L = 4-acpy or py - this reaction being dependent on the concentration of hydroxyl ions in the medium. Studies of the reactivity and reduction of compound [Ru3O(CH3COO)6(NO)(py)2]PF6 with the biological reductant ascorbic acid, in the presence of OH- ions, allowed to suggest a hypothesis for the NO0 release mechanism with redox stimulus, in the absence of light. It is proposed that the coordinated NO0 ligand undergoes a nucleophilic attack of the hydroxyl ions present in the medium, concomitant to an intra-molecular electron transfer that generates the species [RuIII,III,II3O(CH3COO)6(NO2-)(py)2]-. The latter is reduced by ascorbic acid, restoring the ligand NO0 which, now coordinated to the reduced metal unit [RuIII,III,II3O], is finally labilized, generating the complex [Ru3O(CH3COO)6(S)(py)2]0

Nesta tese foram perseguidos novos avanços no campo das tetrapiridilporfirazinas supramoleculares polimetaladas, visando explorar a maior capacidade de conjugação eletrônica esperada para essa classe de compostos, e seus reflexos nas propriedades eletrônicas e eletroquímicas. Foram apresentadas novas rotas sintéticas para obtenção de tetra(3,4-piridil)porfirazinas centrometaladas coordenadas a complexos polipiridínicos de rutênio, MTRPyPz (M = Cu, Co). As propriedades espectroscópicas e eletroquímicas foram investigadas com o auxílio de técnicas de espectroscopia UV-Vis, Raman ressonante, voltametria cíclica, espectroeletroquímica e espectrometria de massas. Foram desenvolvidas aplicações em dispositivos amperométricos para determinação eletrocatalítica de substratos importantes nas indústrias, como nitrito, sulfito e ácido ascórbico. Os estudos também abrangeram a formação de compósitos das porfirazinas tetrarrutenadas com fullereno. Os nanomateriais híbridos apresentaram uma alta eficiência nos processos eletrocatalíticos com menor sobrepotencial no eletrodo, abrindo perspectivas interessantes de utilização em dispositivos moleculares / Research in supramolecular polymetallic tetrapyridylporphyrazines has been pursued in this Thesis, aiming the exploitation of the favorable electronic delocalization associated with conjugated aromatic rings, and its influence on the electronic and electrochemical properties. New synthetic routes have been developed for the preparation of tetra(3,4-pyridyl)porphyrazines containing Cu(II) and Co(II) ions in the center, and four chlorobis(2,2´bipyridine)ruthenium(II) complexes attached to the peripheral pyridyl groups. Their spectroscopic and electrochemical behaviors were investigated by means of UV-Vis and resonance Raman spectroscopy, cyclic voltammetry, spectroelectrochemistry and mass spectrometry. Applications in amperometric devices for determination of nitrite, sulfite and ascorbic acid were successfully developed. The thesis also focused on nanocomposites generated from the polymetallic porphyrazines and fullerene (C60). Such hybrid nanomaterials exhibited enhanced electrocatalytic activity associates with a significant decrease of overpotential, opening exciting perspectives of use in molecular devices

Os complexos trans-[Ru(NO)(NH3)4(L)](X)3 (1), [Ru(NO)(Hedta)] (2) e seus precursores sintéticos trans-[Ru(H2O)(NH3)4(L)](X)2 (3), trans-[Ru(SO4)(NH3)4(L)](X) (4) , onde L = isn, nic, imN, 4-pic, py, P(OEt) e X = PF6 - e BF4 -, foram testados como captadores dos radicais livres DPPHo, OHo e O2 -o em meio aquoso. O potencial de oxidação do centro metálico nos complexos (1) foram estimados utilizando eletrodo de diamante dopado com boro como eletrodo de trabalho, estando situados em meio aquoso acima de 2,0 V vs. ECS (CH+ = 1,0 x 10-3, µ = 0,1 mol L-1). Os complexos (1) e (2) mostraram-se incapazes de reagir com o radical DPPHo, exceto o complexo trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(OEt)3)]3+, que reagiu apenas em grande excesso (50 vezes) em relação ao radical DPPHo. Os complexos (3) reagiram quando em excesso ou em proporção estequiométrica. O mecanismo pelo qual esta reação ocorre é predominantemente o de transferência de elétrons. O radical OHo foi captado pelos complexos (1), sendo provavelmente o mecanismo predominante o de transferência de elétrons pela oxidação do centro metálico [Ru(NO)]3+ a [Ru(NO)]4+, compatível com o potencial de oxidação do radical OHo (acima de 2,8 V vs. ECS) reportado na literatura para este radical. As constantes de velocidade específica para estas reações foram estimadas como estando no intervalo de 108 a 1010 M-1 s-1. Não foi observada reação entre o radical OHo e os complexos (4). Os complexos (1) e (2) captam o radical O2 -o pela redução do ligante NO+ com constantes de velocidade específicas no intervalo de 2,0 ± 1,0 x 104 a 4,2 ± 1,0 x 105 M-1 s-1, em medidas efetuadas via cinética de competição com citocromo c. Após a redução, a liberação de NO foi acompanhada via eletrodo seletivo a NO e espectrofotometricamente pela reação do NO com o citocromo c. Nas condições experimentais utilizadas, não se observou a formação do íon peroxinitrito (ONOO-). Os complexos (3) e (4) não reagiram com o radical O2 -o. / The complexes trans-[Ru(NO)(NH3)4(L)](X)3 (1), [Ru(NO)(Hedta)] (2) and their synthetic precursors trans-[Ru(H2O)(NH3)4(L)](X)2 (3), trans-[Ru(SO4)(NH3)4(L)](X) (4) , where L = isn, nic, imN, 4-pic, py, P(OEt) e X = PF6 - and BF4 -, were tested as scavengers for the radicals DPPHo, OHo e O2 -o in aqueous media. The redox potential for the metal center in the complexes (1) were obtained a using boron doped diamond electrode as working electrode. The redox potentials values for ruthenium nitrosyl complexes were higher than 2,0 V vs. SCE. The complexes (1) and (2) were unable to reduce the radical DPPHo, excepted the complex ion trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(OEt)3)]3+. The complexes (3) react with DPPHo in stoichometric proportion. Electron transfer from the oxidation of the ruthenium(II) center seems to be the reaction pathway. The OHo radical reacts with ruthenium nitrosyls, predominantly oxidizing the metal center, yielding the fragment [Ru(NO)]4+. This reaction is exothermic since the redox potential of the OHo is around 2.8 V vs. SCE. From competition kinetics the rate constant for this reaction were estimated in the range of 108 a 1010 M-1 s-1. Since the reaction between OHo radical and the complexes (4) was not observed, the hydrogen atom transfer mechanism for the scavenger of OHo by the nitrosyl complexes ca be ruled out. The complexes (1) and (2) scavenge the radical O2 -o by the reduction of the coordinated nitrosyl with specific rate constants ranging from 2,0 ± 1,0 x 104 to 4,2 ± 1,0 x 105 M-1 s-1 as probed by competitive kinetics using cytochrome c. After reduction, nitric oxide dissociation were probed ampherometricaly using a selective NO electrode or spectrophotometrically using cytochrome c as probe. Reduction of the complexes (3) by superoxide ion was not observed and may suggest the coordinated nitrosonium as the reaction site for reduction.

Neste trabalho, duas estratégias para obtenção de um complexo de rutênio com os tetraazamacrociclos insaturados 2,3,9,10-tetrametil-1,4,8,11-tetraazaciclotetradeca-1,3,8,10-tetraeno (TIM) ou 5,7,712,14,14-hexamethil-1,4,8,11-tetraazaciclotetradeca-4,11-dieno (1,7-CT) foram estudados. [RuCl2(TIM)] e [RuCl2(1,7-CT)] seriam precursores para obtenção de nitrosilo complexos capazes de liberar óxido nítrico fotoquimicamente pela irradiação com luz em comprimentos de onda na região do visível, como na Terapia Fotodinâmica. Essas duas estratégias são a reação utilizando o rutênio como template e a metalação do ligante previamente sintetizado. A estratégia de metalação foi empregada com o ligante 1,7-CT e utilizando o complexo cis-[RuCl2(dmso)] como precursor para obter o cis-[Ru(1,7-CT)Cl2]Cl. Este método foi aplicado com sucesso para sintetizar complexos de rutênio ligantes tetraazamacrocíclicos como cyclam, cyclen, imcyclen. O ligante 1,7-CT foi sintetizado com sucesso. O espectro de infravermelho mostrou bandas em 3130 cm-1, 2910 cm-1, 1663 cm-1, e 1547 cm-1, em acordo com o relatado na literatura, e o espectro de RMN-1H mostrou singletes em 1.45 ppm, 2.04 ppm, 2.77 ppm, e tripletes em 2.92 ppm e 3.39 ppm, como esperado. Tentativas de síntese do complexo de rutênio correspondente não foram bem sucedidas, conforme se depreende pelos espectros de RMN-1H e de infravermelho. A estratégia que aplica o efeito template para a obtenção do complexo foi a que deu os melhores resultados, embora o complexo não tenha sido isolado do meio reacional. Os resultados das análises espectroscópicas obtidos do extrato seco da reação mostram que o complexo [RuCl2(TIM)] foi obtido. Os espectros de absorção no UV-visível foram feitos durante a reação e mostraram que os precursores estavam reagindo, pois novas bandas apareciam em detrimento do desaparecimento das originais, ao longo da reação. Há alguns indícios de que possa ter havido decomposição, pois o espectro de RMN-1H mostrou um pequeno singleto em 2.25 ppm que pode indicar a presença de 2,3-butanodiona como resultado da decomposição. O espectro de RMN-1H também mostrou um quintupleto em 2.09 ppm e um tripleto em 3.13 ppm, conforme esperado para o macrociclo. Os espectros de infravermelho mostraram a presença de bandas em 1690 cm-1, 1429 a 1374 cm-1, 1200 cm-1 e 942 cm-1, consistentes com a presença do TIM no complexo, além da banda em 448 cm-1, consistente com a presença de ligações Ru-N. A comparação entre os espectros de infravermelho do complexo de rutênio com os complexos análogos de níquel e ferro apoia essas atribuições. / ABSTRACT In this work, two strategies to obtain a complex of ruthenium with the unsaturated tetraazamacrocycles 2,3,9,10-tetramethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradeca-1,3,8,10-tetraene (TIM) or 5,7,712,14,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradeca-4,11-diene (1,7-CT) were studied. [RuCl2(TIM)] and [RuCl2(1,7-CT)] would be precursors to obtain nitrosyl complexes able to deliver nitric oxide photochemically by irradiation with visible light as in photodynamic therapy. These two strategies are the reaction using ruthenium as template and the metallation of the ligand previously synthesized. The metallation strategy was used with the ligand 1,7-CT and the precursos cis-[RuCl2(dmso)4] to obtain cis-[Ru(1,7-CT)Cl2]Cl. This method is successfuly applied to synthesize ruthenium complexes with tetraazamacrocyclic ligands as cyclam, cyclen, imcyclen. The 1,7-CT was successfully synthesized. The infrared spectrum of 1,7-CT showed bands about 3130 cm-1, 2910 cm-1, 1663 cm-1, and 1547 cm-1, in agreement with the data found in the literature, and the 1H-NMR spectrum showed singlets at 1.45 ppm, 2.04 ppm, 2.77 ppm, and triplets at 2.92 ppm and 3.39 ppm, as expected. Attempts to synthesize the corresponding ruthenium complex were unsuccessful as long as 1H NMR and infrared spectroscopy are concerned. The strategy applying the template effect to obtain the complex was the one that gave the more positive results, although the complex was not isolated from the reaction media. Spectral analysis from the dry extract of the reaction drove us to believe that the complex [RuCl2(TIM)] was obtained. The UV-visible absorption spectra taken during the reaction showed that the precursors were properly reacting because new bands were taking place of the originals bands of the precursors during the reaction course. There are some indications that some decomposition may have taken place, as the 1H NMR spectrum showed a small singlet at 2.25 ppm that could indicate the presence of 2,3-butanedione as a result of this decomposition. The 1H NMR spectrum also showed a quintuplet at 2.09 ppm and a triplet at 3.13 ppm, as expected for the macrocycle. The infrared spectrum showed the presence of bands about 1690 cm-1, 1429 to 1374 cm-1, 1200 cm-1 and 942 cm-1, consistent with the presence of TIM in the complex, and the presence of bands about 448 cm-1, consistent with the presence of Ru-N bonds. Comparison of the ruthenium complex infrared spectrum to those of the nickel and iron analogous complexes supports this assumption.

Esta dissertação consiste de duas partes: Parte I: Descrição teórica suscinta dos fundamentos da cristalografia de raios-X. Parte II: Resolução de quatro estruturas cristalinas, três complexos de rutênio (capítulos V, VI, VII) e um ligante comumente encontrado em complexos de rutênio, o C28H28O2P2. As estruturas resolvidas foram: 1) C28H28O2P2, Mr= 458.48, triclínico, PI a= 5.826(1), b= 8.862(1), c= 12.517(2)&#197, &#945= 100.29(1), &#946= 102.67(1), &#933= 104.22(1)&#176, V= 592.5(3)&#1973, Z=1, Dx=1.285g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 2.00cm-1, F(000)=242, T=296K, Rint=0.01, R=0.031, Rw=0.030 para 1390 reflexões independentes observadas [I&#62 3 &#959 (I)]. Os átomos P estão a 0.126(1)&#197 do plano formado pelo grupo (CH2)4-. Os anéis fenil são planares dentro da margem de erro experimental. Os átomos P têm uma configuração tetraédrica distorcida. 2) PyH[RuCl4(CO)Py], Mr=430.11, monoclínico, P21/n, a= 7.821(1), b= 10.337(3), c= 19.763(3)&#197, &#946=93.07(1)&#176, V= 1595.5(5)&#1973, Z=4, Dx=1.791g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 14.86cm-1, F(000)=843.9, T=296K, Rint=0.03, R=0.062, Rw=0.063 para 1478 reflexões independentes observadas [I&#62 3&#959 (I)]. A estrutura é composta essencialmente por dois planos perpendiculares entre si; um formado pelos quatro átomos de cloro (com ângulo de aproximadamente 90&#176 entre si), o outro pelos grupos Py e carbonila e o átomo de Ru na intersecção destes. O complexo tem carga líquida negativa, sendo necessário a presença do grupo PyH (com carga líquida positiva), para a estabilização do cristal. 3) PyH(RuCl4Py2), Mr= 481.20, monoclínico, P21/n, a= 8.080(7), b= 22.503(7), c= 10.125(6)&#197, &#946= 93.19(6)&#176, V= 1838(2)&#1973, Z=4, Dx= 1.739g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 13.06cm-1, F(000)=959.9, T=296K, Rint=0.03, R=0.038, Rw=0.039 para 1553 reflexões independentes observadas [I&#62 3&#959 (I)]. Esta estrutura é bastante similar com a 2) descrita acima, ou seja, é composta essencialmente por dois planos perpendiculares entre si; um formado pelos quatro átomos de cloro (com ângulo de aproximadamente 90&#176 entre si), o outro pelos dois grupos Py e o átomo de Ru na intersecção destes. Pelo mesmo argumento usado acima, há um grupo PyH (com carga líquida positiva) no cristal. 4) [RuCl2(MeIm)2(CH3OH)(CO)], Mr= 396.24, triclínico, PI, a= 8.609(3), b= 8.060(3), c= 10.581(4)&#197, &#945= 77.78(3), &#946= 88.43(3), &#933= 66.88(3)&#176, V= 740.4(5)&#1973, Z=2, Dx= 1.777g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 12.80cm-1, F(000)=386, T=296K, Rint=0.004, R=0.025, Rw=0.027 para 2489 reflexões independentes observadas [I&#62 3&#959 (I)]. As distâncias e ângulos médios das ligações dos quatro complexos aqui descritos são comparados entre si e com mais quatro complexos no capítulo VII. / This work consists of two parts: Part I: A brief theoretical description of the basic principles of X-ray crystallography. Part II: Resolution of the four crystal structures; three ruthenium compounds (chapter V, VI, VII) and a ligand commonly found in ruthenium complexes, C28H28O2P2. The structures resolved were: 1) C28H28O2P2, Mr= 458.48, triclinic, PI a= 5.826(1), b= 8.862(1), c= 12.517(2)&#197, &#945= 100.29(1), &#946= 102.67(1), &#933= 104.22(1)&#176, V= 592.5(3)&#1973, Z=1, Dx=1.285g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 2.00cm-1, F(000)=242, T=296K, final R=0.031 for 1390 independent observed reflections. The P atoms 0.126(1)&#197 away from plane formed by (CH2)4-. Both phenyl rings are planar to within experimental accuracy. The P atom has a distorced tetrahedral configuration. 2) PyH[RuCl4(CO)Py], Mr=430.11, monoclinic, P21/n, a= 7.821(1), b= 10.337(3), c= 19.763(3)&#197, &#946=93.07(1)&#176, V= 1595.5(5)&#1973, Z=4, Dx=1.791g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 14.86cm-1, F(000)=843.9, T=296K, Rint=0.03, final R=0.062, Rw=0.063 for 1478 independent observed reflections [I&#62 3&#959 (I)]. The structure is essentially composed of two perpendicular planes; one consisting of four chlorine atoms (in a square-planar arrangement), and a second plane composed of Py and carbonyl groups, with the ruthenium atom at intersection of them. The molecules have a net negative charge and the presence of the PyH group (with net positive charge), is necessary for crystal stabilization. 3) PyH(RuCl4Py2), Mr= 481.20, monoclinic, P21/n, a= 8.080(7), b= 22.503(7), c= 10.125(6)&#197, &#946= 93.19(6)&#176, V= 1838(2)&#1973, Z=4, Dx= 1.739g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 13.06cm-1, F(000)=959.9, T=296K, Rint=0.03, final R=0.038, Rw=0.039 for 1553 independent observed reflections [I&#62 3&#959 (I)]. This structures is very similar to that described in 2) above, being essentially composed of two perpendicular planes; one composed of four chlorine atoms (in a square-planar arrangement), and the other composed of two Py groups, with the ruthenium atom at the intersection of them. For the reason given above, there is one PyH group (with positive liquid charge) in the crystal. 4) [RuCl2(MeIm)2(CH3OH)(CO)], Mr= 396.24, triclinic, PI, a= 8.609(3), b= 8.060(3), c= 10.581(4)&#197, &#945= 77.78(3), &#946= 88.43(3), &#933= 66.88(3)&#176, V= 740.4(5)&#1973, Z=2, Dx= 1.777g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 12.80cm-1, F(000)=386, T=296K, Rint=0.004, final R=0.025, Rw=0.027 for 2489 independent observed reflections [I&#62 3&#959 (I)]. In chapter VII, the average inter-atomic distances and angles for the four compounds are compare one with another and with four previously determinate structures.

Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar um novo complexo mononuclear de rutênio (III) e enrofloxacina (enro, fármaco antibacteriano da família das fluoroquinolonas), [Ru(enro)3].nH2O. Foram testadas várias rotas sintéticas e apenas a partir de uma delas obteve-se o composto desejado. O produto foi caracterizado pelas técnicas espectroscópicas de absorção na região do UV-visível e do infra-vermelho. Através desta última técnica foi possível determinar o modo pelo qual a enrofloxacina se coordena ao íon rutênio: a coordenação ocorre de modo bidentado através do oxigênio da piridona e do oxigênio do grupamento carboxilato. Outro objetivo deste trabalho foi investigar a interação do complexo mononuclear de rutênio (III) e norfloxacina, [Ru(nor)3].nH2O, com a albumina de soro humano (HSA), através da técnica de luminescência. Mais especificamente pelo estudo da supressão da luminescência dos resíduos de triptofano, aplicando-se o modelo de tratamento da supressão bimolecular de Stern-Volmer. O estudo de supressão de fluorescência mostrou, por meio de espectros de emissão da HSA, que com o aumento da concentração do complexo [Ru(nor)3].nH2O na solução de HSA, ocorre uma redução gradual da luminescência da HSA, devido a alterações da conformação da proteína, que sugerem alteração do microambiente próximos aos resíduos de triptofano. A partir do tratamento dos dados pode-se determinar tanto K_sv quanto a constante cinética do processo de supressão, que mostraram uma dependência com a temperatura sugerindo como mecanismo predominante de supressão o mecanismo dinâmico. Porém essa conclusão foi revista a partir da determinação dos tempos de vida do estado excitado da HSA, e pode-se concluir que o mecanismo predominante à temperatura ambiente é o mecanismo estático, porém com o aumento da temperatura ocorre a predominância do mecanismo do tipo dinâmico. Através da determinação dos parâmetros termodinâmicos, concluiu-se que as interações entre a HSA e o complexo são espontâneas, e forças de van der Waals e ligações de hidrogênio estão envolvidas na ligação entre a HSA e o supressor. / This work aims to synthesize and characterize a new mononuclear ruthenium (III) complex and enrofloxacin (enro, antibacterial drug of the fluoroquinolone family), [Ru(enro)3].nH2O. Several synthetic routes were tested, but only from one of them it was obtained the desired compound. The product was characterized by spectroscopic techniques of absorption in UV-visible and infra-red regions. Through this last technique, it was possible to determine the coordination mode of enrofloxacin to the ruthenium ion: the coordination occurs in a bidentate way through the pyridone oxygen and the oxygen of the carboxylate group. Another aim of this study was to investigate the interaction of mononuclear ruthenium (III) complex and the norfloxacin, [Ru(nor)3].nH2O, with the human serum albumin (HSA), through the technique of luminescence. More specifically, by the study of the quenching of luminescence of tryptophan residues, by applying the Stern-Volmers model of treatment of bimolecular suppression. The fluorescence quenching study showed, through the emission spectra of HSA, that increasing the complex concentration in HSA solution, there is a gradual reduction of the luminescence of HSA, due to the conformational changes of the protein that suggests the change of microenvironment near tryptophan residues. From the data processing it is possible to determine both K_sv and the kinetic constant of the suppression process, which showed temperature dependence, suggesting as the predominant mechanism of quenching the dynamic mechanism. However, this conclusion has been revised from the determination of the lifetimes of the excited state of HSA, and it can be concluded that the predominant mechanism at room temperature is the static mechanism, but with the temperatures increase, it occurs the predominance of the dynamic type mechanism. By determining the thermodynamic parameters, it was concluded that the interactions between HSA and the complex are spontaneous, and Van der Waals forces and hydrogen bonds are involved in the binding between HSA and suppressor.

A atividade do óxido nítrico na Química e Biologia não é completamente conhecida. Centenas de artigos são publicados por ano, somente sobre este assunto. Muito mais estudos necessitam ser feitos nesta área. Cientistas no campo da Biologia que queiram estudar como o óxido nítrico se comporta em diferentes sistemas necessitam de algum tipo de composto modelo que libera NO, para auxiliá-los em seus estudos farmacocinéticos. O óxido nítrico (NO) é tão importante que há um grande desejo da sociedade cientifica em obter compostos que possibilitem liberá-lo. Ele apresenta aplicações diversificadas. Investigando a cinética de liberação de NO, poderemos saber como o mesmo pode ser aplicado nas mais diversas atividades, tais como: controlar a relaxação cardiovascular, pressão sanguínea ou mesmo o desenvolvimento do câncer. Neste trabalho sintetizamos e caracterizamos cis-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 e trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2. Os valores obtidos para o complexo cis-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 por voltametria cíclica foram: E1/2= 0,21 V vs Fe ;UV-vis(298nm,332nm); FTIR:νNO= 1930 cm-1 ; para o complexo trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 a voltametria cíclica apresentou E1/2= 0,19 V vs Fe ;UV-vis (298nm,312nm); FTIR:νNO= 1921 cm-1. O desenvolvimento de sistemas de liberação de NO a partir de complexos nitrosilos de rutênio podem ser discutidos com particular referencia ao produto de necessidade médica. Uma compreensão apropriada das propriedades da molécula doadora de NO, em um sistema de liberação de fármaco, é essencial antes do uso de interesse na terapia clinica. Foram estudadas as propriedades físico-quimicas dos compostos cis / trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 em emulsão água / óleo (A/O) e avaliadas as taxas de liberação de NO encapsulado na fase aquosa interna da emulsão. O perfil de liberação de NO pelos complexos cis / trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 também foi estudada utilizando-se membrana de acetato de celulose, cujos resultados mostram um comportamento não linear com taxa de 4,53x10-4 mol/cm2 para a espécie cis-[RuCl(bpy)2NO]2+ e 3,33x10-4 mol/cm2 para a espécie trans-[RuCl(bpy)2NO]2+. A permeação transdérmica e a acumulação dos complexos cis /trans-[RuCl(bpy)2NO]2+ sobre a pele foi também estudada utilizando-se pele da orelha de porco. Os dados obtidos por espectro de absorção UV-visível exibiram aumentos da concentração acumulada dos complexos sobre a pele quando os mesmos foram formulados em emulsão na forma livre, para ambos os isômeros. Tais resultados mostraram que os complexos ficaram acumulados principalmente na epiderme. Também foram observados espectros UV-visível, utilizando-se acoplado um sensor seletivo para NO, que demonstraram que é possível liberar NO a partir dos complexos cis / trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 através da eletro-redução em meio aquoso ou em emulsão A/O, quando um potencial de 0,00 V vs Ag/AgCl foi aplicado. Estes resultados nos sugerem que o sistema de complexos de rutênio nitrosil veiculados em emulsão A/O poderia ser utilizado com sucesso no desenvolvimento de um sistema de liberação prolongada de NO / Nitric oxide activity in chemistry and biology is not yet fully discovered. There are more than 5,000 papers alone on this subject each year. A lot more work needs to be done in this area. For people in biology who want to study how nitric oxide works in different systems, they need some kind of model compound to release nitric oxide to help them do their pharmacokinetic studies. Nitric oxide (NO) is very important, there is a great need in the scientific society to have a compound that can release it. There are many applications. By investigating the nitric oxide releasing kinetics, we will know if it can be applied to any of these activities such as controlling cardiovascular relaxation, blood pressure or cancer growth. We have synthesized and characterized cis-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 and trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2. We found that cis-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 show by cyclic voltammetry E1/2= 0,21 V vs Fe ;UV-vis(298nm,332nm); FTIR:νNO= 1930 cm-1 and trans-[RuCl(NO)(bpy)2](PF6)2 show by cyclic voltammetry E1/2= 0,19 V vs Fe ;UV-vis(298nm,312nm); FTIR:νNO= 1921 cm-1. The development of delivery systems for nitric oxide release from nitrosyl ruthenium complexes could be discussed with particular reference to the products of unmet medical needs. A proper understanding of the properties of the NO donor molecule in a drug delivery system is essential before an appropriate use in clinical therapy. We have studied the physical and chemical properties of cis/trans-[RuCl(bpy)2NO](PF6)2 in a water/oil emulsion (W/O) and evaluate release rates of nitric oxide encapsulated in internal aqueous phase. The cis/trans-[RuCl(bpy)2NO]2+ release was also studied with a cellulose membrane, which show non-linear behavior with rate of 4,53x10-4 mol/cm2 for cis-[RuCl(bpy)2NO]2+ and 3,33x10-4 mol/cm2 for trans-[RuCl(bpy)2NO]2+. The transdermal permeation and skin accumulation of is/trans-[RuCl(bpy)2NO]2+ on the percutaneous penetration was also studied through pig skin. Data showed that UV-vis absorber exhibited increases in skin accumulation when is formulated in emulsions in free form for both isomers. Those results showed that the complexes were mainly accumulated on epidermis. We also found by UV-visible and using a NO sensor that the cis/trans-[RuCl(bpy)2NO]2+ can release NO by electro-reduction in aqueous solution or in W/O emulsion when a potential of 0.0 V vs Ag/AgCl was applied. Those results suggest us that a W/O emulsion system bearing nitrosyl ruthenium complex could successfully be used in the development of long acting nitric oxide release system.

A síntese e a caracterização de uma série de porfirinas polinucleares, por meio de análise elementar, espectroscopia eletrônica e Raman ressonante, voltametria cíclica e espectroeletroquímica, são apresentadas nesta tese. Estas supermoléculas foram obtidas pela coordenação de quatro grupos Ru(edta)- ou Ru(bipY)2Cl+ aos resíduos piridínicos das meso-tetra(piridil)porfirinas base-livre e metaladas. As propriedades eletrocatalíticas, fotoquímicas e fotofísicas foram estudadas, dando especial atenção às propriedades supramoleculares resultantes da interação entre as porfirinas e os complexos de rutênio periféricos. Também, foi explorada a capacidade singular desses complexos de formar filmes. Estes materiais são excelentes condutores iônicos e eletrônicos, e se comportam como fotocondutores moleculares, possibilitando a conversão de energia luminosa em elétrica. A possibilidade de utilizar estes filmes na confecção de dispositivos, tais como retificadores, amplificadores e transístores, assim como, células fotoelétricas e fotoeletroquímicas, abre novas perspectivas na área da fotoeletrônica molecular. / The synthesis and characterization of a series of polynuclear porphyrins by elementary analysis, electronic and resonance Raman spectroscopy, cyclic voltanunetry and spectroelectrochemistry, are presented. Those supermolecules were obtained by attaching Ru( edta)- or Ru(bipY)2Cl+ groups to the four pyridine residues of the free-base or the metallated meso-tetra(pyridil)porphyrins. Their electrocatalytical, photochemical and photophysical properties were studied. Special attention were paid to the supramolecular properties resulting from the interaction of the porphyrin and the peripheral ruthenium complexes. The unusual ability of these complexes to form stable films was also explored. These materials are excellent ionic and electronic conductors and act as molecular photoconductors, converting light into electricity. The films can be used for the design of electronic devices such as rectifiers, amplifiers and transistors, as well as, of photoelectric and photoelectrochemical cells.

Os complexos de rutênio há algumas décadas são estudados visando à aplicação em medicina, catálise e fotoquímica. Particularmente, com interesse voltado para a área médica, novos compostos têm sido desenvolvidos para substituir a cis-platina no tratamento do câncer, uma vez que este medicamento atua numa gama restrita de tipos de tumores e apresenta efeitos colaterais. O objetivo deste trabalho de pesquisa foi obter compostos polinucleares que possam reunir, em uma única espécie, duas ou três unidades de rutênio biologicamente relevantes. Compostos já conhecidos pela potencialidade antitumoral própria - cis-[RuCl2(dmso)4] e [Ru2Cl(AcO)4] - foram escolhidos como unidades de construção. Os compostos 4,4´-bipiridina e a 4-cianopiridina foram utilizadas como ligantes de ponte para unir estas unidades. Duas rotas diferentes para a obtenção dos compostos polimetalados foram propostas, sendo a escolha dependente do ligante-ponte utilizado. Três complexos precursores foram preparados modificando-se procedimentos já descritos, e novos compostos - um monômero e quatro polimetalados -foram sintetizados. Todos os complexos obtidos foram caracterizados por meio de medidas de análise elementar (CHN), espectroscopia eletrônica (UV-VIS-NIR) de soluções e de sólidos, espectroscopia vibracional (IV), e análise termogravimétrica (TGA). A técnica de 1H RMN e medidas de susceptibilidade magnética também foram utilizadas em alguns casos. / Ruthenium complexes have been studied for some decades for use in Medicine, catalysis and photochemistry. Regarding applications in the medical field, new compounds have been developed to substitute cisplatin in cancer treatment, since it has side effects and works on a restricted range of tumours. The objective of this research was to obtain polinuclear compounds that could combine, in one single structure, two or three known biologically active ruthenium units. Compounds known to exhibit antitumoral activity - cis-[RuCl2(dmso)4] and [Ru2Cl(AcO)4] - were chosen as building blocks. The 4,4´-bipyridine and 4-cianpyridine compounds were used as bridging ligands to connect these units. Two different synthetic routes were designed to obtain the polinuclear compounds being the choice dependent of the bridging ligand. Three precursors were prepared by modified - were synthesized. All obtained compounds were characterised by elemental analysis (CHN), electronic spectroscopy (UV-VIS-NIR) in solutions and solid state, vibrational spectroscopy (IR), and thermogravimetric analysis (TGA). The 1H NMR technique and magnetic susceptibility measurements were also used in some cases.

Foram testados complexos de rutênio trans-[RuNO(NH3)4L](X)3 (X = BF4- ou PF6- e L = imN, 4-pic, isn, py, pz, L - hist, nic, imC, P(OEt)3, SO3-2) e [Ru(NO)Hedta)] como agentes antiproliferativos contra o parasito Leishamania major. Os complexos onde L = imN, pz, 4-pic, py, isn, e P(OEt)3 exibem IC50pro na faixa de 36 (L = imN) a 280μM (L= isn). A curva de crescimento das formas promastigotas, incubadas com os compostos mais promissores, trans-[RuNO(NH3)4L](BF4)3 (L= imN, pz, py, 4-pic), foi avaliada por meio de contagem de células viáveis e por ensaio colorimétrico (MTT). Uma relação entre os valores de k-NO e efeito antipromastigota segue a seguinte ordem: imN>4-pic>pz>py. Foi observado um aumento na inibição do crescimento das formas promastigotas incubadas com o complexo trans-[RuNO(NH3)4P(OEt)3](PF6)3 na presença de ácido ascórbico, confirmando o mecanismo de nitrosilação dos complexos utilizados. O complexo trans-[RuNO(NH3)4imN](BF4)3 e o sal de Angeli (Na2N2O3) exibiram efeitos similares frente as formas amastigotas intracelulares. O composto trans-[RuNO(NH3)4imN](BF4)3 apresentou efeito antileishmania em experimentos in vivo. A reação entre trans-[RuNO(NH3)4L](X)3 (X = BF4- or PF6- and L = imN, 4-pic, py, isn, P(OEt3)) e excesso de L-cisteína foi investigada e os seus produtos analisados. HNO e NO0 foram encontrados como produtos da redução do ligante nitrosônio. Esta reação ocorre em varias etapas com a formação dos complexos trans-[Ru(NH3)4LN(O)SR]n-1 e trans-[Ru(NH3)4LN(O)(SR)2]n-2 cujo as constantes de formação k1 (1,7×107 - 2,2×104 mol-1Ls-1) e k2 (3,3×104 - 4,9×101mol-1Ls-1) foram calculados para L = P(OEt)3, 4-pic, py e isn). Estas espécies podem sofrer reações subseqüentes com dissociação de HNO e NO. Exceto para L = P(OEt3), a reação não ocorre quando CH+>= 1×10-6 mol L-1. Em solução onde CH+ = 4×108 mol L-1, a reação ocorre principalmente segundo: trans-[RuNO(NH3)4L]+3 + 2RS- + H2O → trans-[Ru(NH3)4L(H2O)]2+ + RSSR + NO- Para L = P(OEt3), e em meio ácido, NO0 é preferencialmente o produto da redução do ligante NO+: trans-[RuNO(NH3)4P(OEt)3]+3 + RSH + H2O → trans-[Ru(NH3)4P(OEt)3(H2O)]2+ + ½ RSSR + NO0 + H+ Os resultados experimentais em solução sugerem que ambas as espécies NO e HNO podem ser responsáveis pelo efeito antiparasitário dos nitrosilos de rutênio aqui estudados. A relação entre a concentração das espécies NO/HNO será determinada pelas condições de pH do meio e concentração do redutor. / Ruthenium complexes type trans-[RuNO(NH3)4L](X)3 (X = BF4- or PF6- and L = imN, 4-pic, isn, py, pz, L- hist, nic, imC, P(OEt)3, SO32-), and [RuNO(Hedta)] were tested as antiproliferative agents against the Leishmania major parasite. The complexes where L = imN, pz, 4-pic, py, isn, and P(OEt)3 exhibited IC50pro ranging from 36 for trans-[RuNO(NH3)4imN](BF4)3 to 280 μM for trans-[RuNO(NH3)4isn](BF4)3. The growth rate of the promastigote forms incubated with the most promising compounds, trans-[RuNO(NH3)4L](BF4)3 (L= imN, pz, py, 4-pic) had been evaluated trough motile cell counting and colorimetric assay (MTT). The trend between k-NO values and the antipromastigote effect follows the order: imN>4-pic>pz>py. An increase on the inhibition of the promastigote forms growth by the trans-[RuNO(NH3)4P(OEt)3](PF6)3 and trans-[RuNO(NH3)4imN](BF4)3 species was observed when the ruthenium complexes and ascorbic acid were simultaneously incubated, confirming the nitrosylation behavior of these complexes. Inhibitory effects of the trans-[RuNO(NH3)4imN](BF4)3 and of the Angeli\'s salt (Na2N2O3) were similar on the intramacrophage amastigote form grown. Encouraged by the antileishmanial effect of the complex trans-[RuNO(NH3)4imN](BF4)3 observed in vitro, in vivo experiments were carried out in infected BALB/c mice. The reaction between trans-[RuNO(NH3)4L](X)3 (X = BF4- or PF6- and L = imN, 4-pic, isn, P(OEt)3) and excess of L-cysteine was investigated and the products analysed. HNO and NO are the products of nitrosonium ligand reduction. This reaction yields the complexes trans-[Ru(NH3)4LN(O)SR]n-1 and trans-[Ru(NH3)4LN(O)(SR)2]n-2 which present k1 (1,7×107 - 2,2×104 mol-1Ls-1) and k2 (3,3×104 - 4,9×101mol-1Ls-1) for L = P(OEt)3, 4-pic, py e isn). This species react with RS- producing HNO and/or NO. Exception for L = P(OEt)3, this reaction does not occurs when CH+>= 1×10-6 mol L-1. For solution in which CH+ = 4×10-8 mol L-1, the reaction occur mainly trough: trans-[RuNO(NH3)4L]+3 + 2RS- + H2O → trans-[Ru(NH3)4L(H2O)]2+ + RSSR + NO- For L = P(OEt)3, and in acid media, NO0 is preferentially the reduction product of NO+ ligand. trans-[RuNO(NH3)4P(OEt)3]+3 + RSH + H2O → trans-[Ru(NH3)4P(OEt)3(H2O)]2+ + ½RSSR + NO0 + H+ The experimental results from solution studies suggest that both NO and HNO could be responsible for the antiparasitaric effect of these ruthenium nitrosyl. The concentration ratio of NO/HNO could be dictated by the local conditions of pH.