Submitted by Israel Vieira Neto (israel.vieiraneto@ufpe.br) on 2015-03-03T19:54:29Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Bruno Pereira dos Santos.pdf: 2663458 bytes, checksum: 84d969097391429dd5a2d1cb7f0746d6 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T19:54:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Bruno Pereira dos Santos.pdf: 2663458 bytes, checksum: 84d969097391429dd5a2d1cb7f0746d6 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / A hidrogenólise do glicerol para 1,2 – propanodiol foi investigada sobre dois diferentes tipos de metais o níquel e rutênio suportado em dióxido de titânio. Usando estes dois metais foram sintetizados três tipos de catalisadores 2%Ru/TiO2, 5%Ni/TiO2 e 5%Ni-1%Ru/TiO2. Para o catalisador 2% Ru/TiO2 fez-se um estudo da influência da temperatura, onde houve um aumento da conversão e do rendimento em 1,2 – propanodiol com o aumento da temperatura; para a temperatura de 240°C obteve-se o melhor valor de rendimento em 1,2 – propanodiol com valor de 51% com 6 horas de reação e pela evolução da reação não se observou degradação do 1,2 – propanodiol. Para o catalisador 5% Ni/TiO2 foi observado que o níquel tem uma alta atividade catalítica, porém uma alta capacidade da clivagem da ligação C-C, com rendimento em 1,2 – propanodiol igual a 21,5% em 6 horas de reação. Para o catalisador 5%Ni-1%Ru/TiO2 foram feitos três estudos: influência da temperatura, influência da massa de catalisador e influência da concentração inicial de glicerol. Para a influência da temperatura, se observou o aumento da conversão e do rendimento em 1,2 – propanodiol com o melhor valor de rendimento em 1,2 – propanodiol igual a 41% com 6 horas de reação e 240°C. Para a influência da massa de catalisador foi observado que houve um aumento da conversão com o aumento da massa de catalisador e a massa de catalisador igual 7,5g obteve-se o melhor valor de rendimento em 1,2 – propanodiol igual a 61% com 5 horas de reação, após esse tempo de reação se observou queda do rendimento que pode ser ocasionado por degradação do 1,2 – propanodiol. Para a influência da concentração inicial de glicerol foi observado que o aumento desta diminui a conversão de glicerol e o rendimento em 1,2 – propanodiol com o melhor valor de rendimento igual a 40,5% com 6 horas de reação e na concentração de 100g/L. Por fim, foi efetuada a modelagem cinética dos dados experimentais para a determinação dos parâmetros cinéticos e de equilíbrio envolvidos no processo.

Orientador: Valdemiro Pereira de Carvalho-Junior / Banca: Andrelson Wellington Rinaldi / Banca: Sérgio Antônio Marques de Lima / Resumo: A investigação de sistemas catalíticos duais capazes de mediar as reações de polimerização por abertura de anel via metátese (ROMP) e de polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) simultaneamente é de grande interesse e importância na obtenção de novos materiais com potencial aplicação. Neste estudo, complexos de rutênio(II) inéditos coordenados a diferentes aminas cíclicas (pirrolidina, piperidina e peridroazepina) foram sintetizados: [RuCl2(dppb)(pirrolidina)] (1), [RuCl2(dppb)(piperidina)] (2) e [RuCl2(dppb)(peridroazepina)] (3). Os complexos 1, 2 e 3 foram obtidos a partir da reação entre o complexo [RuCl2(dppb)(PPh3)] com a respectiva amina cíclica em acetona. Os complexos 1, 2 e 3 foram caracterizados por EPR, FTIR, UV-Vis, RMN de 31P e 1H e voltametria cíclica. Os complexos planejados foram avaliados como precursores catalíticos em reações de ROMP de norborneno (NBE). As sínteses de polinorborneno (poliNBE) via ROMP com os complexos 1, 2 e 3 como pré-catalisadores foram avaliadas sob condições de reação ([EDA]/[Ru] = 28 (5 µL), [NBE]/[Ru] = 5000, variando o tempo de 10 a 60 minutos a 25 e 50 ºC. A atividade catalítica dos complexos em ROMP de NBE demonstrou a seguinte ordem de reatividade: 3 > 2 > 1, a qual está relacionada ao maior sinergismo aminaRuolefina. A polimerização de MMA via ATRP foi conduzida usando os complexos 1, 2 e 3 na presença de etil-α-bromoisobutirato (EBiB) como iniciador. Os testes catalíticos foram avaliados em função do... / Abstract: The investigation of dual catalytic systems able to mediate simultaneously ringopening metathesis polymerization (ROMP) and atom-transfer radical polymerization (ATRP) reactions are of great interest and importance in obtaining new materials with potential for application. In the study, a series of three amineruthenium(II) complexes (amine = pyrrolidine, piperidine and perhydroazepine) was synthesized: [RuCl2(dppb)(pirrolidina)] (1), [RuCl2(dppb)(piperidina)] (2) and [RuCl2(dppb)(peridroazepina)] (3). Complexes 1, 2 and 3 were synthesized from the reaction between the [RuCl2(dppb)(PPh3)] complex and the respective amine in acetone. Complexes 1, 2 and 3 were characterized by EPR, FTIR, UV-Vis, 31P and 1H NMR, and cyclic voltammetry. The catalytic activity of complexes was evaluated in ROMP of norbornene (NBE). The synthesis of polynorbornene via ROMP using complexes 1, 2 and 3 as pre-catalysts was evaluated under reaction conditions of [EDA]/[Ru] = 28 (5 μL), [NBE]/[Ru] = 5000 at 25 and 50 °C as a function of time (10 to 60 min). The catalytic activity of the complexes for ROMP of NBE showed the following order of reactivity: 3 > 2 > 1, which is related to the greater -donation from the amine. The polymerization of MMA via ATRP was conducted using the complexes 1, 2 e 3 in the presence of ethyl 2-bromoisobutyrate (EBiB) as the initiator. All tests were made using the molar ratio [MMA]/[EBiB]/[Ru] = 1000/2/1 and conducted at 85 °C. For complex 3, molecular weights increased linearly with conversion, however, the experimental molecular weights were higher than the theoretical ones / Mestre

O óxido nítrico (NO) é um mensageiro biológico que tem vital importância em muitos processos fisiológicos, tais como o controle cardiovascular, a sinalização neural e a defesa contra microorganismos e tumores. Sua natureza radicalar lhe confere grande reatividade e versatilidade e torna um desafio o entendimento de sua bioquímica. A molécula de NO reage rapidamente com alguns metais de transição e forma compostos estáveis denominados complexos nitrosilos, os quais podem ser utilizados como fonte geradora de óxido nítrico. Neste caso, faz-se necessário o entendimento do comportamento físico-químico desses compostos. No presente trabalho foram sintetizados os complexos: [RuII(terpy)(L)NO]n+ onde o ligante terpy = 2,2:6,2- terpiridina e L = cloreto (Cl-), 2,2-bipiridina (bpy), benzoquinonadiímina (bdqi-COOH) e benzoquinonadiamina (bdcat-COOH). Os estudos fotoquímicos e farmacológicos desses novos compostos do tipo [RuII(terpy)(L)NO]n+ foram feitos em meio aquoso. Os compostos nitrosilos de rutênio sintetizados mostraram fotolabilização do óxido nítrico (NO) sob irradiação em 355 nm com rendimento quântico de 0,14 0,02, 0,47 0,03 e 0,46 0,02 mol eistein-1 para L = bpy, bdqi-COOH e bdcat-COOH, respectivamente, e 0,0065 0,001 mol eistein-1 para irradiação em 532 nm a partir do complexo [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+. O caminho fotoquímico para irradiação em 355 foi descrito envolvendo diferentes etapas de reação. No entanto, apenas um caminho reacional foi mais bem atribuído para a irradiação em 532 nm, envolvendo o mecanismo de transferência eletrônica fotoinduzida. O efeito de vasodilatador ocasionado pelo NO a partir da irradiação do complexo [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ na região do visível foi comparado ao nitroprussiato de sódio (NSP). Os resultados foram bastante semelhantes entre ambas as espécies. Similares estudos farmacológicos foram feitos para o complexo [Ru(NO2)(bpy)(terpy)]+ em meio fisiológico e sob irradiação em 355 nm. O mecanismo fotoquímico descrito para tal composto se baseia na formação de dois fotoprodutos, onde (I) há fotoaquação do fragmento RuII-NO2 produzindo as espécies RuII-H2O e NO2- e uma segunda etapa (II) devido à dissociação homolítica do NO a partir do nitrito coordenado, formando as espécie RuII-OH2 e NO. Baseado no mecanismo fotoquímico, o nitro complexo de rutênio foi incorporado a uma microemulsão água óleo (W/O) e utilizada em estudos de vasodilatação muscular. O tempo observado para o máximo de relaxamento muscular promovido pelo complexo [Ru(NO2)((bpy)terpy)]+ foi de 50 minutos. Todos os complexos nitrosilos de rutênio descritos neste trabalho foram avaliados como doadores de NO encapsulados em matrizes sólidas. Os complexos [RuII(terpy)(L)NO]n+ foram encapsulados em matrizes do tipo sol-gel e silicone e submetidos a irradiação na região do ultravioleta (355 nm) e visível (532 nm). Todos as matrizes mostraram se tratar de material amorfo. A microscopia eletrônica de varredura mostrou partículas com formas irregulares, com tamanho de 1000 m para ambas as matrizes e distribuição homogênea. A fotólise das matrizes encapsuladas com complexos nitrosilos de rutênio foram imersas em solução tampão pH = 7,40 e a 37,0 0C. A cinética de liberação de NO a partir desses sistemas mostrou ser do tipo primeira ordem . / Nitric oxide (NO) is a biological messenger. It has been implicated in many physiological processes, including cardiovascular control, neuronal signaling, and defence against microorganism and tumors. Its radicalar nature gives it great reactivity and versatility, and makes the knowledge of its biochemistry a challeng. The NO molecule reacts fast with some transition metal resulting stable compounds named nitrosyl complexes that can be used as nitric oxide producers. For such use, it is necessary a good understanding of the physical-chemical behavior of these complexes. In the present work, the following complexes were synthesized: [RuII(terpy)(L)NO]n+ where terpy = 2,2:6,2 - terpyridine and L = chloride (Cl- ), 2,2 -bipiridine (bpy), benzoquinonediimine (bdqi-COOH) e benzoquinonediamine (bdcat-COOH). The compounds were isolated and characterized by elementary analysis, by spectroscopy (UV-visible, infrared, and fluorescence), HPLC, electrochemical techniques (cyclic and differential pulse voltammetry) and spectroeletrochemistry. Infrared spectroscopy has show band at 1850 cm-1 1960 cm-1 region attributed, to nNO stretching. The oxidation state for benzoquinone ligands were also characterized by this technique and shows band at 1700 cm-1 and 1280 cm-1, for L = bdqi-COOH and bdcat-COOH species, respectively. UV-visible spectra have displayed bands in the ultraviolet region originated by p®p* transition of the unsatured ligands and bands in 350 - 380 nm region characterized as MLTC due dp(RuII)®p*(NO+) transition. The [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ spectrum has also shown the MLTC band in 510 nm due the dp(RuII)®p*(bdqi-COOH) transition. Electrochemical experiments have revealed two processes in the nitrosyl ligand: NO+/NO0 e NO0/NO-. The different nitrosyl redox potential depends on the inductive effects of ligand L. The complexes were irradiated in a Nd:YAG laser flash photolysis apparatus at ultraviolet (355 nm) and visible (532 nm) irradiation. During the irradiation the NO liberation was measured in situ by amperometry, and the solution spectral change was verified by UV-visible spectroscopy. The amperometric detection was done by a NO sensor electrode (NOmeter), which data were the base to calculate the quantum yields of NO liberation (fNO). For all complexes, fNO were determined in 355 nm light irradiation. The photochemical pathway at 355 nm light irradiation was described as a differents photochemical mechanism. The photochemical mechanism for NO releasing by [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ complex under 532 nm light irradiation involves an intramolecular photoinduced electron transfer. Biological studies showed that [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ complex can be considered a promising drug. Their vasodilatation action is similar to sodium nitroprusside (SNP) and cytotoxic action diminishi 74 % for celular viability for metastatic cell.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6255.pdf: 3564380 bytes, checksum: f3ee3c70b2eb86a4756e174f99d5e603 (MD5) Previous issue date: 2014-04-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work evaluated ruthenium (II) complexes in biological assays in vitro on tumor cells and non-tumor, and in vivo in male Swiss and C57BL/6 mice, as well as the interactions with DNA and BSA were evaluated. The compounds (1) [Ru(dppb)(SpyMe2-N,S)2]; (2) [RuCl (SpyMe2-N,S)2NO]; (3) [Ru(Pic)2(dppb)]; (4) [Ru(Gly)(dppb)(4,4'-mebipy)]PF6; (5) [Ru(Gly)(dppb)(phen)]PF6; (6) [Ru(Tyr)(dppb)(4,4'-mebipy)]PF6; (7) [Ru(Tyr)(dppb)(phen)] PF6; (8) [Ru(Trp) (dppb)(phen)]PF6 and (9) ct-[RuCl(CO)(dppb)(bipy) ]PF6 (where, dppb = 1,4-bis (diphenylphosphino) butane; pic = picolinate; SpyMe2 = 4,6-dimethyl-2- mercaptopyrimidine, 4,4'-mebipy = 4,4'-dimethyl-2, 2'-bipyridine; phen = phenanthroline; Gly = glycine, Tyr = tyrosine, Trp = tryptophan; bipy = 2,2'- bipyridine) underwent a screening evaluation of cytotoxic activity on different tumor cell lines U251, HeLa, MCF7, HepG2 , MO59J and B16F10 and non tumour V79, in different concentrations by XTT method. The compound 9 was selected for the assessment of interactions with DNA and BSA, the genotoxic potential in vitro (V79 and HepG2 cells), in vivo (Swiss mice), as well as to evaluate the antitumor potential in vivo (C57BL/6 mice). In vitro experiments, the compoud 9 was assessed at various concentrations in the tests of interactions with DNA and BSA and micronucleus test. In vivo experiments, animals were treated with different doses of the compound 9 by intraperitoneal route in the micronucleus and comet assays, and subcutaneous route in the evaluating of the antitumoral potential. The micronucleus test in bone marrow and comet in hepatocytes were employed to study the potential genotoxic. For both assays, in vitro and in vivo, groups negative controls (water) and positive (methyl methanesulfonate and cisplatin) were included. The results of in vitro cytotoxicity assays showed that the HeLa and MCF7 tumor cells were sensitive to the majority of the complexes evaluated. However, the compound 9 showed cytotoxicity against all tumor cell lines evaluated, with low IC50 values. In the experiments of interaction with DNA and BSA, the compound 9 showed weak interactions with DNA and hydrophobic interactions for BSA. The results obtained in vitro micronucleus tests for complex 9 showed absence of genotoxicity in V79 cells and in HepG2 tumor cells showed up genotoxic at a concentration of 1.25 μmol L-1. In experiments in vivo micronucleus, the compound 9 was not genotoxic in different doses evaluated. Regarding the comet assay, the results showed an increased frequency of DNA damage in hepatocytes in a dose of 5.0 mg kg-1 b.w. In vivo antitumor test, animals treated with 5.0 mg kg-1 b.w. of compound 9, showed significant inhibition of tumor growth compared to untreated control. In the histopathological analysis, the compound 9 also showed significant inhibition of mitosis in relation to the control group. Most of the compounds evaluated in this study showed in vitro cytotoxic activity on tumor cells, especially in MCF7 cells. The compound 9 showed promising results in biological in vitro and in vivo assays, suggesting that this compound may be potential candidate for chemotherapy in cancer treatment. / O presente trabalho avaliou complexos de rutênio (II) em ensaios biológicos in vitro em células tumorais e não tumorais e, in vivo em camundongos machos Swiss e C57BL/6, assim como foram avaliadas as interações com o DNA e a BSA. Os compostos (1) [Ru(dppb)(SpyMe2-N,S)2]; (2) [RuCl (SpyMe2- N,S)2NO]; (3) [Ru(Pic)2(dppb)]; (4) [Ru(Gly)(dppb)(4,4 -mebipy)]PF6; (5) Ru(Gly)(dppb)(fen)]PF6; (6) [Ru(Tyr)(dppb)(4,4 -mebipy)]PF6; (7) [Ru(Tyr)(dppb)(fen)]PF6; (8) [Ru(Trp)(dppb)(fen)]PF6 e (9) ct [RuCl(CO)(dppb)(bipy)]PF6 (onde, dppb = 1,4-bis(difenilfosfina)butano; pic = picolinato; SpyMe2 = 4,6-dimetil-2-mercaptopirimidina; 4,4 -mebipy = 4,4 - Dimetil-2,2 -bipiridina; fen = fenantrolina; Gly = glicina; Tyr = tirosina; Trp = triptofano; bipy = 2,2 -bipiridina) passaram por uma triagem na avaliação da atividade citotóxica em diferentes linhagens celulares tumorais U251, HeLa, MCF7, HepG2, MO59J e B16F10, e, não tumoral V79 pelo método XTT. O composto 9 foi selecionado para a avaliação das interações com o DNA e BSA, do potencial genotóxico in vitro (células V79 e HepG2) e in vivo (camundongos Swiss), bem como para a avaliação do potencial antitumoral in vivo (camundongos C57BL/6). Nos experimentos in vitro, o composto 9 foi avaliado em diferentes concentrações nos experimentos de interações com o DNA, BSA e de micronúcleo in vitro. Nos experimentos in vivo, os animais foram tratados via intraperitoneal em diferentes doses do composto 9 nos ensaios de micronúcleo e cometa, e por via subcutânea no ensaio antitumoral. Para ambos os testes, in vitro e in vivo, os grupos controles negativo (água) e positivo (cisplatina ou metilmetanosulfonato) foram incluídos. Os resultados de citotoxicidade in vitro mostraram que as células tumorais HeLa e MCF7 foram sensíveis para a maior parte dos compostos avaliados. Contudo, o composto 9 apresentou citotoxicidade frente a todas as linhagens tumorais avaliadas, apresentando baixos valores de IC50. Nos experimentos de interação com o DNA e BSA, o composto 9 apresentou interações fracas com o DNA e interações hidrofóbicas para a BSA. No ensaio de micronúcleo in vitro, o composto 9 não foi genotóxico em células V79, porém, em células tumorais HepG2 mostrou efeito genotóxico na concentração de 1,25 μmol L-1. No ensaio de micronúcleo in vivo, o composto 9 não foi genotóxico nas diferentes doses avaliadas. Em relação ao ensaio cometa, os resultados mostraram aumento na frequência de danos no DNA em hepatócitos, apenas na dose de 5,0 mg kg-1 p.c. No ensaio antitumoral in vivo, os animais tratados com 5,0 mg kg-1 p.c. do composto 9, mostraram significativa inibição do desenvolvimento tumoral em relação ao controle sem tratamento. Nas análises histopatológicas, o composto 9 também mostrou significativa inibição das mitoses em relação ao grupo controle. A maioria dos compostos avaliados neste trabalho apresentou atividade citotóxica in vitro em células tumorais, principalmente em células MCF7. O composto 9, apresentou resultados promissores nos ensaios biológicos in vitro e in vivo, sugerindo que este composto pode ser potencial candidato a quimioterápico no tratamento do câncer.

O óxido nítrico (NO) é um mensageiro biológico que tem vital importância em muitos processos fisiológicos, tais como o controle cardiovascular, a sinalização neural e a defesa contra microorganismos e tumores. Sua natureza radicalar lhe confere grande reatividade e versatilidade e torna um desafio o entendimento de sua bioquímica. A molécula de NO reage rapidamente com alguns metais de transição e forma compostos estáveis denominados complexos nitrosilos, os quais podem ser utilizados como fonte geradora de óxido nítrico. Neste caso, faz-se necessário o entendimento do comportamento físico-químico desses compostos. No presente trabalho foram sintetizados os complexos: [RuII(terpy)(L)NO]n+ onde o ligante terpy = 2,2:6,2- terpiridina e L = cloreto (Cl-), 2,2-bipiridina (bpy), benzoquinonadiímina (bdqi-COOH) e benzoquinonadiamina (bdcat-COOH). Os estudos fotoquímicos e farmacológicos desses novos compostos do tipo [RuII(terpy)(L)NO]n+ foram feitos em meio aquoso. Os compostos nitrosilos de rutênio sintetizados mostraram fotolabilização do óxido nítrico (NO) sob irradiação em 355 nm com rendimento quântico de 0,14 0,02, 0,47 0,03 e 0,46 0,02 mol eistein-1 para L = bpy, bdqi-COOH e bdcat-COOH, respectivamente, e 0,0065 0,001 mol eistein-1 para irradiação em 532 nm a partir do complexo [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+. O caminho fotoquímico para irradiação em 355 foi descrito envolvendo diferentes etapas de reação. No entanto, apenas um caminho reacional foi mais bem atribuído para a irradiação em 532 nm, envolvendo o mecanismo de transferência eletrônica fotoinduzida. O efeito de vasodilatador ocasionado pelo NO a partir da irradiação do complexo [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ na região do visível foi comparado ao nitroprussiato de sódio (NSP). Os resultados foram bastante semelhantes entre ambas as espécies. Similares estudos farmacológicos foram feitos para o complexo [Ru(NO2)(bpy)(terpy)]+ em meio fisiológico e sob irradiação em 355 nm. O mecanismo fotoquímico descrito para tal composto se baseia na formação de dois fotoprodutos, onde (I) há fotoaquação do fragmento RuII-NO2 produzindo as espécies RuII-H2O e NO2- e uma segunda etapa (II) devido à dissociação homolítica do NO a partir do nitrito coordenado, formando as espécie RuII-OH2 e NO. Baseado no mecanismo fotoquímico, o nitro complexo de rutênio foi incorporado a uma microemulsão água óleo (W/O) e utilizada em estudos de vasodilatação muscular. O tempo observado para o máximo de relaxamento muscular promovido pelo complexo [Ru(NO2)((bpy)terpy)]+ foi de 50 minutos. Todos os complexos nitrosilos de rutênio descritos neste trabalho foram avaliados como doadores de NO encapsulados em matrizes sólidas. Os complexos [RuII(terpy)(L)NO]n+ foram encapsulados em matrizes do tipo sol-gel e silicone e submetidos a irradiação na região do ultravioleta (355 nm) e visível (532 nm). Todos as matrizes mostraram se tratar de material amorfo. A microscopia eletrônica de varredura mostrou partículas com formas irregulares, com tamanho de 1000 m para ambas as matrizes e distribuição homogênea. A fotólise das matrizes encapsuladas com complexos nitrosilos de rutênio foram imersas em solução tampão pH = 7,40 e a 37,0 0C. A cinética de liberação de NO a partir desses sistemas mostrou ser do tipo primeira ordem . / Nitric oxide (NO) is a biological messenger. It has been implicated in many physiological processes, including cardiovascular control, neuronal signaling, and defence against microorganism and tumors. Its radicalar nature gives it great reactivity and versatility, and makes the knowledge of its biochemistry a challeng. The NO molecule reacts fast with some transition metal resulting stable compounds named nitrosyl complexes that can be used as nitric oxide producers. For such use, it is necessary a good understanding of the physical-chemical behavior of these complexes. In the present work, the following complexes were synthesized: [RuII(terpy)(L)NO]n+ where terpy = 2,2:6,2 - terpyridine and L = chloride (Cl- ), 2,2 -bipiridine (bpy), benzoquinonediimine (bdqi-COOH) e benzoquinonediamine (bdcat-COOH). The compounds were isolated and characterized by elementary analysis, by spectroscopy (UV-visible, infrared, and fluorescence), HPLC, electrochemical techniques (cyclic and differential pulse voltammetry) and spectroeletrochemistry. Infrared spectroscopy has show band at 1850 cm-1 1960 cm-1 region attributed, to nNO stretching. The oxidation state for benzoquinone ligands were also characterized by this technique and shows band at 1700 cm-1 and 1280 cm-1, for L = bdqi-COOH and bdcat-COOH species, respectively. UV-visible spectra have displayed bands in the ultraviolet region originated by p®p* transition of the unsatured ligands and bands in 350 - 380 nm region characterized as MLTC due dp(RuII)®p*(NO+) transition. The [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ spectrum has also shown the MLTC band in 510 nm due the dp(RuII)®p*(bdqi-COOH) transition. Electrochemical experiments have revealed two processes in the nitrosyl ligand: NO+/NO0 e NO0/NO-. The different nitrosyl redox potential depends on the inductive effects of ligand L. The complexes were irradiated in a Nd:YAG laser flash photolysis apparatus at ultraviolet (355 nm) and visible (532 nm) irradiation. During the irradiation the NO liberation was measured in situ by amperometry, and the solution spectral change was verified by UV-visible spectroscopy. The amperometric detection was done by a NO sensor electrode (NOmeter), which data were the base to calculate the quantum yields of NO liberation (fNO). For all complexes, fNO were determined in 355 nm light irradiation. The photochemical pathway at 355 nm light irradiation was described as a differents photochemical mechanism. The photochemical mechanism for NO releasing by [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ complex under 532 nm light irradiation involves an intramolecular photoinduced electron transfer. Biological studies showed that [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ complex can be considered a promising drug. Their vasodilatation action is similar to sodium nitroprusside (SNP) and cytotoxic action diminishi 74 % for celular viability for metastatic cell.

Foram estudadas as reações de formação do NO- / HNO, estados de spin e reatividade frente a redutores dos complexos trans-[RuII(NO+)(NH3)4(L)](X)n onde L = N-heterocíclicos (IsN, Nic e ImN) ou éster de fósforo (P(OEt)3). O potencial para o par redox [RuII(NO0)]n+ / [RuII(NO-)](n-1)+ foi identificado somente para L = P(OEt)3 com valor de Ep = -0,41V. Cálculos DFT indicaram que após a redução, a espécie singleto coordenada (NO-) é formada por ser mais estável que forma tripleto (3NO-), sendo imediatamente protonada, dando origem a espécie singleto protonada (1HNO) não havendo, portanto proibição de spin para a reação de protonação do ligante, indicando comportamento diferente do observado para o ligante livre, onde a espécie 3NO- é a mais estável. Após a redução química por Zn(Hg), a espécie N2O, produto da dimerização do HNO, pôde ser identificada indicando a liberação de HNO pelo complexo trans-[RuII(NO+)(NH3)4(L)]n+. A reação de transferência de óxido nítrico entre os nitrosilo complexos onde L = IsN, Nic, ImN, P(OEt)3, P(OMe)3, P(OIsp)3 e P(OH)(OEt)2 e espécies de Fe(III) (mioglobina, hemoglobina e [FeIII(H2O)TPPS]) foi investigada, indicando a reação de nitrosilação redutiva das espécies de Fe(III), gerando como produtos os respectivos nitrosilo complexos de Fe(II) e trans-[RuIII(H2O)(NH3)4(L)]n+. A espécie binuclear [RuII(μ-NO)FeIII] foi proposta com base em resultados obtidos por polarografia de pulso diferencial (PPD) e a analise do comportamento cinético desta reação cujas constantes de velocidade específica para a formação e decaimento foram calculadas. Diferentemente das outras reações de transferência de NO descritas na literatura, foi observada a oxidação do centro metálico (RuII), indicando que o ligante NO+ pode agir como ponte para a transferência de elétrons. Esta reação pode ser uma via alternativa para a nitrosilação redutiva de heme proteínas, uma das principais vias de ação biológica do NO. / The formation reaction of NO- / HNO, spin states and reactivity towards reducing agents of the complex trans-[RuII(NO+)(NH3)4(L)]n+ where L = N-heterocyclic (IsN, Nic and ImN) or phosphorus ester (P(OEt)3). The redox potential for the redox pair [RuII(NO)]n+ / [RuII(NO-)](n-1)+ was identified only for L = P (OEt)3 with Ep = -0.41 V. DFT calculations have indicated that upon reduction, the coordinated singlet species (1NO-) is formed to be more stable than the triplet form (3NO-), being immediately protonated giving rise to singlet protonated species (1HNO). The protonation of coordinated 1NO- is not a spin forbidden reaction, indicating the different behavior observed for the free ligand, 3NO- where the species is more stable. After the chemical reduction of Zn(Hg), the s N2O, a HNO dimerization product, could be identified, indicating HNO release from the complex trans-[RuII(NO+)(NH3)4(L)]n+. The nitric oxide transfer reaction between nitrosyl complexes where L = IsN, Nic, ImN, P(OEt)3, P(OMe)3, P(OIsp)3 e P(OH)(OEt)2 and Fe(III) species (myoglobin, hemoglobin, and [FeIII(H2O)TPPS]) was investigated, indicating the reductive nitrosylation reaction of species of Fe(III) species, generating as by-products iron-nitrosyl complexes and trans-[RuIII(H2O)(NH3)4(L)]n+. The binuclear species [RuII(μ-NO)FeIII] could be identified through electrochemical techniques and their specific rate constants for its formation and decay were calculated. Unlike other NO transfer reactions described in the literature, was observed the oxidation of the metallic center (RuII), indicating that the NO+ ligand can act as a bridge for electron transfer. This reaction may be an alternative pathway for the reductive nitrosylation of heme proteins, one of the major routes for biological action of NO.

Essa pesquisa tem como meta estudar a atividade catalítica de complexos do tipo [RuCl2(PPh3)x(BS)] a partir de reações entre [RuCl2(PPh3)3] e os compostos do tipo Base de Schiff (BS) do tipo R1N=CHR2 onde os grupos R1 = cicloexil, fenil ou sec-butil, para aplicações em reações de polimerização via metátese por abertura de anel (ROMP) de norborneno (NBE). As reações foram realizadas na presença de etildiazoacetato (EDA) e os resultados dos complexos foram comparados em relação às características dos polímeros isolados em função da temperatura e do tempo de reação. Os complexos foram caracterizados por análise elementar CNH, espectroscopia na região do infravermelho e UV-Vis, RMN (31P; 1H) e voltametria cíclica. Os poliNBE apresentaram um σc = 0,41 determinado por RMN 13C. Experimentos realizados por 60 minutos a 25 °C na razão [NBE]/[Ru] = 5000 mostraram que o complexo [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminCy)] formou 95% de poliNBE, enquanto que o complexo [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminPh)] sintetiza 81,4% de NBE. Para o complexo [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminBu)] sua atividade em ROMP para o NBE foi de 70,3%. Assim foi comparado a reatividade entre os ligantes Cy, Ph e Bu. Nas mesmas condições, apenas o complexo [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminCy)] obteve melhora significativa no rendimento a 50 °C. Foram investigados também os efeitos de agentes promotores como ácido, sal e luz para a viabilização das reações de ROMP. / This research aims to study the activity of[RuCl2(PPh3)x(BS)] complexes by means of [RuCl2(PPh3)3] and Schiff base ligands (BS) R1N=CHR2where R1= cyclohexil, phenil and sec-butil groups, in order to catalyze ring opening metathesis polymerization (ROMP) reactions of norbornene (NBE). The reactions occur in presence of etyldiazoacetate (EDA) and was investigated according to the temperature and the time reaction. The complex was characterized by CNH elemental analysis, infrared, UV-vis spectra, NMR (1H; 31P) and cyclic voltametry. The polymer showed σc = 0,41 by NMR (13C). The experiments performed for 60 minutes at 25 °C with the ratio [NBE]/[Ru] = 5000 showed that [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminCy)] complex obtained 95% of polyNBE, while that [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminPh)] complex yielded 81,4% of NBE. However, the [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminBu)] provided 70,3% of polyNBE. Under same conditions, only [RuCl(PPh3)2(Ph)(IminCy)] complex showed significant changes at 50°C. In addition, promoters agents with acids, salts and light were investigated with the aim at making the ROMP reactions feasible.

A influência da isomeria cis/trans na reatividade de complexos do tipo [RuCl2(DMSO)3(L)], onde L = DMSO (2;4), n-butilamina (1;3) na polimerização via metátese por abertura de anel (ROMP) foi investigada. Os complexos 1 e 2 apresentaram isomeria fac, enquanto que os complexos 3 e 4 foram trans e mer, respectivamente. Os dados cristalográficos sugerem uma conformação fac para o novo complexo 1. Os parâmetros eletrônicos e estéreos dos ligantes, medidos pelos valores de pka e θ, respectivamente, foram usados para interpretação dos resultados. Os monômeros cíclicos usados foram norborneno (NBE), norbornadieno (NBD) e diciclopentadieno (DCPD), considerando como parâmetros as razões molares monômero/complexo, temperatura, tempo de reação e estrutura geométrica. Complexos cis foram mais ativos do que os complexos trans para a polimerização de norborneno e de norbornadieno, sendo os resultados a 50 oC melhores do que os resultados a 25 oC. Na polimerização de norbornadieno, ao contrário da polimerização com norborneno, os melhores rendimentos foram obtidos com os complexos contendo os ligantes cloro trans-posicionados. Os compostos isolados foram caracterizados por analise elementar, FTIR, voltametria cíclica, espectroscopia na região do UV-vis, RMN de 1H e 13C e espectroscopia de difração de raio-x. Em adição, combinação de resultados teóricos e dados experimentais para a reação de ROMP de norborneno usando [RuCl2(PPh3)2(piperidina)] mostra a otimização estrutural das espécies envolvidas na catálise e o perfil termodinâmico de toda reação. Fatores entrópicos explicam a espontaneidade observada para a dissociação de grupos de saída, que são processos endotérmicos. Logo após a etapa determinante da velocidade, ocorre a coordenação de uma molécula de norborneno e um efeito trans-sinérgico entre este monômero e o ligante piperidina ativa a catálise. O uso de outros diazocompostos (TBDA e BDA) foi feito para analisar as influências eletrônicas e estéricas do carbeno em questão. Efeitos eletrônicos tem menos influência sobre a estrutura da espécie ativa do que os efeitos estéricos, influenciando nos rendimentos e nos dados dos polímeros formado. / The influence of cis/trans isomery on the reactivity of complexes of the type [RuCl2(DMSO)3(L)], where L = DMSO (2;4), n-butylamine (1;3) in the ring-opening metathesis polymerization (ROMP) was investigated. The complexes 1 and 2 showed isomerism fac, while the complexes were 3 and 4 were trans and mer, respectively. The crystallographic data suggest a fac conformation for the new complex 1. The electronic and steric parameters from ligands, measured by pKa values and θ, respectively, were used for interpretation of the results. The cyclic monomers used were norbornene (NBE), norbornadiene (NBD) and dicyclopentadiene (DCPD), given as parameters the molar ratios monomer/complex, temperature, reaction time and geometric structure. The cis complexes were more active than the trans complex for polymerization of norbornene and norbornadiene, and the results at 50 oC better than the results at 25 oC. The polymerization of norbornadiene, unlike the polymerization of norbornene, best yields were obtained with complexes containing trans-positioned chloro ligands. All compounds were characterized by elemental analysis, FTIR, cyclic voltammetry, UV-vis spectroscopy, NMR 1H and 13C spectroscopy and x-ray diffraction. In addition, combination of theoretical and experimental results data for ROMP reactions of norbornene using [RuCl2(PPh3)2(piperidine)] shows the structural optimization of the species involved in the catalysis and the thermodynamic profile of the whole reaction. Entropic factors explain the spontaneity observed for dissociation from both leaving groups, which are endothermic processes. Immediately after the rate-determining step occurs the coordination of a norbornene molecule and a trans- synergistic effect between the monomer and ligand piperidine actives the catalysis. The use of other diazocompostos (TBDA and BDA) was done to analyze the electronic and steric influences of the carbene in question. Electronic effects had less influence on the structure of the active species than the steric effects, influencing the yield and the data of the polymers formed.

O objetivo do presente trabalho é analisar as ligações Ru-S e Ru-N em um conjunto de complexos de rutênio que contêm espécies orgânicas, para estimar a influência dos ligantes nos comprimentos d&#960-S e d&#960-N do rutênio. Esta informação é importante para entender as propriedades enzimáticas apresentadas por muitos desses complexos de rutênio que contêm esse tipo de ligação. Inicia-se resolvendo as estruturas cristalinas relevantes por difração de raios X em monocristal, fazendo depois uma comparação estatística dos parâmetros geométricos das ligações destas estruturas com aqueles obtidos a partir de um grande número de estruturas conhecidas. Essa tarefa foi realizada usando-se a Cambridge Structural Database (CSD), que oferece uma série de programas implementados que permite procurar, organizar e analisar todas as informações disponíveis sobre as estruturas depositadas na base de dados. Em particular, estudou-se o comportamento Ru-S e Ru-N quando havia mudança do ligante que se encontrava em posição trans, e também a mudança dessas duas ligações quando se mudava o ligante formado pelo S e N coordenados ao Ru. Considerando que a cristalografia de raios X é a parte importante de nossa educação científica, foi dada uma pequena descrição de seus fundamentos, enfatizando os algoritmos e programas mais usados no presente trabalho. Subseqüentemente, foram consideradas as aplicações químicas e síntese dos compostos cujas estruturas foram determinadas, que são: 1 ) RuCl2 (DMSO)(im) 2; 2)RuCl3 (dppb)byp; 3)mer-[RuCl3 (DMS) 3].[RuCl3 (DMS) 2 (DMSO)] e 4) [RuCl(&#9516 -C6 H6)(2,2\' byp) +].(PF6)-. A partir destas determinações estruturais foram analisadas as vizinhanças dos sítios metálicos nos quatro compostos, assim como as diferenças nas conformações moleculares dos mesmos. Estes estudos permitiram identificar, por exemplo, a presença de uma ligação de hidrogênio N...H-Car no complexo RuCl3 (dppb)byp. A presença desta ligação concorda com a análise do espectro de EPR da amostra. A comparação da coordenação do sitio metálico com os dados provenientes das análises estatísticas mostrou que, mesmo sendo fraca, essa interação poderia estar exercendo uma considerável influência na ligação do Ru com a bipiridina. A análise da estrutura cristalina do complexo mer-[RuCl3 (DMS) 3].[RuCl3 (DMS) 2 (DMSO)] mostrou as diferenças nas coordenações dos íons Ru(II) e Ru(III). Usando um grande número de estruturas da base de dados CSD, foi possível verificar que o efeito de retrodação é mais forte para estados de oxidação mais baixos, confirmando a primazia desse efeito nos complexos de Ru(II) assim como previsto na literatura. No estudo da influência do átomo em posição trans ao S, foi confirmado, através das análises estatísticas, que o oxigênio comportou-se como o melhor aceptor de elétrons quando comparado com o nitrogênio e o cloro, fazendo com que ligação Ru-S com O em posição trans fosse fortaleci da, apresentando o menor valor médio. Posteriormente, foi analisada a influência dos grupos formados pelo enxofre na ligação Ru-S quando esses ligantes eram mudados. Os mesmos estudos foram feitos para os complexos de Ru-N. Por fim, este trabalho mostrou algumas aplicações importantes da base de dados CSD, neste primeiro momento confirmando resultados já conhecidos na literatura e mostrando que a mesma pode desempenhar um papel importante no estudo estrutural de complexos moleculares, podendo ser usada como uma poderosa ferramenta na identificação de novos resultados no que diz respeito tanto a interações intra e inter moleculares como a conformações moleculares. / The endeavor of the present investigation is to analyze Ru-S and Ru-N bonds in a few novel ruthenium complexes with organic species, to assess the influence of the ligands in the strength of the d&#960-S e d&#960-N ruthenium bonding. This information is important to understand the enzymatic abilities displayed by many ruthenium complexes having this type of bonds. We started by solving the relevant crystal structures by single¬crystal X-ray diffraction, performing then a statistical comparison of the geometrical features of the bonds with those of a large number of known structures. This task was carried out by using the Cambridge Structure Database (CSD), which provides a series of programmed algorithms to search, organize and analyze all available information on the structures deposited in the database. In particular the behavior of the Ru-S and Ru-N bonds was assessed when the trans ligand to the bonds and/or the species to which S or N belonged were modified. Since we have recourse to X-ray crystallography as an important part of our scientific education, we give a short description of its basic features, emphasizing the algorithms and programs we mostly used in the present work. We give afterwards an account of the chemical applications, synthesis and crystal structure analyses of the compounds: 1 ) RuCl2 (DMSO)(im) 2; 2)RuCl3 (dppb)byp; 3)mer-[RuCl3 (DMS) 3].[RuCl3 (DMS) 2 (DMSO)] and 4) [RuCl(&#9516 -C6 H6)(2,2\' byp) +].(PF6)-. Analyses of the molecular structures allows one to establish the differences in the coordination of the metal centers in the four complexes. These studies lead us to identify, for example, the presence of an N...H-Car intermolecular hydrogen bond in the complex RuCl3 (dppb)byp. The presence of this intermolecular interaction is consistent with the EPR spectra of the sample. Comparison of the coordination of the Ru ion in this complex with the one obtained by statistic analysis shows that, in spite of being rather weak, this intermolecular interaction seems to have an important influence over the Ru-bipyridine bond. The analysis of the crystal structure of the complex mer-[RuCl3 (DMS) 3]. [RuCl3 (DMS) 2 (DMSO)] shows the differences in the coordination environment of the Ru(II) and Ru(III) ions. The use of a large number of known structures from the CSD data base, enabled us to verify that the back-donation effect is stronger for Ru ions with low oxidation states, as is established in the literature. The statistical analyses of the influence of the atom in trans position to the sulfur in complexes containing Ru-S bonds, confirm that the oxygen atom behaves as the best electron acceptor when compared with nitrogen and chlorine. This property renders a shorter Ru-S bond length when an oxygen atom is in trans position. The effect of changing the species to which the sulfur belongs over the Ru-S bond length, was also analyzed. The same studies were carried out on the complexes containing Ru-N bond. Finally, this work showed the potential of some important applications of the CSD database. It was also shown that this database could play an important role in the structural study of molecular complexes, being a powerful tool in the study of the molecular conformations and the identification and characterization of the intermolecular interactions.

Neste trabalho investigou-se a influência do método de preparação nas propriedades estruturais e eletrocatalíticas do sistema RuO2/Ta2O5. Durante a investigação sistemática, as propriedades mecânicas e morfológicas dos eletrodos foram determinadas usando ânodos de composição nominal Ti/RuO2-Ta2O5 (Ru:Ta - 10 % - 90 % Ru variando em passos de 10 % atômico) preparados pelo método dos precursores poliméricos (MPP), na qual as soluções precursoras foram preparadas pela dissolução de RuCl3.xH2O - Aldrich e Ta(OC2H5)5 - ACROS em etilenoglicol e ácido cítrico. Ânodos de composição nominal Ti/RuO2-Ta2O5 (Ru:Ta = 30:70; 50:50 e 80:20 % atômico) também foram preparados pelo método tradicional (MT), a partir da mistura das razões molares adequadas dos sais de cloretos precursores (RuCl3.xH2O e TaCl5 ( Aldrich) em isopropanol (Aldrich). Para ambos os métodos, a decomposição térmica foi executada a 450 oC por 1h sob fluxo de 5 dm3 min-1 de O2. Análises da composição e da morfologia da camada de óxidos foram feitas antes e após o teste acelerado de vida (TAV), por meio das técnicas de EDX (Energia dispersiva de raios X) e MEV (Microscopia eletrônica de varredura), respectivamente. A microscopia mostrou estrutura de \"barro-rachado\" para maioria dos filmes. As análises de EDX evidenciaram uma ligeira redução do conteúdo do Ru após o TAV. Dados de DRX (difração de raios X) mostraram forma rutílica para o RuO2 e ortorrômbica para Ta2O5. Os voltamogramas cíclicos deste sistema em meio ácido (0,5 mol dm-3 de H2SO4) apresentaram um comportamento característico da dupla Ru(III) / Ru(IV). Em baixos sobrepotenciais, o coeficiente de Tafel, b, apresenta valores médios de 40 mV. A atividade eletrocatalítica apresentou uma forte dependência em relação ao conteúdo de RuO2 no filme. O teste acelerado de vida (TAV), executado em condições de operação drásticas (densidade de corrente de 750 mA cm-2 T = 80 oC em 0,5 mol dm-3 H2SO4), mostrou uma melhora na estabilidade do revestimento em comparação ao método tradicional, MT (~ 100 %). Os dados de VC na presença de Etanol e Acetaldeído mostraram que os eletrodos preparados via MPP apresentam melhor desempenho eletrocatalítico do que os eletrodos preparados via MT. O estudo frente à oxidação de Etanol mostrou alta reatividade com respeito á formação de Ácido Acético e CO2 em baixa concentração de Etanol (5 mmol dm-3). Por outro lado, o aumento da concentração de Etanol (15 - 1000 mmol dm-3) favorece a formação de Acetaldeido (1 - 3%) e, conseqüentemente, uma diminui na formação de Ácido Acético e CO2. / In this work, the influence of the preparation method on the structural and electrochemical properties of the RuO2/Ta2O5 system was investigated. A systematic investigation of the structural, morphological, electrochemical, and electrocatalytic properties for O2 evolution from acidic solutions was carried out using anodes of nominal composition Ti/RuO2-Ta2O5 (Ru:Ta - 10 - 90 % Ru step 10 atom %), prepared by the polymeric precursor method (PPM), in which the solutions were prepared by mixing citric acid (Merck) in Ethylene glycol (Merck) with RuCl3.xH2O (Aldrich) and Ta(OC2H5)5 (ACROS). Anodes of nominal composition Ti/RuO2-Ta2O5 (Ru:Ta = 30:70; 50:50 and 80:20 atom %) were also prepared by the standard method (SM) from the appropriate molar ratios of the precursors mixtures (RuCl3.xH2O and TaCl5 - Aldrich) in alcoholic solutions (isopropanol - Aldrich). For both methods, thermal decomposition was carried out under at 450 oC for 1 h - O2-flux of 5 dm3 min-1. Analyses of the composition and the morphology of the oxide layer were done before and after the accelerated life tests (ALT), through EDX (Energy dispersive X-rays) and SEM (Scanning electron microscopy), respectively. SEM results gave evidence of typical mud-flat-cracking morphology for the majority of the films. EDX analyses even after total deactivation showed that there is reduction in the content of Ru in the coating. Structure data were obtained by XRD (X-rays diffraction), and they showed the rutile-type struture for RuO2 and the orthorhombic one for Ta2O5. Cyclic voltammograms of this system where registered in acidic solutions (0.5 mol dm-3 of H2SO4). The observed peak was attributed to the solid-state redox transition of Ru(III)/Ru(IV). At low overpotentials, the Tafel slope (b) displayed average values of 40 mV. The electrocatalytic activity showed a strong dependence on the content of RuO2 in the film. The stability of the electrodes was evaluated by ALT, performed at 0.5 mol dm-3 in aqueous H2SO4 (750 mA cm-2 and T = 80 oC). Results showed a performance that is 100 % better than that obtained with the electrodes prepared by SM. In the presence of an organic compound (Ethanol and Acetaldehyde), the VC and Tafel results showed that electrodes prepared by PPM are electrocatalytically better than those obtained by SM. The studies on Ethanol and Acetaldehyde oxidation showed high reactivity for Acid Acetic and CO2 formation at low Ethanol concentration (5 mmol dm-3). On the other hand, the increase in Ethanol concentration (15 - 1000 mmol dm-3) favors Acetaldehyde formation (1 - 3 %) and, therefore, the formation of Acid Acetic and CO2 is lower.