Orientador: Paula Homem de Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2013

As propriedades da molécula de nitroxil livre e do ligante nitroxil em tetraamminas de Ru(II) (trans-[Ru(NH3)4(nitroxyl)n(L)]2+n, n = carga do nitroxil e L = NH3, py, P(OEt)3, H2O, Cl- and Br-) foram estudadas utilizando-se a teoria do funcional da densidade (DFT). De acordo com as energias calculadas para as conformações dos complexos de HNO, esses são mais estáveis do que os análogos desprotonados e a configuração singleto (trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+) é de menor energia em relação a correspondente tripleto <br /> (trans-3[Ru(NH3)4(L)HNO]2. A avaliação dos componentes &sigma; e &pi; na ligação <br /> L-Ru-HNO sugere que o aumento da estabilidade destes orbitais juntamente com o aumento das contribuições dos orbitais HNO estão correlacionacionado a menores valores de distâncias Ru-N(H)O e freqüências inferiores para os estiramentos &nu;NO. A estabilidade da ligação Ru-HNO também foi avaliada através de um estudo cinético teórico da dissociação de HNO a partir de <br /> trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+. De acordo com a ordem de estabilidade de ligação Ru-HNO em trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+ observa-se a seguinte ordem em função de L: H2O &gt; Cl- ~ Br- &gt; NH3 &gt; py &gt; P(OEt)3, que corresponde à ordem do efeito trans e influência trans medida experimentalmente para a série de L em complexos octaédricos. A mesma tendência foi também observada utilizando o modelo explícito solvente, considerando-se, assim, a presença de uma molécula de H2O juntamente com uma molécula de HNO no estado de transição. Para esta série, as energias calculadas para a ligação Ru-HNO estão no intervalo de 21,4 - 41,5 kcal.mol-1. Observou-se uma boa concordância entre os valores calculados de &Delta;G&dagger; HNO para substituição por H2O a partir do complexo trans-1[Ru(NH3)4(P(OEt)3HNO]2+ (28.5 kcal mol-1) e os dados experimentais disponíveis para reações de substituição em sistemas trans-[Ru(NH3)4(POEt)3(Lx)]2+ (19.4 e 24.0 kcal.mol-1 para Lx = isn e P(OET)3, respectivamente). Experimentos de voltametria cíclica foram realizados observando os processos de redução do ligante nitrosônio gerando nitroxil e podendo gerar amônia, o que foi também observado por cálculos envolvendo efeito de uma primeira esfera de solvatação. / The properties of free nitroxyl molecule and the nitroxyl ligand in Ru(II) tetraammines (trans-[Ru(NH3)4(nitroxyl)n(L)]2+n, n = nitroxyl charge and L = NH3, py, P(OEt)3, H2O, Cl- and Br-) were studied trough density functional theory (DFT). According to the calculated conformation energies the HNO complexes are more stable than the deprotonated analogues and the singlet configuration (trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+) is lower energy the than the corresponding triplet (trans-3[Ru(NH3)4(L)HNO]2+). Evaluation of the &sigma; and &pi; components in the L-Ru-HNO bond suggest that increased stability of these orbitals and enhanced contributions from the HNO orbitals correlate to shorter Ru-N(H)O distances and lower &nu;NO stretching frequencies. The stability of the Ru-HNO bond was also evaluated through a theoretical kinetic study on HNO dissociation from trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+. Accordingly, the order of the Ru-HNO bonding stability in trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+ as a function of L is: H2O &gt; Cl- ~ Br- &gt; NH3 &gt; py &gt; P(OEt)3, which parallels the order of the trans effect and trans influence series experimentally measured for L in octahedral complexes. The same trend was also observed using the explicit solvent model, thus considering the presence of both the HNO and H2O molecules in the transition state. For this series, the calculated bond energies for the Ru-HNO bond are in the range 21.4 to 41.5 kcal.mol-1. Good agreement was observed between the calculated &Delta;G&dagger; values for HNO substitution by H2O from the complex trans-1[Ru(NH3)4(P(OEt)3HNO]2+ (28.5 kcal mol-1) and the available experimental data for substitution reactions of trans-[Ru(NH3)4(POEt)3(Lx)]2+ (19.4 to 24.0 kcal.mol-1 for Lx = isn and P(OET)3, respectively). Cyclic voltammetry experiments were carried out observing the reduction processes of the nitrosonium ligand generating nitroxil and could generate ammonia, which was also observed by calculations involving the effect of a first sphere of solvation.

As propriedades da molécula de nitroxil livre e do ligante nitroxil em tetraamminas de Ru(II) (trans-[Ru(NH3)4(nitroxyl)n(L)]2+n, n = carga do nitroxil e L = NH3, py, P(OEt)3, H2O, Cl- and Br-) foram estudadas utilizando-se a teoria do funcional da densidade (DFT). De acordo com as energias calculadas para as conformações dos complexos de HNO, esses são mais estáveis do que os análogos desprotonados e a configuração singleto (trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+) é de menor energia em relação a correspondente tripleto <br /> (trans-3[Ru(NH3)4(L)HNO]2. A avaliação dos componentes &sigma; e &pi; na ligação <br /> L-Ru-HNO sugere que o aumento da estabilidade destes orbitais juntamente com o aumento das contribuições dos orbitais HNO estão correlacionacionado a menores valores de distâncias Ru-N(H)O e freqüências inferiores para os estiramentos &nu;NO. A estabilidade da ligação Ru-HNO também foi avaliada através de um estudo cinético teórico da dissociação de HNO a partir de <br /> trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+. De acordo com a ordem de estabilidade de ligação Ru-HNO em trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+ observa-se a seguinte ordem em função de L: H2O &gt; Cl- ~ Br- &gt; NH3 &gt; py &gt; P(OEt)3, que corresponde à ordem do efeito trans e influência trans medida experimentalmente para a série de L em complexos octaédricos. A mesma tendência foi também observada utilizando o modelo explícito solvente, considerando-se, assim, a presença de uma molécula de H2O juntamente com uma molécula de HNO no estado de transição. Para esta série, as energias calculadas para a ligação Ru-HNO estão no intervalo de 21,4 - 41,5 kcal.mol-1. Observou-se uma boa concordância entre os valores calculados de &Delta;G&dagger; HNO para substituição por H2O a partir do complexo trans-1[Ru(NH3)4(P(OEt)3HNO]2+ (28.5 kcal mol-1) e os dados experimentais disponíveis para reações de substituição em sistemas trans-[Ru(NH3)4(POEt)3(Lx)]2+ (19.4 e 24.0 kcal.mol-1 para Lx = isn e P(OET)3, respectivamente). Experimentos de voltametria cíclica foram realizados observando os processos de redução do ligante nitrosônio gerando nitroxil e podendo gerar amônia, o que foi também observado por cálculos envolvendo efeito de uma primeira esfera de solvatação. / The properties of free nitroxyl molecule and the nitroxyl ligand in Ru(II) tetraammines (trans-[Ru(NH3)4(nitroxyl)n(L)]2+n, n = nitroxyl charge and L = NH3, py, P(OEt)3, H2O, Cl- and Br-) were studied trough density functional theory (DFT). According to the calculated conformation energies the HNO complexes are more stable than the deprotonated analogues and the singlet configuration (trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+) is lower energy the than the corresponding triplet (trans-3[Ru(NH3)4(L)HNO]2+). Evaluation of the &sigma; and &pi; components in the L-Ru-HNO bond suggest that increased stability of these orbitals and enhanced contributions from the HNO orbitals correlate to shorter Ru-N(H)O distances and lower &nu;NO stretching frequencies. The stability of the Ru-HNO bond was also evaluated through a theoretical kinetic study on HNO dissociation from trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+. Accordingly, the order of the Ru-HNO bonding stability in trans-1[Ru(NH3)4(L)HNO]2+ as a function of L is: H2O &gt; Cl- ~ Br- &gt; NH3 &gt; py &gt; P(OEt)3, which parallels the order of the trans effect and trans influence series experimentally measured for L in octahedral complexes. The same trend was also observed using the explicit solvent model, thus considering the presence of both the HNO and H2O molecules in the transition state. For this series, the calculated bond energies for the Ru-HNO bond are in the range 21.4 to 41.5 kcal.mol-1. Good agreement was observed between the calculated &Delta;G&dagger; values for HNO substitution by H2O from the complex trans-1[Ru(NH3)4(P(OEt)3HNO]2+ (28.5 kcal mol-1) and the available experimental data for substitution reactions of trans-[Ru(NH3)4(POEt)3(Lx)]2+ (19.4 to 24.0 kcal.mol-1 for Lx = isn and P(OET)3, respectively). Cyclic voltammetry experiments were carried out observing the reduction processes of the nitrosonium ligand generating nitroxil and could generate ammonia, which was also observed by calculations involving the effect of a first sphere of solvation.

ABREU, Felipe Diógenes. Síntese e caracterizacão de novos fotossensibilizadores de complexos polipiridínicos de rutênio. 2013. 78 f. Dissertação (Mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-31T19:20:33Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_fdabreu.pdf: 1154504 bytes, checksum: 6e4cebfbd74d3f83b10463abe4d690ab (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-31T23:17:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_fdabreu.pdf: 1154504 bytes, checksum: 6e4cebfbd74d3f83b10463abe4d690ab (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-31T23:17:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_fdabreu.pdf: 1154504 bytes, checksum: 6e4cebfbd74d3f83b10463abe4d690ab (MD5) Previous issue date: 2013 / In this study were synthesized ruthenium (II) bichromophoric complexes of the type [Ru (dcbpy2) mbpy-L] where dcbpy = 4,4 '- dicarboxy-2, 2'-bipyridine and mbpy-OH (4'- methyl-2, 2'-bipyridine-4-carboxylic acid) and L dyes 2-aminoanthracene (2-ant) or 2- aminonaphthalene (2-naphthyl) for the purpose of evaluating the potential use in photovoltaic devices (dye sensitizer solar cells DSC) and photodynamic therapy (PDT). Each of the complexes were characterized by UV/vis, visible emission, IV, 1H NMR and cyclic voltammetric studies. The UV-vis spectra shows bands in the visible region (approximately 460 nm) assigned to metal to ligand charge transfer transition (MLCT). Both complexes showed strong luminescent bands in the visible region with an excited-state lifetime of 712 and 787 ns for [Ru(dcbpy2)mbpy-naf]2+ and [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+, respectively. The Ru(II)/(III) couple in the complexes are shifted (1.36 V vs Ag/AgCl) positively with regard to that of the starting complex (0.50 V vs Ag/AgCl). The photovoltaic performance of the solar cells based on these complexes was obtained under AM 1.5 conditions. The overall efficiency of energy conversion (η) are much lower than those achieved for the dye cis- [Ru(dcbpy)2(NCS)2] (N3) under the same experimental conditions. The compounds were also investigated with respect on their 1O2 generation quantum yields, with irradiation at 350, 419 and 575 nm, and photocleavage capabilities on DNA. For the [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+ complex, the lowest energy excited state is 3MLCT with better quantum yield of 0,0654. On the other hand, for [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+ complex the lowest energy excited state is localized on 3ππ of the anthracene ligand, and exhibit high 1O2 generation quantum yields (0,86). Preliminary studies of the interaction of these complexes with plasmid DNA conducted by gel electrophoresis showed signs of cleavage, suggesting their promising applications in PDT. / Nesse trabalho foram sintetizados e caracterizados os sistemas bicromofóricos do tipo [Ru(dcbpy2)mbpy-L], onde dcbpy = 4,4’- dicarboxi-2,2’-bipiridina, mbpy-OH = 4’-metil-2,2’-bipiridina-4-ácido carboxílico e L = 2-aminoantraceno (2-ant) ou 2-aminonaftaleno (2-naf), com a finalidade de avaliar a potencial aplicação dos mesmos em dispositivos fotovoltaicos (Células Solares Sensibilizadas por Corantes, DSCs) e em terapia fotodinâmica (TFD). Os compostos foram caracterizados por UV-vis, emissão, IV, RMN 1H e voltametria cíclica. Os espectros UV-vis destes complexos apresentaram bandas na região do visível (aproximadamente 460 nm) atribuídas a transições de transferência de carga metal ligante (MLCT). Os complexos apresentam bandas intensas de luminescência com tempos de vida do estado excitado de 712 e 787 ns para [Ru(dcbpy2)mbpy-naf]2+ e [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+, respectivamente. O par redox RuIII/II dos complexos são deslocados positivamente (~1.36 V vs Ag/AgCl) em relação ao complexo de partida [Ru(dcbpy2)Cl2] (0,50 V vs Ag/AgCl). A performance fotovoltaica das células solares sensibilizadas com estes complexos foram obtidas sob condições de 1,5 AM. Os valores de eficiência global de conversão de energia () são muito inferiores aos obtidos para o corante Ru(dcbpy)2(NCS)2 (N3) nas mesmas condições experimentais. Os compostos foram também investigados em relação a geração de oxigênio singlete (1O2) com irradiação em 460 nm, e sua capacidade de fotoclivagem em DNA. Para o complexo [Ru(dcbpy2)mbpy-naf]2+, o estado excitado de menor energia é 3MLCT com rendimento quântico de 0,0654 em metanol. Por outro lado, para o complexo [Ru(dcbpy2)mbpy-ant]2+, o estado excitado de menor energia está localizado no 3 do ligante antraceno, e exibe alto rendimento quântico de geração de 1O2 (0,81). Estudos preliminares da interação destes complexos com DNA plasmídico investigada por eletroforese em gel (agarose) mostram indícios de clivagem, sugerindo a potencialidade dos mesmos em TFD.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-03-23T21:19:32Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Carvalho Pires - 2014.pdf: 2557007 bytes, checksum: e5dedf168f3f361061e50ee3f6c2466e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-03-23T21:20:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Carvalho Pires - 2014.pdf: 2557007 bytes, checksum: e5dedf168f3f361061e50ee3f6c2466e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-23T21:20:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Carvalho Pires - 2014.pdf: 2557007 bytes, checksum: e5dedf168f3f361061e50ee3f6c2466e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / It is estimated that 27 million new cancer cases will occur in the world until 2030. Due to this high number of cases, researches for new chemotherapeutic agents that are efficient for the malignant neoplastic disease treatment have intensified. Ruthenium complexes have been highlighted from those metal complexes that are being contemplated for the cancer treatment, because they exhibit the characteristics of selectivity for tumor cells and thus be less toxic to normal cells. Consequently, we evaluated the cytotoxic potential of six new complexes of ruthenium (II) and two of those with promising activity were selected to assess the genotoxic potential, the mechanism of death and interference on cell cycle dynamics. The cytotoxicity of these complexes was evaluated by MTT assay showing that for all six ruthenium complexes there was a reduction of viability of the tumor cells K562 and S-180 at low concentrations and cytotoxicity at higher concentrations to normal cells L-929 and lymphocyte. The ruthenium II complexes Ru 05 and Ru 08 got the best resolutions in the MTT assay and were selected for testing genotoxicity and mechanism of death. Data indicate that the Ru 05 and 08 induced changes in cell cycle through test performed by flow cytometry, increasing the number of cells in G0/G1 phase and decreasing into the synthesis phase at 24 and 48 hours of exposure. For the complex Ru 05 there was an increase in the number of cells in sub-G1 phase, which is indicative of apoptosis and cell damage, yet, neither the complex Ru 05 nor the Ru 08 showed significant DNA damage in the Comet assay during 24 and 48 hours. Both complexes increased the number of positive cells for Annexin-V, however the complex Ru 05 had induced changes in mitochondrial membrane potential, increased expression of the gene Bax, Tp53 and Caspase 9 and decreased the amount of active anti-apoptotic Bcl2 protein in the S-180 cells, leading to a reasonable supposes that this complex may cause the triggering of the cell death by apoptosis through intrinsic caspase-dependent manner. On the other hand, the complex Ru 08 did not statistically alter the mitochondrial membrane potential. Ru 08 increased the gene expression of Caspase 3, 8, 9 and Tp53 and the amount of active Caspase-3 protein in the S-180 treated cells, and decreased the amount of anti-apoptotic Bcl2 protein, which allows inferring that this complex may be acting by the extrinsic pathway. Despite the new ruthenium complexes studied have shown a promising future as chemotherapy for cancer treatment, other specific markers are needed to understand the cascade of events which the extrinsic apoptosis pathway is being triggered, elucidating the mechanism of action in S-180 cell line. / Até 2030 estima-se que ocorrerão 27 milhões de novos casos de câncer no mundo. Em decorrência deste alto número de casos, estudos em busca de novos quimioterápicos que sejam eficientes para o tratamento do câncer têm se intensificado. Os complexos de rutênio têm-se destacado dentre os complexos de metais que têm sido estudados para o tratamento do câncer por demonstrarem características de seletividade para as células tumorais e, consequentemente, serem menos tóxicos para as células normais. Diante disso foi avaliado o potencial citotóxico de seis novos complexos de rutênio (II) e dois desses com atividade promissora foram selecionados para avaliar o potencial genotóxico, o mecanismo de morte e a interferência na cinética do ciclo celular. A citotoxicidade foi avaliada pelo teste do MTT que mostrou que todos os complexos testados apresentaram inibição da viabilidade nas células tumorais de S-180 e K562 em concentrações baixas e uma citotoxicidade em concentrações maiores para células normais de L-929 e linfócitos humanos. Os complexos de rutênio denominados Ru 05 e Ru 08 obtiveram os melhores resultados no teste de MTT e foram selecionados para os testes de mecanismo de morte celular e de genotoxicidade. Os dados indicaram que os Ru 05 e Ru 08 induziram mudanças no ciclo celular através do teste realizado por citometria de fluxo, aumentando a quantidade de células na fase G0/G1 e diminuindo na fase de síntese em 24 e 48 horas de tratamento. Para o Ru 05 houve um aumento na quantidade de células na fase Sub-G1, levando ao indicativo de morte celular por apoptose e dano celular, entretanto, nem o Ru 05 quanto o Ru 08 apresentaram dano significativo ao DNA no teste Cometa em 24 e 48 horas. Ambos os complexos induziram o aumento da quantidade de células positivas para Anexina-V pelo teste de citometria de fluxo, sugestivo de morte celular por necrose ou apoptose, no entanto, o Ru 05 induziu alteração no potencial de membrana mitocondrial, aumentou a expressão dos genes Bax, Caspase 9 e Tp53 realizado por PCR em tempo real e diminuiu a quantidade da proteína anti-apoptótica Bcl2 ativa nas células de S-180, levando a inferir que o complexo pode estar desencadeando morte celular por apoptose via intrínseca dependente de caspase. Já o Ru 08 não alterou estatisticamente o potencial de membrana mitocondrial celular, aumentou a expressão dos genes de Caspase 3, 8, 9 e Tp53, reduziu a quantidade de proteína anti-apoptótica Bcl2 ativa e aumentou a quantidade da proteína Caspase 3 ativa nas células de S-180 tratadas, permitindo inferir que esse complexo pode estar atuando pela via extrínseca. Porém, outros marcadores específicos são necessários para compreender qual a cascata de eventos da apoptose via extrínseca que está sendo necessária para efetivar esse processo de morte celular, elucidando o mecanismo de ação nas células de S-180 desses novos complexos de rutênio estudados, que se mostraram promissores quimioterápicos no tratamento do câncer.

FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Finep - Financiadora de Estudos e Projetos / RQMG - Rede Mineira de Química / Complexos rutênio-arenos são amplamente estudados como catalisadores homogêneos ao longo dos últimos anos, principalmente com aplicações em reações de hidrogenação de ligações polares. Estes complexos são promissores na redução de ligações polares do tipo C=O de arilcetonas. Como consequência destes estudos o objetivo do trabalho foi aplicar uma série de complexos rutênio-areno coordenados a ligantes iminopiridínicos na redução de cetonas. Inicialmente foram sintetizados e caracterizados seis ligantes iminopiridínicos N-N doadores {N-(priridina-2-metileno)anilina (Amp); 4-cloro-N-(priridina-2-metileno)anilina (Clmp); 4-metil-N-(priridina-2-metileno)anilina (Memp); 4-terc-butil-N-(priridina-2- metileno)anilina (Tbmp); 2,6-dietil-N-(priridina-2 metileno)anilina (Diemp); 2,6-diisopropil- N-(priridina-2-metileno)anilina (Diipmp)} a partir de uma reação de condensação entre a anilinas orto- ou para- substituída e a 2-piridinocarboxialdeído, na presença de ácido p- toluenosulfônico como catalisador. O complexo binuclear de Ru(II) [RuCl(g-Cl)(p-cym)]2 {onde p-cym = para-cimeno} foi utilizado como precursor de síntese para preparar seis complexos com fórmula geral [RuCl(^-cym)(N-N)]PF6. As caracterizações dos ligantes e complexos foram realizadas através das técnicas de análise elementar, condutividade molar iônica, espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta, espectroscopia vibracional na região infravermelho, voltametria cíclica e RMN XH. As estruturas dos complexos [RuCl(p-cym)(Diipmp)]PF6 e [RuCl(p-cym)(Memp)]PF6 foram determinadas por difração de raios X de monocristal. A análise elementar dos ligantes e dos complexos estão de acordo com a estrutura química sugerida. A condutividade molar iônica para os complexos em solução de acetonitrila e diclorometano confirmam que estes são eletrólito 1:1. Os complexos apresentaram processo anódico próximo a 1,80 V, processo irreversível, que proporciona a descoordenação do ligante p-cym e consequente formação in situ de solvatos complexos de formula geral [RuCl(N-N)(CH3CN)3]+ os quais apresentam valores de E1/2 próximos a 1,1 V. Os espectros de RMN 1H para os ligantes livres apresentaram sinais próximos de 8,15-8,30 ppm e 8,50-8,73 ppm para a série de ligantes N-N, que são referentes aos núcleos de hidrogênios ligados a carbonos adjacentes aos nitrogênios imínicos e piridínicos. Para os complexos foram observados a presença de deslocamentos químicos mais desblindados, confirmando a coordenação dos ligantes N-N ao centro metálico. A presença do ligante p-cym foi confirmada a partir dos deslocamentos químicos do núcleo de hidrogeno isopropílico, o qual gera um dubleto próximo a 0,98-1,30 ppm e septeto próximo a 2,30-3,15 ppm, que é referente ao acoplamento das metilas com o hidrogênio isopropílico. Os complexos apresentaram uma boa atividade catalítica em reações de transferência de hidrogênio para redução dos substratos analisados utilizando isopropanol como doador de hidrogênio e solvente, destacando aos complexos [RuCl(p-cym)(Clmp)]PF6 e [RuCl(p-cym)(Memp)]PF6 que apresentaram conversões acima de 80% e o menor valor de desvio padrão relativo para os dois substratos. Utilizando estes complexos, foi realizado o estudo cinético das reações de transferências de hidrogênio onde foi possível verificar a dependência da conversão do substrato em relação à mudança de temperatura. Também foram determinados os parâmetros termodinâmicos como a energia livre de Gibbs de ativação (AG*), entalpia de ativação (AH*) e entropia de ativação (AS*), correlacionando-os com o comportamento reacional de cada complexo. / Ruthenium-arene complexes are widely studied as homogeneous catalysts over the last years, especially in applications with polar bonds hydrogenation reactions. These ruthenium-arene complexes are promising in the reduction of polar C=O type bonds of arylketones. As a consequence of these studies the objective of this work was to apply a series of coordinated ruthenium-arene complexes to iminopyridine ligands in the reduction of ketones. Initially were synthesized and characterized six iminopyridines ligands N-N donor {N-(pyridine-2- methylene)aniline (Amp); 4-chloro-N-(pyridine-2-methylene)aniline (Clmp); 4-methyl-N- (pyridine-2-methylene)aniline (Memp); 4-tert-butyl-N-(pyridine-2-methylene)aniline (Tbmp); 2,6-diethyl-N-(pyridine-2-methylene)aniline (Diemp); 2,6-diisopropyl-N-(pyridine-2- methylene)aniline (Diipmp)} by the condensation reaction between an aniline ortho- orpara- substituted and 2-pyridinecarboxaldehyde in the presence of p-toluenesulfonic acid as catalyst. The binuclear ruthenium(II) complexes [RuCl(^-Cl){p-cym)]2 { p-cym = para- cymene} was using as the synthesis precursor to prepare six complexes of general formula [RuCl(p-cym)(N-N)]PF6. The ligands and complexes characterizations were performed using XH NMR, cyclic voltammetry, infrared vibrational spectroscopy, ultraviolet and visible electron spectroscopy, elemental analysis and molar conductivity. The structure of the complexes [RuCl(p-cym)(Dipimp)]PF6 and [RuCl(p-cym)(Memp)]PF6 were determined by single-crystal X-ray diffraction. The elemental analysis of the ligands and the complexes are according to the suggested chemical structure. The ionic molar conductivity for the solution complexes of acetonitrile and dichloromethane confirm that these are 1:1 electrolyte. The complexes presented an anode process close to 1.80 V, an irreversible process, which leads to the incoordination of the p-cym ligand and consequent in situ formation of complex solvates of the general formula [RuCl(N-N)(CH3CN)3]+ which have values of E1/2 near 1.1 V. 1H NMR spectra for the free ligands showed singlets and doublets close to 8.15-8.30 ppm and 8.50-8.73 ppm for the ligands series N-N, these chemical shifts are due to the carbon-bonded hydrogen core adjacent to the imine e pyridine nitrogens. The complexes also showed the presence of theses chemical shifts a little more deshielding, confirming the ligands N-N coordination. The presence of the p-cym ligand was confirmed by the chemical shifts of the hydrogen core of the isopropyl radical, which yields doublets close to 0.98-1.30 ppm and septets close to 2.30-3.15 ppm, which is related to the coupling of methyl with isopropyl hydrogen. The complexes presented good catalytic activity in hydrogen transfer reactions to reduce the substrates analyzed using isopropanol as a source of hydrogen and solvent, emphasizing the complexes [RuCl(p-cym)(Clmp)]PF6 and [RuQ(p-cym)(Memp)]PF6 which showed conversions above 80% and the lowest relative standard deviation value for the two substrates. Using these complexes, a kinetic study of the hydrogen transfer reactions was carried out, where it was possible to verify the dependence of the substrate conversion on the temperature change. It was also determined the thermodynamic parameters such as the free energy of Gibbs of activation (AG*), enthalpy of activation (A#*) and entropy of activation (AS*), correlating them with the reaction behavior of each complex. / Dissertação (Mestrado)

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-05T19:35:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Monezi Montel - 2015.pdf: 4015331 bytes, checksum: 793195b96d26505a33dde69ed1f9eee3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-06-06T12:36:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Monezi Montel - 2015.pdf: 4015331 bytes, checksum: 793195b96d26505a33dde69ed1f9eee3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T12:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Aline Monezi Montel - 2015.pdf: 4015331 bytes, checksum: 793195b96d26505a33dde69ed1f9eee3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / Glioblastoma multiforme (GBM) is the malignant brain tumor most frequent in adults characterized by its high proliferative and invasive properties in addition of its high resistance to the available treatments. Therefore, the investigation of novel agents able to improve survival and overall life quality of GBM patients is extremely needed. Ruthenium compounds have revealed to be good candidates as antitumor drugs demonstrating antiproliferative activity in some types of cancer such as breast, prostate and lung. Besides the chemical properties specific for these compounds, ruthenium also presents a variety of radioisotopes that can be potentially used in radionuclide therapy (RT). In this work we investigated the antitumor effect of non-radioactive and radioactive Ruthenium II Fosfinic Complexes (RFCs) [Ru(pic)(bipy)(dppb)]PF6, [Ru(pic)(bipy)(dppe)]PF6, [Ru(pic)(bipy)(dppf)]PF6 and [Ru(pic)(bipy)(dppp)]PF6 on GBM cell lines and evaluated its potential use for RT. The GBM cell lines: U87 (expressing native p53 protein) and T98 (expressing mutant p53 protein), as well as human pulmonary fibroblast (MRC5) were treated with diffferent concentrations of non radioactive and radioactive RFCs. Radioactive ruthenium complexes containing 103Ru were produced by neutron activation at the TRIGA MARK-I IPR-RI with a thermal neutronic flux of 4.3x1012 n.cm-2.s-1. Cell viability were evaluated by MTT assay, morphological alterations and RFCs mechanism of action were analyzed by phase contrast and fluorescence microscopy with DAPI and double acridine orange/ethidium bromide staining. Generation of oxygen reactive species (ROS) by RFCs was detected by diclorofluorescein (DCF) assay and quantification of the produced fluorescence was analyzed in ImageJ software (NIH, Bethesda, MD, USA). All tested compounds were cytotoxic to the cells in a dose-dependent manner presenting IC50 in the range of 1.49 µM to 27.8 µM and between 2.3x10-4 µM to 6.2x10-4 µM for non-radioactive and radioactive RFCs respectively. The RFCs induced morphological alterations indicative of cell death by apoptosis and/or necrosis such as decreasing cell size, cell roundness, nuclear fragmentation, cromatin condensation and formation of apoptotic bodies. RFCs neutronic activated demonstrated higher cytotoxic activity than its non-radioactive counterparts suggesting that upon neutronic activation 103Ru,  particles emitter, showed sinergistic antitumor effect. Therefore, ruthenium based complexes can serve as a prototype for the development of new anticancer drugs, as well as, the use of its radioisotopes may be considered for RT. Based on the published literature and to the best of our knowledge so far this is the first report describing the potential use of radioactive ruthenium compounds in GBM. / O glioblastoma multiforme (GBM) é o tumor cerebral maligno mais frequente em adultos, caracterizado por uma alta capacidade proliferativa e invasiva, além da alta resistência aos tratamentos disponíveis. Por isso, a investigação de novos agentes que possam melhorar a sobrevida e a qualidade de vida dos pacientes com GBM é extremamente necessária. Os compostos de rutênio têm se revelado bons candidatos como drogas antitumorais, apresentando atividade antiproliferativa em alguns tipos de câncer, tais como: mama, próstata e pulmão. Além das propriedades químicas, específicas destes compostos, o rutênio apresenta também radioisótopos que podem ser potencialmente usados na terapia por radionuclídeos (TR). Neste trabalho investigou-se o efeito antitumoral dos complexos fosfínicos de Rutênio (II) (CFRs): [Ru(pic)(bipy)(dppb)]PF6, [Ru(pic)(bipy)(dppe)]PF6, [Ru(pic)(bipy)(dppf)]PF6 e [Ru(pic)(bipy)(dppp)]PF6, não radioativos e radioativos, sobre linhagens celulares de GBM e avaliou-se o seu potencial uso em TR. As linhagens celulares de GBM: U87 (proteína p53 nativa) e T98 (proteína p53 mutante), assim como, células de fibroblastos pulmonares humanos (MRC5) foram tratadas com diferentes concentrações dos CFRs não radioativos ou radioativos. Os CFRs radioativos contendo 103Ru foram ativados neutronicamente utilizando o reator nuclear TRIGA MARK-I IPR-RI, com fluxo neutrônico de 4,3x1012 n.cm-2.s-1. A viabilidade celular foi avaliada pelo ensaio de MTT, alterações morfológicas e mecanismo de morte induzido pelos CFRs nas células tratadas foram identificados por microscopia de contraste de fase e de fluorescência utilizando coloração com DAPI ou dupla coloração com Laranja de acridina/Brometo de etídeo. A capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) pelos CFRs foi detectada pelo ensaio com diclorofluoresceína (DCF) e a quantificação da fluorescência produzida foi analisada no software image J (NIH, Bethesda, MD, USA). Todos os compostos foram citotóxicos de maneira dose-dependente, apresentando valores de IC50 variando de 1,49 µM a 27,8 µM e entre 2,3x10-4 µM a 6,2x10-4 µM em células de GBM para os compostos não radioativos e radioativos, respectivamente. Os compostos induziram alterações morfológicas indicativas de morte por apoptose e/ou necrose, como encolhimento e arredondamento celular, fragmentação nuclear, condensação da cromatina, formação de corpos apoptóticos. Os CFRs ativados neutronicamente apresentaram maior atividade citotóxica que os CFRs não-radioativos, indicando que os isótopos 103Ru, emissores de partículas β apresentaram efeito antitumoral sinergístico. Portanto, os complexos a base de rutênio podem servir como protótipo para o desenvolvimento de novos antineoplásicos, assim como, a utilização de seus radioisótopos podem ser considerados para TR. Com base na literatura, até a presente data, este é o primeiro relato do uso de compostos radioativos de rutênio em GBM.

Orientador: André Sarto Polo. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós graduação em Ciência e Tecnologia - Química, 2011.

Orientador: Prof. Dr. André Sarto Polo / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2014. / O trabalho desenvolvido teve como foco sintetizar compostos tris-heterolepticos de rutenio(II), o cis-[Ru(phen)(dcbH2)(NCS)2], o cis-[Ru(Me2-phen)(dcbH2)(NCS)2] e o cis-[Ru(Ph2-phen)(dcbH2)(NCS)2]. Estes compostos foram sintetizados pela rota one-pot que forneceu rendimentos superiores a 60%. A escolha dos substituintes nas posicoes 4 e 7 da fenantrolina foram feitas com o intuito de analisar o efeito causado por um grupo retirador de eletrons (Ph - fenila) e por um grupo doador de eletrons (Me - metila). Os compostos sintetizados foram caracterizados por analise elementar, espectroscopia eletronica, espectroscopia vibracional, emissao e ressonancia magnetica nuclear de 1H. Pelo espectro vibracional constatou-se que o aumento da densidade eletronica causado pelo grupo doador de eletrons desloca o ¿Þ(CN)NCS para uma regiao de maior energia e apresenta um efeito contrario para o grupo retirador de eletrons. Com o auxilio da ressonancia magnetica nuclear de 1H foi possivel comparar os sinais dos protons H2 e verificou-se que o composto com o substituinte com o grupo doador de eletrons foi deslocado para campo alto em relacao ao composto com o substituinte com o grupo retirador de eletrons. Os grupos substituintes influenciam muito pouco nas propriedades eletronicas dos compostos sintetizados. Os espectros de emissao dos compostos apresentam bandas largas e nao estruturadas, tipicas de emissao proveniente do estado thexi 3MLCT. Os tres compostos foram utilizados como corantes sensibilizadores de celulas solares. Com este trabalho observou-se que pela escolha adequada dos grupos substituintes e possivel modular as propriedades dos corantes sensibilizadores. O desempenho fotoeletroquimico foi avaliado por testes de curvas de corrente potencial e apresentaram os seguintes resultados: cis-[Ru(phen)(dcbH2)(NCS)2]: Voc = 0,733 V, Jsc = 8,67 mA cm-2, ff = 0,61 e £b = 3,78%; cis-[Ru(Me2-phen)(dcbH2)(NCS)2]: Voc = 0,683 V, Jsc = 12,72 mA cm-2, ff = 0,55 e £b = 4,60%; cis-[Ru(Ph2-phen)(dcbH2)(NCS)2]: Voc = 0,738 V, Jsc = 13,28 mA cm-2, ff = 0,63 e £b = 6,18%. / The developed work focused on synthesizing compounds tris-heteroleptic ruthenium(II), cis-[Ru(phen)(dcbH2)(NCS)2], cis-[Ru(Me2-phen)(dcbH2)(NCS)2] and were synthesized cis-[Ru(Ph2-phen)(dcbH2)(NCS)2]. These compounds were synthesized by one-pot route which provided higher yields at 60%. The choice of the substituents at positions 4 and 7 of phenanthroline were made in order to analyze the effect caused by an electron withdrawing group (Ph - phenyl) and an electron donating group (Me - methyl). The synthesized compounds were characterized by elemental analysis, electronic spectroscopy, vibrational spectroscopy, emission and 1H nuclear magnetic resonance. For the vibrational spectrum it was found that increasing the electron density caused by the electron donating group displaces the ¿Þ(CN)NCS for a higher energy region and has an opposite effect to the electron withdrawing group. With the aid of 1H nuclear magnetic resonance was possible to compare the signals of the protons H2, and it was found that the compound of the substituent with electron donating group was shifted upfield compared to the compound with the substituent withdrawing group electrons. The substituent groups very little influence on the electronic properties of the synthesized compounds. Emission spectra of the compounds show broad and unstructured bands, typical of emission from the 3MLCT thexi state. The three compounds were used as sensitizing dyes of solar cells. With this work it was observed that with the appropriate choice of substituents is possible to modulate the properties of the dyes. The photoelectrochemical performance was evaluated by testing current and potential curves showed the following results: cis-[Ru(phen)(dcbH2)(NCS)2]: Voc = 0.733 V, Jsc = 8.67 mA cm- 2, ff = 0.61 and £b = 3.78 %; cis-[Ru(Me2-phen)(dcbH2)(NCS)2]: Voc = 0.683 V, Jsc = 12.72 mA cm-2, ff = 0.55 and £b = 4.60 %; cis-[Ru(Ph2-phen phen)(dcbH2)( NCS)2]: Voc = 0.738 V, Jsc = 13.28 mA cm-2, ff = 0.63 and ç = 6.18 % .

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-11T14:10:54Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Raquel Santos faria - 2015.pdf: 1687258 bytes, checksum: 06640eb0bb4f0895f2f882027093c950 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-11T14:11:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Raquel Santos faria - 2015.pdf: 1687258 bytes, checksum: 06640eb0bb4f0895f2f882027093c950 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T14:11:18Z (GMT). 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Cytotoxicity was assessed by the MTT assay and it has shown that the compound tested showed inhibition of tumor cell viability in Sarcoma 180 (S180) in lower concentrations (IC50 8.89 μM ± 3.9) and cytotoxicity at higher concentrations for normal lymphocytes (IC50 17 μM). [RuCl(bcn)(phen)(dppb)]PF6 also showed a significant lethality to brine shrimp nauplii Artemia salina (CL50 300.31 μg mL). The comet assay indicated that the compound is not genotoxic for lymphocytes cells, because there was no significant increase in DNA damage in cells treated, and exhibits low genotoxicity to tumor cells (S180). The Ru complex 25 induced changes in cell cycle identified by flow cytometric test, increasing the number of cells in G0 / G1 phase and lowering synthesis phase within 24 hours of treatment. The complex induced an increase of cells positive for Annexin-V/PI for flow cytometric test, suggesting cell death by apoptosis. By Western Blot assay, it was possible to infere that the complex may be triggering cell death by caspase-independent intrinsic apoptosis. However, others specifics markers are needed to understand the cascade of events which the intrinsic apoptosis pathway that is effecting this process of cell death, and if only this pathway is being activated in apoptosis, thus elucidating the mechanism of action in cells S180. Thus, this compound showed cytotoxicity to tumor cells, high safety of use, due to absent genotoxicity in normal cells, low genotoxicity in tumor cell, and possibly acts by caspase-independent apoptosis intrinsic pathway. / A estimativa do IARC aponta que ocorrerão 27 milhões de novos casos de câncer no mundo até 2030. Em decorrência do aumento no numero de casos de câncer no mundo, houve uma intensificação na busca de novos quimioterápicos que sejam eficientes para o tratamento do câncer. A indústria farmacêutica, portanto, intensificou a busca por novas drogas à base de metal que ofereçam possibilidade de administração oral, diminuição de efeitos colaterais graves e redução de custos clínicos. Devido ao exposto, foi avaliado o potencial citotóxico, genotóxico, a interferência na cinética do ciclo celular e o mecanismo de morte celular de [RuCl(bcn)(phen)(dppb)]PF6,um novo complexo de rutênio (II). A citotoxicidade foi avaliada pelo teste do MTT e este mostrou que o complexo testado apresentou inibição da viabilidade na célula tumoral de Sarcoma 180 (S180) em concentrações baixas (IC50 8.89 μM ± 3.9) e uma citotoxicidade em concentração maior para linfócitos normais (IC50 17 μM). [RuCl(bcn)(phen)(dppb)]PF6 também apresentou letalidade significativa no teste de Artemia salina (CL50 300.31 μg mL). O teste cometa indicou que o composto não é genotóxico para células de linfócitos, pois não apresentou aumento significativo de dano ao DNA nos linfócitos tratados, e apresenta baixa genotoxicidade para as células tumorais (S180). O complexo [RuCl(bcn)(phen)(dppb)]PF6 induziu mudanças no ciclo celular, identificado pelo teste de citometria de fluxo, aumentando a quantidade de células na fase G0/G1 e diminuindo na fase de síntese em 24 horas de tratamento. O complexo também induziu o aumento da quantidade de células positivas para Anexina-V/PI pelo teste de citometria de fluxo, sugerindo morte celular por apoptose. Pelo teste de Western Blot, foi possível inferir que o complexo pode estar desencadeando morte celular por apoptose via intrínseca e independente de caspase. Porém, outros marcadores específicos são necessários para compreender qual a cascata de eventos de apoptose via intrínseca que está efetivando esse processo de morte celular, e se somente esta via está sendo ativada no processo de apoptose, elucidando assim, o mecanismo de ação nas células de S180. Portanto, este composto apresentou citotoxicidade para células tumorais, com alta segurança de uso, devido ausente genotoxicidade em células normais, baixa genotoxicidade em células tumorais, e que possivelmente atua via apoptose intrínseca e independente de caspases.