Neste trabalho foram realizadas as sínteses e caracterizações dos precursores (1) [Ru3O(CH3COO)6(CH3OH)3]CH3COO, (2) [Ru3O(CH3COO)6(CO)(CH3OH)2] (3) [Ru3O(CH3COO)6(4-acpy)2(H2O)]PF6, (4) [Ru3O(CH3COO)6(4-tbpy)2(H2O)]PF6 e dos complexos inéditos (5) [Ru3O(CH3COO)6(4-acpy)2(CO)], (6) [Ru3O(CH3COO)6(4-tbpy)2(CO)], (7) [Ru3O(CH3COO)6(4-acpy)2(NO)]PF6, (8) [Ru3O(CH3COO)6(4-tbpy)2(NO)]PF6. Os complexos foram caracterizados por espectroscopia na região do UV-Vis e do infravermelho, espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), voltametria cíclica e análise elementar. Por meio dos resultados obtidos nas técnicas de caracterização, foi possível confirmar a estrutura proposta inicialmente para os complexos e também para os precursores. Além disso, também foi possível observar a influência dos ligantes, -receptor e -doador na estrutura dos mesmos. Por meio da técnica de espectroscopia de infravermelho analisou-se principalmente estiramentos dos ligantes CO nos complexos 5 e 6 e do NO nos complexos 7 e 8. Nos estudos de RMN observou-se as características diamagnéticas dos complexos 5 e 6, e no caso dos complexos 7 e 8 foi possível confirmar que há uma forte interação entre o elétron desemparelhado na unidade [Ru3O]+ e do ligante NO0. Os ensaios eletroquímicos de voltametria cíclica mostraram a influência dos ligantes CO e NO na comunicação eletrônica da unidade [Ru3O].Os complexos com ligantes CO e NO foram irradiados com laser em 377 nm e 660 nm em soluções de acetonitrila e tampão fosfato pH 7,4. Estas irradiações foram acompanhadas por espectroscopia na região do UV-visível. No caso dos complexos 5 e 6, o aumento da banda na região de 900 nm indicou a formação do complexo, [Ru3O(CH3COO)6(L)2(S)], após a liberação do ligante monóxido de carbono (CO). A liberação de CO ocorreu predominantemente com irradiação em 377 nm na região do ultravioleta em pH fisiológico (solução aquosa de tampão fosfato, pH=7,4) e também em solução de acetonitrila. Para os complexos com ligantes NO, o perfil espectral obtido após fotólise indicou a formação de um complexo oxidado sem a coordenação do NO, [Ru3O(CH3COO)6(L)2(S)]+. / In this study it was performed the synthesis and characterization of the precursors (1) [Ru3O(CH3COO)6(CH3OH)3]CH3COO, (2) [Ru3O(CH3COO)6(CO)(CH3OH)2] (3) [Ru3O(CH3COO)6(4-acpy)2(H2O)]PF6 (4) [Ru3O(CH3COO)6(4-tbpy)2(H2O)]PF6 and the unpublished complexes (5) [Ru3O(CH3COO)6(4-acpy)2(CO)] (6) [Ru3O(CH3COO)6(4-tbpy)2(CO)] (7) [Ru3O(CH3COO)6(4-acpy)2(NO)]PF6 (8) [Ru3O(CH3COO)6(4-tbpy)2(NO)]PF6. The complexes were characterized by UV-Vis and infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR), cyclic voltametry, and elemental analysis. By means of the results obtained from the characterization, it was possible to confirm the initially proposed structure for both complexes and precursors. Furthermore, it was also possible to observe the influence of ligands, - receptor and the -donor in the structure of the complexes. By infrared spectroscopy it was verified primarily stretches of the CO and NO ligands in complexes 5,6 and 7,8 respectively. In NMR it was observed the diamagnetic character of complexes 5 and 6, and in the case of complexes 7 and 8 it was confirmed that there is a strong interaction between the unpaired electron in the [Ru3O]+ unit and the NO0 ligand. The cyclic voltammograms showed the influence of the CO and NO ligands on the electronic communication of the [Ru3O] unit. Complexes with ligands CO and NO were irradiated with laser at 377 nm and 660 nm in solutions of acetonitrile and phosphate buffer pH 7.4. The photolysis were accompanied by spectroscopy in the UV-visible region. In the case of complexes 5 and 6, the increase of the band in the region of 900 nm indicated the formation of the complex, [Ru3O(CH3COO)6(L)2(S)]+ produced after release of carbon monoxide (CO). The release of CO occurs predominantly with irradiation at 377 nm in the ultraviolet region at physiological pH (aqueous phosphate buffer solution, pH = 7.4) and in acetonitrile solution. For complexes with NO ligands, the spectral profile obtained after photolysis indicated the formation of an oxidized complex without coordination of NO, the [Ru3O(CH3COO)6(L)2(S)] + molecule.

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Algumas dessas aplicações são os processos de intercalação, adsorção e catálise. Nesse trabalho, foram investigados os processos de catálise da produção de biodiesel pelo acetato de zinco (um carboxilato lamelar), os processos de intercalação de moléculas tensoativas e das porfirinas aniônicas de ferro(III) pelos hidroxissais e os hidróxidos duplos lamelares, as propriedades adsortivas do ZIF-9 e os processos de esfoliação de uma série de carboxilatos de zinco lamelares e das moléculas tensoativas intercaladas em HDL e HSL. A fim de conduzir todo o estudo e essas investigações, foram feitos cálculos de estrutura eletrônica baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) a partir do pacote Quantum Espresso. No caso dos processos de esfoliação dos carboxilatos de zinco e de intercalação/esfoliação das moléculas tensoativas, uma comparação de funcionais de troca e correlação (PBE e vdW-DF) e do método semiempírico DFT-D2 foi feita para a contabilização das forças de van der Waals desses sistemas. Esse mesmo estudo metodológico foi feito para as propriedades do ZIF-9. Para o estudo de intercalação dos porfirinatos de ferro(III), um estudo do efeito de polarização de spin e da correção de Hubbard foi empregado para as propriedades estruturais e eletrônicas. Foi possível prever algumas propriedades de relevância como as energias de esfoliação para a família estudada de carboxilatos de zinco, assim como para os surfactantes intercalados em HDL e em HSL. As energias de adsorção das moléculas envolvidas nas reações de esterificação/transesterificação e a barreira de energia da formação de alcóxido permitiram a compreensão desses processos a nível atomístico. Uma elucidação estrutural foi também alcançada para as intercalações das moléculas tensoativas desidratadas e hidratadas, e dos porfirinatos de ferro(III). As propriedades adsortivas do ZIF-9 também foram estudadas, a fim de predizer a seletividade das moléculas estudadas (CO2, H2S, metanol e etanol). / The zinc element presents various applications and advantages due to its low toxicity and its biocompatibility. Some compounds, such as the hydroxide salts (LSH) and the double hydroxide salts (LDH), the layered carboxylates and the MOFs, are excelent materials with many potentials. Some of these applications are the intercalation processes, adsorption and catalysis. In this work, the catalysis of the biodiesel production with zinc acetate (a layered carboxylate) as the catalyst, the intercalation of surfactants and anionic iron(III) porphyrins in LDH and LHS, the adsorption properties of ZIF-9 and the exfoliation of a series of layered zinc carboxylates and the surfactants intercalated in LDH and LHS were investigated. In order to conduct all this study and these investigations, electronic structure calculations based on DFT by the Quantum Espresso package were performed. In the case of the exfoliation of the zinc carboxylates and the intercalation/exfoliation of the surfactants, a comparison of the exchange-correlation functionals (PBE and vdW-DF) and the semiempiric method DFT-D2 was made to capture the van der Waals forces of these systems. This same methodological study was made for the properties of ZIF-9. For the study of the intercalation of the anionic iron(III) porphyrins, the effect of the spin polarization and the Hubbard correction were investigated for the structural and electronic properties. Certain aspects could be predicted such as the exfoliation energies of the studied family of layered zinc carboxylates and also for the surfactants intercalated in LDH and LHS. The adsorption energies of the molecules involved in the esterification/transesterification reactions and the energy barrier of the alkoxide formation favored the comprehension of these processes at an atomistic scale. A structural elucidation was also achieved for the intercalation of the dehydrated and hydrated surfactants, and the anionic iron(III) porphyrins. The adsorption properties of ZIF-9 were also studied, in order to predict the selectivity of the studied molecules (CO2, H2S, methanol e ethanol).

La presente tesis se ha desarrollado combinando conceptos de química supramolecular y ciencia de los materiales. En concreto, se planteó la Tesis Doctoral sobre la idea de desarrollar sensores sobre superficies silíceas para detectar especies de interés ambiental. En primer lugar, se ha llevado a cabo el desarrollo de un nuevo método colorimétrico en dos pasos para la detección de surfactantes aniónicos en aguas, en el cual no es necesario el uso de disolventes clorados. Para ello, se ha diseñado y preparado un sólido silíceo funcionalizado con una unidad coordinante de aniones como es el grupo imidazol. Tras producirse la interacción de dichas unidades con los surfactantes aniónicos, en un segundo paso se produce la extracción de un colorante desde la disolución al sólido preparado. La coloración del sólido es función de la concentración de surfactante presente en la muestra inicial, por lo que permite la detección a simple vista de la presencia de surfactantes en una muestra. En vista de los resultados obtenidos, se diseñó un nuevo material que fuera capaz de determinar surfactantes catiónicos. Para ello, se utilizó como unidad coordinante un derivado con un grupo sulfonato. Además de realizar un estudio de la respuesta de dichos materiales y la caracterización de los mismos, se han analizado muestra reales que indica la viabilidad de dichos sistemas para la detección de surfactantes. Basándose en los resultados anteriores, en segundo lugar se planteó la posibilidad de diseñar y preparar un material capaz de retener y eliminar surfactantes aniónicos de muestras acuosas. Se trabaja en este caso con sólidos mesoporosos que presentan una mayor superficie específica, lo que permite el anclaje de un mayor número de unidades coordinantes y por tanto eliminar mayor cantidad de surfactantes. Se estudió la capacidad de retención de los materiales funcionalizados en su superficie con grupos imidazol, amina y piridina. / Coll Merino, MC. (2010). Superficies químicamente modificadas para la detección colorimétrica y eliminación de aniones de interés medioambiental en aguas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8723

Este trabalho tem como principal objetivo contribuir para o desenvolvimento de novos potenciais metalofármacos de rutênio. Nele são descritas a síntese, a caracterização e a avaliação da ação antiproliferativa de alguns complexos de dirutênio (II,III) com os fármacos antiinflamatórios não-esteróides (AINEs): ibuprofeno (ibp), ácido acetilsalicílico (aas), naproxeno (npx) e indometacina (ind) e também com o ácido γ-linolênico (lin), sobre células cancerígenas. Os compostos obtidos foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia de absorção eletrônica, medidas de susceptibilidade magnética, espectroscopia vibracional FTIR e Raman, difratometria de raios X de pó, medidas de condutividade molar e análise térmica (TG, OTAe OSC). Todos os complexos sintetizados apresentam estrutura em gaiola, com os carboxilatos derivados dos fármacos AINEs coordenados à unidade dimetálica Ru2( (II,III), em ponte equatorial, estabilizando assim a ligação direta rutênio-rutênio. As posições axiais são ocupadas por íons cloreto, no caso dos complexos [Ru2(O2(CR)4(Cl] (O2(CR = ibp, aas, npx ou ind), ou por moléculas de água, nas espécies do tipo [Ru2(O2(CR)4(H2O)2]PF6(O2CR =npx e ind). Ensaios biológicos demonstraram que os compostos [Ru2(ibp) 4Cl]•½H2O e [Ru2(npx)4(H2O)2]PF6 apresentam ação antiproliferativa sobre células de glioma de rato C6 in vitro, dependendo do tempo de exposição do meio celular ao complexo. O complexo [Ru2 (lin)4Cl] também apresenta efeito sobre a proliferação de células C6; entretanto, nesse caso, efeitos significativos são observaçlos já nas primeiras 24 h de exposição. Estudos mostraram que as bases adenina e adenosina reagem com o complexo [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 sem que ocorra quebra da estrutura em gaiola. As bases nitrogenadas substituem axialmente as moléculas de água, formando pontes axiais entre duas unidades de dirutênio (II,III) no estado sólido. / The main objective of this work is to make a contribution to the development of new ruthenium metallodrugs. Synthesis, characterization and evaluation of antiproliferative action in tumor cells of some diruthenium(II,III) complexes with Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs (NSAIDs) such as ibuprofen, acetylsalicylic acid, naproxen, indomethacin and also γ-linolenic acid are described. The obtained compounds were characterized by elemental analysis, electronic absorption spectroscopy, magnetic susceptibility, FTIR and Raman vibrational spectroscopy, x-ray powder diffraction, molar conductivity and thermal analysis (TG, DTA and DSC). All complexes exhibit a paddlewheel structure with the NSAID carboxylates coordinated to the metal ions bridging two Ru2(II,III) dimetal units and stabilizing the ruthenium-ruthenium bound. The axial positions are occupied by chloride ions for [Ru2(O2CR)4Cl] (O2CR = ibp, aas, npx, ind), or by water molecules for [Ru4(O2CR) 4(H2O) 2]PF6(O2CR = npx, ind) complexes. Biologic assays in vitro show that antiproliferative action in C6 rat cells depends on the time of exposing the cell culture to [Ru2(ibp)4Cl]•½H2O and [Ru2 (npx)4(H2O)2]PF6 complexes. The [Ru2(1in)4Cl] compound also exhibits proliferative changes in C6 rat cells, however, significant results are observed for the first 24 hours of treatment. Some results show that adenine and adenosine bases can react with [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 without breakage of the cage structure. The bases substitute the axial water molecules forming axial bridges between diruthenium units in the solid state.

Este trabalho tem como principal objetivo contribuir para o desenvolvimento de novos potenciais metalofármacos de rutênio. Nele são descritas a síntese, a caracterização e a avaliação da ação antiproliferativa de alguns complexos de dirutênio (II,III) com os fármacos antiinflamatórios não-esteróides (AINEs): ibuprofeno (ibp), ácido acetilsalicílico (aas), naproxeno (npx) e indometacina (ind) e também com o ácido γ-linolênico (lin), sobre células cancerígenas. Os compostos obtidos foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia de absorção eletrônica, medidas de susceptibilidade magnética, espectroscopia vibracional FTIR e Raman, difratometria de raios X de pó, medidas de condutividade molar e análise térmica (TG, OTAe OSC). Todos os complexos sintetizados apresentam estrutura em gaiola, com os carboxilatos derivados dos fármacos AINEs coordenados à unidade dimetálica Ru2( (II,III), em ponte equatorial, estabilizando assim a ligação direta rutênio-rutênio. As posições axiais são ocupadas por íons cloreto, no caso dos complexos [Ru2(O2(CR)4(Cl] (O2(CR = ibp, aas, npx ou ind), ou por moléculas de água, nas espécies do tipo [Ru2(O2(CR)4(H2O)2]PF6(O2CR =npx e ind). Ensaios biológicos demonstraram que os compostos [Ru2(ibp) 4Cl]•½H2O e [Ru2(npx)4(H2O)2]PF6 apresentam ação antiproliferativa sobre células de glioma de rato C6 in vitro, dependendo do tempo de exposição do meio celular ao complexo. O complexo [Ru2 (lin)4Cl] também apresenta efeito sobre a proliferação de células C6; entretanto, nesse caso, efeitos significativos são observaçlos já nas primeiras 24 h de exposição. Estudos mostraram que as bases adenina e adenosina reagem com o complexo [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 sem que ocorra quebra da estrutura em gaiola. As bases nitrogenadas substituem axialmente as moléculas de água, formando pontes axiais entre duas unidades de dirutênio (II,III) no estado sólido. / The main objective of this work is to make a contribution to the development of new ruthenium metallodrugs. Synthesis, characterization and evaluation of antiproliferative action in tumor cells of some diruthenium(II,III) complexes with Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs (NSAIDs) such as ibuprofen, acetylsalicylic acid, naproxen, indomethacin and also γ-linolenic acid are described. The obtained compounds were characterized by elemental analysis, electronic absorption spectroscopy, magnetic susceptibility, FTIR and Raman vibrational spectroscopy, x-ray powder diffraction, molar conductivity and thermal analysis (TG, DTA and DSC). All complexes exhibit a paddlewheel structure with the NSAID carboxylates coordinated to the metal ions bridging two Ru2(II,III) dimetal units and stabilizing the ruthenium-ruthenium bound. The axial positions are occupied by chloride ions for [Ru2(O2CR)4Cl] (O2CR = ibp, aas, npx, ind), or by water molecules for [Ru4(O2CR) 4(H2O) 2]PF6(O2CR = npx, ind) complexes. Biologic assays in vitro show that antiproliferative action in C6 rat cells depends on the time of exposing the cell culture to [Ru2(ibp)4Cl]•½H2O and [Ru2 (npx)4(H2O)2]PF6 complexes. The [Ru2(1in)4Cl] compound also exhibits proliferative changes in C6 rat cells, however, significant results are observed for the first 24 hours of treatment. Some results show that adenine and adenosine bases can react with [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 without breakage of the cage structure. The bases substitute the axial water molecules forming axial bridges between diruthenium units in the solid state.