O produto formado a partir da reação entre trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3H2O]2+ e íons nitrito é dependente da concentração hidrogeniônica do meio. Em pH acima de 10, o composto final formado é o trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3NO2]+ (1,1 x 103 M-1.s-1), o qual é convertido quantitativamente em pH 4 ao correspondente nitrosilo (2,2 x 10-3 s-1). Esta reação em meio alcalino ocorre em duas etapas com constantes de velocidades distintas, sendo a primeira etapa mais rápida que a segunda. Esta etapa foi atribuída à formação dos isômeros, trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3NO2]+ e trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3ONO] + (1,1 x 103 M-1 s-1; pH 11). A etapa mais lenta foi atribuída à isomerização do nitrito composto, nitrito ligado pelo oxigênio, para o nitro composto, ligado pelo nitrogênio e que apresenta maior estabilidade (6,9 x 102 M-1 s-1; pH 11). Através de estudos in vitro foi efetuada a avaliação da citotoxicidade de nitrosilos complexos de rutênio tipo trans-[Ru(NO)(NH3)4L] 3+ e trans-[Ru(NH3)4L(SO4)]+ em culturas de células de diferentes modelos de câncer. Verificou-se que estes compostos apresentaram resultados efetivos em células de leucemia Humana (Jurkat) e Melanoma Murino (B16F10-Nex2). Os compostos acima também se mostraram citotóxicos frente a células de câncer de Mama Humana (MCF-7). Estudos in vivo com células B16F10-Nex2 envolvendo nitrosilo complexos e seus análogos sulfatos indicaram que a aplicação intraperitoneal destes compostos retardou o desenvolvimento dos tumores e aumentou a sobrevida dos camundongos. Os resultados também indicam que a morte celular promovida pelos complexos provavelmente não é dependente de caspases. A aplicação dos nitrosilos, SNP e [Ru(NO)Hedta], em culturas celulares embriogênicas de Araucaria angustifolia induziram um aumento na massa fresca das culturas em relação ao controle, após 21 dias. Este efeito foi inibido quando PTIO, captador de NO, foi adicionado às amostras em conjunto com os doadores de NO. Observou-se também, que após 21 dias, as amostras preparadas com os compostos apresentaram maior concentração de óxido nítrico, tanto intra quanto extracelular. As morfologias das células também foram influenciadas pela adição dos nitrosilos, observando-se um acréscimo no número de células embriogênicas em relação ao controle, acréscimo este que ocorreu ocorre de forma desorganizada. / The product of the reaction of trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3H2O]2+ with nitrite ions depends on the hydrogenionic concentration of the medium. In solutions with pH > 10, the final compound is the trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3NO2]+ (1,1 x 103 M-1.s-1), wich is quantitatively converted into the trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3NO]3+ in acid solutions (CH+ > 10-5 mol.L-1; kobs = 2.2 x 10-3 s-1 at pH 4). This reaction presents two different steps with distinct rate constants, being the first step faster than the second. Then, the first process was attributed to the formation of both the isomers, trans-[Ru(NH3)4P(OEt)3NO2]+ and trans-[Ru(NH3)4P(OEt)3ONO]+ (1.1 x 103 M-1s-1; pH 11). The slowest step was then attributed to the isomerization of the nitrito compound, O-bonded, to the nitro compound, Nbonded, which presents more stability (6.9 x 102 M-1s-1; pH 11). In vitro studies were used to evaluate the cytotoxicity of some nitrosyl ruthenium compounds type trans-[Ru(NO)(NH3)4L]3+ and trans-[Ru(NH3)4L(SO4)]+ against some cancer cells models. The compounds showed significant results against human leukemia (Jurkat) and murine melanoma (B16F10-Nex2). The compounds also showed citotoxicity against human breast adenocarcinoma cell line (MCF-7), however the compounds were less active in this culture. In vivo studies with B16F10-Nex2 and the ruthenium compounds suggests that intraperitoneally applications of the complexes delays tumor growth and prolongs animal survival rate. The results also indicates that the compounds should induce a caspase-independent death of the tumor cell. The application of the nitrosyls, SNP and [Ru(NO)Hedta], in embryogenic suspension cultures of Araucaria angustifolia promotes an increase at the fresh mass percent comparing with the control samples. This effect was inhibit when the compound PTIO, a NO scavenger, was added to the samples prepared with NO donors. After 21 days of cellular culture, fluorimetric methods for NO detection showed that the samples prepared with SNP and [Ru(NO)Hedta] presents higher intra and extracellular NO concentrations than control. Morphological organization of embryogenic suspension cultures of A. angustifolia were also influenced by the addition of NO, the cultures with the donors showed increased embriogenic cells numbers relating to the control.

Neste trabalho estão relatados a síntese, caracterização, e o estudo das reatividades química e fotoquímica de complexos de rutênio com ligantes tetraazamacrocíclicos do tipo trans-[Ru(L)Cl(mac)]n+ (L = Cl-, tfms, H2O, OH-; NO+; mac = cyclam (1,4,8,11-tetraazaciclotetradecano) e 1-(3-propilamônio)cyclam), cis-[Ru(L)Cl(cyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-; cyclen = 1,4,7,10-tetraazaciclododecano) e cis-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-; imcyclen = 1,4,7,10-tetraazaciclododeceno). Os complexos foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (UV-vis, infravermelho e RMN de 1H e 13C), eletroquímicas (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial), espectrometria de massa e análise elemetar. Os dados espectroscópicos, eletroquímicos, espectrometria de massa e os resultados de microanálise, realizados para todos os complexos foram consistentes com as formulações propostas, bem como com a presença do NO coordenado ao centro metálico como Ru(II)-NO+ nos nitrosilos complexos. O complexo cis-[RuII(NO+)(OH)(imcyclen)](PF6)2 foi precipitado como uma mistura de dois isômeros conformacionais, que foram separados em solução aquosa por cromatografia líquida de alta eficiência com fase reversa. Os isômeros conformacionais foram caracterizados através de estudos espectroscópicos (UV-vis, infravermelho e RMN) e eletroquímicos (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial) e identificados como cis-syn-syn-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ e cis-syn-anti-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-). Os resultados também indicaram que o ligante macrociclo cyclen está na forma oxidada imcyclen nos complexos cis-syn-syn-[RuII(NO+)Cl(imcyclen)]2+ e cis-syn-anti-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-). As espécies trans-[Ru(L)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]n+ (L = Cl- e tfms-) sofrem reação química de aquação dos ligantes cloreto ou tfms em ambos os complexos de Ru(III) e Ru(II), com velocidades muito maiores que nos complexos trans-[Ru(L)Cl(cyclam)]n+ (L = Cl- e tfms-). Os aquacomplexos obtidos mostram valores de pKa para a água coordenada, menores que os aquacomplexos de rutênio com ligantes amínicos de cadeia aberta, evidenciando o caráter ácido dos fragmentos [RuIII(mac)] e [RuII(NO+)(mac)] (mac = cyclam, cyclen, imcyclen e 1-(3-propilamônio)cyclam)). O óxido nítrico coordenado em todos os nitrosilos foi liberado através de redução química ou eletroquímica do NO+ coordenado, sendo que os complexos trans-[RuII(NO+)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]3+ e trans-[RuII(NO+)Cl(imcyclam)]2+ também liberam NO0, quando irradiados com luz de comprimento de onda na região de 300 380 nm. Através de estudos espectroeletroquímicos nas regiões do UV-vis e do infravermelho foi possível à observação do estiramento (NO0) coordenado no espectro vibracional, bem como a obtenção dos espectros eletrônicos dos complexos trans-[RuII(NO0)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]2+ e trans-[RuII(NO0)Cl(cyclam)]+. O complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 foi encapsulado em em matriz de sílica (SiO2) e sílica modificada (SiO2/SiSH, SiO2/SiPr e SiO2/SiNH). Os xerogéis contendo o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado, foram caracterizados através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia (UV-vis, infravermelho e RMN de 29Si e 13C), voltametria cíclica e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. O complexo encapsulado observado por microscopia revelou-se um material de coloração homogênea e superfície lisa, com uma distribuição homogênea dos elementos na amostra. O dados espectroscópicos, revelaram que as características do xerogel preparado dependem da natureza da matriz utilizada, de forma que o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 pode ser encapsulado em matriz de sílica (SiO2) e sílica modificada (SiO2/SiSH e SiO2/SiPr), mas quando a sílica é modificada com grupamento amina (SiO2/SiNH) ocorre uma reação de ataque nucleofílico do grupamento amina ao ligante nitrosônio coordenado no complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6) Experimentos de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. para o complexo trans-[RuII(NO+)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado em matriz de sílica SiO2 e em matriz SiO2/SiNH2, bem como para os complexos trans-[RuIIICl2(cyclam)]Cl e trans-[RuII(NO+)Cl(cyclam)](PF6)2 usados como padrão, foram consistentes com os resultados obtidos através de outras técnicas espectroscópicas. Os estudos fotoquímicos do complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado em matriz de sílica (SiO2) evidenciaram que ocorre a liberação de NO0, quando o xerogel é irradiado com luz de comprimento de onda de 334 nm, de forma semelhante ao observado para o complexo em solução. Este complexo encapsulado pode potencialmente ser um liberador de NO, gerando o aquacomplexo, que pode ser regenerado pela reação com NO, resultando em um material reciclado. / Neste trabalho estão relatados a síntese, caracterização, e o estudo das reatividades química e fotoquímica de complexos de rutênio com ligantes tetraazamacrocíclicos do tipo trans-[Ru(L)Cl(mac)]n+ (L = Cl-, tfms, H2O, OH-; NO+; mac = cyclam (1,4,8,11-tetraazaciclotetradecano) e 1-(3-propilamônio)cyclam), cis-[Ru(L)Cl(cyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-; cyclen = 1,4,7,10-tetraazaciclododecano) e cis-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-; imcyclen = 1,4,7,10-tetraazaciclododeceno). Os complexos foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (UV-vis, infravermelho e RMN de 1H e 13C), eletroquímicas (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial), espectrometria de massa e análise elemetar. Os dados espectroscópicos, eletroquímicos, espectrometria de massa e os resultados de microanálise, realizados para todos os complexos foram consistentes com as formulações propostas, bem como com a presença do NO coordenado ao centro metálico como Ru(II)-NO+ nos nitrosilos complexos. O complexo cis-[RuII(NO+)(OH)(imcyclen)](PF6)2 foi precipitado como uma mistura de dois isômeros conformacionais, que foram separados em solução aquosa por cromatografia líquida de alta eficiência com fase reversa. Os isômeros conformacionais foram caracterizados através de estudos espectroscópicos (UV-vis, infravermelho e RMN) e eletroquímicos (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial) e identificados como cis-syn-syn-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ e cis-syn-anti-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-). Os resultados também indicaram que o ligante macrociclo cyclen está na forma oxidada imcyclen nos complexos cis-syn-syn-[RuII(NO+)Cl(imcyclen)]2+ e cis-syn-anti-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-). As espécies trans-[Ru(L)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]n+ (L = Cl- e tfms-) sofrem reação química de aquação dos ligantes cloreto ou tfms em ambos os complexos de Ru(III) e Ru(II), com velocidades muito maiores que nos complexos trans-[Ru(L)Cl(cyclam)]n+ (L = Cl- e tfms-). Os aquacomplexos obtidos mostram valores de pKa para a água coordenada, menores que os aquacomplexos de rutênio com ligantes amínicos de cadeia aberta, evidenciando o caráter ácido dos fragmentos [RuIII(mac)] e [RuII(NO+)(mac)] (mac = cyclam, cyclen, imcyclen e 1-(3-propilamônio)cyclam)). O óxido nítrico coordenado em todos os nitrosilos foi liberado através de redução química ou eletroquímica do NO+ coordenado, sendo que os complexos trans-[RuII(NO+)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]3+ e trans-[RuII(NO+)Cl(imcyclam)]2+ também liberam NO0, quando irradiados com luz de comprimento de onda na região de 300 380 nm. Através de estudos espectroeletroquímicos nas regiões do UV-vis e do infravermelho foi possível à observação do estiramento (NO0) coordenado no espectro vibracional, bem como a obtenção dos espectros eletrônicos dos complexos trans-[RuII(NO0)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]2+ e trans-[RuII(NO0)Cl(cyclam)]+. O complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 foi encapsulado em em matriz de sílica (SiO2) e sílica modificada (SiO2/SiSH, SiO2/SiPr e SiO2/SiNH). Os xerogéis contendo o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado, foram caracterizados através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia (UV-vis, infravermelho e RMN de 29Si e 13C), voltametria cíclica e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. O complexo encapsulado observado por microscopia revelou-se um material de coloração homogênea e superfície lisa, com uma distribuição homogênea dos elementos na amostra. O dados espectroscópicos, revelaram que as características do xerogel preparado dependem da natureza da matriz utilizada, de forma que o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 pode ser encapsulado em matriz de sílica (SiO2) e sílica modificada (SiO2/SiSH e SiO2/SiPr), mas quando a sílica é modificada com grupamento amina (SiO2/SiNH) ocorre uma reação de ataque nucleofílico do grupamento amina ao ligante nitrosônio coordenado no complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6) Experimentos de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. para o complexo trans-[RuII(NO+)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado em matriz de sílica SiO2 e em matriz SiO2/SiNH2, bem como para os complexos trans-[RuIIICl2(cyclam)]Cl e trans-[RuII(NO+)Cl(cyclam)](PF6)2 usados como padrão, foram consistentes com os resultados obtidos através de outras técnicas espectroscópicas. Os estudos fotoquímicos do complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado em matriz de sílica (SiO2) evidenciaram que ocorre a liberação de NO0, quando o xerogel é irradiado com luz de comprimento de onda de 334 nm, de forma semelhante ao observado para o complexo em solução. Este complexo encapsulado pode potencialmente ser um liberador de NO, gerando o aquacomplexo, que pode ser regenerado pela reação com NO, resultando em um material reciclado.

As alterações na reatividade de ésteres de fósforo(III) promovidas pela coordenação ao centro metálico de rutênio(II) e o mútuo efeito e influência trans entre ésteres de fósforo(III) e ligantes π-aceptores (NO+ e CO) foram o foco deste trabalho. Dados de Ressonância Magnética Nuclear adquiridos em função do tempo sugerem que a coordenação de fosfitos ao centro de rutênio(II) estabiliza essas moléculas com respeito à reações de hidrólise e de oxidação. Esta estabilização é maior quando a coordenação se dá no fragmento trans-[Ru(H2O)(NH3)4]2+ do que no trans-[Ru(NO)(NH3)4]3+ devido à menor competição pelos elétrons 4dπ(RuII) no aqua do que nos nitrosilos complexos. A correlação linear entre os valores numéricos das constantes de hidrólise dos alquil fosfitos nos complexos trans-[Ru(NO)(NH3)4P(III)]3+ (P(III) = P(OC3H7)3, P(OC4H9)3, P(OC2H5)3 e P(OH)(OC2H5)2) e os valores numéricos de δ13C mostram que a hidrólise de fosfitos coordenados a Ru(II) ocorre preferencialmente via mecanismo de Michaelis Arbusov. Apenas o nitrosilo em que P(III) = P(OCH3)3 não apresentou esta correlação, indicando que, neste caso, provavelmente a hidrólise se dá via mecanismo de Asknes. Os complexos trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OH)2)]ZnCl4 e trans-[Ru(CO)(NH3)4(P(OH)3)]ZnCl4 foram isolados e caracterizados por Raio-X, UV-vis, RMN, IV, voltametria cíclica e análise elementar. O pKa do ácido fosforoso coordenado foi calculado em solução por meio de espectroscopia de infravermelho apresentando os valores de 0,74 e 3,30 para o nitrosilo e carbonilo complexos, respectivamente. Isto confirma que, em tetraamminas de rutênio(II), o NO+ é um recebedor π consideravelmente mais forte que o CO. A estabilidade de ambos os complexos em solução aquosa foi acompanhada por UV-vis, 31P RMN e IV. Observou-se que o nitrosônio empresta ao centro metálico de rutênio(II) características de rutênio(III) favorecendo a isomerização do ligante ácido fosforoso, formando as espécies trans-[Ru(NO)(NH3)4((O)P(OH)2)]2+ e trans-[Ru(NO)(NH3)4((O)P(H)(OH)2)]3+ e só após isto ocorre a dissociação do ácido fosforoso. Dados experimentais de UV-vis e IV e sua correlação com cálculos DFT, indicam que o CO também induz a isomerização do ácido fosforoso coordenado no íon trans-[Ru(CO)(NH3)4(P(O)(OH)2)]2+, porém a velocidade de isomerização é consideravelmente menor do que no nitrosilo complexo. O composto trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OCH2CH3)2)](PF6)2, em que o éster de fósforo é um dialquil fosfito, também foi sintetizado e caracterizado. Os dados cinéticos mostram que o íon trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OCH2CH3)2)]2+ é o mais estável dentre os nitrosilos complexos do tipo trans-[Ru(NO)(NH3)4P(III)]n+ no que diz respeito às reações de ataque nucleofílico nos ligantes fosfito e nitrosônio, o que o torna um interessante candidato a doador de NO/HNO em meio biológico. / Changes in phosphorus(III) esters reactivity promoted by coordination to ruthenium(II) metal center and the mutual trans effect and influence of esters of phosphorus(III) and π-acceptor ligands (NO+ and CO) were the focus of this work. Nuclear Magnetic Resonance data acquired as function of time suggest that phosphites coordination to ruthenium(II) center stabilizes these molecules regarding to hydrolysis and oxidation reactions. This stabilization is greater when the coordination occurs to trans-[Ru(H2O)(NH3)4]2+ than to trans-[Ru(NO)(NH3)4]3+ fragment due to smaller competition for 4dπ(RuII) electrons in aquo than nitrosyl complexes. The correlation between the numeric values of the alkyl phosphites hydrolysis constants in trans-[Ru(NO)(NH3)4P(OR)3]3+ (P(III) = P(OC3H7)3, P(OC4H9)3, P(OC2H5)3 e P(OH)(OC2H5)2) complexes and the numeric values of δ13C shows that hydrolysis of phosphites coordinated to Ru(II) takes place preferably via Michaelis Arbusov mechanism. Only the nitrosyl complex where P(III) = P(OCH3)3 did not exhibit this correlation which indicated that, in this case, the hydrolysis probably occurs via Asknes mechanism. The trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OH)2)]ZnCl4 and trans-[Ru(CO)(NH3)4(P(OH)3)]ZnCl4 complexes were isolated and characterized using X-ray, UV-vis, NMR, IR, elemental analysis, and cyclic voltammetry. The pKa of the coordinated phosphorous acid was calculated in solution through infrared spectroscopy and exhibited the values of 0.74 and 3.30 for nitrosyl and carbonyl complexes, respectively. This confirm that, in ruthenium(II) tetraammines, NO+ is a stronger π-acceptor than CO. The stability of these both complexes in aqueous solution was followed by UV-vis, 31P NMR and IR. It was observed that nitrosonium ligand makes the ruthenium(II) metal center exhibit ruthenium(III) characteristics favoring the isomerization of the phosphorous acid ligand leading to trans-[Ru(NO)(NH3)4((O)P(OH)2)]2+ and trans-[Ru(NO)(NH3)4((O)P(H)(OH)2)]3+ species, and only after that occurs the dissociation of the phosphorous acid. UV-vis and IR experimental data and the correlation with DFT calculations indicate that CO also induces isomerization of the coordinated phosphorous acid in trans-[Ru(CO)(NH3)4(P(O)(OH)2)]2+, but the isomerization rate is considerably smaller than in the nitrosyl complex. The trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OCH2CH3)2)](PF6)2 compound, wherein the phosphorus ester is a dialkyl phosphite, was also synthesized and characterized. The kinetic data show that the trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OCH2CH3)2)]2+ is the most stable among the nitrosyl complexes of the trans-[Ru(NO)(NH3)4P(III)]n+ type regarding to the phosphite and nitrosonium nucleophilic attack reactions which makes this complex an interesting candidate as a NO/HNO-donor in biological medium.

O produto formado a partir da reação entre trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3H2O]2+ e íons nitrito é dependente da concentração hidrogeniônica do meio. Em pH acima de 10, o composto final formado é o trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3NO2]+ (1,1 x 103 M-1.s-1), o qual é convertido quantitativamente em pH 4 ao correspondente nitrosilo (2,2 x 10-3 s-1). Esta reação em meio alcalino ocorre em duas etapas com constantes de velocidades distintas, sendo a primeira etapa mais rápida que a segunda. Esta etapa foi atribuída à formação dos isômeros, trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3NO2]+ e trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3ONO] + (1,1 x 103 M-1 s-1; pH 11). A etapa mais lenta foi atribuída à isomerização do nitrito composto, nitrito ligado pelo oxigênio, para o nitro composto, ligado pelo nitrogênio e que apresenta maior estabilidade (6,9 x 102 M-1 s-1; pH 11). Através de estudos in vitro foi efetuada a avaliação da citotoxicidade de nitrosilos complexos de rutênio tipo trans-[Ru(NO)(NH3)4L] 3+ e trans-[Ru(NH3)4L(SO4)]+ em culturas de células de diferentes modelos de câncer. Verificou-se que estes compostos apresentaram resultados efetivos em células de leucemia Humana (Jurkat) e Melanoma Murino (B16F10-Nex2). Os compostos acima também se mostraram citotóxicos frente a células de câncer de Mama Humana (MCF-7). Estudos in vivo com células B16F10-Nex2 envolvendo nitrosilo complexos e seus análogos sulfatos indicaram que a aplicação intraperitoneal destes compostos retardou o desenvolvimento dos tumores e aumentou a sobrevida dos camundongos. Os resultados também indicam que a morte celular promovida pelos complexos provavelmente não é dependente de caspases. A aplicação dos nitrosilos, SNP e [Ru(NO)Hedta], em culturas celulares embriogênicas de Araucaria angustifolia induziram um aumento na massa fresca das culturas em relação ao controle, após 21 dias. Este efeito foi inibido quando PTIO, captador de NO, foi adicionado às amostras em conjunto com os doadores de NO. Observou-se também, que após 21 dias, as amostras preparadas com os compostos apresentaram maior concentração de óxido nítrico, tanto intra quanto extracelular. As morfologias das células também foram influenciadas pela adição dos nitrosilos, observando-se um acréscimo no número de células embriogênicas em relação ao controle, acréscimo este que ocorreu ocorre de forma desorganizada. / The product of the reaction of trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3H2O]2+ with nitrite ions depends on the hydrogenionic concentration of the medium. In solutions with pH > 10, the final compound is the trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3NO2]+ (1,1 x 103 M-1.s-1), wich is quantitatively converted into the trans-[Ru(NH3)4P(OEt) 3NO]3+ in acid solutions (CH+ > 10-5 mol.L-1; kobs = 2.2 x 10-3 s-1 at pH 4). This reaction presents two different steps with distinct rate constants, being the first step faster than the second. Then, the first process was attributed to the formation of both the isomers, trans-[Ru(NH3)4P(OEt)3NO2]+ and trans-[Ru(NH3)4P(OEt)3ONO]+ (1.1 x 103 M-1s-1; pH 11). The slowest step was then attributed to the isomerization of the nitrito compound, O-bonded, to the nitro compound, Nbonded, which presents more stability (6.9 x 102 M-1s-1; pH 11). In vitro studies were used to evaluate the cytotoxicity of some nitrosyl ruthenium compounds type trans-[Ru(NO)(NH3)4L]3+ and trans-[Ru(NH3)4L(SO4)]+ against some cancer cells models. The compounds showed significant results against human leukemia (Jurkat) and murine melanoma (B16F10-Nex2). The compounds also showed citotoxicity against human breast adenocarcinoma cell line (MCF-7), however the compounds were less active in this culture. In vivo studies with B16F10-Nex2 and the ruthenium compounds suggests that intraperitoneally applications of the complexes delays tumor growth and prolongs animal survival rate. The results also indicates that the compounds should induce a caspase-independent death of the tumor cell. The application of the nitrosyls, SNP and [Ru(NO)Hedta], in embryogenic suspension cultures of Araucaria angustifolia promotes an increase at the fresh mass percent comparing with the control samples. This effect was inhibit when the compound PTIO, a NO scavenger, was added to the samples prepared with NO donors. After 21 days of cellular culture, fluorimetric methods for NO detection showed that the samples prepared with SNP and [Ru(NO)Hedta] presents higher intra and extracellular NO concentrations than control. Morphological organization of embryogenic suspension cultures of A. angustifolia were also influenced by the addition of NO, the cultures with the donors showed increased embriogenic cells numbers relating to the control.

Neste trabalho estão relatados a síntese, caracterização, e o estudo das reatividades química e fotoquímica de complexos de rutênio com ligantes tetraazamacrocíclicos do tipo trans-[Ru(L)Cl(mac)]n+ (L = Cl-, tfms, H2O, OH-; NO+; mac = cyclam (1,4,8,11-tetraazaciclotetradecano) e 1-(3-propilamônio)cyclam), cis-[Ru(L)Cl(cyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-; cyclen = 1,4,7,10-tetraazaciclododecano) e cis-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-; imcyclen = 1,4,7,10-tetraazaciclododeceno). Os complexos foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (UV-vis, infravermelho e RMN de 1H e 13C), eletroquímicas (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial), espectrometria de massa e análise elemetar. Os dados espectroscópicos, eletroquímicos, espectrometria de massa e os resultados de microanálise, realizados para todos os complexos foram consistentes com as formulações propostas, bem como com a presença do NO coordenado ao centro metálico como Ru(II)-NO+ nos nitrosilos complexos. O complexo cis-[RuII(NO+)(OH)(imcyclen)](PF6)2 foi precipitado como uma mistura de dois isômeros conformacionais, que foram separados em solução aquosa por cromatografia líquida de alta eficiência com fase reversa. Os isômeros conformacionais foram caracterizados através de estudos espectroscópicos (UV-vis, infravermelho e RMN) e eletroquímicos (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial) e identificados como cis-syn-syn-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ e cis-syn-anti-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-). Os resultados também indicaram que o ligante macrociclo cyclen está na forma oxidada imcyclen nos complexos cis-syn-syn-[RuII(NO+)Cl(imcyclen)]2+ e cis-syn-anti-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-). As espécies trans-[Ru(L)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]n+ (L = Cl- e tfms-) sofrem reação química de aquação dos ligantes cloreto ou tfms em ambos os complexos de Ru(III) e Ru(II), com velocidades muito maiores que nos complexos trans-[Ru(L)Cl(cyclam)]n+ (L = Cl- e tfms-). Os aquacomplexos obtidos mostram valores de pKa para a água coordenada, menores que os aquacomplexos de rutênio com ligantes amínicos de cadeia aberta, evidenciando o caráter ácido dos fragmentos [RuIII(mac)] e [RuII(NO+)(mac)] (mac = cyclam, cyclen, imcyclen e 1-(3-propilamônio)cyclam)). O óxido nítrico coordenado em todos os nitrosilos foi liberado através de redução química ou eletroquímica do NO+ coordenado, sendo que os complexos trans-[RuII(NO+)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]3+ e trans-[RuII(NO+)Cl(imcyclam)]2+ também liberam NO0, quando irradiados com luz de comprimento de onda na região de 300 380 nm. Através de estudos espectroeletroquímicos nas regiões do UV-vis e do infravermelho foi possível à observação do estiramento (NO0) coordenado no espectro vibracional, bem como a obtenção dos espectros eletrônicos dos complexos trans-[RuII(NO0)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]2+ e trans-[RuII(NO0)Cl(cyclam)]+. O complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 foi encapsulado em em matriz de sílica (SiO2) e sílica modificada (SiO2/SiSH, SiO2/SiPr e SiO2/SiNH). Os xerogéis contendo o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado, foram caracterizados através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia (UV-vis, infravermelho e RMN de 29Si e 13C), voltametria cíclica e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. O complexo encapsulado observado por microscopia revelou-se um material de coloração homogênea e superfície lisa, com uma distribuição homogênea dos elementos na amostra. O dados espectroscópicos, revelaram que as características do xerogel preparado dependem da natureza da matriz utilizada, de forma que o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 pode ser encapsulado em matriz de sílica (SiO2) e sílica modificada (SiO2/SiSH e SiO2/SiPr), mas quando a sílica é modificada com grupamento amina (SiO2/SiNH) ocorre uma reação de ataque nucleofílico do grupamento amina ao ligante nitrosônio coordenado no complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6) Experimentos de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. para o complexo trans-[RuII(NO+)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado em matriz de sílica SiO2 e em matriz SiO2/SiNH2, bem como para os complexos trans-[RuIIICl2(cyclam)]Cl e trans-[RuII(NO+)Cl(cyclam)](PF6)2 usados como padrão, foram consistentes com os resultados obtidos através de outras técnicas espectroscópicas. Os estudos fotoquímicos do complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado em matriz de sílica (SiO2) evidenciaram que ocorre a liberação de NO0, quando o xerogel é irradiado com luz de comprimento de onda de 334 nm, de forma semelhante ao observado para o complexo em solução. Este complexo encapsulado pode potencialmente ser um liberador de NO, gerando o aquacomplexo, que pode ser regenerado pela reação com NO, resultando em um material reciclado. / Neste trabalho estão relatados a síntese, caracterização, e o estudo das reatividades química e fotoquímica de complexos de rutênio com ligantes tetraazamacrocíclicos do tipo trans-[Ru(L)Cl(mac)]n+ (L = Cl-, tfms, H2O, OH-; NO+; mac = cyclam (1,4,8,11-tetraazaciclotetradecano) e 1-(3-propilamônio)cyclam), cis-[Ru(L)Cl(cyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-; cyclen = 1,4,7,10-tetraazaciclododecano) e cis-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-; imcyclen = 1,4,7,10-tetraazaciclododeceno). Os complexos foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas (UV-vis, infravermelho e RMN de 1H e 13C), eletroquímicas (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial), espectrometria de massa e análise elemetar. Os dados espectroscópicos, eletroquímicos, espectrometria de massa e os resultados de microanálise, realizados para todos os complexos foram consistentes com as formulações propostas, bem como com a presença do NO coordenado ao centro metálico como Ru(II)-NO+ nos nitrosilos complexos. O complexo cis-[RuII(NO+)(OH)(imcyclen)](PF6)2 foi precipitado como uma mistura de dois isômeros conformacionais, que foram separados em solução aquosa por cromatografia líquida de alta eficiência com fase reversa. Os isômeros conformacionais foram caracterizados através de estudos espectroscópicos (UV-vis, infravermelho e RMN) e eletroquímicos (voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial) e identificados como cis-syn-syn-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ e cis-syn-anti-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-). Os resultados também indicaram que o ligante macrociclo cyclen está na forma oxidada imcyclen nos complexos cis-syn-syn-[RuII(NO+)Cl(imcyclen)]2+ e cis-syn-anti-[RuII(NO+)(L)(imcyclen)]n+ (L = Cl-, H2O, OH-). As espécies trans-[Ru(L)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]n+ (L = Cl- e tfms-) sofrem reação química de aquação dos ligantes cloreto ou tfms em ambos os complexos de Ru(III) e Ru(II), com velocidades muito maiores que nos complexos trans-[Ru(L)Cl(cyclam)]n+ (L = Cl- e tfms-). Os aquacomplexos obtidos mostram valores de pKa para a água coordenada, menores que os aquacomplexos de rutênio com ligantes amínicos de cadeia aberta, evidenciando o caráter ácido dos fragmentos [RuIII(mac)] e [RuII(NO+)(mac)] (mac = cyclam, cyclen, imcyclen e 1-(3-propilamônio)cyclam)). O óxido nítrico coordenado em todos os nitrosilos foi liberado através de redução química ou eletroquímica do NO+ coordenado, sendo que os complexos trans-[RuII(NO+)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]3+ e trans-[RuII(NO+)Cl(imcyclam)]2+ também liberam NO0, quando irradiados com luz de comprimento de onda na região de 300 380 nm. Através de estudos espectroeletroquímicos nas regiões do UV-vis e do infravermelho foi possível à observação do estiramento (NO0) coordenado no espectro vibracional, bem como a obtenção dos espectros eletrônicos dos complexos trans-[RuII(NO0)Cl(1-(3-propilamônio)cyclam)]2+ e trans-[RuII(NO0)Cl(cyclam)]+. O complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 foi encapsulado em em matriz de sílica (SiO2) e sílica modificada (SiO2/SiSH, SiO2/SiPr e SiO2/SiNH). Os xerogéis contendo o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado, foram caracterizados através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia (UV-vis, infravermelho e RMN de 29Si e 13C), voltametria cíclica e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. O complexo encapsulado observado por microscopia revelou-se um material de coloração homogênea e superfície lisa, com uma distribuição homogênea dos elementos na amostra. O dados espectroscópicos, revelaram que as características do xerogel preparado dependem da natureza da matriz utilizada, de forma que o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 pode ser encapsulado em matriz de sílica (SiO2) e sílica modificada (SiO2/SiSH e SiO2/SiPr), mas quando a sílica é modificada com grupamento amina (SiO2/SiNH) ocorre uma reação de ataque nucleofílico do grupamento amina ao ligante nitrosônio coordenado no complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6) Experimentos de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. para o complexo trans-[RuII(NO+)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado em matriz de sílica SiO2 e em matriz SiO2/SiNH2, bem como para os complexos trans-[RuIIICl2(cyclam)]Cl e trans-[RuII(NO+)Cl(cyclam)](PF6)2 usados como padrão, foram consistentes com os resultados obtidos através de outras técnicas espectroscópicas. Os estudos fotoquímicos do complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 encapsulado em matriz de sílica (SiO2) evidenciaram que ocorre a liberação de NO0, quando o xerogel é irradiado com luz de comprimento de onda de 334 nm, de forma semelhante ao observado para o complexo em solução. Este complexo encapsulado pode potencialmente ser um liberador de NO, gerando o aquacomplexo, que pode ser regenerado pela reação com NO, resultando em um material reciclado.

As alterações na reatividade de ésteres de fósforo(III) promovidas pela coordenação ao centro metálico de rutênio(II) e o mútuo efeito e influência trans entre ésteres de fósforo(III) e ligantes π-aceptores (NO+ e CO) foram o foco deste trabalho. Dados de Ressonância Magnética Nuclear adquiridos em função do tempo sugerem que a coordenação de fosfitos ao centro de rutênio(II) estabiliza essas moléculas com respeito à reações de hidrólise e de oxidação. Esta estabilização é maior quando a coordenação se dá no fragmento trans-[Ru(H2O)(NH3)4]2+ do que no trans-[Ru(NO)(NH3)4]3+ devido à menor competição pelos elétrons 4dπ(RuII) no aqua do que nos nitrosilos complexos. A correlação linear entre os valores numéricos das constantes de hidrólise dos alquil fosfitos nos complexos trans-[Ru(NO)(NH3)4P(III)]3+ (P(III) = P(OC3H7)3, P(OC4H9)3, P(OC2H5)3 e P(OH)(OC2H5)2) e os valores numéricos de δ13C mostram que a hidrólise de fosfitos coordenados a Ru(II) ocorre preferencialmente via mecanismo de Michaelis Arbusov. Apenas o nitrosilo em que P(III) = P(OCH3)3 não apresentou esta correlação, indicando que, neste caso, provavelmente a hidrólise se dá via mecanismo de Asknes. Os complexos trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OH)2)]ZnCl4 e trans-[Ru(CO)(NH3)4(P(OH)3)]ZnCl4 foram isolados e caracterizados por Raio-X, UV-vis, RMN, IV, voltametria cíclica e análise elementar. O pKa do ácido fosforoso coordenado foi calculado em solução por meio de espectroscopia de infravermelho apresentando os valores de 0,74 e 3,30 para o nitrosilo e carbonilo complexos, respectivamente. Isto confirma que, em tetraamminas de rutênio(II), o NO+ é um recebedor π consideravelmente mais forte que o CO. A estabilidade de ambos os complexos em solução aquosa foi acompanhada por UV-vis, 31P RMN e IV. Observou-se que o nitrosônio empresta ao centro metálico de rutênio(II) características de rutênio(III) favorecendo a isomerização do ligante ácido fosforoso, formando as espécies trans-[Ru(NO)(NH3)4((O)P(OH)2)]2+ e trans-[Ru(NO)(NH3)4((O)P(H)(OH)2)]3+ e só após isto ocorre a dissociação do ácido fosforoso. Dados experimentais de UV-vis e IV e sua correlação com cálculos DFT, indicam que o CO também induz a isomerização do ácido fosforoso coordenado no íon trans-[Ru(CO)(NH3)4(P(O)(OH)2)]2+, porém a velocidade de isomerização é consideravelmente menor do que no nitrosilo complexo. O composto trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OCH2CH3)2)](PF6)2, em que o éster de fósforo é um dialquil fosfito, também foi sintetizado e caracterizado. Os dados cinéticos mostram que o íon trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OCH2CH3)2)]2+ é o mais estável dentre os nitrosilos complexos do tipo trans-[Ru(NO)(NH3)4P(III)]n+ no que diz respeito às reações de ataque nucleofílico nos ligantes fosfito e nitrosônio, o que o torna um interessante candidato a doador de NO/HNO em meio biológico. / Changes in phosphorus(III) esters reactivity promoted by coordination to ruthenium(II) metal center and the mutual trans effect and influence of esters of phosphorus(III) and π-acceptor ligands (NO+ and CO) were the focus of this work. Nuclear Magnetic Resonance data acquired as function of time suggest that phosphites coordination to ruthenium(II) center stabilizes these molecules regarding to hydrolysis and oxidation reactions. This stabilization is greater when the coordination occurs to trans-[Ru(H2O)(NH3)4]2+ than to trans-[Ru(NO)(NH3)4]3+ fragment due to smaller competition for 4dπ(RuII) electrons in aquo than nitrosyl complexes. The correlation between the numeric values of the alkyl phosphites hydrolysis constants in trans-[Ru(NO)(NH3)4P(OR)3]3+ (P(III) = P(OC3H7)3, P(OC4H9)3, P(OC2H5)3 e P(OH)(OC2H5)2) complexes and the numeric values of δ13C shows that hydrolysis of phosphites coordinated to Ru(II) takes place preferably via Michaelis Arbusov mechanism. Only the nitrosyl complex where P(III) = P(OCH3)3 did not exhibit this correlation which indicated that, in this case, the hydrolysis probably occurs via Asknes mechanism. The trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OH)2)]ZnCl4 and trans-[Ru(CO)(NH3)4(P(OH)3)]ZnCl4 complexes were isolated and characterized using X-ray, UV-vis, NMR, IR, elemental analysis, and cyclic voltammetry. The pKa of the coordinated phosphorous acid was calculated in solution through infrared spectroscopy and exhibited the values of 0.74 and 3.30 for nitrosyl and carbonyl complexes, respectively. This confirm that, in ruthenium(II) tetraammines, NO+ is a stronger π-acceptor than CO. The stability of these both complexes in aqueous solution was followed by UV-vis, 31P NMR and IR. It was observed that nitrosonium ligand makes the ruthenium(II) metal center exhibit ruthenium(III) characteristics favoring the isomerization of the phosphorous acid ligand leading to trans-[Ru(NO)(NH3)4((O)P(OH)2)]2+ and trans-[Ru(NO)(NH3)4((O)P(H)(OH)2)]3+ species, and only after that occurs the dissociation of the phosphorous acid. UV-vis and IR experimental data and the correlation with DFT calculations indicate that CO also induces isomerization of the coordinated phosphorous acid in trans-[Ru(CO)(NH3)4(P(O)(OH)2)]2+, but the isomerization rate is considerably smaller than in the nitrosyl complex. The trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OCH2CH3)2)](PF6)2 compound, wherein the phosphorus ester is a dialkyl phosphite, was also synthesized and characterized. The kinetic data show that the trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(O)(OCH2CH3)2)]2+ is the most stable among the nitrosyl complexes of the trans-[Ru(NO)(NH3)4P(III)]n+ type regarding to the phosphite and nitrosonium nucleophilic attack reactions which makes this complex an interesting candidate as a NO/HNO-donor in biological medium.

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

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.

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

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