Reactions of the free radical nitrogen monoxide (NO) with metal–oxygen species of metalloproteins are relevant to NO metabolism and detoxification. For example, oxyhemoglobin and oxymyoglobin react with NO to form nitrate. The ferryl state of these globins also reacts with NO to reduce them to the FeIII state, forming nitrite. This has led to the suggestion that the role of NO could be that of an antioxidant of oxoiron(IV) and oxoiron(IV) protein radicals to inhibit oxidative damage. In turn, the ferrylglobin-mediated oxidation of NO to nitrite may play a role in NO scavenging and detoxification. In the case of peroxidase enzymes, NO has been shown to increase the activity of some enzymes by accelerating reduction of compound II to the FeIII state. While synthetic examples do exist for the chemistry of superoxometal complexes and NO, knowledge of the fundamental reactivity between oxometal complexes and NO is limited. To gain insight into the reactivity of synthetic oxoiron(IV) complexes toward NO, the reaction of [FeIVO(tmc)(OAc)]+ with NO, where the Fe center is coordinated by the macrocyclic nitrogen-donor ligand 1,4,8,11-tetramethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane (tmc), has been investigated. This reaction caused reduction of the FeIV center to FeII and produced nitrite, which was identified in the form of [FeII(tmc)(ONO)]+. Mechanistic studies have been conducted to distinguish between two possible pathways involving either oxygen atom or oxide(·–) ion transfer from the FeIVO group to NO. As a result of studying the reactivity of a different oxoiron(IV) complex, [FeIVO(N4Py)]2+, toward NO, the formation of FeII and nitrate was observed. Mechanistic studies have revealed a 2:1 stoichiometry between FeIV and NO. From these results, a mechanism can be proposed that includes an initial oxide(·#8211;) ion transfer from FeIVO group to NO to form nitrite, followed by an oxygen atom transfer from a second equivalent of [FeIVO(N4Py)]2+ to the nitrite intermediate to form nitrate. This second step chemistry was confirmed by independently studying the reaction of [FeIVO(N4Py)]2+ with nitrite to form nitrate. There is also a biological inorganic chemistry in which metal nitrosyl species are oxidized to form innocuous nitrite or nitrate. In this context, the oxidation of the synthetic nitrosyl complex [Fe(tmc)(NO)]2+ has been studied, which also produced [FeII(tmc)(ONO)]+. The molecular structure of [FeII(tmc)(ONO)]+ determined by X-ray crystallography indicates a bidentate binding mode of the nitrito ligand via both oxygen atoms. The oxidation results are consistent with a net oxide(·–) ion transfer mechanism forming [FeII(tmc)(NO2)]+, followed by a subsequent linkage isomerization. For comparison purposes, several related, independently synthesized [FeII(tmc)X]+ complexes (X = NO2–, NO3–, AcO–) have been characterized by spectroscopic techniques, X-ray crystallography and differential pulse and cyclic voltammetry. A final investigation involved studying the reactivity of a series of [FeIVO(tmc)X]+ (X = CF3SO3–, CF3CO2–, AcO–) complexes toward organic substrates by oxygen atom transfer and hydrogen atom abstraction to construct a reactivity trend depending on the strength of the axial ligand X.

No description available.

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.

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.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O trabalho reporta o estudo da formaÃÃo de um novo coacervato preparado a partir da mistura de soluÃÃes aquosas de polifosfato de sÃdio e nitrosilos complexos de rutÃnio. Foram utilizados os nitrosilos complexos cis-[Ru(bpy)2(L)(NO)]n+, com L=1-metilimidazol (MeimN), imidazol (ImN) ou sulfito (SO32-). A formaÃÃo dos coacervatos se mostrou possÃvel alterando a metodologia tradicional pela adiÃÃo de etanol. Com relaÃÃo à caracterizaÃÃo dos coacervatos a espectroscopia eletrÃnica na regiÃo do UV-Vis mostra as bandas caracterÃsticas dos complexos indicando a presenÃa deles nos coacervatos. A espectroscopia de absorÃÃo na regiÃo do infravermelho indica que apÃs a coacervaÃÃo, o oxido nÃtrico (NO) mantÃm-se coordenado ao complexo na forma NO+ sugerindo que os coacervatos nÃo interferem no estado de oxidaÃÃo do NO nos complexos. Os espectros de ressonÃncia magnÃtica nuclear de 1H apontam a presenÃa dos ligantes (L) que fazem parte da esfera de coordenaÃÃo dos complexos, mais uma vez sugerindo a presenÃa dos complexos nos coacervatos. Os resultados mostram que à possÃvel controlar a quantidade de complexo no coacervato simplesmente aumentando a quantidade de complexo no inÃcio da mistura. Os resultados mostram que as soluÃÃes de polifosfato e os coacervatos exercem um efeito muito interessante no processo de conversÃo nitrosilo-nitro. Em soluÃÃes de polifosfato o processo de conversÃo ocorre lentamente em pH 7,0 enquanto nos coacervatos o complexo permanece estÃvel por atà 12 meses sem sofrer conversÃo. O processo de conversÃo foi monitorado por espectroscopia eletrÃnica a regiÃo do UV-Vis pelo deslocamento da banda de transferÃncia de carga metal-ligante (MLCT) de 332nm para 450nm. A liberaÃÃo do Ãxido nÃtrico foi estudada nos coacervatos em testes baseados na reduÃÃo fotoquÃmica e na reduÃÃo quÃmica. Em ambos a liberaÃÃo foi possÃvel mostrando que os complexos nos coacervatos mantem sua capacidade de liberadores de NO. / This work reports the preparation of a new coacervate by mixture of aqueous solution of sodium polyphosphate and nitrosyl ruthenium complexes. The complexes used were: cis-[Ru(bpy)2(L)(NO)]n+, where L = 1-methylimidazole (MeimN), imidazole (ImN) and sulfite (SO32-). The preparation of the coacervates is possible only when ethanol is used. In accord of characterization of the coacervates the electronic absorption spectroscopy (UV-Vis) shows the characteristics bands of complex indicating their presence in the coacervates. Even after the preparation of the coacervates the infrared spectra show the presence of the NO+ group. Therefore, the preparation doesnât change the form (oxidation state) of the NO ligand attached in the complexes. The nuclear magnetic resonance (NMR) 1H spectra have showed the signals of the hydrogen of the ligands into the coordination sphere of the complexes. Several compositions to coacervates are possible only changing the initial concentration of the complexes into mixture. The aqueous solution of sodium polyphosphate and the coacervates have showed interesting features related to conversion process nitrosyl-nitro. The conversion process nitrosyl-nitro occurs slowly into aqueous solution of the sodium polyphosphate at pH 7,0 but into the coacervates thereâs no evidence of conversion process nitrosyl-nitro during 12 months. The shifting of the metal-ligand charge-transfer (MLCT) band from 332nm to 450nm was used to evaluated the conversion process nitrosyl-nitro by electronic absorption spectroscopy (UV-Vis). The release of the nitric oxide in the coacervates was induced by photochemical and chemical reduction. In both situations the release occurred and the complexes showed the properties of the nitric oxide releasing.

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.

Page 39 was included twice in the thesis. / <p> This thesis describes reactions involving low valent technetium nitrosyl complexes. O-Substituted hydroxylamines were reacted with [TcOCl4]- in methanol producing [Tc(NO)Cl4]-. NMR studies have shown that two species are present besides the starting material during this reaction. One of these species was confirmed by NMR to be the corresponding alcohol of the O-substituted hydroxylamine. The other species is believed to be a hydroxylamine intermediate that is in equilibrium with the final product, [Tc(NO)Cl4]-. A plausible mechanism for this reaction was proposed that included an oxo group attack of the α-carbon of the O-substituted hydroxylamine which would lead to the formation of the corresponding alcohol. In an attempt to confirm the mechanism, O-18 labeled [TcOCl4]- was synthesized, however, there is no conclusive evidence that the label is transferred to the corresponding alcohol at the present time. Substitution reactions of [Tc(NO)Cl4]- with phenanthroline and bipyridyl ligands were also investigated. Reactions with these ligands produced [Tc^(II)(NO)Cl3phen] (4a) and [Tc^(II)(NO)Cl3bipy] (5), respectively. The crystal structures of these complexes showed that the meridonial isomer is produced with one nitrogen atom of the bidentate ligand trans to the nitrosyl moiety. EPR spectra of these compounds confirm the Tc(II) oxidation state of the metal. All of the chloride ligands of 4a and 5 can be displaced using AgBF4 in acetonitrile solvent, which, in the case of bipyridyl, produces [Tc^(I)(NO)(bipy)2(MeCN)]2+ (6). Other technetium nitrosyl containing complexes are formed in these reactions and are currently awaiting x-ray structure determination.</p> / Thesis / Master of Science (MSc)

No description available.

O óxido nítrico (NO) é um mensageiro biológico que tem importância vital em muitos processos fisiológicos, tais como o controle cardiovascular, sinalização neural e defesa contra microrganismos e tumores. No entanto, a formação de outras espécies reativas, resultantes de reações químicas do NO com o ambiente biológico, impõe limites para o entendimento dos mecanismos celulares envolvidos em possíveis respostas biológicas. Devido ao potencial farmacológico e aos benefícios do NO, é de interesse o desenvolvimento de compostos que, quando estimulados, possam liberar esta molécula de forma controlada. Uma das possibilidades envolve complexos rutênionitrosilo termodinamicamente estáveis, mas que possam ser ativos sob estimulação. Este trabalho apresenta observações recentes de complexos rutênio-nitrosilo como agentes liberadores de NO e seus efeitos sobre linhagens de células B16-F10, L929 e Jukart. Para entender melhor o efeito NO como agente anticancerígeno o complexo [Ru(NO)(bdqi)(terpy)]Cl3 foi utilizado como agente doador de NO. O efeito biológico do composto, bem como o do seu produto após liberação de NO - [Ru(H2O)(bdqi)(terpy)]2+- foi avaliado pelos aspectos químicos e fotoquímicos. Os resultados mostraram que o NO, oriundo deste sistema, apresentou baixa citotoxicidade em células B16-F10. A atividade citotóxica foi maior quando o complexo foi encapsulado em nanopartículas lipídicas sólidas, diminuindo a viabilidade celular para cerca de 50 %. Além disso, sugere-se um efeito sinérgico da espécie aquo-rutênio, cuja viabilidade celular foi diminuída para 25% após 24 horas de incubação com este complexo. O efeito sinérgico do oxigênio singleto e NO foi também avaliado mediante a possibilidade de aplicação em terapia clínica. A produção de espécies radicalares de oxigênio tem sido utilizada para o tratamento do câncer, numa técnica conhecida como terapia fotodinâmica (TFD). O sucesso dessa terapia depende da concentração de oxigênio, e quando em hipóxia, geralmente culmina na formação reduzida de espécies reativas de oxigênio e consequente limitação clínica da TFD. Um dos objetivos deste trabalho é a avaliação do efeito sinérgico entre oxigênio singleto e NO. Para fins destes estudos, a espécie trinuclear [{Ru(NO)(bpy2)}2RuPc(pz)2](PF6)6 (I) foi sintetizada e proposta como fotogeradora de oxigênio singleto e NO. Ensaios fotobiológicos utilizando (I) a 0,4 ?M, em células B16-F10, resultaram na diminuição da viabilidade celular para 30% sob irradiação luminosa em 660 nm, ao final de 4 horas. Por outro lado, sem fotoestímulo e na mesma concentração do composto (I), a viabilidade celular foi de 90%. Estudos relacionados ao mecanismo de morte celular em consequência da ação do oxigênio singleto e NO gerados pelo composto (I) também foram discutidos neste trabalho. A possibilidade de aplicação de um sistema como o descrito em (I) no tratamento contra o câncer pode ser considerado interessante na terapia fotodinâmica / Nitric oxide (NO) is a biological messenger that has vital importance in many physiological processes, such as cardiovascular control, the neural signaling and defense against microorganisms and tumors. However, the formation of other reactive species, resulting from chemical reactions of NO with the biological environment, imposes limits on the understanding of the possible cellular mechanisms involved in biological responses. Due to potential pharmacological and benefits of NO, there is a need for development of compounds that can stabilize the NO until it\'s released. One possibility involves nitrosyl ruthenium complexes thermodynamically stable but actived under stimulation. In this work, the focus is on our recent investigations of nitrosyl ruthenium complexes as NO-delivery agents and their effects on B16-F10, L929 and Jukart cell lines. The high affinity of ruthenium for NO is a marked feature of its chemistry. To better understand the NO effect as anticancer agent it was used [Ru(NO)(bdqi)(terpy)]Cl3 complex as NO delivery agent. The biological effect of that nitrosyl compound and its subproduct after NO release - [Ru(H2O)(bdqi)(terpy)]2+- was evaluated as well as their chemical and photochemical studies. The results lead to the conclusion that NO released from [Ru(NO)(bdqi)(terpy)]3+ has low cytotoxicity effect in B16-F10 cell line but, when it is entrapped in solid lipid nanoparticles, this system is improved and cell viability decreases to 50 %. This effect seems to be dependent on cellular uptake of nitrosyl ruthenium complex. It is also suggested the synergistic activity of the aquoruthenium species once its cell viability decreases to around 25 % after 24 h of incubation with this complex. Synergistic effect of NO and singlet oxygen was also evaluated as a possibility to clinical therapy. Radical oxygen species generation has been used for cancer treatment in clinical therapy known as Photodynamic Therapy (PDT). The success of this therapy depends on oxygen concentration, and hypoxia usually culminates in diminished formation of reactive oxygen species triggering clinical failure of PDT. One of the aims of this thesis is propose synergistic effect of singlet oxygen and NO since it displays antitumor character depending on the NO concentration as an attempt to improve PDT. To this end, the trinuclear species [2RuPc(pz)2](PF6)6 (I) was synthesized and it has been proposed as NO and singlet oxygen photogenerator. Photobiological assays using (I) at 0,4 ?M in B16F10 cell line decreases cell viability to around 30 % under light irradiation at 660 nm, while at the same concentration of compound, without light (I) shows 90 % of cell viability. Studies concerning to cell death mechanism of this compound is also discussed in this work. The potential application of a system like (I) in clinical therapy against cancer must be considered an upgrade for photodynamic therapy.