Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 1996. / Includes bibliographical references (leaf 306-311).

O comportamento do óxido nítrico (NO) em sistemas biológicos vem sendo explorado desde a descoberta de sua importância em processos regulatórios, fisiológicos e em patologias. Atualmente há o grande interesse no desenvolvimento de compostos que possam liberar o NO de forma controlada em locais específicos nas células. Neste contexto, os complexos rutênio-nitrosilos têm se mostrado bastante promissores, visto que podem liberar NO no interior celular por processos redutimétricos, viabilizando sua utilização como agentes antitumorais e/ou tripanocida. Este estudo se baseia na premissa de que a liberação de NO pode ser direcionada para o interior celular através da modulação dos ligantes de forma a obter complexos biocompatíveis. Assim, o presente trabalho visou o delineamento de complexos rutênio-nitrosilos inéditos contendo ligantes polipiridínicos e/ou derivados de aminoácidos e, condução de experimentos a nível biológico. Os novos complexos rutênio-nitrosilos contendo os ligantes 3-etinilpiridina (3-etpy), derivado triazol de lisina e derivado imínico de triptofano foram sintetizados e purificados com êxito. Os ligantes foram caracterizados por RMN de 1H e 13C RMN, HSQC e 1H-1H COSY, espectrometria de massas e espectroscopia no infravermelho. Os complexos foram caracterizados por espectroscopia na região do UV-visível e FTIR, análise elementar, voltametria cíclica e espectrometria de massas. Os complexos foram testados frente a linhagens celulares B16-F10, MCF-7, MDA-MB231 e comparados com os testes em células de mama sadia MCF-10A. Além disso, os complexos foram aplicados a formas amastigotas de Trypanosoma cruzi. Os resultados de viabilidade celular mostraram que os complexos contendo derivado triazol de lisina ocasionam citotoxicidade às células MCF-7, MB-231 e B16-F10. O complexo cis-[Ru(NO)(bpy)2(3-etpy)](PF6)3.2H2O (onde bpy = 2,2\'-bipiridina) apresentou excelente resultado nos testes in vitro e in vivo frente a cepa Tulahuén LacZ e modelo murino, quando da sua associação ao benzonidazol. Os resultados obtidos sugerem possíveis relações existentes entre estrutura-atividade, abrindo novos caminhos para a pesquisa na busca pelo entendimento deste sistema, assim como o desenvolvimento de uma nova classe de compostos. / The behavior of nitric oxide (NO) in biological systems has been explored since the discovery of its importance in regulatory, physiological, and pathological processes. Currently, there is a great interest in the development of compounds that can release NO at specific sites inside cells in a controlled manner. In this context, the ruthenium-nitrosyl complexes have shown to be very promising, since they can release NO inside cells by reduction processes, turning possible its aplications as antitumor and/or trypanocides agents. This study is based on the premise that the release of NO can be directed to inside cells by modulating the ligands in order to obtain biocompatible complexes. In this way, the present work aimed at the design of new ruthenium-nitrosyl complexes containing polypyridine ligands and/or amino acid derivatives, and tests of biological activity. The new ruthenium-nitrosyl complexes containing 3-ethynylpyridine, triazole lysine derivative, and tryptophan imino derivative were synthesized and purified successfully. Ligands were characterized by 1H and 13C NMR, HSQC, and COSY, mass spectrometry and infrared spectroscopy. The complexes were characterized by spectroscopy in the UV-visible region and FTIR, elemental analysis, cyclic voltammetry, and mass spectrometry. The complexes were tested against cell lines B16-F10, MCF-7, MDA-MB231 and the normal breast cell model MCF-10A. In addition, the complexes were tested against amastigote forms of Trypanosoma cruzi. Cell viability results showed that triazole derivative-lysine complexes cause cytotoxicity to MCF-7, MB-231, and B16-F10 cells. The cis-[Ru(NO)(bpy)2(3-etpy)](PF6)3.2H2O (where bpy = 2,2\'-bipyridine) complex presented excellent results in vitro and in vivo tests against the Tulahuén LacZ strain and the murine model, respectively, when it was associated with benzonidazole. The results suggest possible relationships between structure and activity, opening new prospectives in the search for understanding this system, as well as the development of a new class of compounds.

Réalisé en cotutelle, sous la direction du Pr. Bernold Hasenknopf, à l'Institut Parisien de Chimie Moléculaire, Université Pierre et Marie Curie (Paris VI, France) et dans le cadre de l'Ecole Doctorale "Physique et Chimie des Matériaux" - Spécialité Chimie Inorganique (ED397). / Notre projet se situe dans le contexte actuel de recherche d’énergies « propres », qui permettraient d’assurer un développement durable. Nous nous sommes intéressés à l’édification de systèmes moléculaires bio-inspirés, capables de : (i) collecter efficacement l’énergie solaire, grâce au design d’assemblages supramoléculaires multi-nucléaires photoactifs ; (ii) transférer efficacement l’énergie accumulée jusqu’au catalyseur, lequel effectue les processus multiélectroniques nécessaires à la génération des combustibles. Notre choix s’est porté sur les systèmes hybrides covalents inorganiques-organiques, à base de polyoxométallates (POMs) photoactivés, dans le visible, par des complexes de métaux de transition. Dans un premier temps, nous avons étudié des chromophores dinucléaires de Ru(II) comprenant le motif électroattracteur 1,3,5-triazine, en raison de leurs capacités de transfert d’énergie et pour la prolongation du temps de vie de l’état excité du chromophore. Dans un deuxième temps, la nécessité d’établir une connexion covalente entre le complexe métallique et le POM nous a amené à faire le design de ligands polydentates ditopiques de type trialkoxo. Cette méthodologie, flexible sur le plan synthétique, nous a donné accès à une famille de POMs présentant des sites de coordination de denticité variable (de monodentate à tridentate), en vue d’accommoder divers cations métalliques. Nous avons ensuite étudié la complexation de divers métaux de transition sur ces nouveaux POMs. Les systèmes visés étaient soit des systèmes à transfert de charges photoinduits (complexation de Ru, de Re), soit des systèmes photocatalytiques (complexation de Re et Co) et/ou électrocatalytiques (complexation de Co). L’auto-assemblage des POMs, guidé par le mode de coordination du métal (tel Pd(II) ou Re(I)) et la géométrie de la brique constituante POM, a été également étudié, car il constitue un outil puissant dans l’assemblage de systèmes supramoléculaires multi-nucléaires photoactifs. Les systèmes visés sont destinés à servir de systèmes modèles dans l’édification de systèmes moléculaires à composants multiples et de matériaux hybrides multi-fonctionnels. / We are interested in the photocatalytic production of clean energy sources, such as H2, in order to ensure global sustainable development. We focused our attention on molecular bio-inspired systems, capable of : (i) efficient light harvesting, based on the careful design of multi-nuclear supramolecular photoactive units; (ii) efficient energy transfer to the catalyst, chosen for its ability to perform multi-electronic processes needed in fuels production. We chose inorganic-organic covalent hybrids, constituted of visible-photoactivated POMs by transition metal complexes. First, we designed and studied Ru(II) dinuclear complexes, based on the electrodeficient motif 1,3,5-triazine, for their energy transfer properties and extended excited-state lifetimes. Then, the covalent connection, to ensure between sub-units, compelled us to design new ditopic polydentate ligands. This flexible synthetic methodology gave access to a family of POMs presenting various types of coordination sites (from monodentate to tridentate), in order to allow complexation of different metals. Complexation studies on the new POMs were conducted and aimed at : (i) photoinduced charge transfer systems (complexation of Ru, and Re) ; (ii) photocatalytic (complexation of Re and Co) and/or electrocatalytic systems (complexation of Co). Metal-directed self-assembling of POMs (guided by Pd(II) or Re(I)) and the coordination geometry of the POMs building-block, has also been studied, as a tool in the building-up of electro- and photoactive supramolecular systems. The model systems studied will be used to design molecular multi-functional hybrid materials.

Notre projet se situe dans le contexte actuel de recherche d’énergies « propres », qui permettraient d’assurer un développement durable. Nous nous sommes intéressés à l’édification de systèmes moléculaires bio-inspirés, capables de : (i) collecter efficacement l’énergie solaire, grâce au design d’assemblages supramoléculaires multi-nucléaires photoactifs ; (ii) transférer efficacement l’énergie accumulée jusqu’au catalyseur, lequel effectue les processus multiélectroniques nécessaires à la génération des combustibles. Notre choix s’est porté sur les systèmes hybrides covalents inorganiques-organiques, à base de polyoxométallates (POMs) photoactivés, dans le visible, par des complexes de métaux de transition. Dans un premier temps, nous avons étudié des chromophores dinucléaires de Ru(II) comprenant le motif électroattracteur 1,3,5-triazine, en raison de leurs capacités de transfert d’énergie et pour la prolongation du temps de vie de l’état excité du chromophore. Dans un deuxième temps, la nécessité d’établir une connexion covalente entre le complexe métallique et le POM nous a amené à faire le design de ligands polydentates ditopiques de type trialkoxo. Cette méthodologie, flexible sur le plan synthétique, nous a donné accès à une famille de POMs présentant des sites de coordination de denticité variable (de monodentate à tridentate), en vue d’accommoder divers cations métalliques. Nous avons ensuite étudié la complexation de divers métaux de transition sur ces nouveaux POMs. Les systèmes visés étaient soit des systèmes à transfert de charges photoinduits (complexation de Ru, de Re), soit des systèmes photocatalytiques (complexation de Re et Co) et/ou électrocatalytiques (complexation de Co). L’auto-assemblage des POMs, guidé par le mode de coordination du métal (tel Pd(II) ou Re(I)) et la géométrie de la brique constituante POM, a été également étudié, car il constitue un outil puissant dans l’assemblage de systèmes supramoléculaires multi-nucléaires photoactifs. Les systèmes visés sont destinés à servir de systèmes modèles dans l’édification de systèmes moléculaires à composants multiples et de matériaux hybrides multi-fonctionnels. / We are interested in the photocatalytic production of clean energy sources, such as H2, in order to ensure global sustainable development. We focused our attention on molecular bio-inspired systems, capable of : (i) efficient light harvesting, based on the careful design of multi-nuclear supramolecular photoactive units; (ii) efficient energy transfer to the catalyst, chosen for its ability to perform multi-electronic processes needed in fuels production. We chose inorganic-organic covalent hybrids, constituted of visible-photoactivated POMs by transition metal complexes. First, we designed and studied Ru(II) dinuclear complexes, based on the electrodeficient motif 1,3,5-triazine, for their energy transfer properties and extended excited-state lifetimes. Then, the covalent connection, to ensure between sub-units, compelled us to design new ditopic polydentate ligands. This flexible synthetic methodology gave access to a family of POMs presenting various types of coordination sites (from monodentate to tridentate), in order to allow complexation of different metals. Complexation studies on the new POMs were conducted and aimed at : (i) photoinduced charge transfer systems (complexation of Ru, and Re) ; (ii) photocatalytic (complexation of Re and Co) and/or electrocatalytic systems (complexation of Co). Metal-directed self-assembling of POMs (guided by Pd(II) or Re(I)) and the coordination geometry of the POMs building-block, has also been studied, as a tool in the building-up of electro- and photoactive supramolecular systems. The model systems studied will be used to design molecular multi-functional hybrid materials. / Réalisé en cotutelle, sous la direction du Pr. Bernold Hasenknopf, à l'Institut Parisien de Chimie Moléculaire, Université Pierre et Marie Curie (Paris VI, France) et dans le cadre de l'Ecole Doctorale "Physique et Chimie des Matériaux" - Spécialité Chimie Inorganique (ED397).