Síntese, caracterização e avaliação da atividade biológica de derivados obtidos de complexos de rutênio-areno
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG |
Texto Completo: | http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3178 |
Resumo: | O presente trabalho objetiva o estudo de compostos organometálicos de Ru(II)(η6-p-cimeno) contendo como ligantes as triarilfosfinas (PAr3) mono e 3,5-dissubstítuidas e o N-heterocíclico 3-metilpiridina (N). Para isso, foi realizada a síntese do ligante Ar= 3,5-di-terc-butilfenil (L1) e sua reatividade foi testada com os calcogênios O, S, Se, de modo a obter seus derivados inéditos E= PAr3 e estáveis (L5-L7). Além do L1, os ligantes com o grupo Ar= 3,5-dimetilfenil (L2), 4-metóxi-3,5-dimetilfenil (L3) e 4-metóxifenil (L4) foram utilizados na síntese de uma série de complexos neutros, [Ru(6-p-cimeno)PAr3Cl2] (1-4), e catiônicos, [Ru(6-p-cimeno)PAr3NCl] (5-8). A composição e estrutura desses compostos foi elucidada com base em análise elementar, técnicas espectroscópicas, tais como RMN de 31P{1H}, 1H, 13C{1H}, FTIR, UV-Vis, além de condutividade molar. Dentre os complexos obtidos, apenas o 4 é reportado na literatura, porém, sem ter sua caracterização cristalográfica e estudo biológico. Por cálculos teóricos obtidos pela técnica DFT avaliou-se a estereoquímica e o efeito do impedimento estérico do L1. As estruturas cristalográficas dos complexos 1-8 foram elucidadas por difratometria de raios X de monocristal e os cálculos DFT desses complexos auxiliaram na determinação das estruturas moleculares e eletrônicas, de modo a auxiliar na interpretação dos resultados de espectroscopia UV-Vis e voltametria cíclica. Os resultados destas técnicas indicam que os ligantes PAr3 e N estabilizam a unidade Ru(II)(η6-p-cimeno). A atividade citotóxica desses complexos foi avaliada contra as linhagens celulares MRC-5 (pulmão não tumoral), A549 (câncer de pulmão), MDA-MB-231 (câncer de mama), U2-OS (câncer ósseo humano) e os resultados revelaram que 1, 2 e 4 apresentam alta citotoxicidade, sendo o 1 inativo em relação à linha celular MRC-5, indicando boa seletividade. Já os complexos 5-8 demonstraram atividade promissora. Os testes antibacterianos realizados por disco de difusão e pela determinação da concentração mínima inibitória (CIM) contra modelos de bactérias Gram positivas (S.aureus e B.subtilis) e Gram negativa (E.coli), demonstraram baixos valores de CIM, principalmente para alguns complexos da série (5-8). A partir desses resultados preliminares e promissores, foi investigado um provável mecanismo de ação por meio da viscosidade, a fim de avaliar a interação dos complexos com o DNA. Dados obtidos das técnicas de microscopia de fluorescência e microfluídica indicaram que a possível interação destes complexos no meio biológico pode ser com as membranas celulares. Desta forma, estudos de monocamadas de Langmuir foram realizados como modelo alternativo de membrana de câncer (DPPS= 1,2-dipal-mitoil-sn-glicero-3-fosfo-L-serina de sódio), de células saudáveis (DOPC= 2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfo-colina), de bactéria (S. aureus com 55% de 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfatidilglicerol e 45% de cardiolipina). As alterações das isotermas de pressão e de potencial indicaram que os complexos modificaram o ordenamento das membranas, sugerindo possível interação, cujo efeito foi correlacionado com o potencial biológico dos compostos organometálicos sintetizados. |
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Síntese, caracterização e avaliação da atividade biológica de derivados obtidos de complexos de rutênio-areno. 2020. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Universidade Estadual de Londrina, Universidade Estadual do Centro Oeste, Ponta Grossa, 2020.http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3178O presente trabalho objetiva o estudo de compostos organometálicos de Ru(II)(η6-p-cimeno) contendo como ligantes as triarilfosfinas (PAr3) mono e 3,5-dissubstítuidas e o N-heterocíclico 3-metilpiridina (N). Para isso, foi realizada a síntese do ligante Ar= 3,5-di-terc-butilfenil (L1) e sua reatividade foi testada com os calcogênios O, S, Se, de modo a obter seus derivados inéditos E= PAr3 e estáveis (L5-L7). Além do L1, os ligantes com o grupo Ar= 3,5-dimetilfenil (L2), 4-metóxi-3,5-dimetilfenil (L3) e 4-metóxifenil (L4) foram utilizados na síntese de uma série de complexos neutros, [Ru(6-p-cimeno)PAr3Cl2] (1-4), e catiônicos, [Ru(6-p-cimeno)PAr3NCl] (5-8). A composição e estrutura desses compostos foi elucidada com base em análise elementar, técnicas espectroscópicas, tais como RMN de 31P{1H}, 1H, 13C{1H}, FTIR, UV-Vis, além de condutividade molar. Dentre os complexos obtidos, apenas o 4 é reportado na literatura, porém, sem ter sua caracterização cristalográfica e estudo biológico. Por cálculos teóricos obtidos pela técnica DFT avaliou-se a estereoquímica e o efeito do impedimento estérico do L1. As estruturas cristalográficas dos complexos 1-8 foram elucidadas por difratometria de raios X de monocristal e os cálculos DFT desses complexos auxiliaram na determinação das estruturas moleculares e eletrônicas, de modo a auxiliar na interpretação dos resultados de espectroscopia UV-Vis e voltametria cíclica. Os resultados destas técnicas indicam que os ligantes PAr3 e N estabilizam a unidade Ru(II)(η6-p-cimeno). A atividade citotóxica desses complexos foi avaliada contra as linhagens celulares MRC-5 (pulmão não tumoral), A549 (câncer de pulmão), MDA-MB-231 (câncer de mama), U2-OS (câncer ósseo humano) e os resultados revelaram que 1, 2 e 4 apresentam alta citotoxicidade, sendo o 1 inativo em relação à linha celular MRC-5, indicando boa seletividade. Já os complexos 5-8 demonstraram atividade promissora. Os testes antibacterianos realizados por disco de difusão e pela determinação da concentração mínima inibitória (CIM) contra modelos de bactérias Gram positivas (S.aureus e B.subtilis) e Gram negativa (E.coli), demonstraram baixos valores de CIM, principalmente para alguns complexos da série (5-8). A partir desses resultados preliminares e promissores, foi investigado um provável mecanismo de ação por meio da viscosidade, a fim de avaliar a interação dos complexos com o DNA. Dados obtidos das técnicas de microscopia de fluorescência e microfluídica indicaram que a possível interação destes complexos no meio biológico pode ser com as membranas celulares. Desta forma, estudos de monocamadas de Langmuir foram realizados como modelo alternativo de membrana de câncer (DPPS= 1,2-dipal-mitoil-sn-glicero-3-fosfo-L-serina de sódio), de células saudáveis (DOPC= 2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfo-colina), de bactéria (S. aureus com 55% de 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfatidilglicerol e 45% de cardiolipina). As alterações das isotermas de pressão e de potencial indicaram que os complexos modificaram o ordenamento das membranas, sugerindo possível interação, cujo efeito foi correlacionado com o potencial biológico dos compostos organometálicos sintetizados.The present work aims the study of organometallics compounds of Ru(II)(η6-p-cymene), including ligands such as triarylphosphines (PAr3), mono and 3,5-disubstituted and N heterocyclic 3-methylpyridine (N). For this purpose, the synthesis of the ligand Ar= 3,5-di-tert-butylphenyl (L1) and its reactivity with O, S, Se were performed, in order to obtain its novel and stable derivatives E = PAr3 (L5-L7). In addition to L1, the ligands with the group Ar= 3,5-dimethylphenyl (L2), 4-methoxy-3,5-dimethylphenyl (L3) and 4-methoxyphenyl (L4) were used in the synthesis of a series of neutral complexes, [Ru(η6-p-cymene)PAr3Cl2] (1-4), and cationic, Ru(η6-p-cymene)PAr3NCl] (5-8). The composition and structure of the compounds were elucidated based on elementary analysis, spectroscopic techniques, such as 31P{1H}, 1H, 13C{1H} NMR, FTIR, UV-Vis, in addition to molar conductivity. Among the complexes obtained, only 4 is reported in the literature, however, without crystallographic characterization and biological studies. Theoretical calculations obtained by the DFT technique evaluated the stereochemistry and the effect of the L1 steric hidrance. The crystallographic structures of complexes 1-4 and 5-8 were elucidated by monocrystal X ray diffractometry and the DFT calculations of these complexes helped to determine the molecular and electronic structures, in order to assist in the interpretation of the results of UV-Vis spectroscopy and cyclic voltammetry, and the results of these techniques indicate that the PAr3 and N ligands stabilize the Ru (II)-(η6-p-cymene) unit. The complexes were subjected to evaluation of cytotoxic activity against the cell lines MRC-5 (non-tumor lung), A549 (lung cancer), MDA-MB-231 (breast cancer), U2-OS (human bone cancer) and the results revealed that 1, 2 and 4 show high cytotoxicity, with 1 being inactive in relation to the MRC-5 cell line, indicating good selectivity. Complexes 5-8 showed promising activity. The antibacterial tests performed by diffusion disc and by determining the minimum inhibitory concentration (MIC), against Gram positive (S.aureus and B.subtilis) and Gram negative (E.coli) bacteria models, demonstrated low MIC values, mainly for some complexes in the series (5-8). From these preliminary, but promising results, a probable mechanism of action through viscosity was investigated in order to evaluate the interaction of complexes with DNA. Data obtained from fluorescence microscopy and microfluidics techniques indicated that the possible interaction of these complexes in the biological environment can be with cell membranes. Thus, studies of Langmuir monolayers were performed with cancer membrane models (DPPS = 1,2-dipal-mitoil-sn-glycero-3-phospho-L-serine sodium), of bacteria (S. aureus with 55% 1,2-dioleoyl-sn-glycerol-3-phosphatidylglycerol (DOPG) and 45% cardiolipin (CL)) and healthy cells (DOPC= 2-dioleoyl-sn-glycero-3-phospho-choline). By pressure and potential isotherm measurements, it was noted that the complexes altered the ordering of the membranes, indicating possible interaction, correlating with their biological potential.Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2020-08-24T19:59:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Ivelise Dimbarre Lao Guimarães.pdf: 11621655 bytes, checksum: ce6eb498cf03311769f85262e171b02b (MD5)Made available in DSpace on 2020-08-24T19:59:08Z (GMT). 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O presente trabalho objetiva o estudo de compostos organometálicos de Ru(II)(η6-p-cimeno) contendo como ligantes as triarilfosfinas (PAr3) mono e 3,5-dissubstítuidas e o N-heterocíclico 3-metilpiridina (N). Para isso, foi realizada a síntese do ligante Ar= 3,5-di-terc-butilfenil (L1) e sua reatividade foi testada com os calcogênios O, S, Se, de modo a obter seus derivados inéditos E= PAr3 e estáveis (L5-L7). Além do L1, os ligantes com o grupo Ar= 3,5-dimetilfenil (L2), 4-metóxi-3,5-dimetilfenil (L3) e 4-metóxifenil (L4) foram utilizados na síntese de uma série de complexos neutros, [Ru(6-p-cimeno)PAr3Cl2] (1-4), e catiônicos, [Ru(6-p-cimeno)PAr3NCl] (5-8). A composição e estrutura desses compostos foi elucidada com base em análise elementar, técnicas espectroscópicas, tais como RMN de 31P{1H}, 1H, 13C{1H}, FTIR, UV-Vis, além de condutividade molar. Dentre os complexos obtidos, apenas o 4 é reportado na literatura, porém, sem ter sua caracterização cristalográfica e estudo biológico. Por cálculos teóricos obtidos pela técnica DFT avaliou-se a estereoquímica e o efeito do impedimento estérico do L1. As estruturas cristalográficas dos complexos 1-8 foram elucidadas por difratometria de raios X de monocristal e os cálculos DFT desses complexos auxiliaram na determinação das estruturas moleculares e eletrônicas, de modo a auxiliar na interpretação dos resultados de espectroscopia UV-Vis e voltametria cíclica. Os resultados destas técnicas indicam que os ligantes PAr3 e N estabilizam a unidade Ru(II)(η6-p-cimeno). A atividade citotóxica desses complexos foi avaliada contra as linhagens celulares MRC-5 (pulmão não tumoral), A549 (câncer de pulmão), MDA-MB-231 (câncer de mama), U2-OS (câncer ósseo humano) e os resultados revelaram que 1, 2 e 4 apresentam alta citotoxicidade, sendo o 1 inativo em relação à linha celular MRC-5, indicando boa seletividade. Já os complexos 5-8 demonstraram atividade promissora. Os testes antibacterianos realizados por disco de difusão e pela determinação da concentração mínima inibitória (CIM) contra modelos de bactérias Gram positivas (S.aureus e B.subtilis) e Gram negativa (E.coli), demonstraram baixos valores de CIM, principalmente para alguns complexos da série (5-8). A partir desses resultados preliminares e promissores, foi investigado um provável mecanismo de ação por meio da viscosidade, a fim de avaliar a interação dos complexos com o DNA. Dados obtidos das técnicas de microscopia de fluorescência e microfluídica indicaram que a possível interação destes complexos no meio biológico pode ser com as membranas celulares. Desta forma, estudos de monocamadas de Langmuir foram realizados como modelo alternativo de membrana de câncer (DPPS= 1,2-dipal-mitoil-sn-glicero-3-fosfo-L-serina de sódio), de células saudáveis (DOPC= 2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfo-colina), de bactéria (S. aureus com 55% de 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfatidilglicerol e 45% de cardiolipina). As alterações das isotermas de pressão e de potencial indicaram que os complexos modificaram o ordenamento das membranas, sugerindo possível interação, cujo efeito foi correlacionado com o potencial biológico dos compostos organometálicos sintetizados. |
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GUIMARÃES, Ivelise Dimbarre Lao. Síntese, caracterização e avaliação da atividade biológica de derivados obtidos de complexos de rutênio-areno. 2020. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Universidade Estadual de Londrina, Universidade Estadual do Centro Oeste, Ponta Grossa, 2020. |
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GUIMARÃES, Ivelise Dimbarre Lao. Síntese, caracterização e avaliação da atividade biológica de derivados obtidos de complexos de rutênio-areno. 2020. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Universidade Estadual de Londrina, Universidade Estadual do Centro Oeste, Ponta Grossa, 2020. |
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