Síntese, caracterização, reatividade e ensaios biológicos de complexos de ferro com ligantes macrocíclicos cyclam mono-N-funcionalizados com grupos fluoróforos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: AMARAL, Eduardo Matheus Ferreira
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM
Texto Completo: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1663
Resumo: O objetivo deste trabalho é contribuir com o desenvolvimento da química de complexos de Fe(III) com o ligante cyclam e derivados a partir da síntese, caracterização, estudos de reatividade e de atividade biológica de novos complexos com fórmula geral [Fe(Ln)Cl2]Cl com n = 1 (cyclam), n = 2 (1-naftalen-2-ilmetil)(cyclam), n = 3 (1-antracen-9-ilmetil)(cyclam) e n = 4 (1-piren-1-ilmetil)(cyclam). A metodologia de síntese empregada na obtenção dos ligantes apresentou bons rendimentos, com resultados de caracterização que são consistentes com a presença dos fluoróforos apensados e com as estruturas e fórmulas propostas. Os diclorido complexos de ferro(III) obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas como: análise elementar (CHN), espectroscopia de absorção UV-Vis e de emissão de fluorescência, IV e RPE e, espectrometria de massa com ionização por spray de elétrons (ESI-MS). Também foram realizados estudos eletroquímicos com o objetivo tanto caracterizar os complexos quanto investigar a reatividade em relação à labilidade dos ligantes cloretos. Como as estruturas planares dos grupos fluoróforos podem apresentar interação com macromoléculas de interesse biológico ou atividade frente a patógenos, testes in vitro em células tumorais foram realizados. Os resultados de análise elementar mostraram boa concordância entre os valores teóricos calculados e os experimentais obtidos, assumindo que os complexos se encontram na forma monohidratada. Os espectros eletrônicos UV-Vis e de emissão de fluorescência são largamente dominados pelas bandas dos fluoróforos. Os espectros de IV apresentaram as principais bandas características tanto do ligante macrocíclico quanto dos fluoróforos. A partir dos dados da RPE, observou-se que valores de g são semelhantes (regiões de 7.0, 4.3 e 2.0) para os complexos de Fe(III), indicativo que os novos complexos apresentam a mesma geometria a qual é consistente com a forma isomérica cis. Estudos de reatividade com relação a labilidade dos ligantes cloreto foram conduzidos por voltametria cíclica e potenciometria direta para os complexos [FeCl2(L2)]+ e cis-[FeCl2(L1)]+. A partir destas técnicas foi possível inferir que cloretos são pouco lábeis. Ensaios de citotoxicidade in vitro foram realizados com os ligantes livres e com os complexos [FeCl2(Ln)]+ (n = 1 a 4) com a linhagem celular não tumorigênica MCF10 e com as linhagens tumorigênicas MCF7, MB231 e PC3. O ligante L1 e o respectivo complexo não exibiram atividade (IC50 > 50 μM) contra qualquer uma das linhagens testadas. Por outro lado, tanto o ligante L4 quanto o complexo [FeCl2(L4)]Cl apresentaram alta atividade.
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Os diclorido complexos de ferro(III) obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas como: análise elementar (CHN), espectroscopia de absorção UV-Vis e de emissão de fluorescência, IV e RPE e, espectrometria de massa com ionização por spray de elétrons (ESI-MS). Também foram realizados estudos eletroquímicos com o objetivo tanto caracterizar os complexos quanto investigar a reatividade em relação à labilidade dos ligantes cloretos. Como as estruturas planares dos grupos fluoróforos podem apresentar interação com macromoléculas de interesse biológico ou atividade frente a patógenos, testes in vitro em células tumorais foram realizados. Os resultados de análise elementar mostraram boa concordância entre os valores teóricos calculados e os experimentais obtidos, assumindo que os complexos se encontram na forma monohidratada. Os espectros eletrônicos UV-Vis e de emissão de fluorescência são largamente dominados pelas bandas dos fluoróforos. Os espectros de IV apresentaram as principais bandas características tanto do ligante macrocíclico quanto dos fluoróforos. A partir dos dados da RPE, observou-se que valores de g são semelhantes (regiões de 7.0, 4.3 e 2.0) para os complexos de Fe(III), indicativo que os novos complexos apresentam a mesma geometria a qual é consistente com a forma isomérica cis. Estudos de reatividade com relação a labilidade dos ligantes cloreto foram conduzidos por voltametria cíclica e potenciometria direta para os complexos [FeCl2(L2)]+ e cis-[FeCl2(L1)]+. A partir destas técnicas foi possível inferir que cloretos são pouco lábeis. Ensaios de citotoxicidade in vitro foram realizados com os ligantes livres e com os complexos [FeCl2(Ln)]+ (n = 1 a 4) com a linhagem celular não tumorigênica MCF10 e com as linhagens tumorigênicas MCF7, MB231 e PC3. O ligante L1 e o respectivo complexo não exibiram atividade (IC50 > 50 μM) contra qualquer uma das linhagens testadas. Por outro lado, tanto o ligante L4 quanto o complexo [FeCl2(L4)]Cl apresentaram alta atividade.The main goal of this work is to contribute to the chemistry of Fe(III) metal complexes with the cyclam ligand and its derivatives. This was achieved through the synthesis, characterization, reactivity studies, and cytotoxicity essays of novel complexes using mono-N-functionalized cyclam appended with fluorophores. The novel general formulas of the novel complexes are a follow [Fe(Ln)Cl2]Cl, with n values of 1 (cyclam), 2 (1-naphthalen-2-ylmethyl-cyclam), 3 (1-anthracen-9-ylmethyl-cyclam), and 4 (1-pyren-1-ylmethyl-cyclam). The synthetic approach for ligands resulted in good yields. In general, the results of ligand characterizations agree with the proposed composition and structure and confirm the presence of the attached fluorophores. The iron(III) complexes obtained were characterized by different techniques such as: elemental analysis (CHN), UV-Vis electronic absorption and fluorescence emission, IR vibrational, EPR spectroscopies and electron spray ionization mass spectrometry (ESI-MS). Electrochemical techniques, such as voltammetry and direct potentiometry, were also carried out with the aim of both characterizing the complexes and investigating their reactivity regarding the lability of the chloride ligands. Due to the planar structures of the N-appended fluorophores, which may interact with biologically relevant macromolecules or exhibit activity against pathogens, in vitro tests on tumor cells were carried out. Results of elemental analysis showed good agreement between the calculated and the experimental values, assuming that the complexes are in monohydrate form. The UV-Vis electronic absorption and fluorescence emission spectra are largely dominated by the fluorophore bands. The IR spectra exhibited the main characteristic bands of both the macrocyclic ligand and the fluorophores. From the EPR data, it was observed that g values are similar (regions of 7.0, 4.3 and 2.0) for the Fe(III) complexes. These results also indicate that the novel complexes have the same geometry, which is consistent with the cis isomeric form. In the cyclic voltammograms, a quasi-reversible pair of peaks was observed in the range of -0.5 to 0.5 V, which was attributed to the Fe3+/2+ redox couple in the complexes. Studies of reactivity regarding chloride lability were conducted by cyclic voltammetry and direct potentiometry, and suggesting a low lability of the coordinated chlorides in these complexes. In vitro cytotoxicity assays were performed on free ligands and complexes using non-tumorigenic MCF10 cells, cancer lines MCF7, MB231 and PC3. The L1 ligand and complex did not exhibit activity (IC50 > 50 μM) against any of the tested strains. Conversely, both the L4 ligand and the [FeCl2(L4)]Cl complex demonstrated the highest activity against the strains under investigation.Universidade Federal do Triângulo MineiroInstituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENEBrasilUFTMPrograma de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas GeraisDORO, Fabio Gorzoni13335415892http://lattes.cnpq.br/2928784279138275AMARAL, Eduardo Matheus Ferreira2024-02-26T12:23:37Z2023-12-132024-02-26T12:23:37Z2023-12-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1663porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTMinstname:Universidade Federal do Triangulo Mineiro (UFTM)instacron:UFTM2024-02-27T02:02:45Zoai:bdtd.uftm.edu.br:123456789/1663Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.uftm.edu.br/PUBhttp://bdtd.uftm.edu.br/oai/requestbdtd@uftm.edu.br||bdtd@uftm.edu.bropendoar:2024-02-27T02:02:45Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM - Universidade Federal do Triangulo Mineiro (UFTM)false
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