MARCOS ALBERTO DE CARVALHO SÍNTESE E ...repositorio.unicamp.br/.../1/Carvalho_MarcosAlbertode_D.pdfMarcos Alberto de Carvalho Curriculum Vitae DADOS PESSOAIS Nome: Marcos Alberto

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MARCOS ALBERTO DE CARVALHO

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL DE COMPLEXOS METÁLICOS COM LIGANTES BIOATIVOS

N,O-DOADORES E ESTUDO DE SUAS ATIVIDADES BIOLÓGICAS IN VITRO

CAMPINAS

2015

ii

iii

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

INSTITUTO DE QUÍMICA

MARCOS ALBERTO DE CARVALHO

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL DE COMPLEXOS METÁLICOS COM LIGANTES BIOATIVOS

N,O-DOADORES E ESTUDO DE SUAS ATIVIDADES BIOLÓGICAS IN VITRO

ORIENTADOR: PROF. DR. PEDRO PAULO CORBI

CO-ORIENTADOR: PROF. DR. ANDRÉ LUIZ BARBOZA FORMIGA

TESE DE DOUTORADO APRESENTADA AO INSTITUTO DE QUÍMICA DA

UNICAMP PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE DOUTOR EM CIÊNCIAS

ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA POR MARCOS

ALBERTO DE CARVALHO E ORIENTADA PELO PROF. DR. PEDRO PAULO CORBI.

_____________________________________

Assinatura do Orientador

CAMPINAS

2015

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FICHA CATALOGRÁFICA

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BANCA EXAMINADORA

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vii

AGRADECIMENTOS

Agradeço à Deus pelo dom da vida, por me dar força e sabedoria para

enfrentar mais essa etapa em minha vida e pelas inúmeras bênçãos que me

têm concedido;

Ao meu orientador Prof. Pedro Paulo Corbi pela paciência, dedicação e por

todos os ensinamentos;

Ao Prof. André Luiz Barboza Formiga pelo entusiasmo, o apoio e orientação

durante todo este período;

Ao Prof. Juliano Bonacin pelo incentivo, colaboração e orientação nos estágios

docência;

Aos Profs. Drs. Wilton Rogério Lustri e Alexandre Cuin pela valiosa

colaboração de ambos;

Ao Prof. Cláudio Airoldi pela oportunidade de vir ao Instituto de Química da

UNICAMP e pela indicação feita ao meu orientador;

Às alunas de iniciação científica Bárbara Comunian de Souza e Maiara Santos

Costa por terem agregado muito ao trabalho;

Aos meus pais Antônio Pedro e Aparecida Maria pelo carinho e pelo apoio

durante essa jornada;

Ao meu irmão Antônio Fábio e irmãs Andréia Cristina e Sandra Maria, aos

meus cunhados Heleno Lopes e Fernando Gonçalves e sobrinhos Isaque,

Augusto, Pedro e ao que nascerá em breve pelos bons momentos e pela

torcida constante;

As pessoas que tenho profunda gratidão Zaqueu Rodrigues e Helen Marlei;

Ao meu amigo de ontem, hoje, amanhã e sempre Raphael Rodrigues;

Aos colegas dos laboratórios LQBM, LQC e LNANOMOL, em especial ao

Eduardo Arruda, Daniel de Moraes Profírio, Fernando R. G. Bergamini, Irlene

Maria P. Silva, Helen Graci C. Meneses e Raphael Enoque F. de Paiva pelo

apoio, ajuda e amizade;

Aos colegas Fabiana Costa, Karine, Patrícia, Sumaya, Júnior, Zeferina, Jorge,

Khalid, Cintia, com os quais também conviví durante esse tempo,

viii

especialmente à Cintia dos Santos Oliveira pela amizade, incentivo e por todos

os conselhos;

Aos técnicos Cintia, Hélio, Bili pelo auxílio e também pelos momentos de

descontração;

Aos técnicos do Instituto de Química: Anderson, Paula, Gustavo, Raquel,

Renata, Rita, Cláudia, Milena, Márcia, Daniel, Fabiana, Sônia, Ricardo e

Priscila pelo auxílio na realização de diversas análises espectroscópicas;

Aos professores Italo Odone Mazali, Juliano Alves Bonacin e Ljubica Tasic

pelas contribuições durante o exame de qualificação de área;

Aos professores constituintes da minha banca de exame geral, Fernando

Sigoli, Wanda Almeida e Francisco Pessine;

Aos professores membros da banca de avaliação desta Tese.

Aos membros da CPG pelo suporte;

À CAPES pela bolsa concedida;

A todos que contribuíram direta ou indiretamente para a realização desta Tese.

ix

Marcos Alberto de Carvalho

Curriculum Vitae

DADOS PESSOAIS

Nome: Marcos Alberto de Carvalho

e-mail: [email protected]

FORMAÇÃO ACADÊMICA/TITULAÇÃO

2011 – 2015 Doutorado em Química

Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP, Campinas, Brasil.

Título: Síntese e caracterização estrutural de complexos metálicos com ligantes

bioativos N,O-doadores e estudo de suas atividades biológicas in vitro.

Orientador: Dr. Pedro Paulo Corbi

Co-orientador: Dr. André Luiz Barboza Formiga

2009 – 2011 Mestrado em Geociências

Universidade Federal de Mato Grosso, UFMT, Cuiabá, Brasil.

Título: Funcionalização de nontronita do Grupo Serra da Mesa do Estado de

Tocantins com Aspergillus niger e aplicação em processos de adsorção com o

sistema Cd(II)/Pb(II).

Orientador: Dr. Denis de Jesus Lima Guerra

2005 – 2008 Graduação em Química

Universidade Federal de Mato Grosso, UFMT, Cuiabá, Brasil.

2005 – 2008 Graduação em Ciências Biológicas

Centro Universitário de Várzea Grande, UNIVAG, Várzea Grande, Brasil.

2002 – 2004 Técnico em Química

Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso, CEFET, Cuiabá, Brasil.

Atuação profissional

1. Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP

Vínculo institucional

x

2011- 2015 Vínculo: Bolsista de doutorado, Enquadramento

funcional: Bolsista, Regime: Dedicação exclusiva

Atividades

03/2014 – 07/2014 Estágio Docente – QI 145 – Interações Químicas

03/2014 – 07/2014 Estágio Docente – QI 345 – Química de Coordenação

08/2014 – 01/2015 Estágio Docente – QI 244 − Química Inorgânica Experimental

LAPROTEC

Função: Técnico em Química

Experiência profissional em: Análise de água e efluentes industriais

Período: Outubro de 2004 a Março de 2008.

Instituição: LAPROTEC- Laboratório de Saneamento Consultoria e Projetos

Ambiental (Cuiabá-MT)

Produção bibliográfica

Artigos completos publicados em periódicos

1. M.A. Carvalho, R.E.F. Paiva, F.R.G. Bergamini, A.F. Gomes, F.C. Gozzo, W.R.

Lustri, A.L.B. Formiga, S.M. Shishido, C.V. Ferreira, P.P. Corbi. A silver complex

with tryptophan: synthesis, structural characterization, DFT studies and

antibacterial and antitumor assays in vitro. Journal of Molecular Structure. 1031

(2014) 125−131.

2. M.A. Carvalho, P.F. Andrade, F.C.A. Corbi, M.C. Gonçalves, A.L.B. Formiga,

I.O. Mazali, J.A. Bonacin, P.P. Corbi. A simple method to synthesize fluorescent

modified gold nanoparticles using tryptamine as the reducing and capping agent.

Synthetic Metals. 185 (2013) 61−65.

3. M.A. Carvalho, S.M. Shishido, B.C. Souza, R.E.F. Paiva, A.F. Gomes, F.C.

Gozzo, A.L.B. Formiga, P.P. Corbi. A new platinum complex with tryptophan:

synthesis, structural characterization, DFT studies and biological assays in vitro

over human tumorigenic cells. Spectrochimica Acta Part A, Molecular and

Biomolecular Spectroscopy. 122 (2013) 209−215.

xi

4. M.A. Carvalho, B.C. Souza, R.E.F. Paiva, F.R.G. Bergamini, A.F. Gomes, F.C.

Gozzo, W.R. Lustri, A.L.B. Formiga, G. Rigatto, P.P. Corbi. Synthesis,

spectroscopic characterization, DFT studies, and initial antibacterial assays in

vitro of a new palladium(II) complex with tryptophan. Journal of Coordination

Chemistry. 65 (2012) 1700−1711.

Trabalhos publicados em anais de eventos (resumo)

SILVA I.M.P., CARVALHO M. A., CORBI P.P., FORMIGA A.L.B., Rede

metalorgânica análoga ao MIL-101(Cr) para a liberação controlada de ibuprofeno.

In: 37 Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, 2014, Natal-RN.

COSTA M.S., CARVALHO M.A., CORBI P.P., Síntese, caracterização e

aplicações farmacológicas de novos complexos metálicos com carnosina. In: XXII

Congresso de Iniciação Científica da UNICAMP, 2014, Campinas−SP.

LONGO B.C., CARVALHO, M. A., CORBI P.P., FORMIGA A.L.B., BONACIN J.A.,

Estudo da modificação de nanopartículas de prata por fluoroquinolonas. In: 36

Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, 2013, Àguas de Lindóia−SP.

SOUZA B.C., CARVALHO, M.A., COSTA M.S., CORBI, P.P., Síntese e

caracterização de um complexo de prata com ácido mefenâmico. In: XXI

Congresso interno de Iniciação Científica, 2013, Campinas−SP.

SOUZA B.C., CARVALHO, M.A., PAIVA R.E.F., BERGAMINI F.R.G., GOMES

A.F., GOZZO F.C., LUSTRI W.R., FORMIGA A.L.B., SHISHIDO S.M., FERREIRA

C.V., CORBI P.P., Síntese, caracterização espectroscópica, estudos por DFT e

atividades biológicas de um complexo de Ag(I) com triptofano. In: XX Congresso

Interno de Iniciação Científica, 2012, Campinas−SP.

http://lattes.cnpq.br/9592655337001047

http://lattes.cnpq.br/8054503791451688

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xiii

Resumo

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL DE COMPLEXOS METÁLICOS

COM LIGANTES BIOATIVOS N,O-DOADORES E ESTUDO DE SUAS

ATIVIDADES BIOLÓGICAS IN VITRO. O uso de metais em medicina, no

tratamento de doenças, data desde a antiguidade. Sais de prata são utilizados há

séculos como agentes antimicrobianos, enquanto que, mais recentemente,

complexos de Au(I) e Pt(II) tem sido pesquisados e utilizados como agentes

antiartríticos e antitumorais, respectivamente. Nesta Tese, são apresentados

estudos de síntese, caracterização estrutural e ensaios biológicos in vitro de novos

complexos metálicos de Ag(I), Pd(II), Pt(II), e Au(III) com diferentes ligantes

bioativos: triptofano (Trp), triptamina (tra), ácido mefenâmico (mef) e carnosina

(car). Os complexos foram preparados a partir da reação em solução aquosa ou

alcoólica dos ligantes e dos respectivos sais metálicos. As composições dos

complexos foram determinadas por análise elementar, espectrometria de massas e

por análise termogravimétrica. Estudos espectroscópicos e de modelagem

molecular permitiram propor os modos de coordenação dos ligantes aos íons

metálicos. Os complexos de Ag(I) e Pd(II) com Trp mostraram atividade sobre

cepas bacterianas Gram-negativas e Gram-positivas. O complexo de Pd(II) com

triptamina não apresentou atividade frente as cepas de Escherichia coli,

Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. O complexo de Pd(II) com

ácido mefenâmico e bipiridina mostrou atividade inibitória frente a cepas de S.

aureus e não foi ativo sobre E. coli e P. aeruginosa. Estudos de citotoxicidade dos

complexos de Ag(I), Pd(II) e Pt(II) com Trp pela redução do MTT sobre as

linhagens de células Balb/c3T3, SK-Mel 103 e Panc-1 mostraram que os

complexos são citotóxicos para todas as linhagens consideradas.

xiv

xv

Abstract

SYNTHESIS AND STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF METAL

COMPLEXES WITH N,O-DONOR BIOACTIVE LIGANDS, AND BIOLOGICAL

STUDY IN VITRO. The use of metals in medicine in the treatment of diseases

dates since antiquity. Silver salts have been used as antimicrobial agents for

centuries, while more recently, Au(I) and Pt(II) complexes have been investigated

and used as antiarthritic and antitumor agents, respectively. This Thesis presents

the synthesis, structural characterization and biological assays in vitro of new metal

complexes of Ag(I), Pd(II), Pt(II) and Au(III) with the bioactive ligands tryptophan

(Trp), tryptamine (tra), mefenamic acid (mef) and carnosine (car). The complexes

were prepared by the reaction of the ligands and metal salts in aqueous or

alcoholic solutions. Composition of complexes were determined by elemental

analysis, mass spectrometry and thermogravimetric analyses. Spectroscopic and

molecular modeling studies were used to determine the coordination modes of the

ligands to the metals. Complexes of Ag(I) and Pd(II) with Trp showed activity

against Gram-positive and Gram-negative strains. The Pd(II) complex with

tryptamine showed no activity against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa

ande Staphylococcus aureus strains. The Pd(II) complex with mefenamic acid and

bipyridine showed inhibitory activity against S. aureus strains and it was not active

on E. coli and P. aeruginosa. Cytotoxicity studies of the Ag(I), Pd(II) and Pt(II)

complexes with Trp by MTT reduction on Balb/c3T3, SK-Mel 103 and Panc-1 lines

cells showed that complexes are cytotoxic to all considered cells.

xvi

xvii

Sumário

LISTA DE ABREVIATURAS ........................................................................................................................... xxi

LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................................................... xxv

LISTA DE TABELAS .................................................................................................................................... xxxi

CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 1

1. Introdução ........................................................................................................................................... 2

1.1. Aspectos históricos e uso dos complexos metálicos na clínica médica ............................................ 2

1.2. O desenvolvimento de complexos metálicos com atividades antimicrobianas e antitumorais ........ 6

1.3. O uso de diferentes classes de ligantes para síntese de complexos metálicos ................................. 7

1.4. Ligantes bioativos usados neste trabalho ...................................................................................... 11

CAPÍTULO 2 OBJETIVOS .............................................................................................................................. 15

2. Objetivos ............................................................................................................................................... 16

2.1. Objetivo geral ................................................................................................................................ 16

2.2. Objetivos específicos ..................................................................................................................... 16

CAPÍTULO 3 MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................................... 17

3. Materiais e métodos .............................................................................................................................. 18

3.1. Materiais ....................................................................................................................................... 18

3.2. Sínteses dos complexos ................................................................................................................. 18

3.2.1. Síntese do complexo de Ag(I) com triptofano ............................................................................. 18

3.2.2. Síntese do complexo de Pd(II) com triptofano ............................................................................ 18

3.2.3. Síntese do complexo de Pt(II) com triptofano ............................................................................. 19

3.2.4. Síntese do complexo de Pd(II) com triptamina ........................................................................... 19

3.2.5. Síntese do complexo de Ag(I) com ácido mefenâmico ................................................................ 19

3.2.6. Síntese do complexo de Pd(II) com ácido mefenâmico e bipiridina ............................................ 19

3.2.7. Síntese do complexo de Au(III) com carnosina ........................................................................... 20

3.3. Caracterização dos compostos ...................................................................................................... 20

3.4. Estudos de modelagem molecular utilizando DFT ......................................................................... 23

xviii

3.4.1. Otimizações de geometria .......................................................................................................... 23

3.4.2. Frequências vibracionais harmônicas ......................................................................................... 23

3.5. Estudos em culturas de células ...................................................................................................... 24

3.5.1. Ensaios da atividade antibacteriana pelo método de difusão em disco ..................................... 24

3.5.2. Ensaios de citotoxicidade ............................................................................................................ 24

CAPÍTULO 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................................... 27

4.1. Complexo de Ag(I) com triptofano ................................................................................................ 28

4.1.1. Resultados de análise elementar ................................................................................................ 28

4.1.2. Síntese do complexo Ag-Trp ....................................................................................................... 28

4.1.3. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial simultâneas (TGA/DTA). .................... 29

4.1.4. Espectrometria de massas .......................................................................................................... 30

4.1.5. Espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho ........................................................ 31

4.1.6. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear .................................................................... 33

4.1.7. Modelagem molecular ................................................................................................................ 36

4.2. Complexo de Pd(II) com triptofano ............................................................................................... 39


4.2.2. Síntese do complexo Pd-Trp ........................................................................................................ 39


4.2.5. Espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho e Raman ......................................... 43


4.2.7. Resultados de espectroscopia UV-Vis obtido Trp e Pd-Trp ......................................................... 50

4.2.8. Estudo de estabilidade em solução ............................................................................................. 51

4.2.9. Estudos por DFT .......................................................................................................................... 51

4.3. Complexo de Pt(II) com triptofano ................................................................................................ 52


4.3.2. Síntese do complexo Pt-Trp ........................................................................................................ 53

4.3.3. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial simultâneas (TGA/DTA) ..................... 53


4.3.5. Espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho ........................................................ 56


4.3.7. Estudos por DFT .......................................................................................................................... 59

4.3.8. Avaliação da atividade antibacteriana dos complexos com triptofano ..................................... 65

xix

4.3.9. Ensaios de citotoxicidade dos complexos com triptofano .......................................................... 68

5.1. Complexo de Pd(II) com triptamina ............................................................................................... 72


5.1.2. Síntese do complexo Pd-tra ........................................................................................................ 72



5.1.5. Espectroscopia vibracional de absorção na região infravermelho ............................................. 76


5.1.7. Estudos por DFT .......................................................................................................................... 81

6.1. Síntese do complexo de Ag(I) com ácido mefenâmico ................................................................... 84


6.1.2. Síntese do complexo Ag-mef ....................................................................................................... 84


6.1.4. Espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho ........................................ 85


6.1.6. Estudos por DFT .......................................................................................................................... 89

6.2. Complexo de Pd(II) com ácido mefenâmico e bipiridina ................................................................ 90


6.2.2. Síntese do complexo Pd-mef ....................................................................................................... 91



6.2.5. Espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho ........................................ 94


6.2.7. Avaliação da atividade antibacteriana ..................................................................................... 100

7.1. Complexo de Au(III) com carnosina ............................................................................................. 101

7.1.1. Resultados de análise elementar .............................................................................................. 101

7.1.2. Síntese do complexo Au-car ...................................................................................................... 102

7.1.3. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial simultâneas (TGA/DTA) ................... 102

7.1.4. Espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho ...................................... 103

7.1.5. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear .................................................................. 105

CAPÍTULO 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................................... 109

5.1. Complexos com triptofano .......................................................................................................... 110

xx

5.2. Complexo com triptamina ........................................................................................................... 110

5.3. Complexos com ácido mefenâmico ............................................................................................. 111

5.4. Complexo com carnosina ............................................................................................................ 111

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................ 113

xxi

LISTA DE ABREVIATURAS

Ag-mef − Complexo de prata(I) com ácido mefenâmico

Ag-Trp − Complexo de prata(I) com triptofano

ATCC − American Type Cell Collection, Coleção de Células Norte Americana

Au-car – Complexo de Au(III) com carnosina

B3LYP − Becke, three parameter, Lee-Yang-Parr hybrid functional, Funcional

Híbrido Becke, três parâmetros, Lee-Yang-Parr

Balb/c3T3 − Mouse embryonic fibroblast cell line, Linhagem celular de fibroblastos

de embrião de rato

BCS − Brain Calf Serum, Soro de cérebro bovino

BHI − Brain Heart Infusion, Infusão de cérebro e coração

car – Carnosine, Carnosina

CFU −Colony Forming Unit, Unidade formadora de colônia

CIM – Minimun Inhibitory Concentration, Concentração inibitória mínima

CP/MAS − Cross Polarization/Magic Angle Spinning, Polarização cruzada /

Rotação em torno do ângulo mágico.

CRO − Ceftriaxona

DFT − Density Functional Theory, Teoria do funcional de densidade

DLS − Dynamic Light Scattering, Espalhamento de luz dinâmico

DMEM − Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium, Meio de Cultura de Eagle

modificado por Dulbecco

DMSO – Dimethylsulfoxide, Dimetilsulfóxido

ESI-QTOF-MS − Electrospray Ionization Mass Spectrometry, Espectrometria de

massas ionização por eletrospray-quadrupolo-tempo-de-vôo.

xxii

GAMESS − General Atomic and Molecular Eletronic Structure System, Sistema

geral de estrutura eletrônica e molecular

GEN − Gentamicina

HeLa – Henrietta Lacks, Cervical Cancer Cell Line, Linhagem de células de câncer

Cervical Henrietta Lacks (HeLa)

HF − Hartree-Fock

HMBC − Heteronuclear Multiple Bond Coherence

IC50 − Inhibitory Concentration 50%, Concentração que conduz a 50% de redução

da viabilidade das células

IR – Infrared, Espectroscopia vibracional na região do infravermelho

LANL2DZ − Los Alamos National Laboratory 2 Double Zeta

mef – mefenamic acid, Ácido mefenâmico

MS/MS − Mass Spectrometry/Mass Spectrometry, Espectro de fragmentação de

um íon específico obtido por ESI-MS

MTT − (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide, Brometo de

(3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio

Panc-1 – (human pancreatic carcinoma) Carcinoma pancreático humano

PBE0 − Perdew-Burke-Ernzerhof Exchange Correlation Funcional, Funcional de

correlação de troca Perdew-Burke-Ernzerhof

PCM – Polarized continuum model, Modelo de polarização contínua

Pd-mef − Complexo de paládio(II) com ácido mefenâmico e bipiridina

Pd-tra – Complexo de paládio(II) com triptamina

Pd-Trp − Complexo de paládio(II) com triptofano

Pt-Trp − Complexo de platina(II) com triptofano

xxiii

NMR – Nuclear Magnetic Resonance, Ressonância magnética nuclear

SK-Mel 103 – Human melanoma, Células de melanoma humano

TD-DFT − Time Dependent Density Functional Theory, Teoria do funcional de

densidade dependente do tempo

TG/DTA − Thermogravimetric and Thermodifferential Analysis, Análise

termogravimétrica e Análise térmica diferencial

TMS – Tetramethylsilane, Tetrametilssilano

tra – Tryptamine, Triptamina

Trp – Tryptopan, Triptofano

UV-Vis – Ultraviolet-visible spectroscopy, Espectroscopia eletrônica de absorção

no Ultravioleta-Visível

XRD – X ray powder diffraction, Difração de raios X

xxiv

xxv

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Estrutura da sulfadiazina de prata. .......................................................... 2

Figura 2. Estrutura dos compostos à base de platina(II) utilizados no tratamento

de câncer [5]. ........................................................................................................... 3

Figura 3. Estrutura da auranofina. .......................................................................... 4

Figura 4. Idealização de um complexo a base de platina semelhante à cisplatina

[5]. ........................................................................................................................... 9

Figura 5. Estruturas do triptofano (a) e da triptamina (b). ..................................... 12

Figura 6. Estrutura do ácido mefenâmico. ............................................................ 12

Figura 7. Estrutura da carnosina. ......................................................................... 13

Figura 8. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Ag-

Trp em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa a

diferença de massa em porcentagem entre dois patamares. ................................ 29

Figura 9. Espectro de massas do complexo Ag-Trp. A) Espectro de massas m/z

de 150 a 800, mostrando a presença do íon [Ag(Trp)+H]+ como espécie mais

abundante. A notação Trp refere-se ao ligante triptofano menos um hidrogênio

(C11H11N2O2, 203,0820 Da). B) Comparação de isótopos do complexo

monoprotonado [Ag(Trp)+H]+ de m/z 310,99. ....................................................... 30

Figura 10. Espectro de massas obtido por dissociação induzida por colisão para o

íon Ag-Trp protonado, [Ag(Trp)+H]+ de m/z 310,99............................................... 31

Figura 11. Espectros na região do infravermelho do Trp e do complexo Ag-Trp.. 32

Figura 12. Espectro de NMR de 13C do Trp. ......................................................... 33

Figura 13. Espectro de NMR de 13C do complexo Ag-Trp. ................................... 34

Figura 14. Espectro de NMR de 15N{1H} do Trp e do complexo Ag-Trp. .............. 36

Figura 15. Estrutura proposta para o complexo Ag-Trp. ....................................... 36

Figura 16. Espectros vibracionais na região do infravermelho do Trp (a), do

complexo Ag-Trp (b) e espectro simulado do complexo (c). ................................. 38

Figura 17. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo

Pd-Trp em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm

representa a diferença de massa em porcentagem entre os dois patamares. ...... 40

xxvi

Figura 18. Difratograma de raios X do resíduo da decomposição térmica do

complexo Pd-Trp a 900 oC. ................................................................................... 41

Figura 19. Espectros de massas para o complexo Pd-Trp (A) espectro de massas

de m/z 150 a 1000, mostrando a presença do íon [Pd(Trp)2+H]+. A notação Trp

neste caso refere-se ao ligante triptofano menos um hidrogênio (C11H11N2O2,

203,0820 Da). (B) comparação de padrões de isótopos para complexos

monoprotonados [Pd(Trp)2+H]+ de m/z 513,08. .................................................... 42

Figura 20. Espectro de massas obtido por dissociação induzida por colisão para o

íon monoprotonado [Pd(Trp)2+H]+ de m/z 513, 08. ............................................... 43

Figura 21. Espectros na região do infravermelho do Trp e do complexo Pd-Trp.. 44

Figura 22. Espectro Raman do complexo Pd-Trp. ................................................ 44

Figura 23. Espectros de NMR de 1H do Trp (A) e do complexo Pd-Trp (B). (*

resíduo de H2O em DMSO) ................................................................................... 45

Figura 24. Espectros de NMR de 13C do Trp e do complexo Pd-Trp. ................... 47

Figura 25. Mapas de contorno de NMR de {15N, 1H} HMBC do Trp e do complexo

Pd-Trp. O acoplamento do 15N com 1H a três ligações foi utilizado para se

observar o deslocamento químico do 15N. ............................................................ 49

Figura 26. Espectros no UV-Vis do (__) Trp e do complexo (__) Pd-Trp em DMSO.

.............................................................................................................................. 50

Figura 27. Estrutura otimizada para o complexo Pd-Trp. Paládio (●) Oxigênio (●)

Nitrogênio (●) Carbono (●) Hidrogênio (branco). ................................................... 51

Figura 28. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Pt-

Trp em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa a

diferença de massa entre os dois patamares. ....................................................... 54

Figura 29. Espectros de massas do complexo Pt-Trp, A) ESI(+)-QTOF MS

espectro de massa de m/z 130 a 1300, mostrando o íon [Pt(Trp)2+H]+ como a

espécie mais abundante. B) comparação isotópica com padrão para a espécie

monoprotonada [Pt(Trp)2+H]+ de m/z 601,13. ...................................................... 55

Figura 30. Espectro de massas do íon [Pt(Trp)2+H]+ em m/z 602,14. O termo Trp é

usado aqui para descrever o ligante triptofano na sua forma aniônica (menos um

átomo de hidrogênio, C11H11N2O2-). ...................................................................... 56

xxvii

Figura 31. Espectros no infravermelho do Trp (a) e do complexo Pt-Trp (b). ....... 57

Figura 32. Espectro de NMR de 13C no estado sólido do complexo Pt-Trp (*)

deslocamentos químicos referentes aos átomos de carbono do anel indólico. ..... 58

Figura 33. Espectro de NMR de 15N no estado sólido do complexo Pt-Trp. ......... 59

Figura 34. Estruturas otimizadas para o complexo Pt-Trp. Platina (●) Oxigênio (●)


Figura 35. Espectros vibracionais para as estruturas cis e trans do complexo Pt-

Trp, usando B3LYP/LANL2DZ com e sem PCM. .................................................. 62

Figura 36. Citotoxicidade do complexo Ag-Trp. Células Balb/c 3T3, SK-Mel 103 e

Panc-1 foram tratadas com diferentes concentrações dos complexos em

suspensão por 48h. Cisplatina foi utilizada como controle positivo de

citotoxicidade. ........................................................................................................ 69

Figura 37. Citotoxicidade do complexo Pd-Trp. Células Balb/c 3T3, SK-Mel 103 e


suspensão por 48h. Cisplatina foi utilizada como controle positivo de

citotoxicidade. ........................................................................................................ 70

Figura 38. Citotoxicidade do complexo Pt-Trp. Células Balb/c 3T3, SK-Mel 103 e


suspensão por 48h. Cisplatina foi utilizada como controle positivo. Os valores são

apresentados como % em relação ao controle, considerando as células não

tratadas como 100%. Os resultados representam a média de três experimentos

independentes. ...................................................................................................... 71


Pd-tra em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa

a diferença de massa em porcentagem entre os dois patamares. ........................ 73

Figura 40. Espectros de massas do complexo Pd-tra, A) ESI(+)-QTOF espectro de

massa de m/z 200 a 1000, apresentando o íon [Pd(tra)2Cl‒HCl]+ como a espécie

mais abundante. B) Comparação isotópica do íon [Pd(tra)2Cl‒HCl]+ de m/z 461,07

teórico e experimental. .......................................................................................... 74

Figura 41. Espectro de massas do íon fragmentado para o íon [Pd(tra)2Cl‒HCl]+

de m/z 461,07. ....................................................................................................... 75

xxviii

Figura 42. Espectros no infravermelho da tra (a) e do complexo Pd-tra (b). ........ 76

Figura 43. Espectro de NMR de 1H da tra e do complexo Pd-tra. ........................ 77

Figura 44. Espectro de NMR de 13C{1H} da tra. .................................................... 79

Figura 45. Espectro de NMR de 13C{1H} do complexo Pd-tra. .............................. 79

Figura 46. Mapas de contorno de NMR de {15N,1H} da tra e do complexo Pd-tra. O

acoplamento do 15N com o 1H a três ligações foi utilizado para visualização dos

deslocamentos químicos dos átomos de 15N. ....................................................... 81

Figura 47. Estruturas teóricas para os isômeros possíveis para o complexo Pd-tra:

isômero cis (a) e isômero trans (b). Identificações dos átomos: paládio (●), cloro

(●), carbono (●), nitrogênio (●) e hidrogênio (branco). .......................................... 82

Figura 48. Espectros no IR do complexo Pd-tra e das estruturas teóricas dos

isômeros cis e trans com a atribuição das três bandas úteis para sugerir que o

isômero cis-Pd-tra foi obtido. ................................................................................. 83


Ag-mef em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm


Figura 50. Espectros no infravermelho do mef e do complexo Ag-mef. ............... 86

Figura 51. Espectro de NMR de 13C no estado sólido do mef. ............................. 87

Figura 52. Espectro de NMR de 13C no estado sólido do complexo Ag-mef. ....... 88

Figura 53. Espectros de NMR de 15N no estado sólido do mef e do complexo Ag-

mef. ....................................................................................................................... 89

Figura 54. Estruturas otimizadas para o complexo Ag-mef. A) Modo de

coordenação bidentado em ponte B) e estrutura bidentada. Prata (●) Oxigênio (●)



Pd-mef em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm


Figura 56. Espectro de massas A) ESI(+)-MS do complexo [Pd(mef)2(bipy)] (m/z

200−900) e B) Comparação de padrão isotópico (m/z 502,07). ............................ 93

Figura 57. Espectros no infravermelho do mef e do complexo Pd-mef. ............... 94

xxix

Figura 58. Espectros de NMR de 1H do mef em DMSO-d6 e do complexo Pd-mef

em CDCl3. ............................................................................................................. 96

Figura 59. Espectros de NMR de 13C do mef e do complexo Pd-mef................... 98

Figura 60. Mapas de contorno de NMR de {15N, 1H} do mef, do precursor

[PdCl2(bipy)] e do complexo Pd-mef obtido pela técnica de acoplamento a

múltiplas ligações. O acoplamento do 15N com o 1H a três ligações foi utilizado

para adquirir o deslocamento químico do 15N. Deslocamentos químicos do 15N

indicados nos espectros. ....................................................................................... 99


Au-car em atmosfera oxidante com taxa de aquecimento de 5 °C/min. Δm

representa a diferença de massa em porcentagem entre dois patamares. ......... 103

Figura 62. Espectros na região do infravermelho da car e do complexo Au-car. 104

Figura 63. Espectro de NMR de 13C da car. ....................................................... 106

Figura 64. Espectro de NMR de 13C do complexo Au-car. ................................. 106

Figura 65. Espectro de NMR de 15N da car. ....................................................... 107

Figura 66. Espectros de NMR de 15N do complexo Au-car. ............................... 108

xxx

xxxi

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Resultados de análise elementar do complexo de prata(I) com triptofano

[Ag(C11H11N2O2)]. .................................................................................................. 28

Tabela 2. Dados das análises de NMR de 13C{1H} e NMR de 15N{1H} do Trp e do

complexo Ag-Trp. .................................................................................................. 35

Tabela 3. Parâmetros geométricos obtidos para Trp e Ag-Trp usando

DFT/B3LYP/LANL2DZ. ......................................................................................... 37

Tabela 4. Resultados de análise elementar do complexo de paládio(II) com

triptofano [Pd(C11H11N2O2)2]·2H2O. ....................................................................... 39

Tabela 5. Dados das análises de NMR em solução de 13C{1H} e NMR de {15N,1H}

do Trp e Pd-Trp. .................................................................................................... 48

Tabela 6. Resultados de análise elementar do complexo de platina(II) com

triptofano [Pt(C11H11N2O2)2]·6H2O. ........................................................................ 52

Tabela 7. Dados de NMR de 13C{1H} e 15N{1H} para o Trp e do complexo Pt-Trp. 58

Tabela 8. Parâmetros geométricos selecionados obtidos por DFT usando B3LYP

para Trp e Trp na sua forma zwitteriônica (Trp-ZW) e B3LYP/ LANL2DZ para Pt-

Trp PCM = água). .................................................................................................. 61

Tabela 9. Valores experimentais dos modos vibracionais do triptofano, e do

complexo Pt-Trp na região espectral entre 4000 − 400 cm-1 e os valores teóricos

obtidos pelo método de modelagem por DFT usando B3LYP para o triptofano,

triptofano zwitteriônico (Trp-ZW) na faixa de 4000 – 400 cm-1 e para os complexos

na faixa entre 4000 − 0 cm-1 para as estruturas cis e trans usando B3LYP/

LANL2DZ; vs: muito forte; s: forte. ........................................................................ 63

Tabela 10. Valores das distâncias de ligação M−N e M−O dos complexos obtidos

com triptofano calculadas por DFT/B3LYP/LANL2DZ. .......................................... 64

Tabela 11. Valores dos modos de estiramento assimétrico e simétrico do grupo

carboxilato. ............................................................................................................ 65

Tabela 12. Perfis da sensibilidade das cepas bacterianas em relação aos

complexos de Pd(II) e Ag(I) com triptofano, denominados Pd-Trp e Ag-Trp,

triptofano (Trp), K2PdCl4, AgNO3 e os antibióticos gentamicina (GEN) e ceftriaxona

(CRO) segue tabela. ............................................................................................. 68

xxxii

Tabela 13. Resultados de análise elementar do complexo Pd-tra

[PdCl2(C10H12N2)2]. ................................................................................................ 72

Tabela 14. Dados obtidos dos espectros de NMR de 1H da tra e do complexo

Pd-tra. ................................................................................................................... 78

Tabela 15. Dados da análise de NMR em solução de 13C{1H} e {15N,1H} da tra e

Pd-tra. ................................................................................................................... 80

Tabela 16. Distâncias e ângulos importantes das estruturas teóricas para os dois

possíveis isômeros cis-trans do complexo [PdCl2(tra)2]. ....................................... 82

Tabela 17. Resultados de análise elementar do complexo Ag-mef. ..................... 84

Tabela 18. Resultados de análise elementar do complexo de Pd-mef

[Pd(mef)2(bipy)]. .................................................................................................... 91

Tabela 19. Dados obtidos com espectros de NMR de 1H do mef e do complexo

Pd-mef. .................................................................................................................. 95

Tabela 20. Dados de deslocamentos químicos de NMR 13C{1H} e {15N,1H} do mef,

[PdCl2(bipy)] e [Pd(mef)2(bipy)]. ............................................................................ 97

Tabela 21. Perfil da atividade antibacteriana dos complexos Pd-tra e

[Pd(mef)2(bipy)], do [Pd(Cl)2(bipy)], da triptamina (tra), do mef, do DMSO, do

Li2PdCl4, e dos antibióticos gentamicina (GEN) e cefepima (CPM). ................... 101

Tabela 22. Resultados de análise elementar para o complexo de Au-car

[Au(C9H13N4O3)Cl2]·2H2O. ................................................................................... 101

Tabela 23. Atribuições das bandas de absorção na região do infravermelho para a

carnosina de acordo com a literatura []. .............................................................. 103

Tabela 24. Dados de NMR de 13C e 15N para a car e o complexo Au-car. ......... 105

1

CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO

2

1. Introdução

1.1. Aspectos históricos e uso dos complexos metálicos na

clínica médica

Íons metálicos e seus complexos metálicos têm sido considerados como

agentes terapêuticos há séculos. Experimentos com metalofármacos foram

realizados pela primeira vez com base no conhecimento das propriedades tóxicas

de íons metálicos em sistemas biológicos [1]. Uma das aplicações mais

conhecidas de compostos metálicos como fármacos é o uso de compostos de

prata como agentes antibacterianos. Como exemplo, podemos citar a sulfadiazina

de prata (Figura 1) que é um composto polimérico insolúvel em água que libera

lentamente íons Ag(I), sendo utilizada como um creme de uso tópico para prevenir

infecções bacterianas em casos de queimaduras graves desde 1968 [2]. Marx e

Barillo sugerem que há correlação direta entre a letalidade bacteriana e a

concentração de íons prata livres no meio. A prata iônica é altamente reativa e irá

se combinar com os haletos (especialmente o cloreto), com moléculas orgânicas

que possuem grupo ácido carboxilico, proteínas carregadas negativamente e com

DNA e RNA [3].

Figura 1. Estrutura da sulfadiazina de prata.

Outro exemplo notável do uso de compostos contendo metais como

agentes farmacêuticos é a cisplatina ou cis-diaminodicloroplatina(II). É

interessante notar que, no entanto, os primeiros estudos com cisplatina estavam

relacionados com a sua atividade antibacteriana em cepas de Escherichia coli.

Apesar de sua ampla utilização como fármaco antitumoral no tratamento de

diversos tipos de câncer como de testículos, ovários, garganta, entre outros, a

3

cisplatina demonstrou possuir efeitos colaterais relacionados à toxicidade, tais

como nefrotoxicidade, hematotoxicidade e toxicidade gastrointestinal, incluindo

náuseas e vômitos. Este composto tem sido utilizado na clínica médica no

tratamento do câncer desde 1978 [4]. Outros complexos análogos à cisplatina

(Figura 2) como carboplatina e oxaliplatina, foram aprovados para uso sendo a

nedaplatina, lobaplatina e heptaplatina aprovadas para uso no Japão, China e

Coréia do Sul, respectivamente [5].

Figura 2. Estrutura dos compostos à base de platina(II) utilizados no tratamento

de câncer [5].

A eficácia no uso da cisplatina e de seus análogos têm sido dificultada

pelos efeitos adversos que surgem principalmente pela complexação da platina

com proteínas, peptídeos e a resistência das células alvo [4]. Os efeitos

indesejados apresentados pela cisplatina incentivam a pesquisa por complexos

análogos contendo novos ligantes, como forma de contornar tais efeitos e ampliar

o espectro de ação dos complexos de platina(II). Além disso, o paládio(II) e o

ouro(III) são íons metálicos que apresentam geometria de coordenação e

configuração eletrônica análogas à platina(II) sendo, portanto, explorados no

desenvolvimento de novos compostos para o tratamento do câncer, tendo como

alvo principal o DNA [6,7].

4

Os complexos de paládio(II), de acordo com a natureza química do ligante,

também podem apresentar atividade antiviral, antimalárica, antifúngica e

antibacteriana, o que tem incentivado pesquisas para aplicações medicinais. Em

geral, a utilização de complexos de Pd(II) na medicina atualmente é limitada. A

única aplicação desse metal é como isótopo radioativo (103Pd) no tratamento de

câncer de próstata em rápido crescimento [8,9].

Embora se tenha conhecimento do uso medicinal do ouro desde a

antiguidade, a observação da atividade bactericida do dicianoaurato(I) de potássio

contra o bacilo da tuberculose in vitro levou à investigação do possível uso de

complexos de ouro no tratamento da tuberculose. A suposição feita inicialmente

por Jacques Forestier que a doença reumatóide era uma doença infecciosa

semelhante à tuberculose o levou a administrar tiopropanolsulfonatoaurato(I) de

sódio em 15 pacientes com doença inflamatória reumática. O sucesso desse

experimento inicial levou muitos pesquisadores a investigarem os efeitos tóxicos e

os benefícios dos complexos de ouro como antiartríticos [10], sendo a auranofina

(Figura 3) um fármaco classificado pela Organização Mundial de Saúde como

agente anti-reumático.

O

O

O S

O OO

O

O

O

Au

P

Figura 3. Estrutura da auranofina.

Os compostos contendo Au(III), por sua vez, têm recebido grande atenção

por serem capazes de interromper o crescimento de células tumorais,

possivelmente pela inibição da enzima tiorredoxina redutase (TrxR), com eficiência

e especificidade [11].

5

Alguns autores relatam que a ação biológica dos complexos de Au(III) é

também devida à interação direta com o DNA, modificando sua conformação

através de ligações interfitas e também pela ruptura da cadeia de DNA [12].

Al-Jaroudi et al. reportaram recentemente complexos do tipo

[(DACH)Au(en)Cl3], nos quais 1,2-DACH = cis-, trans-1,2- e S,S-1,2-

diaminociclohexano e en = etilenodiamina, os quais apresentaram propriedades

citotóxicas. Os valores de IC50 obtidos revelam que a citotoxicidade in vitro dos

complexos [{cis-(1,2-DACH)}Au(en)]3+ e [{(S,S)-(+)-(1,2-DACH)}Au(en)]3+ contra a

linhagem de célula SGC-7901 (linhagem celular de câncer gástrico humano) são

5,5 µmol dm-3 e 5,8 µmol dm-3 respectivamente, sendo valores menores que o

apresentado pela cisplatina [13].

Amani et al. reportaram uma série de complexos de Au(III), [Au(4,4’-

dmbipy)X2]+Y- onde X= Cl, Br, Y= [AuCl4], [AuCl2], [ClO4], [AuBr4] e com 4,4’-

dmbipy = 4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina, os quais foram avaliados quanto à atividade

citotóxica sobre três linhagens de células de câncer humano: células de câncer de

pele da epiderme A431, células de câncer cervical HeLa e câncer de colón HT-29.

Os resultados mostraram que o ânion desempenha importante papel na

citotoxicidade, sendo que compostos que possuem ânios [AuX4] apresentaram

boa atividade antineoplásica sobre as linhagens de células testadas comparada à

cisplatina [14].

Há poucos relatos relacionados à atividade antibacteriana e antifúngica dos

compostos de ouro(III), uma vez que os compostos obtidos são investigados como

potenciais agentes antitumorais. No entanto, o desenvolvimento de complexos

com Au(III) para uso terapêutico tem sido dificultado pela sua baixa estabilidade,

uma vez que são sujeitos à hidrólise e redução a ouro(I) em condições fisiológicas

[11].

6

1.2. O desenvolvimento de complexos metálicos com

atividades antimicrobianas e antitumorais

Na última década, um aumento extraordinário na síntese e nos ensaios

biológicos de novos metalofármacos tem sido observado. Especificamente, devido

ao crescimento de cepas bacterianas multi-resistentes, a síntese de novos

agentes antibacterianos de prata(I) e ouro(I) e também de platina(II) e paládio(II),

para o tratamento de doenças infecciosas tem sido relatada.

Tan et al. reportaram a obtenção de novos complexos de prata [Ag(Th-

Th)]2∙2(NO3) e [Ag(Py-Py)] usando como ligantes bases de Schiff derivadas da

etilenodiamina com 2-acetiltiazol ou 2-acetilpirazina (abreviadas como Th-Th e Py-

Py, respectivamente). As atividades antitumorais dos complexos de Ag(I) foram

avaliadas contra linhagem de células de câncer de pulmão A549. Os complexos

possuem citotoxicidade elevada, sendo os valores de IC50 = 3,15 e 9,73 µ mol dm-

3 respectivamente, que são menores ou similares aos valores apresentados pela

cisplatina [15].

Kalinowska-Lis et al. relataram na literatura três novos complexos de Ag(I)

com 4-(hidroximetil)piridina, 2,6-di(hidroximetil)piridina e 2-

(hidroximetil)benzimidazol. Tais complexos foram testados quanto às suas

atividades antibacterianas e antifúngicas, sobre S. aureus ATCC6538,

Staphylococcus epidermidis ATCC12228 e Candida albicans ATCC10231. Todos

os complexos demonstraram atividade considerável, especialmente sobre C.

albicans, com valores de concentração inibitória mínima (CIM) variando de 10 a 20

mg dm-3 [16].

A atividade antibacteriana de novos complexos com tetraciclinas foi também

reportada, mostrando que em alguns casos os complexos são praticamente tão

eficientes quanto às tetraciclinas livres, em inibir o crescimento de E. coli e 16

vezes mais potentes que a tetraciclina livre contra E. coli HB101/pBR322, uma

espécie de bactéria resistente à tetraciclina [17].

Em nosso grupo de pesquisa, novos compostos contendo os íons

platina(II), paládio(II), ouro(I) e prata(I) têm sido sintetizados e avaliados como

7

agentes antibacterianos e antitumorais. Abbehausen et al. descreveram a síntese

e os ensaios antibacterianos preliminares de dois novos complexos de prata(I) e

ouro(I) com N-acetil-cisteína e 2-mercaptotiazolina, respectivamente [18,19]. Os

compostos se mostraram eficazes sobre cepas bacterianas Gram-positivas e

Gram-negativas. O composto de ouro(I) com 2-mercaptotiazolina também

apresentou citotoxicidade em linhagem de células HeLa, induzindo a morte de

85% das células na concentração de 2,0 µmol dm-3. Spera et al. descreveram a

atividade do complexo de paládio(II) com desoxialiina, de composição

[Pd(C12H22O4N2S2)]. O composto apresentou atividade antibacteriana sobre as

bactérias S. aureus, E. coli e P. aeruginosa [20]. Mais recentemente, Nunes et al.

publicaram a síntese de dois novos complexos de Ag(I) com sulfatiazol (Ag-sft) e

sulfametoxazol (Ag-sfm). Estudos microbiológicos mostraram a atividade

antibacteriana dos complexos Ag-sft e Ag-sfm sobre cepas bacterianas Gram-

positivas e Gram-negativas, com valores de CIM variando de 3,45 a 6,90 mmol

dm-3 para o complexo com sulfatiazol e de 1,74 a 13,9 mmol dm-3 para o complexo

com sulfametoxazol [21]. Além disso, um complexo dimérico de platina(II) com

sulfóxido de metionina, de fórmula [(C5H10NO3S)Pt(-Cl)2Pt(C5H10NO3S)]2,5H2O e

um composto polimérico de ouro(I) com N-acetil-cisteína foram também

preparados e mostraram atividade antibacteriana sobre cepas Gram-positivas e

Gram-negativas [22-23].

1.3. O uso de diferentes classes de ligantes para síntese de

complexos metálicos

A descoberta das propriedades antitumorais da cisplatina e a sua

introdução na clínica médica em 1971 representam o marco mais importante dos

fármacos anticâncer. A cisplatina pode entrar na célula pelo transportador de

cobre (CTR1) e por difusão passiva. Uma vez dentro da célula, a cisplatina é

ativada com a saída dos cloretos e adição de moléculas de água para formar uma

espécie reativa, processo este facilitado pela concentração relativamente baixa de

cloreto encontrados no citoplasma da célula. No citoplasma, a espécie reativa

8

reage preferencialmente com moléculas que contêm enxofre, por exemplo cisteína

e metionina. Estas espécies incluem glutationa e metalotioneína. Algumas células

se tornam resistentes à cisplatina quando os níveis de glutationa e

metalotioneínas são relativamente altos, devido à alta afinidade por platina(II).

Este processo leva à inativação da cisplatina. Nos últimos anos tem se

considerado também que proteínas de efluxo envolvidas no transporte de cobre

contribuem para a resistência à cisplatina [24].

O grande sucesso da cisplatina no tratamento do câncer levou à síntese e

avaliação biológica de um grande número de moléculas de análogas de cisplatina.

A oxaliplatina foi desenvolvida na década de 70 e em contraste com cisplatina e

carboplatina, o acúmulo de oxaliplatina é menos dependente do transportador de

cobre CTR1. No entanto, a atividade mais promissora da utilização da oxaliplatina

é atingida sobre câncer de cólon quando esta é usada em combinação com 5-

fluorouracil. A carboplatina foi obtida baseada na hipótese de que um grupo de

saída mais estável que o cloreto pudesse reduzir a toxicidade sem comprometer a

eficácia antitumoral. Está hipótese acabou por se mostrar verdadeira. Assim, a

carboplatina foi introduzida em 1980 na clínica, sendo um análogo de segunda

geração, mais seguro, além de apresentar um espectro de atividade semelhante

ao da cisplatina. No entanto, o ritmo de se produzir novos fármacos a base de

platina desacelerou por um período. Porém, nos últimos anos o interesse em

desenvolver novos fármacos à base de platina está aumentando [24].

A picoplatina foi obtida para proporcionar maior impedimento estérico em

torno do centro de platina, isto foi sugerido para reduzir a inativação por espécies

contendo enxofre como glutationa e metalotioneínas. As principais estratégias

atuais para contornar a resistência à cisplatina e carboplatina são: aumentar os

níveis de platina que atingem o tumor (por exemplo, fazendo uso de compostos de

platina em lipossomas) resultando, assim, em maior morte celular; combinar

fármacos de platina existentes com fármacos orientados molecularmente (por

exemplo, bevacizumab) e utilizando novos fármacos de platina, como oxaliplatina,

que são capazes de contornar os mecanismos de resistência a cisplatina [24].

9

Justin e Stephen [5] e Giovagnini et al. [25] propõem três tipos de ligantes

diferentes na síntese de complexos de platina com atividade antitumoral como

mostrado na Figura 4.

Pt

L X

L X

R

R

Figura 4. Idealização de um complexo a base de platina semelhante à cisplatina

[5].

Neste caso, os ligantes L possuem nitrogênio sendo denominados ligantes

“não-abandonadores”, porque formam ligações mais estáveis com a platina, sendo

retidos no produto de adição final platina-DNA. Modificações no grupo ligante de

saída X, assim chamados porque eles são perdidos após a ligação da platina com

o DNA, podem alterar a estequiometria da reação, bem como a etapa de hidrólise.

Os ligantes axiais R compreendem à terceira categoria. Ligantes axiais estão

presentes apenas em complexos de platina(IV).

Neste sentido a teoria dos ácidos e bases de Lewis serve de modelo para

uma descrição qualitativa da dureza e moleza dos ácidos e bases feita por

Pearson. De acordo com Pearson [26] uma espécie “mole” em geral tem grande

raio atômico, baixa carga nuclear efetiva e alta polarizabilidade, enquanto que uma

espécie “dura” possui características opostas [27]. Os metais Ag(I), Au(I), Pd(II) e

Pt(II) são ácidos moles de Lewis e tem a tendência de formar ligações mais fortes

com enxofre (bases moles), enquanto que Au(III) forma ligações preferencialmente

com oxigênio e nitrogênio (bases duras) [28,29]. Uma variedade de moléculas tem

sido utilizada para se obter complexos de Pt(II) que apresenta geometria quadrado

planar. Dentre elas, podemos citar os derivados das tiossemicarbazonas [30] e os

derivados de dietilditiocarbamatos, que são usados na síntese de complexos

10

devido à redução da toxicidade renal, gastrointestinal e da medula óssea

induzidas pela cisplatina, sem redução de sua atividade antitumoral [31].

Devido à atividade antitumoral apresentada pela cis-[PtCl2(NH3)2] e

análogos, os ligantes que apresentam grupo amino têm sido usados como ligantes

relativamente não-lábeis para bloquear sítios de coordenação da platina(II), sendo

responsáveis pela diminuição do efeito citotóxico ou pelo transporte, enquanto que

o metal é responsável pelo efeito antineoplásico [32]. O grupo carboxilato também

serve como importante grupo do ponto de vista de química de coordenação e

bioinorgânica, com destaque para os complexos carboplatina, oxaliplatina,

nedaplatina, lobaplatina e heptaplatina que apresentam esse grupo, usados na

clínica médica [5]. A versatilidade do grupo carboxilato é relacionada com a ampla

variedade de modos de coordenação que este pode adotar [33]. A química de

coordenação de ácidos monocarboxílicos é bem estabelecida e um grande

número de complexos obtidos usando o grupo carboxilato foi caracterizado

estruturalmente. Nos complexos contendo o grupo carboxilato, o centro metálico

carregado positivamente (Mn+) encontra-se coordenado pelo grupo carboxilato

carregado negativamente (COO-) e a ligação entre os metais e o grupo carboxilato

varia entre iônica e covalente [34].

Quanto à atividade antimicrobiana dos metais, Lemire et al. relataram que

os mecanismos de toxicidade são específicos para cada metal. Os metais podem

causar disfunção em proteínas, produzir espécies reativas de oxigênio e depleção

dos antioxidantes e interagir com a membrana bacteriana causando a perda da

forma e da mobilidade da bactéria, levando à lise celular [35].

Nesta Tese, foram usados como ligantes um aminoácido essencial, o

triptofano (Trp), e um dipeptídeo, a carnosina (car). Tais ligantes são versáteis do

ponto de vista de química de coordenação e apresentam propriedades biológicas

importantes descritas na literatura. Foram utilizados, ainda, um derivado do

triptofano, a triptamina (tra), e um anti-inflamatório não-esteroidal, o ácido

mefenâmico. A seguir, iremos descrever mais detalhadamente as propriedades de

tais ligantes, justificando o porquê de suas escolhas.

11

1.4. Ligantes bioativos usados neste trabalho

Aminoácidos são excelentes agentes complexantes de metais, pois podem

formar quelatos através dos grupos amino e carboxilato. Contendo átomos de

nitrogênio e oxigênio disponíveis para a coordenação, esta classe de ligantes é

considerada versátil do ponto de vista da química de coordenação [18]. O

triptofano (C11H12N2O2 204,21 g mol-1, pKCOOH: 2,38; pKNH2: 9,44 Trp) é um

aminoácido essencial e precursor da serotonina, um neurotransmissor

responsável pelo controle do apetite, sono e humor [36]. O Trp contém pelo menos

três sítios de coordenação a metais: o átomo de oxigênio do grupo carboxilato e

também os átomos de nitrogênio do grupo NH2 e NH do anel indólico, como

mostrado na Figura 5. Um complexo de Ag(I) com triptofano de composição

Ag3C22H22O7N5 foi relatado anteriormente [37], bem como um complexo de

cobre(II), de fórmula [Cu(Trp)2], o qual demonstrou possuir atividade anti-

inflamatória [34]. Çakir e Biçer [38] descreveram a síntese de um complexo de

vanádio com triptofano com a fórmula de coordenação Na4[V3O9(Trp)]. Nenhuma

aplicação biológica foi descrita pelos autores. Além disso, os complexos de

paládio(II) mistos [Pd(dien)(Trp)]+ e [Pd(dien)(N-AcTrp)]+, sendo N-acetiltriptofano

(N-AcTrp) e dietilenotriamina (dien), foram descritos na literatura [39]. A

coordenação do triptofano ao Pd(II) ocorreu pelo átomo de nitrogênio do grupo

NH2, enquanto a dietilenotriamina se coordena de forma tridentada ao Pd(II),

levando a uma geometria quadrado planar ao redor do centro metálico.

A triptamina (C10H12N2 160,22 g mol-1, tra), por sua vez, é um alcalóide

monoamínico bioativo encontrado em plantas, fungos e animais, usada por

humanos por seu efeito psicotrópico. Sua estrutura química difere da serotonina

(5-hidroxitriptamina), pela ausência de um grupo hidroxila na posição 5 do anel

aromático. A tra contém uma cadeia lateral flexível ligada ao anel indólico e é

estruturalmente semelhante ao aminoácido triptofano, do qual pode ser obtida pela

ação da enzima descarboxilase. A estrutura da tra é mostrada na Figura 5. Esta

molécula é encontrada em quantidades mínimas no cérebro de mamíferos e

acredita-se que desempenha função de neurotransmissor ou neuromodulador [40].

Uma investigação minuciosa de dezenas de compostos derivados de tra foi

12

publicada [41]. A estrutura da triptamina, em particular seu anel indólico, pode ser

parte da estrutura de alguns dos compostos mais complexos como, por exemplo a

serotonina, a dietilamida do ácido lisérgico e melatonina.

(a) (b)

Figura 5. Estruturas do triptofano (a) e da triptamina (b).

O ácido mefenâmico (C15H15NO2 241,28 g mol-1, mef), cuja estrutura é

apresentada na Figura 6, é um potente inibidor da síntese de prostaglandinas, que

estão intimamente ligadas a processos inflamatórios. Tal fármaco é indicado em

casos de dores musculares, dentárias, cefaleias, dismenorréia primária, síndrome

pré-menstrual e dores pós-parto.

O

HN

OH

Figura 6. Estrutura do ácido mefenâmico.

Topacli e Ide [42] determinaram a estrutura de um complexo de cádmio com

ácido mefenâmico. No entanto, não foram descritos estudos sobre a atividade

biológica deste complexo. Azócar et al. [43] recentemente relataram a síntese de

um novo complexo de Ag(I) com ácido mefenâmico, propondo uma coordenação

bidentada em ponte do ligante à prata(I) pelos oxigênios do grupo carboxilato.

Entretanto, o trabalho tratou especificamente da caracterização espectroscópica

do complexo, além do estudo de fotodegradação. Complexos de cobre(II) com

ácido mefenâmico na presença de água como ligante ou de ligantes heterocíclicos

13

N-doadores foram sintetizados e caracterizados. O estudo da interação dos

complexos com DNA de timo de bezerro (CT-DNA) mostrou que os complexos

podem se ligar ao DNA e o di(aquo)tetra(mefenamato)dicobre(II) apresenta

elevada constante de ligação com o DNA [44].

A carnosina (C9H14N4O3 226,23 gmol-1) é um dipeptídeo (β-alanina-L-

histidina) endógeno abundante (Figura 7) e amplamente distribuído no tecido

muscular e nervoso de diversas espécies de animais [45]. Muitas funções

biológicas têm sido atribuidas à carnosina, incluindo sua utilização como tampão

fisiológico, como agente promotor de cicatrização de feridas, como agente

quelante de metais e como antioxidante [46,47]. Carnosina é considerada como

uma substância com elevado potencial para inibir o crescimento de células

malignas NIH3T3 in vivo em modelo experimental animal [48]. Recentemente

Gaunitz e Hipkiss descreveram a atual perspectiva para um possível uso de

carnosina como um agente terapêutico antineoplásico, em especial para o

tratamento de tumores cerebrais malignos, tais como glioblastoma [49].

H2N NH

O

O OH

NH

N

Figura 7. Estrutura da carnosina.

O interesse em estudar a interação de carnosina com íons metálicos surgiu

após os trabalhos de Smith et al., no qual foi observado que os íons metálicos

Mn(II) e Zn(II) estabilizavam a enzima carnosinase, que hidrolisa a carnosina.

Então, Lenz e Martell determinaram a constante de estabilidade dos complexos

formados entre a carnosina e mais de uma dezena de íons metálicos,

evidenciando a formação de quelatos. Assim, ralataram que a interação de Ag(I)

com carnosina resulta na precipitação de um sólido branco, cuja composição não

foi discutida [50]. A carnosina é um ligante polidentado que oferece cinco

potenciais sítios de ligação, quando feita sua interação com íons metálicos, sendo

os pontos possíveis de coordenação os dois nitrogênios do anel imidazol, um

14

grupo carboxilato e um grupo amino terminal, além do nitrogênio da ligação

peptídica. O tipo de complexo formado depende fortemente do cátion metálico,

das interações ligante-metal e do pH do meio reacional [51]. A seguir,

apresentaremos os objetivos específicos desta tese.

15

CAPÍTULO 2 OBJETIVOS

16

2. Objetivos

2.1. Objetivo geral

Esta Tese teve como objetivos a obtenção de novos complexos de Ag(I),

Pd(II), Pt(II) e Au(III) com ligantes bioativos, bem como a avaliação de suas

atividades antibacterianas e antitumorais em ensaios in vitro.

2.2. Objetivos específicos

● Sintetizar novos complexos de Ag(I), Pd(II), Pt(II) e Au(III) com os ligantes

triptofano, triptamina, ácido mefenâmico e carnosina;

● Otimizar os métodos de síntese em relação aos valores de pH ideais,

concentração, temperatura, tempo de reação e proporção metal-ligante;

● Caracterizar os novos complexos obtidos usando várias técnicas instrumentais,

tais como análise elementar, espectrometria de massas, espectroscopia na região

do infravermelho, espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) de 1H,

13C e 15N, espectroscopia eletrônica de absorção na região no UV-Vis, análise

termogravimétrica e análise térmica diferencial (TG/DTA);

● Estudar as atividades antibacterianas e antitumorais in vitro dos complexos

obtidos.

17

CAPÍTULO 3 MATERIAIS E MÉTODOS

18

3. Materiais e métodos

3.1. Materiais

Os reagentes L-triptofano (Trp) 98%, ácido mefenâmico (mef), triptamina

(tra) 98%, L-carnosina (car) 99%, tetracloropaladato(II) de lítio (Li2[PdCl4]∙xH2O),

tetracloroplatinato(II) de potássio (K2[PtCl4]) 98%, tetracloropaladato(II) de potássio

K2[PdCl4], nitrato de prata (AgNO3) 99%, tetracloroaurato(III) de potássio

(K[AuCl4]), 2,2’-bipiridina (bipy) 98%, cisplatina e brometo de (3-(4,5-dimetiltiazol-

2-il)-2,5-difeniltetrazólio) (MTT), foram adquiridos dos laboratórios Sigma-Aldrich.

Os demais reagentes, solventes, vidrarias e materiais utilizados são de uso

rotineiro em laboratórios de química, sendo mantidos sob estoque comum.

3.2. Sínteses dos complexos

3.2.1. Síntese do complexo de Ag(I) com triptofano

O complexo de prata(I) com triptofano (Ag-Trp) foi sintetizado pela reação de

1,0 x 10-3 mol de uma solução aquosa recém preparada de triptofanato de

potássio (10,0 cm3, pH=10) com 1,0 x 10-3 mol de uma solução aquosa de AgNO3

(5,0 cm3). A síntese do complexo foi realizada sob agitação à temperatura

ambiente. Após 1 hora e 30 minutos de constante agitação, o sólido branco obtido

foi separado por filtração, lavado com água fria e seco em dessecador com P2O5.

O rendimento foi 65%.

3.2.2. Síntese do complexo de Pd(II) com triptofano

O complexo de paládio(II) com triptofano (Pd-Trp) foi sintetizado pela reação

de 1,0 x 10-3 mol de uma solução aquosa recém preparada de triptofanato de

potássio (10,0 cm3, pH=10) com 5,0 x 10-4 mol de uma solução aquosa de

K2[PdCl4] (5,0 cm3). Após 1h e 30 minutos de constante agitação à temperatura

ambiente, o sólido alaranjado obtido foi separado por filtração, lavado com água

fria e seco em dessecador com P2O5. O rendimento da síntese foi 74%.

19

3.2.3. Síntese do complexo de Pt(II) com triptofano

O complexo de platina(II) com triptofano (Pt-Trp) foi sintetizado pela reação de

1,0 x 10-3 mol de uma solução aquosa recém preparada de triptofanato de

potássio (10,0 cm3, pH = 10) com 5,0 x 10-4 mol de uma solução aquosa de

K2PtCl4 (5,0 cm3). Após 20 horas de agitação constante à temperatura ambiente, o

sólido escuro obtido foi recolhido por filtração, lavado com água fria e seco em

dessecador com P2O5. O rendimento da síntese foi 67%.

3.2.4. Síntese do complexo de Pd(II) com triptamina

O complexo de paládio(II) com triptamina (Pd-tra) foi sintetizado pela reação de

1,0 x 10-3 mol de uma solução de triptamina em etanol (10 cm3) com 5,0 x 10-4 mol

de uma solução de Li2PdCl4 em etanol (5,0 cm3). Após 90 minutos de constante

agitação à temperatura ambiente, o sólido alaranjado obtido foi separado por

filtração, lavado com etanol e seco sob vácuo. O rendimento da síntese foi 64%.

3.2.5. Síntese do complexo de Ag(I) com ácido

mefenâmico

O complexo de prata(I) com ácido mefenâmico (Ag-mef) foi sintetizado pela

reação de 1,0 x 10-3 mol de uma solução aquosa recém preparada de ácido

mefenâmico em KOH (10,0 cm3, pH=10), com 1,0 x 10-3 mol de uma solução

aquosa de AgNO3 (5,0 cm3). Após 50 minutos de constante agitação à

temperatura ambiente, o sólido branco obtido foi separado por filtração, lavado

com água fria e seco em dessecador com P2O5. O rendimento foi 65%.

3.2.6. Síntese do complexo de Pd(II) com ácido

mefenâmico e bipiridina

O complexo [Pd(bipy)(mef)2] foi sintetizado pela reação de 2,0 x 10-3 mol de

uma solução de ácido mefenâmico em metanol contendo NaOH (10,0 cm3,

pH=10), com 1,0 x 10-3 mol de uma suspensão aquosa de [PdCl2(bipy)] (5,0 cm3).

Após 2 horas de constante agitação à temperatura ambiente, o sólido amarelo

20

obtido foi separado por filtração, lavado com metanol e seco em dessecador com

P2O5. O rendimento foi 60 %. O percussor de [PdCl2(bipy)] foi sintetizado como

reportado na literatura [52].

3.2.7. Síntese do complexo de Au(III) com carnosina

O complexo de ouro(III) com carnosina (Au-car) foi sintetizado pela reação de

1,0 x 10-3 mol de uma solução aquosa recém preparada de carnosina contendo

KOH (10,0 cm3, pH=10), com 1,0 x 10-3 mol de uma solução aquosa de KAuCl4

(5,0 cm3). Após 50 minutos de constante agitação à temperatura ambiente, o

sólido amarelo obtido foi separado por filtração, lavado com água fria e seco em

dessecador com P2O5. O rendimento foi de 46%.

3.3. Caracterização dos compostos

As análises elementares de carbono, hidrogênio e nitrogênio foram

realizadas usando o analisador CHNS/O Perkin Elmer 2400. Os espectros na

região do infravermelho (IR) foram obtidos de 4000 a 400 cm-1 utilizando o

espectrofotômetro Bomem−MB−Series Modelo B100, com resolução de 4 cm-1. As

amostras foram preparadas em pastilhas de KBr.

Medidas por espectrometria de massas por tempo de vôo (ESI-QTOF-MS)

foram realizadas em um equipamento Waters Synapt HDMS. As condições de

ionização e solventes foram otimizadas para cada amostra.

Como o complexo Ag-Trp é insolúvel nos diversos solventes testados, as

medidas de NMR de 13C{1H} e 15N foram feitas no estado sólido, utilizando o

equipamento Bruker 300 MHz, com polarização cruzada e rotação em ângulo

mágico (CP/MAS) com freqüência de rotação 10 kHz. O espectro de NMR de

15N{1H} no estado sólido foi obtido em equipamento Bruker Avance 400 MHz nas

mesmas condições utilizadas para obtenção dos espectros de carbono (CP/MAS)

em freqüência de rotação 6 kHz.

Os espectros de NMR em solução 1H do Trp e Pd-Trp foram registrados em

um espectrômetro Bruker Avance 250 MHz operando em 250,1 MHz para o

hidrogênio. O espectro de NMR 13C{1H} do Trp também foi registrado em um

21

espectrômetro Bruker Avance 250 MHz operando em 62,9 MHz para o 13C,

enquanto que o espectro de NMR de 13C{1H} do Pd-Trp foi obtido em um

espectrômetro Bruker Avance 400 operando em 100,6 MHz; as amostras foram

preparadas em solução de dimetilsulfóxido deuterado. Os dados de NMR

bidimensionais {15N,1H} para Trp e Pd-Trp foram adquiridos em um espectrômetro

Bruker Avance 400 MHz.

As medidas espectroscópicas no ultravioleta-visível (UV-vis) e estudos

cinéticos do complexo Pd-Trp foram realizados no equipamento Hewlett-Packard

8453, com detector de arranjo de diodos, utilizando cubeta de quartzo de 1 cm de

caminho óptico.

Os espectros de NMR de 13C{1H} no estado sólido para o Trp e do

complexo de platina(II) com triptofano (Pt-Trp) foram obtidos usando-se o

espectrômetro Bruker 300 MHz, utilizando a combinação de polarização cruzada e

rotação em ângulo mágico (CP/MAS), com frequência de 10 kHz. Os espectros de

NMR de 15N{1H} no estado sólido para o Trp e Pt-Trp foram obtidos usando o

espectrômetro Bruker 400 MHz, utilizando a combinação de polarização cruzada e

rotação em ângulo mágico (CP/MAS), com frequência de 6 kHz.

O espectro de NMR de 1H da tra foi registrado em um espectrômetro Bruker

Avance 250 MHz operando em 250,1 MHz e o espectro de NMR de 1H do Pd-tra

foi obtido em espectrometro Bruker Avance 400 MHz operando em 400,1 MHz. O

espectro de NMR de 13C{1H} da tra também foi registrado em um espectrômetro

Bruker Avance 250 MHz em 62,9 MHz, enquanto que o espectro de NMR de

13C{1H} do Pd-tra foi obtido em um espectrômetro Bruker Avance 400 MHz; as

amostras foram preparadas em solução de dimetilsulfóxido deuterado. Os dados

de NMR bidimensionais {15N,1H} para a tra e Pd-tra foram adquiridos em um

espectrômetro Bruker Avance 400 MHz.

Como o complexo de prata(I) com ácido mefenâmico (Ag-mef) também é

insolúvel nos diversos solventes testados, as análises do ligante e complexo foram

feitas através de medidas de NMR de 13C{1H} no estado sólido, utilizando o

equipamento Bruker Avance 300 MHz, com polarização cruzada e rotação em

ângulo mágico (CP/MAS), com frequência de 15 kHz. Os espectros de NMR de

22

15N{1H} no estado sólido foram obtidos em um equipamento Bruker Avance 400

MHz (CP/MAS), com frequência de rotação 10 kHz.

O espectro de NMR de 13C{1H} em solução do complexo [Pd(mef)2(bipy)] foi

obtido em um espectrômetro Bruker Avance 500 MHz operando em 125,7 MHz; a

amostra foi preparada em solução de CDCl3. Os dados de NMR bidimensionais

{15N,1H} para o precursor [PdCl2(bipy)] e para o [Pd(mef)2(bipy)] foram adquiridos

em um espectrômetro Bruker Avance 400 MHz, as amostras foram preparadas em

DMSO-d6 e CDCl3 deuterados, respectivamente.

As análises do complexo Au-car e do ligante foram feitas por medidas de

NMR 13C{1H} e 15N{1H} no estado sólido, utilizando o equipamento Bruker 300

MHz, com polarização cruzada e rotação em ângulo mágico (CP/MAS) e

freqüência de 10 kHz. Os espectros de NMR bidimensionais {15N, 1H} em solução

de DMSO-d6 da carnosina foram obtidos no espectrômetro Bruker Avance 400

MHz. Os espectros de NMR das amostras em solução foram obtidos em

temperatura de 298 K, enquanto que as amostras sólidas foram analisadas a 293

K.

Os estudos por análise termogravimétrica e térmica diferencial foram

realizados em um termoanalisador TGA/DTA simultâneo SEIKO EXSTAR 6000

utilizando-se fluxo de ar de 100 cm3 min-1 e taxa de aquecimento de 5 °C min-1 ou

10 °C min-1 de 25 °C a 1000 °C. Os resíduos do tratamento térmico a 900 °C dos

complexos foram analisadas em um difratômetro Shimadzu XRD-6000 (radiação

CuK = 1,5406 Å) com monocromador de grafite em temperatura ambiente. As

amostras foram analisadas na faixa de 2θ de 4° a 70°.

23

3.4. Estudos de modelagem molecular utilizando DFT

Todos os cálculos foram realizados utilizando o software GAMESS [53].

3.4.1. Otimizações de geometria

As otimizações de geometria foram realizadas com um critério de

convergência de 10-4 a.u. em um algoritmo de gradiente conjugado, sem restrições

geométricas. Os cálculos de DFT foram feitos usando o funcional híbrido B3LYP

[54,55] ou PBE0 [56] com critério de convergência de 10-5 a.u para a densidade. O

potencial efetivo de caroço relativístico LANL2DZ [57] foi utilizado para os átomos

metálicos, a base 6-31G(d) foi utilizada para os demais átomos [53,58]. As

estruturas otimizadas foram confirmadas como mínimos da superfície de energia

potencial (PES) pelo cálculo das Hessianas, não apresentando frequências

imaginárias.

3.4.2. Frequências vibracionais harmônicas

As frequências vibracionais harmônicas foram calculadas no mesmo nível

de teoria que as otimizações de geometria. As intensidades calculadas foram

usadas para gerar os espectros vibracionais simulados. As frequências foram

escalonadas por um fator de 0,9614 para B3LYP/6-31G(d), como recomendado

por Scott e Radom [59]. Os espectros foram obtidos da soma de funções

Lorentzianas com 20 cm-1 de largura à meia altura, usando o software

MOLDEN−4.7 [60].

24

3.5. Estudos em culturas de células

3.5.1. Ensaios da atividade antibacteriana pelo método de

difusão em disco

A atividade antibacteriana dos complexos foi inicialmente avaliada pelo

método de difusão em disco, descrito por Bauer et al. [61]. Para esses testes

foram utilizadas cepas Gram-negativas de E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa

ATCC 27853 e Gram-positivas de S. aureus ATCC 25923 e Enterococcus faecalis

ATCC 7080. Em resumo, os microrganismos foram transferidos para tubos de

ensaio contendo 5,0 cm3 de meio BHI (Brain Heart Infusion, Infusão de coração e

cérebro) e incubados por 18 h a 35 – 37 °C. Um inóculo suficiente foi adicionado

em novos tubos contendo BHI estéril até a turbidez se igualar a escala 0,5 de

McFarland (~1,5∙108 CFU cm-3, CFU= Unidade formadora de colônia). Os inóculos

diluídos foram uniformemente espalhados em placas de Petri contendo ágar

Mueller-Hinton. Discos de papel de filtro Whatman n° 3 (10 mm de diâmetro) foram

assepticamente impregnados com os complexos, utilizando soluções em solventes

adequados ou em suspensões, em concentrações determinadas. A massa

impregnada de cada uma das substâncias é, desta forma, conhecida. Os discos

foram então colocados na superfície do ágar sólido. As placas foram incubadas

por 18 h a 35 − 37 °C e examinadas. As zonas claras de inibição ao redor dos

discos foram medidas (milímetros). Discos dos antibióticos padrões estéreis foram

colocados sobre o ágar sólido, nas mesmas placas que os compostos avaliados, e

seus resultados utilizados como controles positivos de difusão.

3.5.2. Ensaios de citotoxicidade

Os ensaios de citotoxicidade foram realizados no Instituto de Biologia da

Unicamp. As células Balb/c 3T3 (fibroblastos embrionários de rato) foram

adquiridas do Instituto Nacional de Saúde-Baltimore, EUA (NIH), enquanto que as

25

células SK-Mel 103 (células de melanoma humano) foram provenientes da

Universidade de São Paulo. As células Panc-1 (carcinoma pancreático humano)

foram adquiridas a partir do banco de células do Rio de Janeiro (Brasil). Todas as

linhagens celulares foram cultivadas em Dulbelcco’s Modified Eagle’s medium

(DMEM) suplementado com 10% de soro fetal bovino (FBS) e antibióticos (100 µg

cm-3 de penicilina, 10 µg cm-3 de estreptomicina) em um incubador umidificado,

com 5% de dióxido de carbono a 37 oC. Os valores de concentração que

conduzem a 50% de redução da viabilidade das células (IC50) foram utilizados

como parâmetro de citotoxicidade. Os valores são apresentados como % em

relação ao controle, considerando as células não tratadas como 100%. Os

resultados representam a média de três experimentos independentes. A cisplatina

foi utilizada como controle positivo na concentração de IC50 = 7,5 µmol dm-3 para

células SK-Mel 103, 15 µmol dm-3 para células Panc-1 e 25 µmol dm-3 para Balb/c

3T3. Uma solução aquosa de DMSO 0,1% v/v foi utilizada como controle positivo.

As células (1x105 células cm-3) foram semeadas em placas de 96 poços e

após 24 h, expostas à suspensão dos complexos Ag-Trp, Pd-Trp e Pt-Trp. Após

48 h, as soluções tratadas foram removidas e 100 µL de solução de MTT (0,5 mg

cm-3 em meio de cultura isento de FBS) foram adicionados a cada poço. Após

incubação durante 2 h a 37 °C, a solução de MTT foi removida e os cristais de

formazan foram dissolvidos em 100 µL de etanol. A placa foi agitada durante 5

minutos num agitador de placas e a absorbância foi medida a 570 nm em leitor de

microplacas (Synergy HT, BioTek). A partir destas absorbâncias os valores da

concentração inibitória de 50% da viabilidade celular (IC50) foram calculados,

conforme método descrito previamente [62].

26

27

CAPÍTULO 4 RESULTADOS E

DISCUSSÕES

28

4.1. Complexo de Ag(I) com triptofano

4.1.1. Resultados de análise elementar

O complexo foi caracterizado por análise elementar e os resultados são

apresentados na Tabela 1.

Tabela 1. Resultados de análise elementar do complexo de prata(I) com triptofano

[Ag(C11H11N2O2)].

Elementos Calculado (%) Experimental (%)

C 42,5 42,4

H 3,56 3,34

N 9,00 9,23

Os dados mostram a formação de um composto com a fórmula mínima na

proporção de 1:1 metal:ligante.

4.1.2. Síntese do complexo Ag-Trp

Com base na composição obtida a partir dos dados de análise elementar a

síntese do complexo Ag-Trp pode ser resumida de acordo com a equação 1.

C11H11N2O2K(sol) + AgNO3(sol)[Ag(C11H11N2O2)](s) + KNO3(sol)

[1]

O complexo é insolúvel em DMSO, água, clorofórmio, etanol, metanol,

acetona e hexano.

29

4.1.3. Análise termogravimétrica e análise térmica

diferencial simultâneas (TGA/DTA).

O complexo Ag-Trp foi avaliado por análise termogravimétrica e análise

térmica diferencial, adquiridos de forma simultânea, para verificar a sua

composição e ainda definir o seu comportamento térmico. Os termogramas estão

apresentados na Figura 8.

0 200 400 600 800 1000 1200

30

40

50

60

70

80

90

100

110

m2= (165-485

oC) = 64,7 %

DT

A V

)

Ma

ssa (

%)

Temperatura (oC)

m1= (25-164

oC) = 0,26 %

Residuo Ago 485 = 35,0 %

-50

0

50

100

150

200

358 oC

183 oC

404 oC

Figura 8. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Ag-Trp em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa a diferença de massa em porcentagem entre dois patamares.

Os dados da análise termogravimétrica permitiram confirmar a composição

do complexo como [Ag(C11H11N2O2)]. A oxidação do ligante inicia em 165 °C e

continua até 485 °C, sendo atribuída uma perda de massa de 64,7 %. O resíduo

da decomposição térmica de 35,0 % foi identificado por difração de raios X como

Ag° [63]. Os valores calculados para a perda do ligante e massa de resíduo são

65,3 % e 34,7 %, respectivamente.

30

4.1.4. Espectrometria de massas

A análise por ESI-QTOF-MS do Ag-Trp evidencia a presença do íon

monoprotonado do complexo em solução (Figura 9A) na forma isolada e

monocarregada, ([Ag(Trp)+H]+, m/z 310,99). Também estão presentes as espécies

[Ag2(Trp)]+, m/z 418,89 e [Ag(Trp)2+2H]+, m/z 515,08, bem como o dímero

[Ag2(Trp)2+H]+, m/z 622,98 e [Ag3(Trp)2]+, m/z 728,88. O ligante livre ([Trp+2H]+,

m/z 205,10) é também observado no espectro de massas. A comparação com

padrão isotópico para o íon monomérico [Ag(Trp)+H]+ foi realizada, apresentando

boa concordância com o espectro obtido experimentalmente (Figura 9B). O erro

em massa foi de -7,4 ppm para [Ag(Trp)+H]+ (C11H12N2O2Ag+, calc. m/z 310,9950,

exp. m/z 310,9927).

Figura 9. Espectro de massas do complexo Ag-Trp. A) Espectro de massas m/z de 150 a 800, mostrando a presença do íon [Ag(Trp)+H]+ como espécie mais abundante. A notação Trp refere-se ao ligante triptofano menos um hidrogênio (C11H11N2O2, 203,0820 Da). B) Comparação de isótopos do complexo monoprotonado [Ag(Trp)+H]+ de m/z 310,99.

31

O íon monomérico [Ag(Trp)+H]+ foi ainda caracterizado por experimentos de

colisão induzida por dissociação. O espectro contendo os íons decorrentes da

fragmentação pela colisão com o gás inerte (Figura 10) do [Ag(Trp)+H]+ mostra a

perda de um ligante neutro (204 Da) a partir do precursor, assim como as perdas

devido à fragmentação do ligante (como a perda de CH3NO), e um íon de m/z

106,91 correspondente a Ag(I). Os fragmentos observados confirmam a

composição monomérica proposta para o complexo Ag-Trp.

Figura 10. Espectro de massas obtido por dissociação induzida por colisão para o íon Ag-Trp protonado, [Ag(Trp)+H]+ de m/z 310,99.

4.1.5. Espectroscopia vibracional de absorção no

infravermelho

O espectro na região do infravermelho (Figura 11) do Ag-Trp foi analisado

em comparação com o espectro do ligante livre. As bandas características de

(NH2), δ(NH3+) e (COO-) no ligante livre mostradas no espectro confirmam a

existência do triptofano na forma sua Zwitteriônica no estado sólido. No espectro

do Trp, observa-se uma banda intensa em 3404 cm-1 atribuída ao modo de

estiramento N-H do anél indólico e duas bandas pouco resolvidas entre 3090 e

2980 cm-1 correspondentes aos modos de estiramento assimétrico e simétrico do

grupo NH2. A deformação angular do grupo NH2 é observada em 1590 cm-1. Além

disso, uma banda de combinação em 2074 cm-1 foi observada sendo atribuída a

32

uma combinação da vibração assimétrica do NH3+ e a oscilação de torção do

grupo NH3+ livre. Os modos de estiramento assimétrico e simétrico do grupo COO-

livre também são observados em 1668 cm-1 e 1414 cm-1, respectivamente.

No complexo Ag-Trp, os modos de estiramento assimétrico e simétrico do

grupo NH2 não são bem evidenciados devido ao alargamento da banda entre 3340

cm-1 e 3090 cm-1.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

sim

COO- (1414)

NH3

+

N-H (3404) =C-H (743)

Tra

nsm

itância

(u.a

)

Numero de onda (cm-1)

N-H (3404)

ass

COO- (1580)

simCOO

- (1356)

=C-H (743)

NH2 (3090-2980)

C-H (2850)

ass

COO- (1668)

NH2 (1590)

Trp

Ag-Trp

Figura 11. Espectros na região do infravermelho do Trp e do complexo Ag-Trp.

No entanto, a ausência da banda de combinação atribuída ao estiramento

assimétrico NH3+ e a torção do grupo NH3

+ livre no espectro no IR do complexo

Ag-Trp é prova importante da perda de um hidrogênio e da coordenação da

prata(I) pelo nitrogênio do grupo NH2. Os modos de estiramento assimétrico e

simétrico do grupo COO- aparecem em 1580 cm-1 e 1356 cm-1, respectivamente.

33

4.1.6. Espectroscopia de ressonância magnética

nuclear

Devido à baixa solubilidade do complexo Ag-Trp nos solventes testados, o

complexo Ag-Trp e o ligante livre foram analisados no estado sólido. O espectro

de NMR de 13C do Trp livre é mostrado na Figura 12. Já o espectro do complexo

Ag-Trp é mostrado na Figura 13. Dois sinais para o átomo de carbono do grupo

COO- e para o Cα são observados no espectro de NMR de 13C do Trp. A

existência destes sinais pode ser atribuída à presença de formas cristalinas

diferentes para o Trp (polimorfismo). O mesmo padrão foi descrito antes para o

triptofano e para outros aminoácidos [64,65].

180 160 140 120 100 80 60 40 20

HNO-

OH

NH2

3

3a

4

5

7

6

7a

1

2

13C (ppm)

COO- C7a

C3a C2

C5

C6

C4

C7

C3

C

C

Trp

Figura 12. Espectro de NMR de 13C do Trp.

34

Observou-se que os átomos de carbono COO-, Cα e Cβ no complexo Ag-

Trp são deslocados para baixo campo após a coordenação, conforme pode ser

visto na Figura 13.

180 160 140 120 100 80 60 40 20

HNO-

OH

NH2

3

3a

4

5

7

6

7a

1

2

COO-

C7a

C3a C2

C5

C6

C7C3

C

C

13C (ppm)

Ag-Trp

Figura 13. Espectro de NMR de 13C do complexo Ag-Trp.

A Tabela 2 apresenta os deslocamentos químicos para o Trp e para o

complexo Ag-Trp. Estes resultados indicam que o ligante se coordena à prata pelo

átomo de oxigênio do grupo carboxilato e pelo nitrogênio do grupo amino. Não foi

observado polimorfismo para o complexo Ag-Trp.

Considerando o espectro de NMR de 15N (Figura 14), é possível confirmar

que o ligante se coordena à prata(I) pelo nitrogênio do grupo amino.

35

Tabela 2. Dados das análises de NMR de 13C{1H} e NMR de 15N{1H} do Trp e do

complexo Ag-Trp.

Átomos/Grupo

(ppm) Trp

(ppm) Ag-Trp

Δδ=(δLigante-δComplexo)

COO- 177,1 178,5 -1,4

175,7 − −

C7a 136,8 137,2 -0,4

C3a 126,8 126,1 0,7

C2 126,3 124,8 1,5

C5 121,3 122,4 -1,1

C6 119,5 119,5 0,0

C4 117,4 − −

C7 111,9 113,7 -1,8

C3 109,7 108,6 1,1

Cα 56,2 57,3 -1,1

53,5 − −

Cβ 29,2 30,6 -1,4

NH 126,0 134,4 -8,4

NH2 47,2 19,7 27,5

No espectro do Trp, o deslocamento químico de 15N do átomo de nitrogênio

do grupo NH2 é observado em 47,2 ppm, enquanto para o complexo este sinal é

deslocado para campo alto, sendo observado em 19,7 ppm. O Δδ observado de

27,5 ppm confirma a coordenação pelo nitrogênio do grupo NH2.

36

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

126,0 (NH) 47,2 (NH2)

15N (ppm)

Trp

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

19,7 (NH2)

15N (ppm)

134,4 (NH)

Ag-Trp

Figura 14. Espectro de NMR de 15N{1H} do Trp e do complexo Ag-Trp.

4.1.7. Modelagem molecular

Uma vez que a composição do complexo Ag-Trp foi definida como 1:1

(metal/ligante), a proposta de estrutura para o complexo Ag-Trp é apresentada na

Figura 15.

Figura 15. Estrutura proposta para o complexo Ag-Trp.

As distâncias calculadas Ag-N e Ag-O para o complexo Ag-Trp foram 2,037

e 2,077 Å, respectivamente; já o ângulo N-Ag-O foi 83,5°. As distâncias de ligação,

ângulos e diedros para a estrutura proposta são apresentados na Tabela 3.

Maiti et al. publicaram estudos teóricos de um complexo prata−triptofano, no

qual foram propostas três possíveis geometrias para uma espécie monomérica: a

estrutura monodentada com a coordenação do átomo de nitrogênio do grupo NH2,

a coordenação bidentada por ambos os átomos de oxigênio do grupo carboxilato e

uma coordenação bidentada por meio do nitrogênio do grupo NH2 e um átomo de

37

oxigênio do carboxilato. As energias de ligação sugerem que a forma mais estável

do complexo ocorre quando a prata(I) está coordenada de forma bidentada pelo

átomo de oxigênio do grupo carboxilato e pelo átomo de nitrogênio do grupo

amino [66], tal como é aqui sugerido.

Tabela 3. Parâmetros geométricos obtidos para Trp e Ag-Trp usando

DFT/B3LYP/LANL2DZ.

Distâncias / Å Trp Ag-Trp

C–Cα 1,576 1,567

Cα–C 1,522 1,534

Cα–N 1,509 1,494

C–O 1,269 1,273

C=O 1,242 1,243

Ag–N – 2,037

Ag–O – 2,077

Ângulos / ° Trp Ag-Trp

O–C–Cα 113,0 116,2

C–C–N 103,6 112,5

N–Ag–O – 83,50

Diedral / ° Trp Ag-Trp

Ag–O–C–Cα – 2,30

Ag–N–C–C – -27,5

A configuração eletrônica de camada fechada permite à prata(I) adotar

diversos números de coordenação e geometrias, como relatado na literatura para

vários compostos de prata [67]. Além disso, estruturas poliméricas são muito

comuns para complexos de prata. Assim, considerando a baixa abundância de

sinais com até três centros de prata em solução no espectro de massas (ESI-

QTOF-MS) do complexo Ag-Trp, e tendo em conta a geometria linear mais

comumente encontrada na literatura para complexos de prata(I) com número de

38

coordenação dois, uma estrutura polimérica para o complexo não pode ser

descartada e só a resolução estrutural por meio da técnica de difratometria de

raios X de monocristal ou de pó poderia esclarecer a estrutura do complexo.

Os espectros no IR simulados do Trp e do complexo Ag-Trp foram usados

para confirmar as atribuições experimentais (Figura 16). O espectro vibracional

simulado do Trp mostra o estiramento N−H do anel indólico em 3551 cm-1,

enquanto o modo de estiramento assimétrico do grupo NH2 foi encontrado em

3347 cm-1. O estiramento (COO-) aparece como um modo da combinação com

δ(NH2) para ambos os modos, assimétrico e simétrico, em 1701 cm-1 e 1289 cm-1.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

C-H (2930)

COO- (1701)

C-H (3095)NH2 (3347)

N-H (3551)

COO- (1356)

COO- +NH

2 (1580)

N-H (3403)C-H (743)

C-H (743)NH2 (1590)COO

- (1668-1414)

C-H (2850)

NH2 (3090-2980)

Tra

nsm

itâ

ncia

(u

.a)


(a)

(b)

(c)

N-H (3404)

* 2074

*A combinaçao da vibraçao de flexao e oscilaçao de torçao de NH3

+.

1289 cm-1

Figura 16. Espectros vibracionais na região do infravermelho do Trp (a), do complexo Ag-Trp (b) e espectro simulado do complexo (c).

O espectro simulado do Ag-Trp apresenta diferenças significativas quando

comparado com o espectro do ligante livre. O modo de estiramento N−H do anel

indólico referente ao Trp em 3404 cm-1, é observado em 3551 cm-1 no espectro

simulado. A banda de combinação do ass(COO) + δ(NH2) é deslocada para

menores valores de energia (−121 cm-1). Os dados observados reforçam a

39

coordenação bidentada do ligante à prata(I) pelo átomo de nitrogênio do grupo

NH2 (H2N−Ag) e pelo átomo de oxigênio do grupo carboxilato (COO−Ag).

4.2. Complexo de Pd(II) com triptofano




Tabela 4. Resultados de análise elementar do complexo de paládio(II) com

triptofano [Pd(C11H11N2O2)2]·2H2O.


C 48,2 48,6

H 4,77 4,68

N 10,2 10,3

Os resultados mostram a formação de um composto com a fórmula mínima

na proporção de 1:2 metal:ligante.

4.2.2. Síntese do complexo Pd-Trp


síntese do complexo Pd-Trp pode ser resumida de acordo com a equação 2.

2 C11H11N2O2K(sol) + K2[PdCl4](sol)[Pd(C11H11N2O2)2](s) + 4KCl(sol)

[2]

O complexo é solúvel em dimetilsulfóxido e insolúvel em água, clorofórmio,

etanol, metanol, acetona e hexano.

40


diferencial simultâneas (TGA/DTA).

O complexo Pd-Trp foi avaliado por análise termogravimétrica e análise

térmica diferencial, adquiridos de forma simultânea, para verificar a sua

composição e para avaliar o seu comportamento térmico. O termograma está

apresentado na Figura 17.

0 200 400 600 800 1000

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

DT

A (V

)

Massa (

%)

Temperatura (oC)

m1 = (25-120)

oC = 4,17 %

m2 = (217-477)

oC = 69,7 %

826 oC

PdO 700 oC

Residuo Pdo 900

oC 23,9 %

-50

0

50

100

150

200

250

231 oC

455 oC

Figura 17. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Pd-Trp em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa a diferença de massa em porcentagem entre os dois patamares.

O resultado da análise térmica (TGA) permitiu a confirmação da

composição do complexo formulada como [Pd(C11H11N2O2)2]·2H2O. O teor de

água (4,17 %) é perdido na faixa de temperatura de 25-120 °C, o que indica que

se trata de água de hidratação. A oxidação do ligante se inicia em 217 °C e

persiste até 477 °C, com uma perda de massa de 69,7 %. O resíduo da

41

decomposição térmica a 900 °C foi identificado (Figura 18) por difração de raios X

de pó como Pdo [68].

10 20 30 40 50 60 70

0

100

200

300

400

500

600

700

800

(220)

(200)

(111)

Inte

nsid

ad

e

Angulo (2)

Figura 18. Difratograma de raios X do resíduo da decomposição térmica do complexo Pd-Trp a 900 oC.


Estudos por ESI-QTOF-MS (Figura 19A) do complexo Pd-Trp mostram a

presença do complexo em solução na forma monoprotonada ([Pd(Trp)2+H]+, m/z

513,07). Uma comparação do padrão isotópico do íon [Pd(Trp)2+H]+ mostra boa

concordância com as previsões teóricas, conforme Figura 19B.

42

Figura 19. Espectros de massas para o complexo Pd-Trp (A) espectro de massas de m/z 150 a 1000, mostrando a presença do íon [Pd(Trp)2+H]+. A notação Trp neste caso refere-se ao ligante triptofano menos um hidrogênio (C11H11N2O2, 203,0820 Da). (B) comparação de padrões de isótopos para complexos monoprotonados [Pd(Trp)2+H]+ de m/z 513,08.

Experimentos de colisão induzida por dissociação foram também

conduzidos, conforme mostra a Figura 20. O espectro do íon ([Pd(Trp)2+H]+)

fragmentado mostra a perda do ligante neutro Trp (204 Da) a partir do precursor,

assim como as perdas devido à fragmentação do ligante, confirmando assim a

composição proposta do complexo Pd-Trp.

43

Figura 20. Espectro de massas obtido por dissociação induzida por colisão para o íon monoprotonado [Pd(Trp)2+H]+ de m/z 513, 08.


infravermelho e Raman

O espectro na região do infravermelho do complexo Pd-Trp foi analisado

em comparação com o espectro do ligante livre. No espectro do ligante (Figura 21)

podemos observar uma banda de absorção intensa em 3404 cm-1 atribuída ao

modo de estiramento N−H do anel aromático, e duas bandas pouco resolvidas

entre 3090−2980 cm-1 correspondentes às vibrações assimétrica e simétrica do

grupo NH2. A deformação angular do grupo NH2 é observada em 1590 cm-1.

Bandas em 1668 e 1414 cm-1 são atribuídas aos modos de vibração assimétricos

e simétricos do grupo COO- livre. No complexo Pd-Trp, as frequências de

estiramentos assimétricos e simétricos do grupo NH2 são deslocadas para altas

energias, sendo observadas em 3228−3107 cm-1, enquanto que os estiramentos

simétricos e assimétricos do grupo COO- aparecem em 1377 e 1651 cm-1. Tais

resultados indicam a coordenação do ligante ao centro metálico pelos grupos NH2

e COO-.

44

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

NH (3404)

Tra

nsm

itâcia

(u.a

.)


Trp

Pd-Trp

NH (3403) NH2 (3228-3107) COO

- (1651)

COO- (1377)

NH2 (3090-2980)

CH (2850)

COO- (1668)

NH2 (1590)

COO- (1414)

NH3

+

Figura 21. Espectros na região do infravermelho do Trp e do complexo Pd-Trp.

Medidas espectroscópicas Raman na faixa 150-700 cm-1 foram realizadas

para identificar as fequências relativas a ligações Pd−O e Pd−N (Figura 22). Duas

bandas são observadas em 400 cm-1 e 621 cm-1, sendo atribuídas às ligações

Pd−O e Pd−N. Coordenações similares de aminoácidos ao paládio(II) foram

reportadas anteriormente na literatura [69,70].

700 600 500 400 300 200

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

621 cm-1

Inte

nsid

ad

e (

u.a

.)


400 cm-1

Figura 22. Espectro Raman do complexo Pd-Trp.

45

4.2.6. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear

O Trp e o complexo Pd-Trp também foram estudados por NMR de 1H, 13C e

15N{1H}. O espectro de 1H NMR do Trp (Figura 23A) mostra os átomos de

hidrogênio do grupo CH2 na faixa de 2,9−3,4 ppm e o sinal do hidrogênio ligado ao

carbono α em 3,5 ppm.

Figura 23. Espectros de NMR de 1H do Trp (A) e do complexo Pd-Trp (B). (*

resíduo de H2O em DMSO)

12 11 10 9 8 7 3 2

12 11 10 9 8 7 3 2

*

12 11 10 9 8 7 3 2

12 11 10 9 8 7 3 2

A)

B)

(N-H) 11,0

7,6-6,9

3,5 3,4 – 2,9

DMSO

3,2-2,9

3,4-3,5

7,7-6,9

N-H 10,9

DMSO

46

Além disso, o multipleto em 6,9−7,6 ppm é atribuído aos prótons aromáticos

(anel indólico) da molécula de Trp. Depois da coordenação, os prótons metilênicos

(Figura 23B) foram observados na faixa de 2,9−3,2 ppm, enquanto o átomo de

hidrogênio do carbono α foi observado em 3,4−3,5 ppm. Uma vez que o complexo

tem água em sua composição, a presença de um sinal em 3,33 ppm é observado

no complexo Pd-Trp, o que dificulta a atribuição do sinal de NMR do hidrogênio

ligado ao carbono α. Não foram observadas alterações significativas nos

deslocamentos químicos dos prótons aromáticos do anel indólico do Trp, o que

indica a não coordenação do nitrogênio (N−H) ao íon metálico.

Observou-se que os átomos de carbono C2, C3, C3a, C7a, C4, C5, C6 do

complexo Pd-Trp mostraram pequenas diferenças quando comparados com os

deslocamentos químicos do ligante livre (Figura 24), sugerindo que não há

coordenação pelo átomo de nitrogênio do anel aromático do ligante.

Por outro lado, os deslocamentos observados para sinais de NMR de 13C

do complexo Pd-Trp para os átomos de carbono do grupo carboxilato, e também

para os carbonos Cα e Cβ evidenciam a coordenação do ligante ao Pd(II) pelo

átomo de nitrogênio do grupo NH2 (H2N−Pd) e também pelo átomo de oxigênio do

grupo carboxilato (COO−Pd).

47

180 160 140 120 604020 0

NH

OH

O

HH2N

3

2

4

53a

6

77a

13C (ppm)

COO-

C7aC3a C2 C6 C4,C5

C7

C3 C

DMSO

C

Trp

180 160 140 120 604020 0

NH

O-

O

HH2N

3

2

4

53a

67a

7

13C (ppm)

COO-

C7a C3aC2 C6 C4,C5

C7

C3 C

DMSO

C

Pd-Trp

Figura 24. Espectros de NMR de 13C do Trp e do complexo Pd-Trp.

48

Os deslocamentos químicos para os átomos de carbono do ligante no

complexo comparados com o ligante livre são apresentados na Tabela 5.

Tabela 5. Dados das análises de NMR em solução de 13C{1H} e NMR de {15N,1H}

do Trp e Pd-Trp.

Átomos/

Grupo

Deslocamento químico (ppm)

Trp Pd-Trp Δδ =(δLigante-δComplexo)

COO- 170,9 181,2 -10,3

Cα 55,20 58,75 -3,55

Cβ 27,55 29,63 -2,08

C2 124,6 124,5 0,10

C3 110,0 109,7 0,30

C3a 127,7 127,6 0,10

C7a 136,8 137,0 -0,20

C4 118,8 118,8 0,00

C7 111,8 112,0 -0,20

C5 118,7 118,8 -0,10

C6 121,3 121,7 -0,40

NH2 39,8 -18,3 58,1

NH 130,4 130,4 0,00

A coordenação pelo grupo amino foi também confirmada pela aquisição dos

deslocamentos químicos de 15N pelo uso da técnica de acoplamentos a múltiplas

ligações {15N,1H} HMBC. Os mapas de contorno ilustrado de NMR de {15N,1H}

HMBC do Trp e Pd-Trp estão mostrados na Figura 25.

49

Figura 25. Mapas de contorno de NMR de {15N, 1H} HMBC do Trp e do complexo Pd-Trp. O acoplamento do 15N com 1H a três ligações foi utilizado para se observar o deslocamento químico do 15N.

NH2 (39,8 ppm)

NH (130,4 ppm)

NH2 (-18,3 ppm)

NH (130,4 ppm)

15N

15N

1H

1H

Trp

Pd-Trp

50

Neste caso, observa-se um deslocamento químico para campo alto do

átomo de nitrogênio do grupo NH2, enquanto que o sinal do átomo de nitrogênio

do grupo N−H permanece inalterado.

4.2.7. Resultados de espectroscopia UV-Vis obtido Trp e

Pd-Trp

O espectro no UV-Vis do complexo Pd-Trp exibiu absorções em 284 nm ( ε

= 2,0 x 104 dm3 mol-1 cm-1) e em 293 nm (ε = 2,2 x 104 dm3 mol-1 cm-1). Além

disso, um ombro é observado em 275 nm. De acordo com a literatura essas

bandas são atribuídas a transições −* no grupo indol do triptofano. A magnitude

da absortividade molar (ε) é consistente com transições intra-ligante. Os espectros

UV-Vis do Trp e do complexo Pd-Trp são mostrados na Figura 26.

270 285 300 315 330 345

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

275 nm

Ab

so

rba

ncia

(a

.u)

Comprimento de onda (nm)

284 nm

293 nm

Figura 26. Espectros no UV-Vis do (__) Trp e do complexo (__) Pd-Trp em DMSO.

51

4.2.8. Estudo de estabilidade em solução

A fim de fornecer informações sobre a estabilidade do complexo Pd-Trp em

solução, estudos cinéticos preliminares em DMSO foram realizados. Foi possível

observar que após 42 h não houve diferenças nas posições ou intensidades das

bandas nos espectros eletrônicos obtidos, o que indica estabilidade do composto,

em solução a 25 oC.

4.2.9. Estudos por DFT

Estudos teóricos foram realizados para o complexo Pd-Trp a fim de se obter

informações adicionais referentes à coordenação do N e O do ligante ao Pd(II). De

acordo com estudos por DFT, a coordenação ocorre pelo nitrogênio do grupo NH2

e pelo oxigênio do grupo COO- de forma bidentada Figura 27. Como esperado

para complexos de Pd(II), a esfera de coordenação é quadrado planar. As

distâncias calculadas Pd−N e Pd−O para o complexo Pd-Trp foram 2,08 e 2,03 Å,

respectivamente, enquanto o ângulo N−Pd−O foi 81,6°.

Figura 27. Estrutura otimizada para o complexo Pd-Trp. Paládio (●) Oxigênio (●) Nitrogênio (●) Carbono (●) Hidrogênio (branco).

52

Estes resultados são comparáveis com os dados experimentais de difração

de raios X observados para o complexo misto de Pd(II) com o aminoácido

benzoilvalina (Bzval), de fórmula [Pd(bipy)(Bzval−N,O)] no qual a distância da

ligação Pd−N é 2,02 Å, Pd−O 1,99 Å e o ângulo N−Pd−O é 82,0o [71]. A análise

teórica do espectro vibracional mostrou a presença das principais bandas no IR

observadas no espectro experimental do complexo.

Outras bandas calculadas aparecem em 3536 cm-1 para o estiramento N−H

do anel indólico e 3387 cm-1 e 3309 cm-1 referentes aos estiramentos assimétrico

e simétrico e do grupo NH2, respectivamente. Todas essas freqüências calculadas

confirmam as atribuições anteriores do espectro IR experimental. Além disso, as

frequências calculadas revelaram que o modo de estiramento em 393 cm-1 é

consistente com o estiramento Pd−O e outra em 509 cm-1 do estiramento Pd−N. O

mesmo padrão é observado no espectro Raman experimental, sendo consistente

com uma configuração trans.

4.3. Complexo de Pt(II) com triptofano




Tabela 6. Resultados de análise elementar do complexo de platina(II) com

triptofano [Pt(C11H11N2O2)2]·6H2O.


C 37,20 36,60

H 4,83 4,71

N 7,89 7,62

53


proporção 1:2 metal:ligante, assim como foi observado para o complexo de Pd(II)

com Trp.

4.3.2. Síntese do complexo Pt-Trp


síntese do complexo Pt-Trp pode ser resumida de acordo com a equação 3.

2 C11H12N2O2K(sol) + K2[PtCl4](sol)[Pt(C11H11N2O2)2](s) + 4KCl(sol)

[3]

O complexo é insolúvel em água, e em solventes orgânicos como

clorofórmio, etanol, metanol, acetona, hexano e dimetilsulfóxido.


diferencial simultâneas (TGA/DTA)

A análise termogravimétrica (TGA) confirma a composição do complexo

formulada como [Pt(C11H11N2O2)2]·6H2O, conforme se observa na Figura 28. A

perda de água ocorre na faixa de temperatura de 25-268 °C, correspondendo 15,7

%. A oxidação do ligante inicia em 269 °C e prossegue até 1000 °C, com uma

perda de massa total de 52,9 %. A porcentagem residual é consistente ao valor

calculado de Pt° sendo de 31,5 % a 1000 °C. É interessante notar que a perda

final de água e o início da perda dos ligantes ocorrem simultaneamente, sendo

difícil determinar o ponto exato no qual termina a perda de H2O e se inicia a

queima do ligante.

54

0 200 400 600 800 1000

30

40

50

60

70

80

90

100

m2 = (269-1000

oC)

= 52,9 %

Residuo Pto 1000 (

oC) 31,5 %

m1 = (25-268

oC) = 15,7 %

DT

A (V

)

Ma

ssa

(%

)

Temperatura (oC)

0

100

200

300

Figura 28. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Pt-Trp em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa a diferença de massa entre os dois patamares.


A análise por ESI-QTOF-MS do complexo Pt-Trp (Figura 29A) mostra a

presença da espécie monoprotonada [Pt(Trp)2+H]+ em m/z 602,14 como a espécie

mais abundante, confirmando a composição proposta.

55

Figura 29. Espectros de massas do complexo Pt-Trp, A) ESI(+)-QTOF MS espectro de massa de m/z 130 a 1300, mostrando o íon [Pt(Trp)2+H]+ como a espécie mais abundante. B) comparação isotópica com padrão para a espécie monoprotonada [Pt(Trp)2+H]+ de m/z 601,13.

O termo Trp é usado para descrever o ligante triptofano na forma iônica

(menos um hidrogênio, C11H11N2O2-). Também foram observados íons

monocarregados [Pt2(Trp)3]+ de m/z 999,81 e íons [Pt2(Trp)4+H]+ de m/z 1204,27,

bem como íons duplamente carregados [Pt2(Trp)3+H]2+ de m/z 500,41 e íons

[Pt3(Trp)4+H]2+ de m/z 699,56, embora em menor abundância. O Trp

monoprotonado [Trp+2H]+ foi também observado em m/z 205,10. O padrão

experimental isotópico para o íon [Pt(Trp)2+H]+ está em concordância com a

previsão teórica (Figura 29B). O erro calculado para este íon foi +4,15 ppm

56

(C22H23N4O4Pt+, calc. m/z 602,1346, exp. m/z 602,1371) considerando a espécie

monoprotonada.

Para confirmar a composição proposta do íon [Pt(Trp)2+H]+, o espectro

contendo sua fragmentação foi obtido. O espectro da fragmentação do íon

[Pt(Trp)2+H]+ (Figura 30) mostra uma perda de C2H5NO2 (75 Da) a partir do ligante

Trp, bem como a perda de um ligante neutro Trp (C11H12N2O2, 204 Da). O

fragmento iônico observado confirma a composição proposta [Pt(Trp)2+H]+

(C22H23N4O4Pt+) para o íon em m/z 602,14.

Figura 30. Espectro de massas do íon [Pt(Trp)2+H]+ em m/z 602,14. O termo Trp é usado aqui para descrever o ligante triptofano na sua forma aniônica (menos um átomo de hidrogênio, C11H11N2O2

-).


infravermelho

Os espectros na região do infravermelho do Trp e do Pt-Trp são mostrados

na Figura 31. No espectro no infravermelho do Trp pode-se observar uma banda

intensa em 3404 cm-1 atribuída ao (NH) do anel indólico, e duas bandas pouco

intensas entre 3090−2980 cm-1 correspondentes às vibrações assimétrica e

simétrica do NH2. A deformação angular do grupo NH2 é observada em 1590 cm-1.

57

No complexo Pt-Trp os estiramentos assimétricos e simétrico do grupo NH2 são

deslocados para maiores números de onda, sendo observadas em 3294−3195 cm-

1. Os valores deslocados para energias mais elevadas são semelhantes aqueles

observados para o complexo de paládio(II) com triptofano.

Os modos de estiramento assimétrico e simétrico do COO- no espectro do

complexo Pt-Trp aparecem em 1625 cm-1 e 1448 cm-1, que também indica

coordenação do ligante ao Pt(II) pelo oxigênio do grupo COO-. Após a

coordenação se observa que essas bandas são deslocadas para valores de

energia menores.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

N-H (3403)

NH2 (3090-2980)

C-HCOO

-

NH2

COO-

NH3

+

N-H (3404)

sim

COO- (1448)

Tra

nsm

itâ

ncia

(u

.a.)


(b)

(a)NH

2 (3294-3195)

assCOO

- (1625)

C-H

Figura 31. Espectros no infravermelho do Trp (a) e do complexo Pt-Trp (b).


nuclear

O triptofano (Trp) e o complexo Pt-Trp foram estudados por NMR de 13C e

15N no estado sólido, uma vez que o complexo Pt-Trp é insolúvel nos solventes

testados e, embora o composto pareça ser solúvel em DMSO, o que ocorre é sua

decomposição neste solvente, acompanhada pela mudança de coloração. Os

58

valores de deslocamento químico de NMR de 13C e 15N para o complexo, em

comparação com o Trp livre, são mostrados na Tabela 7.

Tabela 7. Dados de NMR de 13C{1H} e 15N{1H} para o Trp e do complexo Pt-Trp.

Compostos Deslocamento químico (ppm)

COO- Cα Cβ NH2 NH Trp 177,1 56,2 29,5 47,3 126,0 175,7 53,5 28,8 - - Pt-Trp 185,5 56,3 28,4 -15,2 130,4 176,1 - - - -

Observou-se que o sinal do átomo de carbono do grupo COO- do complexo

Pt-Trp apresentou diferenças significativas em comparação com os valores

observados para o Trp livre, sendo que o espectro do complexo se encontra na

Figura 32. O sinal correspondente ao COO- em 177,1 ppm [72] é deslocado para

185,5 ppm, após a formação do complexo.

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20

HNO-

OH

NH2

3

3a

4

5

7

6

7a

1

2

CC

COO-

C7a

13

C (ppm)

Pt-Trp

Figura 32. Espectro de NMR de 13C no estado sólido do complexo Pt-Trp (*) deslocamentos químicos referentes aos átomos de carbono do anel indólico.

59

O deslocamento químico do sinal referente ao nitrogênio do grupo amina de

47,2 ppm para -15,2 ppm (Figura 33) evidencia a coordenação do ligante à Pt(II)

pelo átomo de nitrogênio do NH2 (H2N−Pt).

150 100 50 0 -50 -100

Pt-Trp-15,2 (NH

2)

132,5 (NH)

15N (ppm)

Figura 33. Espectro de NMR de 15N no estado sólido do complexo Pt-Trp.


As geometrias do Trp e do Pt-Trp foram analisadas por cálculos teóricos

usando a teoria funcional de densidade (DFT) de forma análoga aquela feita para

os outros complexos com Trp. O espectro no IV experimental mostra que o Trp

possui uma estrutura zwitteriônica no estado sólido devido à presença do modo de

vibração NH3+ em 2070 cm-1. Para levar em conta a forma zwitteriônica do ligante

a estrutura foi otimizada utilizando modelo de polarização contínua (PCM). A

análise elementar, a espectrometria de massas e análise térmica evidenciam uma

composição molar de 1:2 metal:ligante, enquanto que os espectros no IR e NMR

indicam a coordenação do Trp ao metal pelos átomo de nitrogênio do grupo amino

e por um dos átomos de oxigênio do grupo carboxilato. Assim, estruturas cis e

trans são possíveis e ambas foram investigadas por meio de cálculos teóricos.

Ambas as estruturas foram analisadas com e sem PCM. A Figura 34 mostra as

estruturas obtidas.

60

Figura 34. Estruturas otimizadas para o complexo Pt-Trp. Platina (●) Oxigênio (●)

Nitrogênio (●) Carbono (●) Hidrogênio (branco).

A geometria trans monstrou ser a mais estável com e sem PCM. Com a

água como um meio contínuo, a geometria trans é 0,8 kcal mol-1 mais estável que

a cis, mas a diferença de energia foi mais pronunciada em favor da geometria

trans na ausência do meio contínuo em 8,5 kcal mol-1.

61

Tabela 8. Parâmetros geométricos selecionados obtidos por DFT usando B3LYP

para Trp e Trp na sua forma zwitteriônica (Trp-ZW) e B3LYP/ LANL2DZ para Pt-

Trp PCM = água).

Distâncias / Å

Trp Trp-ZW Pt-Trp sem PCM Pt-Trp PCM

cis trans cis trans

C–Cα 1,535 1,576 1,551 1,553 1,544; 1,544

1,543; 1,545

Cα–C 1,533 1,522 1,540 1,543 1,544; 1,542

1,543; 1,544

Cα–N 1,467 1,509 1,510 1,508 1,505; 1,505

1,501; 1,504

C–O 1,360 1,269 1,304 1,306 1,304; 1,305

1,305; 1,306

C=O 1,210 1,242 1,222 1,222 1,229; 1,229

1,230; 1,229

Pt–N – – 2,104 2,072 2,084; 2,087

2,072; 2,079

Pt–O – – 2,025 2,036 2,039; 2,042

2,046; 2,039

Ângulos/ ° Trp Trp-ZW cis trans cis trans

N–Pt–O – – 79,3 – 79,9; 79,5

–

N–Pt–O’ – – 175,1 – 176,3; 175,9

–

N–Pt–N’ – – – 179,2 – 179,4

O–Pt–O’ – – – 179,1 – 179,5

Diedral / ° Trp Trp-ZW cis trans cis trans

N–O–N’–O’ – – 179,5 – 179,3 –

N–O–O’–N’ – – – 179,8 – -179,9

Em relação aos parâmetros geométricos obtidos para as estruturas cis e

trans as ligações metal-ligante são as mais afetadas pelo PCM. A distância Pt−N é

encurtada para a estrutura cis de 2,10 Å para 2,08 Å na presença do meio

contínuo, enquanto que para a geometria trans é quase inalterada. A ligação

Pt−O, por outro lado, é um pouco maior (cerca de 0,01 Å) com PCM para ambas

62

as geometrias. Parâmetros geométricos detalhados são apresentadas na Tabela

8.

As distâncias Pt−N e Pt−O obtidas por DFT estão em boa concordância

com os cálculos efetuados para a carboplatina, na qual o átomo de platina

também é coordenado por ligantes N, O-doadores [73].

A análise das vibrações para as geometrias calculadas do complexo de Pt-

Trp, com e sem PCM, também foi feita. A Figura 35 mostra o espectro simulado

obtido em comparação com o espectro experimental do complexo Pt-Trp.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

Tra

nsm

ita

ncia

(%

)


CIS

CIS PCM

TRANS

TRANS PCM

Experimental

Figura 35. Espectros vibracionais para as estruturas cis e trans do complexo Pt-Trp, usando B3LYP/LANL2DZ com e sem PCM.

A comparação entre os espectros vibracionais das geometrias cis e trans

mostram pequenas diferenças.

63

Tabela 9. Valores experimentais dos modos vibracionais do triptofano, e do complexo Pt-Trp na região espectral entre 4000 − 400 cm-1 e os valores teóricos obtidos pelo método de modelagem por DFT usando B3LYP para o triptofano, triptofano zwitteriônico (Trp-ZW) na faixa de 4000 – 400 cm-1 e para os complexos na faixa entre 4000 − 0 cm-1 para as estruturas cis e trans usando B3LYP/ LANL2DZ; vs: muito forte; s: forte.

Experimental Trp Trp-ZW

Sem PCM Com PCM

Atribuições Trp Pt-Trp cis trans cis trans

(N−H) indol 3403 vs 3413 vs 3571 3574 3521 3537 3338

3344

3355

3357

as (NH2) 3090 s 3290 s 3417 3441 3389

3390

3371 3230

3241

3207

3240

s (NH2) 2980 s 3195 s 3336 3341 3297 3299 3142

3166

3137

3143

δ (N−H) 1590 s - 1610 1375 1613

1614

1616 1568

1579

1575

1591

as (C−O) 1668 vs 1625 vs 1763 1690 1714

1724

1711

1723

1671

1681

1667

1680

s (C−O) - - 1314 1318 - - - -

(Pt−N) - - - 516

518

586

550

554

606

615

603

617

608

617

(Pt−O) - - - 193

601

844

117

231

387

396

841

846

137

Como mostrado na Tabela 9 a estrutura cis apresenta três bandas

vibracionais para o estiramento Pt−O e também para as ligações Pt−N, enquanto

que o isômero trans mostrou duas bandas para a ligações Pt−O e quatro bandas

para as ligações Pt−N. Isso pode ser explicado pela baixa simetria local em torno

64

do centro do metal para o isômero cis, quando comparado com o trans. O perfil

global do espectro obtido com o PCM é essencialmente o mesmo. Uma vez que a

água foi selecionada como o meio contínuo, os modos de vibração de grupos

polares são deslocados para menores energias.

Os complexos de Ag(I), Pd(II) e Pt(II) com triptofano possuem modo de

coordenação semelhantes. O ligante se coordena de modo bidentado ao íon

metálico, pelo átomo de oxigênio do grupo carboxilato e pelo nitrogênio do grupo

amino, mostrando número de coordenação dois para o complexo com prata(I) e

apresentando estrutura quadrado planar para os complexos com paládio(II) ou

platina(II). O efeito quelato apresentado pelo ligante favorece a formação das

ligações M−N e M−O mesmo que os íons metálicos Pd(II) e Pt(II) sejam

considerados moles e os átomos doadores duros. Os valores das distâncias de

ligação metal-átomo doador obtidos por cálculos de DFT são apresentados na

Tabela 10, onde podemos observar que as distâncias de ligação para os

complexos Pd-Trp e Pt-Trp são semelhantes, pois a ligação M−N é maior do que a

ligação M−O em ambos os complexos. No complexo de Ag−Trp a distância maior

é referente a ligação M−O.

Tabela 10. Valores das distâncias de ligação M−N e M−O dos complexos obtidos com triptofano calculadas por DFT/B3LYP/LANL2DZ.

Distâncias / Å Ag-Trp Pd-Trp Pt-Trp

M−N 2,04 2,08 2,07 M−O 2,08 2,03 2,04

A espectroscopia na região do infravermelho mostrou que embora o modo

de coordenação do triptofano aos íons metálicos seja semelhante, no entanto há

diferenças significativas nos valores de Δ=(assCOO- − simCOO-), sendo que para

o complexo de Pt-Trp é menor (Tabela 11).

65

Tabela 11. Valores dos modos de estiramento assimétrico e simétrico do grupo

carboxilato.

Compostos ass COO- sim COO- Δ=(assCOO- - simCOO-)

Trp 1668 1414 254 Ag-Trp 1580 1356 224 Pd-Trp 1651 1377 274 Pt-Trp 1625 1448 177

As análises termogravimétricas dos complexos Ag-Trp, Pd-Trp e Pt-Trp,

mostram que a oxidação do ligante se inicia em 165°C, 217°C e 269°C,

respectivamente. Os complexos Pd-Trp e Pt-Trp possuem moléculas de água de

hidratação em sua composição o que não foi observado no complexo Ag-Trp.

Quanto a solubilidade o complexo de Pd-Trp foi o que apresentou melhor

solubilidade para ser aplicado em ensaios biológicos, pois este complexo é solúvel

em DMSO. Já os complexos de Ag-Trp e Pt-Trp não são solúveis nos solventes

mais apropriados para se fazer tais análises.

4.3.8. Avaliação da atividade antibacteriana dos complexos

com triptofano

Os perfis de sensibilidade aos quimioterápicos antibacterianos das cepas

consideradas no experimento comprovam a atividade antibacteriana dos

complexos Ag-Trp e Pd-Trp sobre bactérias Gram-negativas (E. coli e P.

aeruginosa) e Gram-positivas (S. aureus e E. faecalis).

Discos de papel impregnados com o complexo Ag-Trp exibiram zonas de

inibição de 30,0 ± 0,1 mm, 24,0 ± 0,1 mm, 14,0 ± 0,1 mm e 15,0 ± 0,1 mm para S.

aureus, E. faecalis, E. coli e P. aeruginosa, respectivamente. Estes resultados

estão sumarizados na Tabela 12. Não foi observada atividade antibacteriana para

o Trp livre nas mesmas condições experimentais. Os discos impregnados com

nitrato de prata exibiram também halos de inibição, mostrando a inibição para as

cepas bacterianas testadas, conforme esperado para este sal.

66

Os resultados observados levam a propor que a atividade antibacteriana do

complexo Ag-Trp é devida à liberação dos íons Ag(I), como descrito para outros

compostos de prata. Os íons Ag(I) são capazes de se ligar à membrana da célula,

inibindo, assim, a divisão celular. A prata também pode ser internalizada na

células bacterianas e se ligar ao DNA bacteriano [74,75], como sugerido para o

complexo de prata(I) com acessulfame, recentemente publicado. O complexo de

prata(I) com acesulfame foi testado sobre cepas de E. coli, P. aeruginosa e E.

faecalis, exibindo zonas de inibição de 14 mm, 18 mm e 14 mm, respectivamente

[76]. Os resultados mostram que o complexo Ag-Trp parece ser mais eficiente

sobre cepas Gram positivas, conforme os valores dos diâmetros das zonas de

inibição.

Os resultados obtidos para o complexo Ag3Trp2 relatado anteriormente [77]

mostram os valores da CIM de 0,10 µg cm-3 para E. coli, 1,0 µg cm-3 para

Salmonella glostrup, 10 µg cm-3 para S. aureus P-209 e para o fungo C. albicans,

e 50 µg cm-3 para B. subtilis. Nesta Tese, o complexo Ag-Trp também foi ativo

contra cepas bacterianas de E. coli e S. aureus. No entanto, devido à

insolubilidade do composto, os valores de concentração inibitória mínima não

puderam ser definidos especificamente, uma vez que estamos lidando com uma

suspensão do complexo. Os resultados para o complexo Ag-Trp também são

comparáveis com aqueles do complexo de prata com o aminoácido N-acetil-L-

cisteína, no qual o complexo de prata se mostrou eficaz contra cepas de bactérias

Gram-positivas e Gram-negativas nas mesmas condições experimentais [78].

Discos de papel impregnados com o complexo Pd-Trp exibiram zonas de

inibição para E. coli, P. aeruginosa e S. aureus de 13,0 ± 0,1 mm 15,0 ± 0,1 mm e

12,0 ± 0,1 mm, respectivamente. O complexo não mostrou atividade sobre E.

faecalis. As zonas de inibição para E. coli e P. aeruginosa indicaram que estas

cepas bacterianas são sensíveis ao complexo de paládio(II), sendo semelhantes

aos resultados obtidos para o complexo de páladio(II) com S-alil-L-cisteína,

recentemente descrito [20]. Os resultados observados são comparáveis aos

complexos de paládio(II) mistos com aminometilbenzimidazol (AMBI) e os

aminoácidos (AA) glicina, alanina, cisteína, metionina e serina. A maior parte dos

67

compostos, com composição [Pd(AMBI)(AA)]n+, possui atividade antibacteriana

sobre cepas de E. coli na concentração de 5,0 mg cm-3 [79].

Também, os resultados obtidos para o complexo de Pd-Trp são

comparáveis aos complexos de platina(II) e paládio(II) com bases de Schiff

derivadas de semicarbazonas contra cepas de E. coli [80]. Para S. aureus a zona

de inibição de 12,0 mm indica a sensibilidade desta cepa bacteriana ao complexo

de paládio(II) com Trp, sendo comparável à atividade antibacteriana recentemente

publicada do complexo de ouro(I) com N-acetil-L- cisteína [23].

O triptofano puro não exibiu atividade antibacteriana contra as cepas

bacterianas consideradas sob as mesmas condições experimentais, enquanto que

os discos impregnados com tetracloropaladato(II) de potássio apresentaram zonas

de inibição claras para as cepas bacterianas semelhante ao complexo Pd-Trp,

como observado na Tabela 12.

A estabilidade do complexo Pd-Trp nos leva a considerar a preparação de

novos curativos antibacterianos, que têm mostrado possuir algumas vantagens

intrínsecas, como a estimulação da cicatrização em feridas indolentes, aplicações

de prevenção e o tratamento de feridas colonizadas [81].

68

Tabela 12. Perfis da sensibilidade das cepas bacterianas em relação aos

complexos de Pd(II) e Ag(I) com triptofano, denominados Pd-Trp e Ag-Trp,

triptofano (Trp), K2PdCl4, AgNO3 e os antibióticos gentamicina (GEN) e ceftriaxona

(CRO) segue tabela.

Resultados

Compostos

Metal S. aureus E. faecalis E. coli P. aeruginosa

(%) Zona de inibição (mm)*

Zona de inibição (mm)*



Pd-Trp (800 µg) 20,0% 12,0 R 13,0 15,0

Trp (800 µg) − R R R R

K2[PdCl4] (800 µg) 32,6% 15,0 17,0 20,0 19,0

AgNO3 (800 µg) 63,5% 22,0 17,0 12,0 12,0

Ag-Trp (800 µg) 34,7% 30,0 24,0 14,0 15,0

GEN (40 µg) − 28,0 20,0 26,0 25,0

CRO (40 µg) − 19,0 R 30,0 R

*±0,1 mm R= Resistente

4.3.9. Ensaios de citotoxicidade dos complexos com

triptofano

A citotoxicidade dos complexos Ag-Trp, Pd-Trp e Pt-Trp foi avaliada pelo

ensaio de redução de MTT sobre linhagens de células Balb/c3T3, SK-Mel 103 e

Panc-1. Devido à insolubilidade do complexo Ag-Trp em água e em DMSO, os

experimentos foram realizados usando suspensão aquosa de Ag-Trp. Como se

pode observar, o complexo Ag-Trp foi citotóxico para todas as linhagens celulares

Figura 36. As quantidades do complexo Ag-Trp em suspensão que levaram à

inibição de 50% sobre a viabilidade celular foram 20,8 ± 0,1 µg cm-3 para

Balb/c3T3, 21,4 ± 0,4 µg cm-3 para SK-Mel,103 e 17,3 ± 0,4 µg cm-3 para Panc-1.

Embora insolúvel, houve interação do complexo Ag-Trp com as células,

provocando efeito citotóxico. O AgNO3 utilizado na síntese do Ag-Trp também

69

demonstrou efeito citotóxico contra as células testadas, com os valores de

concentração que levam à redução de 50% da viabilidade celular variando entre

6,70-25,0 µg cm-3, dependendo da linhagem celular. Considerando os resultados

obtidos, o complexo Ag-Trp mostrou ter uma atividade citotóxica similar quando

comparado com AgNO3, mas a atividade citotóxica do complexo foi inferior à da

cisplatina nas mesmas condições experimentais. No caso da cisplatina, o IC50 foi

obtido na faixa 2,30-6,00 µg cm-3. Os resultados observados para o complexo Ag-

Trp sugerem continuidade dos estudos sobre a uma potencial aplicação de

complexos de prata sobre células tumorais, como foi recentemente descrito para o

complexo de prata(I) com N-acetil-L-cisteína [78].

ctl cis DMSO 1 5 10 50 100

0

20

40

60

80

100

120

Via

bili

da

de

ce

lula

r (%

do

co

ntr

ole

)

Ag-Trp (gcm-3)

Balb/c 3T3

SK-Mel 103

Panc-1

Linhagem de células

Figura 36. Citotoxicidade do complexo Ag-Trp. Células Balb/c 3T3, SK-Mel 103 e Panc-1 foram tratadas com diferentes concentrações dos complexos em suspensão por 48h. Cisplatina foi utilizada como controle positivo de citotoxicidade.

Na Figura 37, pode ser visto que o complexo Pd-Trp mostrou baixa

citotoxicidade para todas as linhagem de celulares consideradas. Na maior

70

concentração de 300 mol dm-3 a redução da viabilidade das células foi de cerca

de 30 a 40%, dependendo da linhagem celular.

Figura 37. Citotoxicidade do complexo Pd-Trp. Células Balb/c 3T3, SK-Mel 103 e Panc-1 foram tratadas com diferentes concentrações dos complexos em suspensão por 48h. Cisplatina foi utilizada como controle positivo de citotoxicidade.

Neste caso, não foi possível calcular o IC50, uma vez o complexo mostrou

baixa citotoxicidade. O IC50 para o sal K2[PdCl4] foi de cerca de 0,4 mmol dm-3 para

as três linhagem de células, e para o triptofano o IC50 foi de 7,9 mmol dm-3 em

células Panc-1, 5,7 mmol dm-3 em células SK-Mel 103, e reduziu cerca de 30% da

viabilidade das células Balb/c3T3 na maior concentração de 10 mmol dm-3 (dados

não mostrados). Assim, este complexo pode ser considerado pouco citotóxico

principalmente quando comparado como controlo positivo de cisplatina (IC50 na

ordem de mol dm-3).

Como observado na Figura 38, o complexo de Pt-Trp foi citotóxico para a

linhagem de célula Balb/c3T3 e também para as células tumorais. Uma vez que o

complexo de Pt-Trp é insolúvel em água e em outros solventes comuns e parece

decompor-se em DMSO, os experimentos foram realizados com uma suspensão

71

aquosa do complexo. As quantidades do complexo de Pt-Trp em suspensão que

levam à inibição de 50% da viabilidade celular foram de 1,81±0,05 mg cm-3, 1,75

±0,08 mg cm-3 e 1,77±0,14 mg cm-3 para células Balb/c3T3, SK-Mel 103 e Panc-1,

respectivamente. Os dados observados mostram a baixa atividade do complexo

Pt-Trp quando comparado com a cisplatina. Mesmo sendo insolúvel, o complexo

de Pt-Trp parece interagir com as células, provocando o efeito citotóxico.

Ctl Cis 0.1 0.5 1.0 2.00

20

40

60

80

100

120

Via

bil

idad

e ce

lula

r (%

do c

ontr

ole

)

Pt-Trp (mgcm-3)

Linhagem de células Balb/c 3T3

Panc-1

SK-Mel 103

Figura 38. Citotoxicidade do complexo Pt-Trp. Células Balb/c 3T3, SK-Mel 103 e Panc-1 foram tratadas com diferentes concentrações dos complexos em suspensão por 48h. Cisplatina foi utilizada como controle positivo. Os valores são apresentados como % em relação ao controle, considerando as células não tratadas como 100%. Os resultados representam a média de três experimentos independentes.

Não foi possível avaliar até o momento como o complexo é absorvido pelas

células ou seu mecanismo de ação, uma vez que a insolubilidade do composto

torna difícil a realização de experimentos de interação com biomoléculas, tais

como DNA ou proteínas. No entanto, uma comparação entre os efeitos citotóxicos

72

do complexo Pt-Trp com o complexo de prata (Ag-Trp) mostra que o complexo de

platina é menos citotóxico do que o de prata para as mesmas células.

5.1. Complexo de Pd(II) com triptamina




Tabela 13. Resultados de análise elementar do complexo Pd-tra

[PdCl2(C10H12N2)2].


C 48,30 48,20

H 4,86 4,63

N 11,30 10,90

Os dados indicam formação de um composto com a fórmula mínima na

proporção 1:2:2 (metal:cloreto:triptamina).

5.1.2. Síntese do complexo Pd-tra


síntese do complexo Pd-tra pode ser resumida de acordo com a equação 4.

2 C10H12N2(sol) + Li2[PdCl4](sol)[PdCl2(C10H12N2)2](s) + 2LiCl(sol)

(4)

O complexo é solúvel em dimetilsulfóxido e metanol. Em etanol é solúvel

em concentração menor que 5 mg cm-3. O complexo é insolúvel em água.

73




composição do complexo (Figura 39) formulada como [PdCl2(C10H12N2)2]. A

oxidação do ligante inicia em 172 °C e prossegue até 471 °C, com uma perda de

massa 78,5 %, sendo a porcentagem de Pd° a 1000 °C de 21,5 %. Na análise

térmica diferencial (DTA) podemos ver um pico exotérmico em 445 °C relacionado

à oxidação do ligante e também um pequeno pico endotérmico em 807 °C

relacionado à redução do PdO a Pd°.

0 200 400 600 800 1000

20

40

60

80

100

120

DT

A (V

)

Massa (

%)

Temperatura (oC)

445 oC

807 oC

m1

= (25 471) oC)

= 78,5 %

Residuo:

(1000 oC)= 21,5 %

0

25

50

75

100

125

150

175

200

Figura 39. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Pd-tra em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa a diferença de massa em porcentagem entre os dois patamares.

74


As análises por ESI-QTOF-MS do complexo Pd-tra (Figura 40A) mostram a

presença do íon [Pd(tra)2Cl-HCl]+ de m/z 463,07 (C20H24N4PdCl+), como a espécie

mais abundante, reforçando a composição proposta para este complexo. Também

foram observados íons [Pd(tra)2-2HCl]+, com composição semelhante, exceto por

uma perda adicional de HCl (m/z 425,10, C20H23N4Pd+).

Figura 40. Espectros de massas do complexo Pd-tra, A) ESI(+)-QTOF espectro de massa de m/z 200 a 1000, apresentando o íon [Pd(tra)2Cl‒HCl]+ como a espécie mais abundante. B) Comparação isotópica do íon [Pd(tra)2Cl‒HCl]+ de m/z 461,07 teórico e experimental.

75

Outras composições também foram observadas, como [Pd2(tra)3Cl‒2HCl]+

(m/z 727,06, C30H34N6Pd2Cl+) e [Pd2(tra)3Cl2-HCl]+ (m/z 763,08, C30H35N6Pd2Cl2+).

O padrão experimental para a espécie mais abundante [Pd(tra)2Cl-HCl]+ está em

concordância com a respectiva previsão teórica (Figura 40B). O erro de massa

para este íon é de +0,43 ppm (C20H24N4PdCl+, calc m/z 461,0729, exp. m/z

461,0731).

Para confirmar a composição proposta do íon [Pd(tra)2Cl−HCl]+, um

experimento de dissociação induzida por colisão foi realizado, conforme

observado na Figura 41.

Figura 41. Espectro de massas do íon fragmentado para o íon [Pd(tra)2Cl‒HCl]+

de m/z 461,07.

O espectro do íon [Pd(tra)2Cl-HCl]+ mostra uma perda de HCl (36 Da) a

partir do precursor, o que resulta em um fragmento de m/z 425,09, que por sua

vez perde uma molécula neutra de tra [C10H12N2] de 160 Da. Os íons do fragmento

e da perda neutra observados são condizentes com a composição proposta de

[Pd(tra)2Cl−HCl]+ (C20H24N4PdCl+ para o íon de m/z 461,07).

76

5.1.5. Espectroscopia vibracional de absorção na região

infravermelho

Nos espectros na região do infravermelho da tra e Pd-tra (Figura 42) pode-

se observar uma banda de absorção intensa em 3423 cm-1 atribuída ao (NH) do

anel indólico e duas bandas resolvidas embora pouco intensas entre 3344−3284

cm-1 correspondentes às vibrações assimétrica e simétrica do grupo NH2. No

complexo Pd-tra as frequências de estiramento assimétrica e simétrica do grupo

NH2 são deslocadas para menores números de onda, sendo observadas em 3274

e 3211 cm-1, respectivamente.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

NH


sim

NH2 (3211)

ass

NH2 (3274)

sim

NH2 (3284)NH

ass

NH2 (3344)

a)

b)

Figura 42. Espectros no infravermelho da tra (a) e do complexo Pd-tra (b).


Os espectros de NMR de 1H do ligante e do complexo Pd-tra (Figura 43)

mostram variação significativa nos valores de deslocamento químico referentes

aos hidrogênios do grupo NH2, Hα e Hβ quando são comparados.

77

Figura 43. Espectro de NMR de 1H da tra e do complexo Pd-tra.

HN

H2N

3a7

4

5

6

7a

2

1Pd

H2N

Cl Cl

NH

3

HN

NH2

3a7

4

5

6

7a

2

1

3

CβH2

2

H2Cα

H2O ●

● DMSO

NH2

H2O

DMSO

* *

* NH

* NH2

* CβH2

* CαH2

78

Na Tabela 14 podemos observar que há pouca variação nos valores dos

deslocamentos químicos para os átomos de hidrogênio do anel indólico quando

comparados com os deslocamentos químicos da tra e do complexo Pd-tra, sendo

um forte indício da não coordenação do nitrogênio do anel indólico ao íon

metálico.

Tabela 14. Dados obtidos dos espectros de NMR de 1H da tra e do complexo

Pd-tra.

Átomos δ tra Integração δ Pd-tra Integração

NH2 1,58 2,19 3,64 2,00 Hα 2,77 2,03 2,71 2,49 Hβ 2,83 2,11 3,11 2,53 H5 6,97 1,00 6,98 1,29 H6 7,05 1,02 7,04 1,36 H2 7,13 1,02 7,16 1,26 H7 7,35 0,98 7,33 1,30 H4 7,52 0,98 7,59 1,06 NH 10,86 1,00 10,83 0,98

Em relação aos espectros de NMR de 13C os deslocamentos químicos para

o complexo em comparação com os sinais do ligante livre (Figura 44) são

apresentados na Tabela 15. Observa-se que os deslocamentos químicos dos

átomos de carbono C2, C3, C3a, C7a, C4, C5 e C6 do complexo Pd-tra são

praticamente iguais aqueles observados para o ligante livre, indicando que não

houve coordenação pelo nitrogênio do anel aromático do ligante (Figura 45).

79

140 135 130 125 120 115 50 45 40 35 30 25 20

HN

NH2

3a7

4

5

6

7a

2

1

3

13

C (ppm)

tra

7a3a

2

5 6;4

7

3

DMSO

Figura 44. Espectro de NMR de 13C{1H} da tra.

140 135 130 125 120 115 50 45 40 35 30 25 20

HN

H2N

3a7

4

5

6

7a

2

1Pd

H2N

Cl Cl

NH

3

13C (ppm)

Pd-tra

7a 3a2 5

6;473

DMSO

Figura 45. Espectro de NMR de 13C{1H} do complexo Pd-tra.

80

Por outro lado, os deslocamentos observados para os sinais de NMR de 13C

do complexo Pd-tra para os carbonos Cα e Cβ sugerem a coordenação do ligante

ao Pd(II) pelo átomo de nitrogênio do grupo NH2 (H2N-Pd), o que pode ser

confirmado pela obtenção dos espectros bidimensionais de NMR {15N,1H} da tra e

do complexo Pd-tra obtidos pela técnica de acoplamentos a longa distância

(HMBC), conforme observado na Figura 46.

Tabela 15. Dados da análise de NMR em solução de 13C{1H} e {15N,1H} da tra e

Pd-tra.

Elementos Deslocamento químico (ppm)

tra Pd-tra Δδ=(δLigante-δComplexo)

Cα 43,2 45,3 -2,10

Cβ 30,0 27,0 3,00

C2 123,0 123,0 0,00

C3 111,8 111,6 0,20

C3a 127,8 127,5 0,20

C7a 136,7 136,8 -0,10

C4 118,5 118,8 -0,30

C7 113,0 111,9 1,10

C5 121,2 121,5 -0,30

C6 118,8 118,8 0,00

NH2 23,7 -12,5 36,2

NH 130,2 130,8 -0,60

81

Figura 46. Mapas de contorno de NMR de {15N,1H} da tra e do complexo Pd-tra. O acoplamento do 15N com o 1H a três ligações foi utilizado para visualização dos deslocamentos químicos dos átomos de 15N.


Estudos de modelagem molecular foram aplicados para investigar a

geometria do complexo de paládio(II) com triptamina, sabendo que dois isômeros

geométricos (cis-trans) são possíveis neste sistema.

NH2 23,7 ppm

NH 130ppm

1H

1H

NH2 -12,5 ppm

NH 130 ppm

82

O cálculo por DFT feito utilizando PBE0/LANL2DZ mostrou que a estrutura

trans é 13,61 kcal mol-1 mais estável do que a estrutura cis concordando com o

esperado devido ao fato da tra ser um ligante volumoso [82,83]. As estruturas

obtidas são mostradas na Figura 47 e algumas distâncias e ângulos importantes

são mostrados na Tabela 16 [84].

(a) (b)

Figura 47. Estruturas teóricas para os isômeros possíveis para o complexo Pd-tra: isômero cis (a) e isômero trans (b). Identificações dos átomos: paládio (●), cloro (●), carbono (●), nitrogênio (●) e hidrogênio (branco).

Em ambas as estruturas a perda de planaridade observada é atribuída ao

ligante volumoso. O comprimento da ligação não se alterou significativamente,

mas é possível ver que, no isômero trans, a ligação Pd-N é mais curta do que para

o isômero cis, devido ao impedimento estérico. Além disso, este impedimento leva

a uma distorção dos ângulos que se desvia de 90° entre os ligantes.

Tabela 16. Distâncias e ângulos importantes das estruturas teóricas para os dois

possíveis isômeros cis-trans do complexo [PdCl2(tra)2].

Distâncias (Å) Ângulos (°)

Ligação cis trans Átomos cis trans

Pd−Cl 2,315 2,337 Cl – Pd – Cl 94,6 179,5

Pd−Namina 2,100 2,049 N – Pd – N 98,8 177,3

Cl – Pd – Nanti 176,3 -

Cl – Pd – Nsyn 83,4 89,9

83

As frequências de vibração harmônica e intensidades foram calculadas para

os isômeros e os espectros vibracionais simulados foram plotados para

comparação. Foi possível ver que os espectros foram muito semelhantes, já que a

maior parte das bandas surge a partir da estrutura do anel indólico.

Sabendo-se que o espectro experimental foi adquirido de 4000 cm-1 a 400

cm-1, as principais diferenças entre os espectros teóricos nesta região surgem no

ass(NH2) e sim(NH2) do grupo amina que está ligado ao átomo metálico.

No espectro teórico do isômero cis é possível ver duas bandas em 3560 e

3470 cm-1, que são atribuídas aos modos de estiramento assimétrico e simétrico

do grupo NH2, mas para o isômero trans foram observadas quatro bandas em

3601, 3557, 3513 e 3470 cm-1. Comparando os espectros teóricos com o

experimental (Figura 48), foi possível observar a presença de uma banda em 677

cm-1, que foi atribuída à δ(NH2) do grupo amina. Os espectros no IR do complexo

Pd-tra e as estruturas teóricas dos isômeros cis e trans sugerem que o isômero

cis-Pd-tra foi obtido, provavelmente devido ao efeito trans diretor do cloreto [85].

Figura 48. Espectros no IR do complexo Pd-tra e das estruturas teóricas dos isômeros cis e trans com a atribuição das três bandas úteis para sugerir que o isômero cis-Pd-tra foi obtido.

84

6.1. Síntese do complexo de Ag(I) com ácido mefenâmico




Tabela 17. Resultados de análise elementar do complexo Ag-mef.


C 51,80 51,60

H 4,05 3,77

N 4,02 4,02

Os resultados indicam a formação de um composto com a fórmula mínima

na proporção de 1:1 metal:ligante.

6.1.2. Síntese do complexo Ag-mef


síntese do complexo Ag-mef pode ser resumida de acordo com a equação 5.

2C15H14NO2K(sol) + 2AgNO3(sol)[Ag2(C15H14NO2)2](s) + 2KNO3(sol)

(5)

O complexo é solúvel em dimetilsulfóxido e insolúvel em água, metanol e

etanol.



85


composição do complexo (Figura 49) como 1:1 (metal:ligante).

0 200 400 600 800 1000

30

40

50

60

70

80

90

100

DT

A (V

)

Ma

ssa (

%)

Temperatura (oC)

m1= (25 - 600

oC) =

67,9 %

-25

0

25

50

75

100

125

436 oC

184 oC

Residuo (1000 oC) =

31,74 %

Figura 49. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Ag-mef em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa a diferença de massa em porcentagem entre os dois patamares.

A oxidação do ligante começa em 160 °C e prossegue até 600 °C,

evidenciando uma perda de massa de 67,9 %. O resíduo de Ag° foi de 31,7 % a

1000 °C. Na análise térmica diferencial (DTA) podemos ver dois picos

exotérmicos, sendo um em 184 °C e outro 436 °C relacionados com a oxidação do

ligante.

6.1.4. Espectroscopia vibracional de absorção na região do

infravermelho

Considerando a estrutura do ácido mefenâmico, as principais bandas de

absorção esperadas na região do infravermelho (Figura 50) são referentes aos

86

seguintes modos de vibração: (N−H) (3345 cm-1), (C−H) do anel aromático

(3100−3000 cm-1), (C−H) do grupo metila ligado ao anel aromático (2870−2860

cm-1), ass(COO-) (1650 cm-1) e sim(COO-) (1452 cm-1) [86]. Uma coordenação

bidentada em ponte dos átomos de oxigênio do grupo carboxilato à prata é

sugerida por Azócar et al. para o complexo Ag-mef se o valor de Δ for igual a 230

cm-1 [43]. O valor de Δ = [ass(COO) – s(COO)] em complexos monodentados

seria esperado acima de 350 cm-1. Quando 200 < Δ < 350 cm-1 o grupo

carboxilato está presente com um estado intermediário entre monodentado e

bidentado, que é chamado anisobidentado e quando Δ < 200 cm-1, o grupo

carboxilato no complexo pode ser considerado bidentado [43]. Modo de

coordenação semelhante foi recentemente publicado por Silva et al. para o

complexo de prata(I) com ibuprofeno [87].

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

=[ass

COO- -

simCOO

-]= 198 cm

-1

O

HN

OH

=[ass

COO- -

simCOO

-]= 233 cm

-1

N-H

C-N

sim

COO-

sim

COO-

ass

COO-


mef

Ag-mef

ass

COO-

CH de anel 3100-3000

C-H 2870-2860

C-N

N-H

Figura 50. Espectros no infravermelho do mef e do complexo Ag-mef.


Na Figura 51 é apresentado o espectro de NMR de 13C no estado sólido do

ligante livre. O espectro de NMR de 13C no estado sólido do complexo Ag-mef é

87

apresentado na Figura 52. Observa-se que o átomo de carbono do grupo COO-,

após a coordenação ao íon Ag(I) pelo oxigênio, se torna apenas um pouco mais

blindado com Δδ de 1,75.

200 180 160 140 120 40 20 0

O

HN

1

7

8

9

10

14

5

4

2

3

13

15 16

OH

12

116

13C (ppm)

C7

C4

C13;

10

COO-

C14

C5;3

C2

C9;11

C6;12

C15 C16

mef

Figura 51. Espectro de NMR de 13C no estado sólido do mef.

88

200 180 160 140 120 40 20 0

13C (ppm)

C7

C4

C13;

10COO

-

C14

C5;3

C2

C9;11

C6;12

C15C16

Ag-mef

Figura 52. Espectro de NMR de 13C no estado sólido do complexo Ag-mef.

No espectro de NMR de 15N do ácido mefenâmico (Figura 53) pode-se

observar o sinal referente ao nitrogênio em 94,7 ppm, e para o complexo Ag-mef o

experimento de NMR de 15N mostrou um sinal em 98,9 ppm, o que sugere que o

ligante se coordena à prata pelo nitrogênio. No entanto a diferença no

deslocamento químico poderia ser justificada pela presença dos polimorfos I e II,

além da interação de hidrogênio intramolecular entre o grupo amina e o grupo

carboxílico (N−H−−−O=C−OH) [86]. Assim, também não é possível afirmar por

esta técnica que o nitrogênio se coordena à prata.

89

120 100 80 60 40 20

(94,7 ppm)

mef

15N (ppm)

120 100 80 60 40 20

Ag-mef

15N (ppm)

(98,9 ppm)

Figura 53. Espectros de NMR de 15N no estado sólido do mef e do complexo Ag-mef.


Uma vez que a composição molar do complexo Ag-mef foi definida como

1:1 (metal:ligante), estudos de modelagem molecular foram aplicados para

investigar a geometria do complexo de prata(I) com ácido mefenâmico e obter as

estruturas otimizadas bem como o valor de suas energias. Os cálculos por DFT

foram feitos utilizando B3LYP/LANL2DZ e mostraram que a estrutura bidentada

em ponte possui energia igual a -1860,61 kcal mol-1, sendo que a estrutura

90

bidentada quelato possui energia igual a -930,24 kcal mol-1. As estruturas

calculadas são apresentadas na Figura 54. A interação argentofílica Ag∙∙∙Ag pode

ser observada (Figura 54 A) como relatado recentemente [87].

(A)

(B)

Figura 54. Estruturas otimizadas para o complexo Ag-mef. A) Modo de coordenação bidentado em ponte B) e estrutura bidentada. Prata (●) Oxigênio (●) Nitrogênio (●) Carbono (●) Hidrogênio (branco).

6.2. Complexo de Pd(II) com ácido mefenâmico e bipiridina




91

Tabela 18. Resultados de análise elementar do complexo de Pd-mef

[Pd(mef)2(bipy)].


C 64,70 63,3

H 4,88 4,74

N 7,54 7,62

Os resultados indicam a formação de um composto com a fórmula mínima

na proporção 1:2:1 (metal:ácido mefenâmico:bipiridina).

6.2.2. Síntese do complexo Pd-mef


síntese do complexo Pd-mef pode ser resumida de acordo com a equação 6.

2C15H14NO2K(sol) + [PdCl2(bipy)](sol)[Pd(C15H14NO2)2(bipy)](s) + 2KCl(sol)

(6)

O complexo é pouco solúvel em clorofórmio, Insolúvel em água, metanol,

etanol, hexano e acetona.



A análise termogravimétrica (TGA) confirma a composição do complexo

formulada como [Pd(mef)2(bipy)]. A oxidação do ligante se inicia em 180 °C e

prossegue até 1000 °C, com uma perda de massa de 86,4 %. O resíduo de Pdo

calculado corresponde a 14,3 % sendo o valor experimental obtido de 13,6 %. Na

análise térmica diferencial (DTA) podemos observar dois picos exotérmicos, sendo

92

um em 196 °C e o outro em 381 °C relacionados à queima dos ligantes, conforme

apresentado na Figura 55.

0 200 400 600 800 1000 1200

0

20

40

60

80

100

DT

A (V

)

Ma

ssa (

%)

Temperatura (oC)

Residuo: (1000 oC)= 13,6 %

m1= (25 - 1000

oC) = 86,4 %

-25

0

25

50

75

100

125

381 oC

196 oC

Figura 55. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Pd-mef em atmosfera oxidante e taxa de aquecimento de 5 oC min-1. Δm representa a diferença de massa em porcentagem entre os dois patamares.


Análise por ESI(+)-QTOF-MS do complexo [Pd(mef)2(bipy)] (Figura 56A)

indica a presença do íon [Pd(mef)(bipy)]+ como a espécie mais abundante,

reforçando a composição proposta para este complexo, e mostrando a presença

do composto original com a perda de um ligante mef.

93

Figura 56. Espectro de massas A) ESI(+)-MS do complexo [Pd(mef)2(bipy)] (m/z 200−900) e B) Comparação de padrão isotópico (m/z 502,07).

O termo mef é utilizado aqui para descrever o ligante ácido mefenâmico na

sua forma aniônica (C15H14NO2–, 240,1024 Da). Foram observadas outras

espécies contendo paládio, embora em menor abundância. O ligante

monoprotonado, [mef+2H]+, foi também observado em m/z 242,12. O padrão

isotópico experimental para o íon [Pd(mef)(bipy)]+ está em boa concordância com

a respectiva previsão teórica, Figura 56B. O erro para este íon foi –7,97 ppm

(C25H22N3O2Pd+, calcd. m/z 502,0757, exp. m/z 502,0717), considerando a

composição monoisotópica do íon.

94


infravermelho

Considerando a estrutura do ácido mefenâmico, as principais bandas de

absorção no espectro infravermelho (Figura 57) referem-se aos seguintes modos

de vibração: (NH) (3345 cm-1), (CH) do anel aromático (3100−3000 cm-1), e

(CH) do grupo metil ligado ao anel aromático (2870−2860 cm-1) [86].

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

sim

(COO-)

1450

ass

(COO-)

1604 (C

Ar-H)

3100-3000

sim

(C-O)

ass

(C=O)

1650


mef

Pd-mef

Tra

nsm

itâ

ncia

(u

.a)

(N-H)

3345 e 3311

C-N

Figura 57. Espectros no infravermelho do mef e do complexo Pd-mef.

Os valores dos modos de estiramento assimétrico e simétrico do grupo

carboxilato do ácido mefenâmico são 1650 e 1452 cm-1, respectivamente [88]. No

complexo Pd-mef as freqüências de estiramento assimétrica e simétrica do grupo

carboxilato aparecem em 1604 e 1450 cm-1, respectivamente, confirmando a

coordenação.

95


nuclear

O espectro de NMR de 1H do ácido mefenâmico em DMSO-d6 mostra

pouca diferença nos valores os deslocamentos químicos dos hidrogênios se

comparado ao complexo Pd-mef.

Na Tabela 19 são apresentados os valores de deslocamentos químicos

obtidos a partir dos espectros do mef e do complexo Pd-mef. Os valores

apresentados sugerem que não há coordenação do nitrogênio do ácido

mefenâmico ao íon metálico.

Tabela 19. Dados obtidos com espectros de NMR de 1H do mef e do complexo

Pd-mef.

Átomos δ mef Integração δ Pd-mef Integração

H16 2,09 3,00 2,12 3,00

H15 2,28 3,01 2,24 2,93

H6 6,68 0,78 6,60 1,05

H4 6,70 1,26 6,83 1,02

H12 7,02 1,01 6,87 1,05

H14 7,11 1,11 6,98 1,05

H13 7,12 0,85 7,12 1,35

H5 7,29 1,02 7,16 0,73

H3 7,88 1,00 7,45 1,07

NH 9,45 0,94 9,82 0,94

COOH 13,00 0,89 -- --

H19 -- -- 8,08 0,72

H21 -- -- 8,13 1,13

H20 -- -- 8,16 1,35

H18 -- -- 8,44 1,03

Os espectros de NMR de 1H do ácido mefenâmico e do complexo

[Pd(mef)2(bipy)] são mostrados na Figura 58.

96

Figura 58. Espectros de NMR de 1H do mef em DMSO-d6 e do complexo Pd-mef em CDCl3.

mef

O

HN

1

7

8

9

10

14

5

4

2

3

13

15 16

OH

12

116

Pd-mef

OO

HN

HN

1

7

8

9

10

14

5

4

2

3

13

15 16

Pd

NN

OO

22

2120

19

18 17

12

116

97

Os deslocamentos químicos no espectro de NMR de 13C do complexo, em

comparação com o ácido mefenâmico livre são apresentadas na Tabela 20.

Tabela 20. Dados de deslocamentos químicos de NMR 13C{1H} e {15N,1H} do mef,

[PdCl2(bipy)] e [Pd(mef)2(bipy)].

Elementos Deslocamento químico (ppm)

mef [PdCl2(bipy)] [Pd(mef)2(bipy)] Δδ=(δLigante-δComplexo)

C1 170 - 175 -5 C22 - 156 155 1 C18 - 150 150 0 C7 149 - 147 2 C9 138 - 140 -2 C11 138 - 137 1 C20 - 141 133 8 C5 134 - 131 3 C3 132 - 131 1 C13 131 - 126 5 C10 122 - 125 -3 C21 - 127 125 2 C19 - 124 122 2 C6 126 - 121 5 C12 116 - 117 -1 C4 126 - 115 11 C14 113 - 116 -3 C2 111 - 113 -2 C15 20 - 20 0 C16 14 - 14 0 N8 90 - 90 0 N17 - 200 217 -17

O átomo de carbono do grupo COO- em 170 ppm no ligante livre é

deslocado para 175 ppm no complexo [Pd(mef)2(bipy)], sugerindo a coordenação

pelo oxigênio do grupo carboxilato. Os espectros de NMR de 13C do ácido

mefenâmico e do complexo Pd-mef são mostrados na Figura 59.

98

180 170 160 150 140 130 120 20 0

O

HN

1

7

8

9

10

14

5

4

2

3

13

15 16

OH

12

116

13C (ppm)

C1C7

C9;11C5

C3C13

C16C15

C2

C14C12C10

C6;4

mef

180 170 160 150 140 130 120 30 25 20 15 10

OO

HN

HN

1

7

8

9

10

14

5

4

2

3

13

15 16

Pd

NN

OO

22

2120

19

18 17

12

116

13C(ppm)

C1 C22

C18

C7

C9

C11

C16C15

C2C14

C4

C12

C6

C10;21;19

C20;5;3;13

Pd-mef

Figura 59. Espectros de NMR de 13C do mef e do complexo Pd-mef.

Os sinais referentes aos átomos de nitrogênio presentes no ácido

mefenâmico e na bipiridina do complexo Pd-mef foram obtidos através de medidas

de acoplamento a múltiplas ligações {15N,1H}. Os mapas de contorno de NMR do

ligante e do complexo são mostrados na Figura 60 a seguir.

99

Figura 60. Mapas de contorno de NMR de {15N, 1H} do mef, do precursor [PdCl2(bipy)] e do complexo Pd-mef obtido pela técnica de acoplamento a múltiplas ligações. O acoplamento do 15N com o 1H a três ligações foi utilizado para adquirir o deslocamento químico do 15N. Deslocamentos químicos do 15N indicados nos espectros.

15N

mef

N4 (90 ppm)

Pd-mef

15N

1H

N4 (90 ppm)

N17 (217 ppm)

15N

1H

N17 (200 ppm)

1H

[PdCl2(bipy)]

100

Os deslocamentos químicos para o complexo [Pd(mef)2(bipy)] em

comparação com o precursor [PdCl2(bipy)] apresentaram um valor Δδ de 17 ppm

referente ao N17, enquanto que não se observa diferença no deslocamento

químico do nitrogênio N8 após a formação do complexo em comparação com o

ligante livre (Figura 60), o que confirma que o N8 não está envolvido na

coordenação.

Para o precursor de paládio(II) foi observado um deslocamento químico

referente aos átomos de nitrogênio da bipiridina de 17 ppm. Também foram

obtidos menores valores de deslocamento químico para os átomos de carbono da

bipiridina após a formação o complexo.

6.2.7. Avaliação da atividade antibacteriana

Os perfis de sensibilidade aos quimioterápicos antibacterianos das cepas

bacterianas demonstram a atividade antibacteriana do complexo de paládio(II)

com ácido mefenâmico sobre S. aureus como observado pelo método de difusão

em disco, com uma zona de inibição de 8,0±0,1 mm (Tabela 21). No entanto, os

complexos Pd-tra e Pd-mef não apresentaram atividade sobre as bactérias P.

aeruginosa e E. coli.

Para a S. aureus, a zona de inibição de 8,0±0,1 mm indica a sensibilidade

desta cepa bacteriana ao complexo de Pd-mef, sendo comparável à atividade

antibacteriana recentemente publicada sobre complexos de Pd(II) com bases de

Schiff [89] e 5-metil-5-(2-piridil) hidantoina [90]. Embora o complexo de Pd-mef

tenha apresentado zona de inibição semelhante ao [PdCl2(bipy)], no entanto,

podemos observar que a porcentagem de metal no complexo Pd-mef é menor,

sugerindo um mecanismo de ação diferente.

A triptamina e o ácido mefenâmico não apresentaram atividade

antibacteriana sobre as cepas testadas sob as mesmas condições experimentais,

bem como observado para o Li2[PdCl4].

101

Tabela 21. Perfil da atividade antibacteriana dos complexos Pd-tra e

[Pd(mef)2(bipy)], do [Pd(Cl)2(bipy)], da triptamina (tra), do mef, do DMSO, do

Li2PdCl4, e dos antibióticos gentamicina (GEN) e cefepima (CPM).

Resultados

Compostos Metal S. aureus E. coli P. aeruginosa

(%) Zona de inibição (mm) *

Zona de inibição (mm) *

Zona de inibição (mm) *

Pd-tra (400 µg) 21,4 R R R tra (400 µg) R R R

[Pd(mef)2(bipy)] (400 µg)

14,3 8,0 R R

[PdCl2(bipy)] (400 µg)

31,9 8,0 R R

Li2[PdCl4] (400 µg)

40,6 R R R

CPM (30 µg) − 18,0 15,0 19,0 GEN (10 µg) − 22,0 20,0 20,0 mef (400 µg) − R R R DMSO (µL) − R R R

* ± 0,1mm R- Resistente

7.1. Complexo de Au(III) com carnosina




Tabela 22. Resultados de análise elementar para o complexo de Au-car

[Au(C9H13N4O3)Cl2]·2H2O.


C 20,43 19,57

H 3,23 2,20

N 10,59 10,37

102


proporção 1:1 (metal:ligante).

7.1.2. Síntese do complexo Au-car


síntese do complexo Au-car pode ser resumida de acordo com a equação 7.

C9H14N4O3(sol) + K[AuCl4](sol) [Au(C9H13N4O3)Cl2](s) + KCl(sol) + HCl(sol) (7)

O complexo é insolúvel em DMSO, etanol, metanol, acetona e água.




composição do complexo proposta acima como [Au(C9H13N4O3)Cl2]·2H2O. A

primeira perda de massa até 105 °C corresponde à água de hidratação (4,84 %).

A oxidação do ligante tem início em 106 °C e continua até 573 °C, com uma perda

de massa de 58,6 %. O resíduo a 1000 °C foi de 36,5 % e o valor calculado de Au°

é 37,2 %. Na análise térmica diferencial (DTA) podemos observar dois picos

exotérmicos, sendo o primeiro em 148 °C e o segundo em 570 °C, que estão

relacionados à oxidação do ligante conforme observado na Figura 61.

103

0 200 400 600 800 1000 1200

30

40

50

60

70

80

90

100

110

m1 = (25 - 105

oC) =4,84%

DT

A (V

)

Ma

ssa

(%

)

Temperatura (oC)

Residuo de Auo (1000

oC) 36,5 %

m2 = (105 - 1000

oC)= 58,6 %

0

15

30

45

60

75

570 oC

148 oC

Figura 61. Análise termogravimétrica e análise térmica diferencial do complexo Au-car em atmosfera oxidante com taxa de aquecimento de 5 °C/min. Δm representa a diferença de massa em porcentagem entre dois patamares.


infravermelho

Considerando a estrutura da carnosina, os valores das principais bandas de

absorção esperadas na região do infravermelho, com suas respectivas atribuições,

são apresentados na Tabela 23.

Tabela 23. Atribuições das bandas de absorção na região do infravermelho para a

carnosina de acordo com a literatura [91].

Carnosina (cm-1) Atribuições

3237 ass(NH3)+ 3049 sim(NH3)+ 1643 Amida 1432 δ(CH2) 1400 sim(COO-) 628 δ(COO-)

104

As bandas em 3237 cm-1 e 3049 cm-1, que aparecem bem definidas no

espectro do ligante livre (Figura 62), apresentam-se alargadas no espectro do

complexo.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

(COO-)

sim

(NH3)

+


ass

(NH3)

+

(C=C)amida

(N-H),(CH2)

sim

(COO-)

(COO-)

33803140 1648 1590

14911400

1121

car

Au-car

Figura 62. Espectros na região do infravermelho da car e do complexo Au-car.

O modo de estiramento N-H do anel imidazol provoca alargamento da

banda em 3140 cm-1 após a coordenação, como pode ser observado para o

complexo de Ru(II) com carnosina [91]. Quanto ao (COO-) não se observa

diferença significativa. Apesar de algumas bandas serem afetadas pela interação

do ligante com o metal os demais grupos não participam diretamente como

átomos doadores.

105


Na Tabela 24 são apresentados os valores dos deslocamentos químicos de

NMR de 13C do complexo Au-car bem como do ligante livre.

Tabela 24. Dados de NMR de 13C e 15N para a car e o complexo Au-car.

Átomo/ Grupo

Deslocamento químico (ppm)

car Au-car Δδ=(δLigante-δComplexo)

COO- 178,7 173,9 4,8 CO 169,1 173,9 -4,8 C2 136,6 136,6 0,0 C5 135,3 136,6 -1,3 C4 115,8 125,3 -9,5 C7 56,8 54,5 2,3 C12 38,2 44,8 -6,6 C11 34,7 37,3 -2,6 C6 32,6 31,9 0,7 N13 30,5 35,4 -4,9 N9 128,7 127,4 1,3 N3 186,7 180,1 6,6 N1 221,1 164,6 56,5

Nos espectros de NMR do ligante e do complexo (Figuras 63 e 64) observa-

se deslocamento dos sinais dos átomos de carbono do grupo COO- para campo

alto após a coordenação pelo oxigênio ao íon Au(III). O valor de Δδ foi 4,8.

106

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

H2N NH

O

O OH

NH

N

13

12

11

109

8

7 6

5

1 2

34

13C (ppm)

8

10

C2

C5C4

C7

C12

C11

C6

car

Figura 63. Espectro de NMR de 13C da car.

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

H2N NH

O

O

NH

N

O Au

Cl

Cl

65

1 2

347

8

910

11

12

13

13C (ppm)

C8;10

C2,C5 C4C7

C12

C11C6

Figura 64. Espectro de NMR de 13C do complexo Au-car.

107

No espectro de NMR de 15N da carnosina no estado sólido (Figura 65)

podemos observar apenas dois sinais os quais podem ser atribuídos aos

nitrogênios N3 e N9, com deslocamentos químicos em 153,4 e 116,2,

respectivamente.

250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200

H2N NH

O

O OH

NH

N

13

12

11

109

8

7 6

5

1 2

34

15

N (ppm)

car

N3 153,4 ppmN9 116,2 ppm

Figura 65. Espectro de NMR de 15N da car.

Após coordenação, podemos observar no espectro de NMR de 15N o

aparecimento dos sinais referentes aos átomos de nitrogênio N13 e N1 que antes

não estavam presentes no espectro do ligante, quando analisado na mesma

região espectral.

108

250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200

H2N NH

O

O

NH

N

O Au

Cl

Cl

65

1 2

347

8

910

11

12

13

15N (ppm)

N1

N3

N9

N13

Au-car

Figura 66. Espectros de NMR de 15N do complexo Au-car.

Os espectros de NMR bidimensionais obtidos pela técnica de acoplamentos

a múltiplas ligações {15N,1H} da carnosina apresentam sinais para os nitrogênios

N13, N9, N3 e N1 em 30,5 ppm, 128,7 ppm, 186,7 ppm e em 221,1 ppm,

respectivamente (Tabela 24). Portanto, a carnosina está coordenada de modo

bidentado ao íon Au(III) pelo átomo de oxigênio do grupo carboxilato e pelo

nitrogênio (N1) do anel imidazol da carnosina.

109

CAPÍTULO 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

110

5.1. Complexos com triptofano

Nesta Tese os complexos de Ag(I), Pd(II) e Pt(II) com triptofano foram

sintetizados em meio alcalino, originando sólidos insolúveis em água. As

composições e estruturas dos complexos Ag-Trp, Pd-Trp e Pt-Trp foram

determinadas por análises químicas e espectroscópicas, incluindo a otimização de

geometria por DFT. Os resultados obtidos permitiram propor para estes complexos

as composições [Ag(C11H11N2O2)], [Pd(C11H11N2O2)2]·2H2O e

[Pt(C11H11N2O2)2]·6H2O, respectivamente. Nos complexos obtidos o triptofano atua

como um ligante quelante, coordenando-se aos os íons metálicos pelo átomo de

nitrogênio do grupo amino e pelo oxigênio do grupo carboxilato. Para o complexo

de prata(I) também foram sugeridas possíveis estruturas diméricas e poliméricas.

Os compostos Pd-Trp e Pt-Trp mostraram por DFT que a estrutura trans é a de

menor energia. Os estudos preliminares das atividades antibacterianas dos

complexos Ag-Trp e Pd-Trp pelo método de difusão em disco mostraram suas

atividades antibacterianas sobre bactérias Gram-negativas e Gram-positivas,

sendo o complexo Ag-Trp o mais ativo nas mesmas condições testadas. Estudos

de citotoxicidade dos complexos de Ag(I), Pd(II) e Pt(II) com triptofano pela

redução do MTT sobre as linhagens de células Balb/c 3T3, SK-Mel 103 e Panc-1

mostraram que os complexos são citotóxicos para todas as linhagens

consideradas. O complexo Pd-Trp é menos citotóxico entre os três complexos

sintetizados com triptofano.

5.2. Complexo com triptamina

Os resultados obtidos com a síntese e a caracterização do complexo de

Pd(II) com triptamina levaram à proposição da fórmula [PdCl2(C10H12N2)2],

conforme indicam os resultados de análise elementar, espectrometria de massas e

análise térmica. Os resultados espectroscópicos, incluindo a otimização de

geometria por DFT permitiram propor uma estrutura cis para o complexo Pd-tra. O

estudo preliminar da atividade antibacteriana do complexo frente as cepas de E.

111

coli, P. aeruginosa e S. aureus mostrou que o complexo não é ativo nas

concentrações testadas

5.3. Complexos com ácido mefenâmico

Os complexos de Ag(I) e Pd(II) com ácido mefenâmico foram

caracterizados por análise elementar, espectroscopia no IR e por ressonância

magnética nuclear, incluindo a otimização de geometria por DFT para o composto

Ag-mef. Os resultados obtidos permitiram propor para estes complexos as

composições [Ag(C15H14NO2)] e [Pd(C15H14NO2)2(bipy)], respectivamente. Para o

complexo de Ag-mef uma estrutura de coordenação bidentada em ponte sendo de

menor energia, onde a prata está coordenada em ponte. No complexo Pd-mef, o

ácido mefenâmico está coordenado ao paládio de forma monodentada pelo átomo

de oxigênio do grupo carboxilato. O complexo [Pd(bipy)(mef)2] demonstrou alguma

atividade inibitória frente a cepa S. aureus e não foi ativo sobre E. coli e P.

aeruginosa.

5.4. Complexo com carnosina

Um novo complexo de ouro(III) com carnosina também foi sintetizado e

caracterizado por análise elementar, espectroscopia no IR e por ressonância

magnética nuclear. Os resultados obtidos permitiram propor para este complexo a

seguinte composição: [Au(C9H13N4O3)Cl2]·2H2O. As análises espectroscópicas

permitem propor um modo de coordenação bidentado da carnosina ao ouro pelos

átomos de oxigênio do grupo carboxilato e nitrogênio do anel imidazol.

112

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Anexo 1. Tabela com algumas das características dos compostos obtidos. Compostos

Composição

Massa molar (g mol-1) do complexo

Cor

Solubilidade

Temperatura de decomposição térmica

Ag-Trp [Ag(C11H11N2O2)] 311,08 Branco Insolúvel 165 °C Pd-Trp [Pd(C11H11N2O2)2]∙H2O 512,85 Alaranjado DMSO 217 °C Pt-Trp [Pt(C11H11N2O2)2]∙6H2O 601,51 Preto

esverdeado Insolúvel 269 °C

Pd-tra [PdCl2(C10H12N2)2] 497,75 Alaranjado Etanol DMSO

172 °C

Ag-mef [Ag2(C15H14NO2)2] 696,29 Branco Insolúvel 160 °C Pd-mef [Pd(C15H14NO2)2(bipy)] 743,20 Amarelo Clorofórmio 180 °C Au-car [Au(C9H13N4O3)Cl2]∙2H2O 493,09 Amarelo

escuro Insolúvel 106 °C

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MARCOS ALBERTO DE CARVALHO SÍNTESE E ...repositorio.unicamp.br/.../1/Carvalho_MarcosAlbertode_D.pdfMarcos Alberto de Carvalho Curriculum Vitae DADOS PESSOAIS Nome: Marcos Alberto