UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

Síntese e caracterização de compostos de Ru3+ com ligantes: Glicina

e Guanina e avaliação do efeito antitumoral

Marcio Adriano Sousa Chagas

Mestrado em Química, Área de Concentração Química Inorgânica.

CUIABÁ

MATO GROSSO - BRASIL

2015

I

MARCIO ADRIANO SOUSA CHAGAS

Síntese e caracterização de compostos de Ru3+ com ligantes: Glicina

e Guanina e avaliação do efeito antitumoral

CUIABÁ

MATO GROSSO - BRASIL

2015

Dissertação apresentada à Universidade Federal de Mato

Grosso, como parte das exigências do Programa de Pós-

Graduação em Química, para obtenção do título de Mestre em

Química, Área de Concentração Química Inorgânica

II

III

MARCIO ADRIANO SOUSA CHAGAS

Síntese e caracterização de compostos de Ru3+ com ligantes: Glicina

e Guanina e avaliação do efeito antitumoral

APROVADO: 27 de fevereiro de 2015

Prof. Dr. Adriano Buzutti de Siqueira

Prof. Dr. Hugo Delleon da Silva

Prof. Dr. Wagner Batista dos Santos

(Orientador)

Dissertação apresentada à Universidade Federal de Mato

Grosso, como parte das exigências do Programa de Pós-

Graduação em Química, para obtenção do título de Mestre

em Química, Área de Concentração Química Inorgânica

V

“Talvez não tenha conseguido fazer o melhor, mas lutei para que o

melhor fosse feito. Não sou o que deveria ser, mas Graças a Deus, não

sou o que era antes”. (Martin Luther King)

VI

DEDICATÓRIA

Aos meus pais Cláudio e Adriana, e minha irmã Ana Beatriz, por todo

apoio durante minha vida acadêmica, e que sempre garantiram o meu

crescimento pessoal e intelectual, e estiveram sempre ao meu lado em todos

os momentos, o meu muito obrigado.

A minha companheira Marla T. Kopp, por me acompanhar durante todo

meu mestrado enfrentando todas as dificuldades sem medir esforços.

Agradeço a Deus por estar presente em minha vida.

VII

AGRADECIMENTOS

Primeiramente agradeço a Deus por sempre estar comigo, sempre

direcionando-me no caminho certo e nunca me deixar enfraquecer diante às

adversidades.

Agradeço a todos que direta ou indiretamente contribuíram para realização

deste trabalho, e em especial meu orientador e amigo Prof. Dr. Wagner

Batista dos Santos pelo exemplo de pesquisador a ser seguido, e que

sempre esteve disposto a contribuir com o meu crescimento, fornecendo além

do conhecimento científico, estrutura física com equipamentos e reagentes

para a realização deste trabalho. Obrigado por estar sempre presente e por

acreditar em mim.

Ao Prof. Dr. Adriano Buzutti de Siqueira por sempre colaborar com este

trabalho disponibilizando seu tempo auxiliando em análises e sugestões que

me ajudaram na conclusão deste trabalho. Além dos momentos de lazer nas

recreações da AABB onde mostramos todo nosso brilhante futebol. Que Deus

abençoe o Sr. e sua família.

À Prof.ª Drª. Elisângela de Paula Silveira Lacerda, ao Prof. Dr. Hugo

Delleon e todo pessoal do LGMC em Goiânia/GO pela utilização do

laboratório, equipamentos e reagentes, pelo apoio e boa vontade na

realização das análises biológicas.

Aos Professores de Cuiabá, Dr. Evandro Luiz e Dr. Ailton José por

disponibilizar os laboratórios para realizar análises fundamentais para

concluir meu trabalho, aos amigos Carlos Parizzoto por auxiliar nas análises

de RMN e Cipriano Gozzo por auxiliar nas análises de DRX.

VIII

Aos amigos de Cuiabá: Allan, Ghieska, Dudu, Milene, Prof. Léo, Letícia,

Jaque, Nati, Thiago, Everton, Douglas, Marilene, Tânia, Karol, Igor,

Elson, Marciano e Jonas, pelo tempo que estivemos juntos nas disciplinas

e almoços.

Aos amigos de Barra do Garças: Fabrício, Baiano, Nilton, e em especial

meu amigo José Augusto que desde a graduação compartilha bons

momentos dentro e fora da Universidade.

A todos vocês o meu sincero obrigado.

IX

LISTA DE SÍMBOLOS

RNA – Ácido Ribonucleico

DNA – Ácido Desoxirribonucleico

Gly – Glicina

Gua – Guanina

UV-Vis – Ultravioleta e visível

FTIRmed – Infravermelho médio com transformada de Fourier

RMN – Ressonância Magnética Nuclear

TG/DTG – Termogravimetria com derivada da curva termogravimétrica

DTA – Análise térmica diferencial

DRX – Difratometria de Raios X

MLCT – Transição de carga do metal para o ligante

LMCT – Transição de carga do ligante para o metal

máx – Cumprimento de onda com absorção máxima

- Absortividade molar

Calcd – Valor teórico calculado

X

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Difratograma do composto RuCl3 x 3H2O .................................. 14

Figura 2 Representação estrutural 3D do Cristal de RuCl3 (ICSD Coll.

Code: 414040) ....................................................................................................... 15

Figura 3 Diagrama de síntese de complexos de Rutênio. ...................... 16

Figura 4 Estrutura do complexo a) [RuCl(NH3)5]Cl2 b) cis[RuCl2(NH3)4]Cl

c) fac[RuCl3(NH3)3]. ChemSketch™................................................................. 18

Figura 5 Estrutura complexo cis-[(diaminodicloro)platina(II)].

ChemSketch™ ...................................................................................................... 20

Figura 6 Estrutura geral zwitterion dos aminoácidos. ChemSketch™ 21

Figura 7 Diagrama de estruturas planas da glicina de acordo com seu

pH em solução aquosa. a) pK1 b) Ponto isoelétrico c) pK2. ChemSketch™

................................................................................................................................. 21

Figura 8 Estruturas das bases nitrogenadas Púricas e Pirimídicas .... 24

Figura 9 [Ru(NH3)5(GUA)]3+ a) Coordenado através do sítio N7 b)

coordenado através do sítio N9 ....................................................................... 25

Figura 10 a) Curvas TG/DTG do complexo b) Curva TG – DTA do

complexo. Complexo: [RuCl3(H2O)2Gly]. ....................................................... 33

Figura 11 Espectro UV-VIS do complexo [RuCl3(H2O)2(Gly)], 2 x 10-4 mol

L-1 (290 nm 1686L cm-1 mol-1) ......................................................................... 34

Figura 12 Espectro UV-VIS do composto glicina 2 x 10-4 mol L-1 (194 nm

=13 129 L cm-1 mol-1) ........................................................................................ 35

Figura 13 Espectro UV-VIS do composto (RuCl3 x 3H2O) 2 x 10-4 mol L-

1 em 325 nm (2542,5 L cm-1 mol-1) e em 415 nm (1990 L cm-1 mol-1)

................................................................................................................................. 36

Figura 14 Sobreposição UV-VIS de [RuCl3(H2O)2(Gly)], (NH3+CH2COO-)

e (RuCl3 x 3H2O) ................................................................................................... 37

Figura 15 Espectro de FTIRmed do complexo [RuCl3(H2O)2(Gly)] .......... 39

XI

Figura 16 Sobreposição dos espectros FTIRmed dos compostos e

[RuCl3(H2O)2Gly] e glicina ................................................................................. 40

Figura 18 Representação estrutural plana do complexo

[RuCl3(H2O)2Gly]. ChemSketch™ .................................................................... 43

Figura 19 Espectro de RMN 13C do [RuCl3(H2O)2Gly], em D2O .............. 44

Figura 20 Espectro de RMN 1H do [RuCl3(H2O)2Gly], em D2O ................ 45

Figura 21 Espectro UV-VIS do complexo [RuCl3(H2O)2(Gly)] + GUA em

solução aquosa. .................................................................................................. 46

Figura 22 Figura 23 Espectro UV-VIS sobreposição do complexo

[RuCl3(H2O)2Gly] + Guanina e Guanina. ......................................................... 47

Figura 24 Estrutura plana do composto Guanina ..................................... 49

Figura 26 a) Difratograma do complexo [RuCl3(H2O)2Gly]. b)

Difratograma do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] + GUA. ................................. 53

Figura 27 Viabilidade celular em células S-180 em concentrações 0,2 -

200 μmol L-1 do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] em 48 horas de incubação

(DP = 25,92 e E% = 3,00%). ................................................................................ 54

Figura 28 Viabilidade celular em concentrações 0,2 - 200 μmol L-1 do

complexo [RuCl3(H2O)2Gly] em 48 horas de incubação (DP= 0,54 e E%=

3%). a) Ehrlich b) D17 ......................................................................................... 55

Figura 29 Viabilidade celular em células L-929 em concentrações 0,2 -

200 μmol L-1 do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] em 48 horas de incubação.

(DP= 0,37 e E%= 3,00%) ..................................................................................... 56

XII

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 UV-VIS experimental dos grupos avaliados nas análises .... 38

Tabela 2 FTIRmed experimental e dos grupos identificados nas análises.

.................................................................................................................... 41

Tabela 3 UV-VIS experimental dos grupos avaliados nas análises. ... 47

Tabela 4 Valores experimentais dos grupos identificados nas análises.

.................................................................................................................... 49

Tabela 5 FTIRmed experimental dos grupos identificados nas análises e

variação entre os grupos específicos. .................................................... 51

XIII

RESUMO

CHAGAS, Marcio Adriano Sousa, M. S., Universidade Federal de Mato

Grosso, Dezembro de 2014. Síntese e caracterização de compostos de

Ru3+ com ligantes: Glicina e Guanina e avaliação da atividade

antitumoral. Orientador: Wagner Batista dos Santos.

Desde a década de 1970 é utilizado complexos metálicos, como a

cisplatina®, nos tratamentos quimioterápicos, porém até hoje ainda há falta

de conhecimento no mecanismo de ação dos complexos metálicos

biologicamente ativos que são usados na medicina tradicional ou

farmacêutica. Compostos de rutênio nos estados de oxidação Ru2+ e Ru3+

estão sendo estudados, onde observa-se bons resultados referentes a baixa

citotoxidade em células normais e atividade citotóxica eficiente em células

tumorais. O presente trabalho apresenta a rota de síntese, caracterização e

avaliação em ensaios citotóxicos de novos compostos de Ru3+ contendo os

ligantes NH2CH2COO-, C5H5N5O, H2O e Cl-, visando diminuir a citotoxidade

em células normais e aumentar a citotoxidade em células tumorais

apresentada nos tratamentos quimioterápicos utilizados atualmente. O

composto foi e caracterizado por espectroscopia eletrônica na região do UV-

VIS, observando max em 290 nm, e por espectroscopia na região do

infravermelho médio com transformada de Fourier (FTIRmed), com bandas

vibracionais características do ligante glicina em a(COO-) 1664 cm-1, s(COO-

) 1388 cm-1, s(NH3+) 1571 cm-1, s(CCN) 889 cm-, na qual a glicina está em

estado de ziwtterion e coordenada de forma monodentada pelo sítio de

ligação (COO-). Os espectros de RMN 13C e 1H indicaram os deslocamentos

químicos referentes ao ligante glicina para os grupos COO- em (c 172,6), CH2

em (c 41,69 e δH 3,45 ppm), e em NH2 (H 4,64 – 4,71 ppm). Técnicas

termoanalítcas TG/DTG e TG-DTA foram empregadas para avaliação crítica

das curvas indicando, a decomposição térmica em 4 etapas consecutivas,

XIV

sendo que a 115°C, ocorreu a desidratação térmica (TG=12,18%;

Calcd=11,32%), e a 665º C formou-se o resíduo RuClO (TG= 41,11%;

Calcd=40,81%), o que confirma a estequiometria do composto Bis-aquo-

tricloro-glicinrutenio III [RuCl3(H2O)2Gly]. Foi realizado a síntese do complexo

[RuCl3(H2O)2Gly] com a guanina (C5H5N5O), base nitrogenada presente no

DNA, onde foi observado interação do complexo através de espectroscopia

UV-VIS com max em 244 e 272 nm diferenciando do espectro do complexo

de partida. Através da espectroscopia FTIRmed foi observado a interação da

guanina com o complexo através das variações entre as vibrações simétricas

δs(N7-N9) 1435 cm-1 e assimétricas δas(N7-N9) 1260 cm-1 de seu grupo

imidazólico. Para avaliar as características cristalinas, a análise de DRX foi

realizada indicando característica cristalina dos compostos sintetizados. Foi

realizado ensaios de redução do MTT para avaliar a atividade citotóxica do

complexo [RuCl3(H2O)2Gly] em linhagens de células S-180, Ehrlich, D-17 e

normal L929, onde observou-se que a atividade citotóxica é baixa em relação

as células tumorais e normais.

XV

ABSTRACT

CHAGAS, Marcio Adriano Sousa, M. D., FEDERAL UNIVERSITY OF MATO

GROSSO, 2015, February. Synthesis and characterization of Ru3+

compounds with ligand: Glycine, guanine, and evaluation of antitumor

activity. Adviser: Wagner Batista dos Santos.

Since the 1970s is used metal complexes, such as cisplatin™ in

chemotherapy treatments, but even today there still a lack of knowledge on

the mechanism of action of biologically active metal complexes that are used

in traditional medicine or pharmaceutical. Ruthenium compounds in the

oxidation states Ru2+ and Ru3+ are under investigation where good results

have been regarding the low cytotoxicity on normal cells and efficient cytotoxic

activity in tumor cells. This work presents the synthesis, characterization and

application in an anti-tumor bioassay of a new Ru3+ compound containing

NH2CH2COO-, C5H5N5O, H2O e Cl- in order to reduce the cytotoxicity of

currently used drugs. The compound was synthesized and characterized by

UV-VIS spectroscopy, with peaks at 290 nm and absorption spectroscopy by

Fourier transform infrared medium spectroscopy (FTIRmed), demonstrating

vibrational bands characteristic of the binders: a(COO-)1664 cm-1, s(COO-)

1388 cm-1, s(NH3+) 1571 cm-1, s(CCN) 889 cm-. The 13C and 1H NMR spectra

showed the chemical shifts regarding glycine ligand groups to COOH (δc

172,6), CH2 (δc 41,69 e δH 3,45 ppm), and NH2 (δH 4,64 – 4,71 ppm). The

complex was studied by thermoanalytical techniques (TG/DTG and TG-DTA),

and a critical evaluation of the curves indicated that thermal decomposition

occurred in four steps: thermal dehydration occurred at 115°C (TG=12.18%;

Calcd=11.32%) and 665ºC. The residue was composed of RuClO (TG=

41.11%; Calcd=40.81%), confirming the stoichiometry of the compound Bis-

aquo-trichlorine-glycinerutheniumIII [RuCl3(H2O)2Gly]. We performed the

synthesis of the complex [RuCl3(H2O)2Gly] with guanine (C5H5N5O), DNA

XVI

base, where the complex interaction was observed by UV-VIS spectroscopy

peaks at 244 and 272 nm differentiating the starting complex spectrum.

Through of FTIRmed spectroscopy was observed guanine interaction with the

complex by variations between the symmetric vibration δs(N7-N9) 1435 cm-1

and asymmetric δas(N7-N9) 1260 cm-1 its imidazole group. To evaluate the

characteristics of the crystal, XRD analysis was performed indicating the

crystalline character of the compound. Antitumor assay was performed to

evaluate the activity of the complex [RuCl3(H2O)2Gly] in tumor cell linesS-180,

Ehrlich, D-17 and normal L929 where it was observed that the low cytotoxic

activity towards tumor cells and normal.

XVII

SUMÁRIO

1. Introdução .......................................................................................... 7

2. Objetivos ............................................................................................. 9

2.1 Objetivo Geral .............................................................................. 9

2.2 Objetivos Específicos ................................................................... 9

3. Revisão da Literatura....................................................................... 10

3.1 Histórico do Rutênio ................................................................... 10

3.2 Aspectos químicos do Rutênio ................................................... 10

3.4 Aspectos Específicos do Ru2+ Ru3+ ............................................ 13

3.5 Compostos de coordenação aplicados na medicina .................. 18

3.6 Ligantes aminoácidos e bases nitrogenadas ............................. 20

4. Materiais e Métodos ......................................................................... 27

4.1 Síntese do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] ...................................... 27

4.1.1 Materiais ............................................................................ 27

4.1.2 Síntese .............................................................................. 27

4.2 Síntese do Complexo [RuCl3(H2O)2Gly] + (Gua) ........................ 27

4.2.1 Materiais ................................................................................. 27

4.2.2 Síntese .................................................................................... 27

4.3 Instrumentação .......................................................................... 28

4.4 Ensaio de viabilidade celular pelo método do MTT .................... 29

5. Resultados e Discussões ................................................................ 32

5.1 [RuCl3(H2O)2Gly]. ....................................................................... 32

XVIII

5.1.1 Técnicas termoanalíticas Curvas TG/DTG e TG - DTA ..... 32

5.1.2 Espectroscopia eletrônica UV-VIS .......................................... 34

5.1.3 Espectroscopia FTIRmed .......................................................... 38

5.1.4 Espectroscopia RMN 13C e 1H ................................................ 43

5.2 [RuCl3(H2O)2Gly] + Gua ............................................................. 45

5.2.1 Espectroscopia eletrônica UV-VIS .......................................... 45

5.2.2 Espectroscopia FTIRmed .......................................................... 48

5.3 Análise DRX ............................................................................... 51

5.4 Ensaios biológicos ..................................................................... 54

6. Conclusão ......................................................................................... 58

7. Referências Bibliográficas .............................................................. 59

7

1. Introdução

Relatos apontam que, desde o século XVI já se fazia o uso de metais ou

compostos contendo metais de transição na terapêutica. Em 1969, a

atividade antitumoral do complexo metálico inorgânico cisplatina® foi

descoberta1 e possibilitou o desenvolvimento de outros tipos de drogas

antitumorais, como os complexos metálicos orgânicos e/ou inorgânicos de

platina2, rutênio3 e ródio4.

Os compostos inorgânicos derivados de metais de transição mais

estudados como agentes antitumorais são os compostos de platina e rutênio

destacando-se os compostos de Ru nos estados de oxidação Ru2+ e Ru3+

com ligantes aminas5, N-heterocíclicos6,3, arenos7 e alquilsufóxidos8, exibem

além da atividade antitumoral atividades antimetastáticas.

Estudos realizados por Gallori9 et. al. sugeriram que os compostos de

rutênio podem se ligar a molécula do DNA, indicando que esta interação é a

responsável pela alteração do ciclo celular, provocando a morte celular por

mecanismos como apoptose. Os complexos de rutênio interagem com

proteínas específicas tais como albumina e glutationa. Isso pode ser

observado na utilização do rutênio vermelho, utilizados tradicionalmente

como corante citológico para microscopia eletrônica. Nesse processo a

ligação ocorre nos sítios aniônicos de proteínas ligantes de cálcio10,11.

Vários estudos sugerem que Complexos de Ru2+ e Ru3+ com ligantes amina

tendem a ligar seletivamente a sítios imino e carbonilicos de biomoléculas,

que não protonam em pH neutro, portanto, deixam os pares de elétrons do

átomo de nitrogênio disponíveis para ligação coordenada com íons metálicos.

Consequentemente, complexos de rutênio frequentemente se ligam a

nitrogênio e carbono imidazólico de proteínas e nucleotídeos purínicos12,13.

Complexos metálicos formados entre proteínas e grupos tiólicos são

8

possíveis, mas frequentemente instáveis14. Santos et. Al., investigaram a

atividade antitumoral do composto cis-[RuCl2(NH3)4]Cl em quanto a sua

atividade antitumoral in vitro sobre duas linhagens de células tumorais

humanas (Jurkat e SK_BR-3) e de camundongo (A-20 e Sarcoma S-180),

obtendo-se resultados promissores para o tratamento do câncer15.

Estudos experimentais e teóricos tem comprovado a interação dos

complexos de Ru2+/3+ com nucleotídeos purínicos do DNA provocando a

apoptose celular. Estas interações decorrem dos sítios de ligação dos

ligantes ou coordenadas diretamente ao metal através da guanina constituída

no DNA das células16,11.

As sínteses realizadas utilizando complexos de Ru3+ na presença da

guanina tem apresentado resultados que comprovam a interação destes com

o DNA17. Uma vez estabelecida à metodologia para aplicação dos compostos

na verificação das atividades antitumorais, novos estudos foram realizados e

permitiram analisar, de forma prática, o potencial de novos compostos

sintéticos na atividade antitumoral e, ao mesmo tempo, proporcionaram um

melhor direcionamento para o desenvolvimento de novas rotas de síntese e

purificação de substâncias efetivas à atividade biológica. Pensando em

preservar a ação antitumoral do rutênio e na diminuição de sua atividade

citotóxica em células normais, o presente estudo relata o desenvolvimento da

rota de síntese de complexos de RU3+ com ligante glicina, e caracterização

através de análise UV-Vis, FTIRmed, RMN 13C e 1H, TG/DTG, TG-DTA, DRX.

O ensaio de viabilidade celular pelo método de redução do MTT foi realizado

com células normais L929 e células tumorais sarcoma S180, Ehrlich e D-17.

A síntese e caracterização do complexo inicialmente sintetizado com glicina,

coordenado à guanina foi realizada para estudar o possível sítio de interação

entre o complexo com uma das bases que compõem a estrutura do DNA da

célula.

9

2. Objetivos

2.1 Objetivo Geral

Obter novos compostos de Ru3+ com ligantes mono e bidentados e avaliar

atividade citotóxica destes, frente a linhagens celulares normal L929 e

tumorais S180, Ehrlich e D-17. Foram utilizados, ligantes nitrogenados, mono

e/ou bidentados e ligantes carboxilato, provenientes do aminoácido essencial

glicina e base nitrogenada guanina.

2.2 Objetivos Específicos

Sintetizar compostos de Ru3+ utilizando ligantes como aminoácido glicina

(NH3CH2COO-); e a base nitrogenadas guanina (C5H5N5O).

Otimizar os processos de purificação dos compostos sintetizados.

Determinar as propriedades estruturais e espectroscópicas na região do

UV-Visível; FTIRmed, RMN 13C e 1H e por Difratometria de raios X pelo método

do pó.

Realizar a caracterização de estrutura por meio de análise térmica TG/DTG

e TG-DTA.

Avaliar o efeito e citotóxico dos compostos sintetizados.

10

3. Revisão da Literatura

3.1 Histórico do Rutênio

A história do rutênio tem início em 1804, quarenta anos antes da sua

descoberta, quando Fourcrov e Vauquelin18, observaram que uma solução de

cor azulada era formada quando soluções de metais conhecidos do grupo da

platina eram tratadas com zinco, atribuindo-se incorretamente o resultado

desta solução a presença de irídio.

Em uma série de artigos na “Annalen der Physikund Chemie”, foi anunciado

a descoberta dos metais: “Pluran”, “Ruthen” e “Polin”. Porém Osann retirou

seus artigos após Berzelius não descobrir algo novo sobre as amostras,

alegando que as mesmas eram misturas de óxidos de Si, Ti, Zr, Fe e Ir. Em

meados de 1840, Carl E. Claus realizou analises nas partes minerais

insolúveis tratadas com água régia e isolou um novo metal, o qual chamou

de “Rutheniun” por conta dos primeiros trabalhos realizados por Osann e em

homenagem a Rússia, que em latim medieval chama-se “Ruthenia”.

Novamente Berzelius analisou o novo composto e aceitou como um novo

elemento publicando inicialmente no “Memory of the Imperial University of

Kazan” em 1844, e no “Bulletin de l’Academie Impériale dês Sciences de St.

Pestersbourg” no ano seguinte. Houve um desentendimento entre Claus e

Osann que o primeiro alegou que o novo elemento na realidade foi

descoberto por ele e não por Osann, iniciando assim uma batalha de Claus

para provar que foi ele quem descobriu o novo elemento. Com vários estudos

sobre a investigação da química do Rutênio Claus relatou as características

do elemento no livro “Neuebeitrage Zur Chemie der Platinmetalle” em 186318.

3.2 Aspectos químicos do Rutênio

As condições isotópicas do rutênio encontradas são: 96Ru(5,58%),

98Ru(2,22%), 99Ru(12,81%), 100Ru(16,98%), 102Ru(31,34%) e 104Ru(18,97%).

11

O estado de valência mais estável do rutênio é o trivalente, sendo o estado

+2/+3 bastante utilizado na síntese de complexos de rutênio.

O RuO4 é reduzido a uma mistura de cloro-complexos de Ru2+/3+ através do

ataque ácido com solução concentrada de HCl, onde o produto é

comercializado como RuCl3 . nH2O, sendo esta substância a mais utilizada

atualmente para síntese destes compostos.

O rutênio, elemento do grupo da platina, possui características marcantes,

sendo obtido a partir de tetróxidos do metal através da oxidação com agentes

oxidantes em água. O óxido RuO4 de cor amarelada, funde a 25°C, sendo

formado a partir da oxidação de soluções ácidas de rutênio por MnO4, Cl2 ou

HClO4 a quente. Podem ser destilados das soluções, ou arrastados por

corrente de ar. O RuO4 é bastante reativo e ataca violentamente a matéria

orgânica, portanto é altamente tóxico19.

3.3 Conceitos em Química de Coordenação

Os compostos de coordenação primeiramente foram classificados como

ácido e base de Lewis por atuarem como receptores (íons metálicos centrais)

e doadores (ligantes) de pares eletrônicos20, porém várias substâncias não

se adequavam a este conceito. Sendo assim, ácidos e bases de Lewis podem

ser considerados simplesmente receptores e doadores de elétrons, tornando

a classificação mais ampla21,22.

De acordo com a complexidade nos compostos de coordenação, Pearson23

propôs duas categorias de ácido e base para especificar a natureza da

ligação entre os íons metálicos e ligantes. Definindo-se que:

1. As substâncias que apresentam grande afinidade pelo próton e

possui pequena polaridade são consideradas bases duras;

12

2. Bases moles são substâncias que apresentam características

opostas, isto é, apresentam pequena afinidade por prótons e

grande polaridade;

3. Os íons metálicos que possuem grandes afinidades com

ligantes duros (bases duras) são considerados ácidos duros;

4. Íons metálicos que tem afinidade com ligantes moles (bases

moles) são considerados ácidos moles.

É importante salientar que esta classificação leva em consideração a

densidade de cargas existentes, e que fatores, tais como: a configuração

eletrônica, estado de oxidação, tipo de ligante e o solvente também devem

ser levados em conta.

As principais características das estruturas geométricas dos complexos

metálicos foram identificadas por Alfred Werner (1866-1919), onde em 1893

lançou um importante trabalho sobre a química de coordenação na “Beitrag

zur Konstitution anorganiscer Verbindungen”, Werner reportou os conceitos

de átomo central, número de coordenação e do que chama-se hoje de

valências primaria e secundária. Antecipa ainda os atuais conceitos de

ligação iônica e covalente, além de propor a existência de um arranjo

octaédrico para átomos com número de coordenação 6 e quadrado planar

para complexos de platina com número de coordenação 424. Mais

especificamente as teorias de Werner podem ser resumidas nos seguintes

postulados:

a) A maioria dos elementos possui a mesma valência primária,

relacionada ao estado de oxidação e uma valência secundária,

relacionada ao número de coordenação;

b) Todos os elementos tendem a satisfazer tanto as valências

primárias quanto as secundárias;

13

c) As valências secundárias estão dirigidas para posições fixas no

espaço.

Para estabelecer estes postulados Werner supunha que em compostos de

coordenação existia um centro metálico e em volta moléculas ligadas ao

metal, tal que possam suprir as valências primarias e secundárias do

complexo.

3.4 Aspectos Específicos dos íons Ru2+ Ru3+

Eletronicamente, os estados 2+ e 3+ do rutênio são de spin baixo e

apresentam algumas propriedades diferentes. O Ru3+, (d5), apresenta

configuração eletrônica (t2g)5, é um ácido duro, bastante inerte em relação à

troca de ligantes, sendo quimicamente semelhante ao Co+3, que é (t2g)6. Esta

deficiência eletrônica do Ru3+, torna-o um receptor de elétrons π, em

contraste com o Co3+, e deste modo, o Ru3+ tende a ser estabilizado por

ligantes que atuem como bases duras, ou seja, com ligantes muito

eletronegativos ocorrendo através de interações eletrostáticas ou por meio

de interações covalentes (ligações covalentes coordenadas) com ligantes

que atuem como doadores eletrônicos n sentido → . Esta interação leva a

um abaixamento na carga formal do íon metálico central, causando sua

estabilização. Em um estado de oxidação mais baixo, o Ru2+, isoelétrico com

Rh3+, Ir3+ e Co3+, tem configuração (t2g)6, o que faz com que as características

duras do Ru2+ sejam substituídas por outras essencialmente moles. Então,

íons do Ru2+ tendem a ser estabilizados por ligantes tipicamente moles23.

Porém, neste caso, o mecanismo é bastante diverso. A preferência do Ru2+

por ligantes insaturados foi explicada por Nyholm e Tobe25. Eles procuraram

justificar essa preferência argumentando que a formação de ligações

covalentes com os átomos doadores dos ligantes, conduziria a um excesso

de carga negativa sobre o metal, diminuindo sua estabilidade, a não ser que

esse excesso pudesse ser removido através de interações de retrodoação

14

por meio dos orbitais de simetria . Entre os ligantes insaturados que

aparecem em complexos de Ru2+, merecem destaque os ligantes aromáticos

heterocíclicos nitrogenados do tipo piridina, que têm orbitais , de baixa

energia e simetria adequada para a retrodoação.

Os compostos de Ru2+ são inertes. Esta inércia é explicada pela teoria do

campo cristalino26, sendo decorrente da configuração eletrônica (t2g) e dos

valores elevados do parâmetro 10 Dq.

Em termos de estabilidade, os compostos de Ru2+ apresentam estabilidade

3 vezes superior à esperada para os elementos da primeira série de

transição. Comumente são diamagnéticos, dependendo do ligante,

hexacoordenados e relativamente inertes frente às reações de substituição.

O RuCl3, utilizado como precursor de várias sínteses para obter complexos

de rutênio possui suas características cristalinas apresentadas na figura 1 e

2, onde pode-se observar os sinais de difração específicos do RuCl3 . 3H2O

e o seu empacotamento cristalino 27.

Figura 1 Difratograma do composto RuCl3 x 3H2O

15

Figura 2 Representação estrutural 3D do Cristal de RuCl3 (ICSD Coll. Code: 414040)

Há uma grande série de reações químicas do rutênio com ligantes

nitrogenados, onde pode-se ilustrar na figura 3:

16

R u C l 3 ( a q ) [ R u ( N H 3 ) 5 ( N 2 ) ] 2 + [ R u ( N H 3 ) 5 ( H 2 O ) ]

2 + N 2 H 4 H 2 O

N 2

[ R u ( N H 3 ) 6 ] 2 +

[ R u ( N H 3 ) 6 ] 3 + [ R u C l ( N H 3 ) 5

+

o x i d a ç ã o a o a r

C l 2

[ R u ( N H 3 ) 5 ( L ) ] 2 +

L = l i g a n t e s p i r i d í n i c o s

Z n N H 4 O H e b u l i ç ã o N H 4 O H

N H 4 C l C l 2 , 2 5 0 C

[ R u ( N H 3 ) 5 ( H 2 O ) ] 3 +

N H 4 O H

Z n , A r g ô n i o

[RuCl(NH3)5]2+

Figura 3 Diagrama de síntese de complexos de Rutênio.

O grupo [Ru(NH3)5Cl]3+ apresenta uma reatividade considerável, formando

complexos com CO, RCN, N2O, SO2 e outros. Em 1965, foi isolado, sob

condições ambientes, um composto contendo o íon complexo

[Ru(NH3)5(N2)]2+, que foi o primeiro composto estável contendo nitrogênio

molecular como ligante 28,29. Neste caso, isso foi possível justamente devido

à retrodoação “backdonation” do rutênio2+, para o nitrogênio. Os estudos das

aminas de rutênio foram intensificados no final da década de 1960 30. Durante

a década de 1980, Franco et. al.,31 fizeram estudos com aminas de rutênio

na forma cis e trans de rutênio, assinalando as diferenças entre esses dois

isômeros, observadas através bandas de transferência de carga (MLCT).

Atualmente, vários outros estudos envolvendo a rota sintética, baseadas em

reações [Ru(NH3)4Cl]Cl2 com azinas ortossubstituídas e investigação das

propriedades tais como condutância, propriedades eletroquímicas e

Ressonância Magnética Nuclear (RMN), tem sido feitas32.

17

Síntese, caracterização e determinação de propriedades têm sido feitas

usando o ligante NO33, em complexos de “trans-aminas” de rutênio (trans-

[Ru(NH3)4(H2O)(NO)]Cl3.H2O), comparando-se as suas propriedades com o

complexo isoeletrônico trans-[Ru(NH3)(H2O)(CO)]Cl3.H2O.

Allen e Senoff 29 estudaram os espectros eletrônicos de absorção na região

do UV-VIS dos complexos [Ru(NH3)6]X2, [Ru(NH3)6]X3, [Ru(NH3)5X ]X e

[Ru(NH3)5X]X2 onde X = Cl-, Br-, I-, BF4-, no estado sólido fazendo atribuições

das bandas observadas na região eletromagnética em 485 – 425 nm para

complexos de Ru3+, não observadas para complexos de Ru2+. A descrição da

síntese do cloreto de cis e trans diclorotetraaminarutênio III, foram reportaram

ressaltando a importância destes dois compostos como percussores de

inúmeras sínteses 34. Complexos de rutênio têm sido muito estudados como

uma nova perspectiva de agentes anticancerígenos. Estes compostos

possuem atividade anticancerígena superior ao do cisplatina, com menor

toxicidade às células normais e com maior seletividade para células

cancerigenas3. Complexos de rutênio, possuem a capacidade de sofrerem

hidrólise e portanto de se ligar no DNA. Além do mais, alguns compostos de

rutênio são também eficientes em reações de intercalação à molécula de

DNA 35. Devido às características químicas dos íons Ru2+/3+ como, a

labilidade de alguns ligantes, a estabilidade dos compostos e a semelhança

química com o íon Fe2+, tornam o rutênio promissor na síntese de novos

fármacos antitumorais. A semelhança do rutênio com o ferro evidencia um

mecanismo de ação similar ao de transporte de metais de transição não

tóxicos como o íon ferroso, ligando-se a biomoléculas, o que faz com que

este tenha uma menor toxicidade 36. Compostos de Ru3+ podem ligar-se à

transferrina, albumina ou outras moléculas que o transportam tendo alvo o

DNA das células 37. Aminas de Rutênio sintetizadas por Clarke38, figura 4,

atuam como agentes antitumorais e podem ser transportados para o interior

da célula por biomoléculas específicas39.

18

Figura 4 Estrutura do complexo a) [RuCl(NH3)5]Cl2 b) cis[RuCl2(NH3)4]Cl c)

fac[RuCl3(NH3)3]. ChemSketch™

Esses compostos apresentam forte afinidade pelo anel imidazólico da

histidina ligada à biomoléculas como a transferrina, o que provavelmente

pode facilitar sua entrada na célula3. Primeiramente, o composto é

transportado para dentro da célula através da transferrina e ao chegar à

célula, este é reduzido à Ru2+ por moléculas redutoras, como glutationa ou

ascorbato, que estão em maior concentração, para só então sofrer hidrólise

e se ligar ao DNA ou alguma outra biomolécula. 40,41.

Compostos contendo N, S e O como bases “duros” ou “moles”, têm um

importante papel na atividade biológica como anticâncer e antiviral 42,43. Os

aminoácidos podem se coordenar aos metais de transição como ligantes

monodentados, onde há coordenação ao metal através de somente um sítio

de ligação, bidentados, através de dois sítios de ligação, tri e tetradentados,

sendo que ligações com características bidentadas são mais comuns44,45

3.5 Compostos de coordenação aplicados na medicina

Vários elementos inorgânicos possuem papel crucial em sistemas vivos46.

Estes apresentam afinidades por moléculas indispensáveis para a

sobrevivência, como oxigênio, (O2) óxido nítrico, (NO) e outros. Por exemplo,

o transporte de elétrons e de oxigênio no meio biológico é feito,

19

respectivamente, pelos citocromos e hemoglobina47. Muitos metais são

fundamentais no sistema biológico, uma vez que estes se ligam e interagem

com biomoléculas48. O cobre tem, dentre suas principais funções, a

mobilização do ferro para a síntese da hemoglobina, a síntese do hormônio

da adrenalina e a formação dos tecidos conjuntivos. O zinco participa da

síntese proteica, metabolismo de DNA e RNA, carboidratos, lipídios e assim

vários metais de alguma forma tem sua importância no meio biológico. Há

5000 anos, os egípcios usavam cobre para esterilizar a água. O ouro também

era usado para a fabricação de medicamentos, tanto na Arábia quanto na

China, há mais de 3500 anos. Porém, somente nos últimos 100 anos é que

as propriedades dos compostos inorgânicos começaram a ser estudadas de

forma racional. A esse respeito, podemos citar o emprego de compostos de

ouro no tratamento da tuberculose; dos antimoniais para o tratamento de

leishmaniose49 e de compostos à base de arsênio para o tratamento da

sífilis47. A química dos fármacos inorgânicos teve impulso após os trabalhos

de Paul Ehrlich, prêmio Nobel em Medicina e Fisiologia de 1908. Paul Ehrlich

é considerado o fundador da quimioterapia. Ele introduziu a relação estrutura

e atividade de compostos inorgânicos pela primeira vez e usou o arsênio para

preparar drogas para o tratamento de sífilis50. Após estudos realizados pelo

Físico Barnett Rosenberg, a respeito das propriedades de inibição de divisão

celular de bactérias por compostos de platina, que a química medicinal

ganhou maior notoriedade. Rosenberg testou vários compostos de platina,

sendo que o cis-[(diaminodicloro)platina(II)], figura 5, tornou-se fármaco no

tratamento de vários tipos de câncer, incluindo o de testículo, ovários e

outros1.

20

Figura 5 Estrutura complexo cis-[(diaminodicloro)platina(II)]. ChemSketch™

Após o uso da cisplatina como droga no tratamento do câncer de testículo,

foi registrado em 1978 uma diminuição de cerca de 80% na morte de homens

com este tipo de câncer51. Após a descoberta da propriedade medicinal dos

compostos de platina, outros compostos inorgânicos começaram a aparecer

como potenciais fármacos no combate a várias doenças. Por exemplo,

podemos citar os compostos de bismuto (citrato de bismuto), utilizado no

tratamento para os distúrbios gástricos, juntamente com outras drogas

orgânicas52.

3.6 Ligantes aminoácidos e bases nitrogenadas

Um aminoácido é uma molécula orgânica que contém um grupo amina

e um grupo carboxila, e uma cadeia lateral que é específica para cada

aminoácido53. São moléculas anfóteras, ou seja, podem se comportar como

ácido ou como base em meio aquoso aumentando a concentração de H3O+

ou OH- em uma solução54, como representado na figura 6.

21

Figura 6 Estrutura geral zwitterion dos aminoácidos. ChemSketch™

Eles se diferem apenas no grupo R ligado ao carbono α. São vinte os

aminoácidos naturais, monômeros construtivos das proteínas, indispensáveis

para o metabolismo de um grande número de funções biológicas nos seres

vivos55. Estes aminoácidos realizam um grande número de transformações

químicas para outras biomoléculas, como parte de sua síntese e degradação

celular normal. Muitos aminoácidos são sintetizados, para atender

importantes funções biológicas como, por exemplo, a de neurotransmissor. A

glicina, é o aminoácido mais simples e que também tem várias funções no

organismo humano. Em solução aquosa a glicina apresenta seu pK1 em pH

2,34; pk2 em pH 9,60 e sua forma de ziwtterion em pH 5,7, como

apresentados na figura 7.

Figura 7 Diagrama de estruturas planas da glicina de acordo com seu pH em solução aquosa. a) pK1 b) Ponto isoelétrico c) pK2. ChemSketch™

22

Este aminoácido mostra-se útil no tratamento do mal funcionamento da

glândula pituitária, e é também fundamental para a formação dos músculos.

Os nutricionistas usam a glicina no tratamento da hipoglicemia, pois este

estimula a liberação do glucagon (hormônio envolvido no metabolismo de

carboidratos) que, por sua vez, mobiliza o glicogênio, liberando a glicose no

sangue56.

Por conta das características dos α e β aminoácidos, estes estão sendo

estudados para formação de complexos com os metais Ru2+ e Ru+3 .

Compostos de coordenação com outros metais de transição como, Pt2+ 57,

Zn2+ 58 e Cu2+ 59, ligados à aminoácidos e bases nitrogenadas estão sendo

sintetizados e caracterizados ampliando a utilização de íons metálicos em

sistemas biológicos. Complexos formados com aminoácido possuem

características físico químicas que beneficiam o tratamento de células

tumorais, pois possuem solubilidade em água, na temperatura e no valor de

pH biológicos60; além de, se liberados no organismo, não apresentarem riscos

ao sistema que possui eficientes mecanismos de degradação. Ensaios

biológicos com compostos de rutênio e ligantes aminoácido apresentam

citotoxidade frente as linhagens celulares S-18061, Erlich62 e L92962, com

valores significativos de IC50, portanto pode-se atribuir a efetividade em

relação aos outros ligantes não aminoácidos. Compostos de rutênio com

ligante glicina apresentam no espectro de absorção na região do UV-VIS

absorção máxima em 290 nm que indica a interação LMCT entre o oxigênio

do grupo carboxílico e o íon metálico. É possível também observar bandas

de transição internas do ligante glicina próximos a 230 nm63,64. Tem-se

observado que em analises de espectroscopia na região do infravermelho

médio que os complexos de rutênio com ligante glicina possuem as

frequências referente ao estiramento assimétrico do grupo (COO-)

aumentando em relação ao ligante glicina livre e o estiramento simétrico do

mesmo grupo tendem a diminuir em relação ao ligante glicina livre65. Como a

23

glicina pode apresentar estrutura de zwitterion, quando na forma não

ionizada, seu grupo (COO-) apresenta banda de vibração próximo a 1710 cm-

1 e quando está em sua forma ionizada, apresenta vibrações próximo a região

de 1610 cm-1. Em complexos, quando o grupo carboxilato da glicina coordena

ao metal de forma monodentada, a diferença entre o número de onda

referente a banda de estiramento assimétrico e simétrico (aCOO-1 -

sCOO-) é maior do que observado para compostos ligados de forma

bidentada ao metal.

O RMN de 13C do aminoácido glicina livre é identificado para grupo COO- o

deslocamento químico em 175 ppm em solvente D2O e em estado sólido o

deslocamento químico para este grupo é identificado em 176,20 ppm. No

sinal referente ao grupo –CH2 é 43,50 ppm em estado sólido, e em solvente

D2O este mesmo grupo apresenta deslocamento químico em 43,40 ppm. A

glicina por possuir uma cadeia pequena e com vários sítios de ligação, seu

grupo –CH2 torna-se mais vulnerável ao efeito do campo magnético66,67.

O deslocamento químico do grupo –CH2 do aminoácido glicina livre no

espectro de RMN 1H é observado em 3,80 ppm68. Para o grupo NH2 da

glicina, por conta da ressonância entre o par de elétrons não ligante do

nitrogênio consequentemente sem liberdade para girar, os dois sinais de

hidrogênios ligados ao nitrogênio não são equivalentes, e quanto maior for o

momento de quadrupolo do nitrogênio, os hidrogênios terão um alargamento

de sinal e a redução da intensidade69. No espectro de RMN 1H de grupos

carboxílicos –COOH em aminoácidos apresentam deslocamentos químico

entre 11,00 ppm e 12,00 ppm69.

O ácido desoxirribonucleico (DNA) responsável pelo armazenamento do

código genético, é responsável também pela transmissão de informações

genéticas o que garante a construção celular de sistemas biológicos. A

estrutura da molécula do DNA foi descoberta por Watson e Crick70, onde é

24

considerado um polímero orgânico de nucleotídeos constituído por açúcar,

grupo fosfato (PO4-3) e bases nitrogenadas, representadas na figura 8. O

código genético está baseado em interações intermoleculares entre as bases

pirimídicas (Timina, Uracila, e Citosina) e púricas (Adenina e Guanina)71. É a

partir das ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas que o código

genético é decifrado70.

Figura 8 Estruturas das bases nitrogenadas Púricas e Pirimídicas

As bases púricas são compostos heterocíclicos e possuem um anel

pirimidínico e anel imidazólico; baixa solubilidade em água em pH neutro

porém em soluções aquosas com pH elevado aumentam sua solubilidade

Cada base nitrogenada do DNA faz ligação com outras bases nitrogenadas

específicas. A guanina faz ligações de hidrogênio com a citosina e a adenina

faz ligações de hidrogênio com a timina72.

A interação de cátions metálicos ou complexos metálicos com o DNA é

extremamente importante nas funções estruturais, regulatórias das

expressões gênicas e reações catalíticas do DNA73. Eichhorn e Shin74

25

mostraram que a afinidade dos metais catiônicos pelo grupo fosfato do DNA

obedece à sequência Mg2+ > Co2+ > Ni2+ > Mn2+ > Zn2+ > Cd2+ > Cu2+

(sequência de Irving-Willians). No entanto, alguns compostos de

coordenação, dentre eles o Ru2+/3+, tem preferência em se ligar em regiões

específicas de bases nitrogenadas. Os possíveis sítios de ligação são entre

os pares de bases intercalados em diferentes nucleotídeos75. Estudos

experimentais e teóricos comprovaram que a interação dos complexos de

Ru2+/3+ com nucleotídeos purínicos do DNA da célula provoca a apoptose

celular. Estas interações ocorrem nos sítios de ligação dos ligantes ou

coordenadas diretamente ao metal através da guanina constituída no DNA

das células, como reportado na figura 9 76,11.

Figura 9 [Ru(NH3)5(GUA)]3+ a) Coordenado através do sítio N7 b) coordenado

através do sítio N9

Sundberg77 e outros reportaram espectros eletrônicos na região do UV-VIS

de aminas de rutênio com ligantes imidazólico, onde é identificado picos de

26

absorção máxima na região de 255 nm, 299 nm e 311 nm. Estes resultados

são semelhantes aos observados em aminas de rutênio com ligante guanina,

onde é observado bandas de absorção máxima na região de 320 nm atribuída

a bandas de transferência de carga entre o do grupo purínico da guanina ao

metal Ru3+, em 335 nm é atribuído a transferência de carga do metal para o

ligante, além de banda de transferência de carga centrada no metal Ru3+ na

região de 570 nm. Na década de 1960, Angell78 reportou uma investigação

espectroscópica na região do infravermelho dos constituintes de ácidos

nucleicos. Pode-se destacar neste estudo o espectro da guanina, onde duas

bandas intensas, em 1701 e 1681 cm-1 referente ao estiramento simétrico do

grupo (C=O) e vibrações de deformação do grupo (NH2) respectivamente.

Também é indicado os picos em 1567 e 1555 cm-1 referente a deformação

angular simétrica do grupo (NH2) da guanina. Bandas de intensidade

considerável no espectro da guanina em 1477 e 1375 cm-1 indicam vibrações

simétricas e assimétricas do seu anel imidazol, e na região de 785 e 775 cm-

1 referente a vibrações do grupo (C-H) do anel imidazol fora do plano.

Compostos de rutênio contendo guanina como ligante, pode apresentar uma

variação do pico referente ao grupo (NH2) da guanina livre, em 1670 cm-1,

indicando que este grupo está protonado ou ligado ao metal. Outros grupos

da guanina podem ser avaliados para indicar os possíveis sítios de ligação

ao metal, como os picos referentes ao grupo (N7-H) em 2680 cm-1 e (N9-H)

em 1024 cm-1, do anel imidazol da guanina, onde quando ocorre o

desaparecimento de um desses picos indicam um possível sítio de

coordenação.

27

4. Materiais e Métodos

4.1 Síntese do complexo de Ru3+ com glicina

4.1.1 Materiais

Para a síntese do complexo foram utilizado os compostos de padrão

analítico, sendo eles: RuCl3.3H2O, glicina (NH2CH2COOH) Sigma-Aldrich

Brasil Ltda. Foram utilizados como solventes água destilada, éter etílico

(C4H10O) e álcool absoluto (C2H6O).

4.1.2 Síntese

300,0 mg (1,14 mmol) de RuCl3.3H2O foram solubilizados em 9,0 mL de

água destilada, em seguida 1000 mg (13,32 mmol) de glicina foram

adicionados à mistura sob agitação constante, protegidos da luz. Após a

solubilização deixou-se a solução sob refluxo à 40 °C durante 4 horas. A

solução foi mantida a 7 °C por 24 horas para a precipitação. Os precipitados

obtidos foram filtrados, lavados com etanol, éter e seco em pressão reduzida.

A solução mãe foi novamente resfriada para obter maior rendimento do

precipitado. O sólido foi lavado com etanol, éter e seco sob pressão reduzida.

Rendimento 33,58 %.

4.2 Síntese do Complexo de Ru3+ com guanina

4.2.1 Materiais

Para a síntese do complexo foram utilizado o complexo sintetizado

[RuCl3(H2O)2Gly], Guanina (C5H5N5O) 98% de pureza e solução NaOH 0,10

mol.l-1. Foram utilizados como solventes água destilada, éter etílico (C4H10O)

e álcool absoluto (C2H6O).

4.2.2 Síntese

Solução aquosa de Guanina 0,08 mol L-1 em NaOH 0,10 mol L-1; a solução

foi aquecida (50 °C) por 10 minutos. Foi adicionado na solução de guanina

28

preparada 0,0300g (0,095 mmol) do complexo [RuCl3(H2O)2Gly]. A solução

foi mantida sob aquecimento (50 °C) e agitação constante durante 4 horas. A

solução foi mantida sob ambiente resfriado por 24 horas para a precipitação.

Os precipitados obtidos foram filtrados, lavados com etanol, éter e seco em

pressão reduzida. A solução mãe foi novamente resfriada para obter maior

rendimento do precipitado. O sólido foi lavado com etanol, éter e seco sob

pressão reduzida.

4.3 Instrumentação

Para as análises de espectroscopia UV-VIS e FTIRmed foram utilizados os

equipamentos da empresa Perkin Elmer®, modelos Lambda 25 UV VIS e

Spectrum-100 com sistema de ATR. Para as análises de UV-VIS foi utilizado

2 mL das soluções a 1 . 10-4 mol L-1, utilizando faixa de varredura nos

cumprimentos de onda (200-700 nm). Para as análises de FTIRmed foi

utilizado quantidade necessária para completar o porta amostra de sólido

previamente pulverizado, e prensado em suporte de ATR, utilizando faixa de

varredura nos números de onda (4000-600 cm-1).

Para as análises de TG/DTG e TG -DTA foi utilizado o equipamento SDT

2960 da TA Instruments®. Para as análises de TG/DTG e TG - DTA foi

utilizado 6,6204 mg do complexo em cadinho de α-alumina de 90 µL, a

amostra foi aquecida até 800 ºC com razão de aquecimento de 20ºC min-1

sob atmosfera de ar seco com fluxo de 100 mL min-1.

Os experimentos de RMN 1H e 13C foram feitos em um aparelho VARIAN®,

modelo MERCURY 300 de 300MHz e as amostras foram processadas e

software VNMRJ. Nos experimentos de RMN 1H foi utilizado frequência de

300 MHz e para análise de 13C 75MHz, sendo que todas as amostras foram

preparadas em soluções saturadas de solvente D2O (água deuterada), até

atingir o volume aproximado de 750mL.

Para as análises de difração de raios X, foi utilizado o aparelho D8 Advance

da Bruker®. As análises de DRX foram preparadas com a amostra sólida em

29

pó sendo distribuída em porta amostra uniformemente, em temperatura

ambiente 25°C/298K, com emissão de raio X com placa de Cu e filtro de Kα,

tempo passo de 0,1 segundos, número de passos 0,001, com ângulos 2θ

entre 5° a 80°, 40 KV e 40 mA de corrente.

A caracterização dos novos compostos sintetizados foram realizadas no

Laboratório de Estudos de Materiais (LEMAT), sob a responsabilidade do

Prof. Dr. Wagner B. dos Santos, da Universidade Federal de Mato Grosso

Campus Araguaia; Laboratório de Caracterização de Novos Materiais, sob a

responsabilidade do Prof. Dr. Ailton José. Terezo na Universidade Federal de

Mato Grosso Campus Cuiabá.

4.4 Ensaio de viabilidade celular pelo método do MTT

Para os ensaios biológicos foram utilizadas a linhagem tumoral de

camundongo S-180 (Sarcoma murino ATCC® # TIB-66), tumor ascítico de

Ehrlich e D-17 (Osteossarcoma Canino ATCC® # TIB-66). Como célula

normal, foi utilizada a linhagem estabelecida de fibroblasto de pulmão murino

L-929 (Fibroblasto de mama murino ATCC® # CCL-1T). As linhagens S-180

e Ehrlich foram mantidas em cultura a 37 °C, 5% de CO2 em meio Roswell

Park Memorial Institute (RPMI 1640) e as linhagens D-17 e L929 em meio

Dulbecco’s Modified Eagle Médium (DMEM - Alta Glicose 1X) (SIGMA-

ALDRICH CO. LLC., St. Louis, Missouri, USA), suplementado com 10% de

soro bovino fetal (SFB) (GIBCO®, INVITROGEN, Carlsbad, California, USA),

100 U mL-1 de penicilina, 100 µg mL-1 de estreptomicina e 0,25 µg mL-1

Anfotericina B. (SIGMA-ALDRICH Co. LLC., St. Louis, Missouri, USA)

segundo protocolo estabelecido pela American Type Culture Collection

(ATCC, Rockville, Maryland, USA). Para a realização dos ensaios,

previamente a linhagem aderente em fase de crescimento logarítmico foi

removida dos frascos de cultura celular pela adição de 1 mL de tripsina 0,5%

em solução tampão Fosfato 0,01 mol L-1, pH 7,2 em solução salina 0,9%. Em

30

seguida, foram adicionados meio cultura completo para neutralizar a tripsina

e transferidos para tubo Falcon para realizar a quantificação celular.

Para avaliar a atividade citotóxica do complexo [RuCl3(H2O)2Gly], foi

utilizado o método colorimétrico do MTT (3-(4,5-Dimetiltiazol-2-il)2,5-

Brometo de Difenil Tetrazol)79. O princípio deste método descrito por

Mosman79 consiste em medir indiretamente a viabilidade celular pela

atividade enzimática mitocondrial das células vivas. Para o teste do MTT,

1.105 células S-180, 2,5.103; 1,0.106 de células Ehrlich e células de D-17; e

1.104 células L-929, foram semeadas em microplacas de 96 poços na

ausência ou presença do complexo de rutênio solubilizado em tampão fosfato

salino com concentrações (0,2; 2,0; 20,0; 50,0; 100,0 e 200 µmol.L-1). Após

tratamento, as células foram incubadas no período de 48 horas, em estufa a

37°C com atmosfera contendo 5% de CO2. Ao final do período de incubação,

o meio de cultura é descartado e aos poços adicionado 40 μL de solução

tampão fosfato-salino seguido da adição de 10 μL de MTT (concentração de

5 mg mL-1). A placa é incubada em estufa CO2 a 37 °C por 3h e em seguida

é adicionado 50 μL do detergente Dodecil sulfato de sódio (SDS) a 10%

diluído em HCL 0,01N. Após 24h é realizada a leitura da densidade óptica

(DO) em espectrofotômetro (Awareness Technology INE/ Stat Fax 2100).

A porcentagem de viabilidade celular foi determinada a partir da seguinte

fórmula:

% Viabilidade =Absorbância do tratamento

Absorbância do controle negativo ∗ 100

Os valores de IC50 (concentração em µmol.L-1 que inibe 50% da viabilidade

celular) foram determinados pela curva dose resposta utilizando o programa

estatístico GraphPadPrism 5.0 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA).

31

A análises de viabilidade celular e citotoxidade dos compostos foram

realizadas no Laboratório de Genética Molecular e Citogenética (LGMC) da

Universidade Federal de Goiás no Instituto de Ciências Biológicas em Goiânia

sob a responsabilidade da Profa. Dra. Elisângela Silveira Lacerda.

32

5. Resultados e Discussões

5.1 [RuCl3(H2O)2Gly].

5.1.1 Técnicas termoanalíticas Curvas TG/DTG e TG - DTA

As curvas TG/DTG e TG - DTA apresentadas na figura 10, mostram a

decomposição térmica do complexo em 5 etapas consecutiva

33

Figura 10 a) Curvas TG/DTG do complexo b) Curva TG – DTA do

complexo. Complexo: [RuCl3(H2O)2Gly].

A primeira etapa indica a saída de H2O (TG=12,18%; Calcd=11,32%) com

pico endotérmico em 115 ºC. Em compostos de aquaminorutênio

complexados com glicina apresentam a perda de água na região de 126 à

129ºC que pode ser considerado próximo ao observado na análise

realizada83. A variação de saída de água nos complexos de rutênio é devido

aos diferentes ligantes que diminuem ou aumentam a estabilidade térmica do

complexo. As etapas seguintes indicam a decomposição térmica até 665 ºC

e formação do resíduo RuClO (TG= 41,11%; Calcd=40,81%). As últimas três

etapas são caracterizadas por picos exotérmicos em 230 ºC, 307 ºC, 440 ºC

e 563 ºC devido à decomposição oxidativa da glicina.

A partir da caracterização térmica e de testes qualitativos com a observação

da saída de água, em tubo de ensaio, e a observação da possível formação

34

do resíduo de RuClO, confirmada pelos cálculos de perda de massa na curva

TG, pode ser sugerido a estequiometria do complexo [RuCl3(H2O)2Gly].

Devido as etapas de decomposição térmica terem ocorrido em etapas

consecutivas sem formação de patamar, e sem identificação dos gases

liberados durante a análise, não foi possível sugerir o mecanismo de

decomposição térmica do composto.

5.1.2 Espectroscopia eletrônica UV-VIS

A figura 11, mostra o espectro UV-Vis do composto sintetizado em água

destilada onde se pode observar a presença de máx em 290 nm (= 1685 L

cm-1 mol-1).

Figura 11 Espectro UV-VIS do complexo [RuCl3(H2O)2(Gly)], 2 x 10-4 mol L-1 (290

nm 1686L cm-1 mol-1)

35

Na figura 12, mostra o espectro UV-VIS do ligante glicina na em forma de

zwitterion (pH=6,62), onde pode-se observar a presença de máx em 194 nm

(13129 L cm-1 mol-1) que é característica de transições internas entre seus

orbitais -*.

Figura 12 Espectro UV-VIS do composto glicina 2 x 10-4 mol L-1 (194 nm =13 129 L cm-1 mol-1)

A figura 13, mostra o espectro UV-VIS do composto RuCl3 x 3H2O, onde

pode-se observar a presença de máx em 325 nm (2542,5 L cm-1 mol-1) e

em 415 nm (1990 L cm-1 mol-1).

36

Figura 13 Espectro UV-VIS do composto (RuCl3 x 3H2O) 2 x 10-4 mol L-1 em 325

nm (2542,5 L cm-1 mol-1) e em 415 nm (1990 L cm-1 mol-1)

A figura 14 apresenta a sobreposição dos espectros UV-VIS dos compostos

de partida para a síntese (NH3+CH2COO-) e RuCl3 x 3H2O) e o complexo

sintetizado para observar as mudanças que influenciam na formação do

produto.

37

Figura 14 Sobreposição UV-VIS de [RuCl3(H2O)2(Gly)], (NH3+CH2COO-) e (RuCl3

x 3H2O)

Na tabela 1 pode-se comparar as bandas observadas que evidenciam a

coordenação entre o ligante e o metal. Compostos de rutênio-glicina

apresentam absorção na região de 290 nm onde indica a interação LMCT

entre o oxigênio do grupo carboxílico e o íon metálico63,64. É possível também

observar o aparecimento de bandas referentes a transições internas do

ligante que possuem interações -* principalmente por volta de 230 nm, que

é evidenciado em meio neutro.

38

Tabela 1 UV-VIS experimental dos grupos avaliados nas análises

Bandas atribuídas (nm)

Sistema Composto λ1 λ2

Livre(aq) (NH3+CH2COO-) 194 -

Livre(aq) (RuCl3 x 3H2O) 325 415

Complexo(aq) [Ru(Cl)2(H2O)2Gly] 230 290

5.1.3 Espectroscopia FTIRmed

O espectro de absorção na região do infravermelho médio foi utilizado para

caracterizar os ligantes coordenados ao metal segundo a energia de suas

vibrações. Na figura 15 é representado o espectro FTIRmed do complexo

[RuCl3(H2O)2Gly].

39

Figura 15 Espectro de FTIRmed do complexo [RuCl3(H2O)2(Gly)]

Na figura 16 é representado a sobreposição dos espectros FTIRmed dos

compostos glicina e [RuCl3(H2O)2Gly] onde foi possível comparar as bandas

de vibrações.

40

Figura 16 Sobreposição dos espectros FTIRmed dos compostos e [RuCl3(H2O)2Gly] e glicina

Na tabela 2 são mostra os valores identificados aos grupos vibracionais e

seus respectivos números de onda, onde é comparado os espectros

vibracionais experimentais da glicina livre e do complexo de Ru3+.

41

Tabela 2 FTIRmed experimental e dos grupos identificados nas

análises.

Glicina Complexo Bandas atribuídas cm-1

3166 3093 s (N-H)

3118 - 2875 3035-2823 a (N-H) +sh (C-H)

2930 2869 (CH2)

2120 2167 sc(CH2)

1603 1664 a(COO-)

1408 1388 s(COO-)

1584 1571 (NH3+)

1525 1490 s(NH3+)

1436 1441 (CH2)

1332 1334-1322 w (CH2)

1130-1110 1155-1110 r(NH3+)

1030 1043 (C-N)(C-C)

910 927 r (CH2)

892 889 (CCN)

694 684 w (COO-)

603 607 (COO-)

a: Estiramento Assimétrico / s: Estiramento Simétrico / sh: Estiramento do tipo

sholder / a Dobramento assimétrico / s: Dobramento simétrico / w: Deformação

do tipo “wagging” / r: Deformação do tipo “rocking”

Com os valores analisados no espectro de FTIRmed, é possível indicar que

o ligante glicina, por apresentar vibrações referentes ao íon carboxilato

(COO-), na região de 1664 cm-1, indica que este grupo está na forma ionizada.

Foi avaliado os resultados referentes aos estiramentos simétricos (s(COO-))

e assimétricos (a(COO-)) do íon carboxilato (COO-) da glicina livre e as do

complexo, para indicar a forma em que o íon está complexado. Tem-se

observado que os complexos com o ligante glicina, que possuem

42

características bidentadas diminuem, significativamente a distância entre as

vibrações simétricas e assimétricas do grupo carboxilato (aCOO- - s COO-

) e o oposto ocorre em compostos monodentados80,81. Como houve o

aumento no número de onda do simétrico e assimétrico (aCOO- - s COO-

), representados na figura 17, é possível indicar ligação monodentada entre

o grupo COO- da glicina e o metal Ru3+ (M-O).

Figura 17 Variação do grupo (aCOO- - s COO

-), do composto Glicina e do complexo [RuCl3(H2O)2Gly]

É possível identificar os picos referentes aos dobramentos do grupo (NH3+)

em, d(NH3+) 1571 cm-1 e s(NH3+) 1490 cm-1 onde indica o estado de

ziwtterion da glicina no complexo, com o seu grupo amina protonado, e

descarta a possibilidade de ligação entre o metal e este grupo (M-N). O

deslocamento observado no estiramento simétrico do grupo C-N, do

complexo comparado ao ligante glicina livre, é observado que não há

variação significativa, (νs(CCN)gly 892 cm-1 – νs(CCN)complexo 889 cm-). As

vibrações referentes a dobramentos e torções do grupo (CH2) da glicina no

43

complexo comparada a glicina livre, sofre poucas variações na região de

(CH2) 1436 cm-1 e w(CH2) 1334 – 1322 cm-1. Em regiões específicas, (CH2)

2869 cm-1 e sc(CH2) 2167 cm-1, é possível observar variações consideráveis

em relação ao ligante livre, que podem ser atribuídas a interações

intermoleculares entre a região do grupo (NH3+) e (COO-). Pode-se sugerir

então a seguinte estrutura para o complexo [RuCl3(H2O)2Gly], representada

na figura 18.

Figura 18 Representação estrutural plana do complexo [RuCl3(H2O)2Gly]. ChemSketch™

.

5.1.4 Espectroscopia RMN 13C e 1H

Utilizando a caracterização por RMN de 1H e 13C pode-se caracterizar a

estrutura do composto [RuCl3(H2O)2Gly] de acordo com os sinais

característicos de seus prótons de carbono e hidrogênio presentes.

No espectro de RMN 13C, foi observado dois sinais mais intenso em 172,60

ppm e 41,69 ppm, representados na figura 19.

44

Figura 19 Espectro de RMN 13C do [RuCl3(H2O)2Gly], em D2O

O sinal em 172,60 ppm pode ser atribuído ao deslocamento química do

grupo –COO-. O deslocamento químico referente ao grupo ligante –COO- do

complexo sintetizado é diferente do sinal referente ao ligante na forma livre

pois ao se coordenar com o metal por este grupo analisado, o seu núcleo de

13C fica mais desprotegido e acaba sentindo mais o efeito do campo

magnético, e desta forma indo para deslocamentos em campo mais baixos69.

No espectro RMN 13C do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] o sinal referente ao

grupo –CH2 do ligante glicina está em 41,69 ppm. A glicina por possuir uma

cadeia pequena e com dois sítios de ligação proposto, seu grupo –CH2 torna-

se mais vulnerável ao efeito do campo magnético. Este mesmo efeito é

evidenciado no composto62 [Ru(Gly)(dppb)(bipy)]PF6.

No espectro de RMN 1H do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] foi observado

apenas três sinais representados na figura 20, onde o sinal em 3,45 ppm pode

ser atribuído aos hidrogênios equivalentes no grupo –CH2 do ligante glicina.

Um estudo mais afundo pode explicar a diminuição do deslocamento químico

deste próton, pois possivelmente com estrutura proposta pelo espectro de

FTIR, o grupo –CH2 do ligante glicina estaria desblindado, por isso o

abaixamento do seu deslocamento químico.

45

Figura 20 Espectro de RMN 1H do [RuCl3(H2O)2Gly], em D2O

Em relação aos hidrogênios do grupo –NH3+ da glicina no complexo

[RuCl3(H2O)2Gly] pode-se atribuir os deslocamentos químicos em 4,71 ppm

e 4,64 ppm, onde por conta das características deste grupo em aminoácidos,

seus hidrogênios tornam-se não equivalentes.

Em espectros de RMN 1H, água de constituição em compostos de

coordenação geralmente possuem deslocamento químico entre 1,50 e 1,60

ppm76, porém não é possível observar este sinal no espectro RMN 1H do

complexo [RuCl3(H2O)2Gly] pois houve a troca do hidrogênio da água por

deutério do solvente utilizado: [RuCl3(H2O)2Gly] + D2O → [RuCl3(D2O)2Gly].

No entanto é possível identificar H2O no espectro FTIRmed.

5.2 [RuCl3(H2O)2Gly] + Gua

5.2.1 Espectroscopia eletrônica UV-VIS

Os espectros eletrônicos na região do UV-VIS do composto

[RuCl3(H2O)2Gly] + Gua é apresentado na figura 21, e a sobreposição da

guanina livre e do complexo, é apresentado na figura 22.

46

Figura 21 Espectro UV-VIS do complexo [RuCl3(H2O)2(Gly)] + GUA em solução aquosa.

47

.

Figura 22 Figura 23 Espectro UV-VIS sobreposição do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] + Guanina e Guanina.

O espectro UV-VIS do composto guanina foi avaliado em solução 0,1 mol.L-

1 NaOH onde pode-se observar 3 bandas referentes a transições internas

características de bases purínicas82.

Tabela 3 UV-VIS experimental dos grupos avaliados nas análises.

Bandas atribuídas

(nm)

Sistema Composto λ1 λ2 λ3

Livre Guanina 215 248 273

Complexo [Ru(Cl)2(H2O)2Gly]Cl + Gua 244 272 -

48

O espectro UV-VIS do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] + Guanina sintetizado foi

obtido em solução aquosa, onde pode-se observar 2 bandas de absorção em

λ1 e λ2 indicam uma possível sobreposição de bandas de transição interna do

ligante guanina e transição de carga do ligante para o metal (LMCT) do ligante

glicina para o íon Ru3+.

5.2.2 Espectroscopia FTIRmed

A sobreposição do espectros FTIRmed do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] +

Guanina e da Guanina estão representados na figura 23, onde foi possível

observar suas interações vibracionais.

Figura 23 Sobreposição dos espectros de FTIRmed dos compostos: (C5H5N5) e [RuCl3(H2O)2(Gly)] + Guanina.

Os valores atribuídos na região do infravermelho da base nitrogenada

guanina na forma livre, representada na figura 24, e do complexo estão

apresentados na tabela 4.

49

Figura 24 Estrutura plana do composto Guanina

Tabela 4 Valores experimentais dos grupos identificados nas análises.

RuCl3(H2O)2(Gly) + Gua Guanina Bandas atribuídas cm-1

1672 1671 (NH2) + (N1-H)

1698 1693 s(C=O)

1119 1118 a(NH2)

1565-1551 1563-1550

s(NH2)

778 777 (CCN)

1435 1474 δs (N7 - N9)IMD

1260 1371 δa (N7 - N9)IMD

1069 1045 (N9-H)

- 2690 (N7-H)

865 876 out(C-H)IMD

a: Estiramento Assimétrico / s: Estiramento Simétrico / a Dobramento

assimétrico / s: Dobramento simétrico / out: Dobramento fora do plano

A base nitrogenada guanina na forma livre apresenta banda intensa em

1693 cm-1 atribuído aos(C=O), e em 1563-1550 cm-1 pode-se atribuir a

banda intensa (NH2)79. Apesar de alguns deslocamentos de banda e a

diminuição de intensidade esperada, o complexo sintetizado apresenta

bandas na região de 1698 cm-1 e 1565-1551 cm-1 que podem ser atribuídas

ao estiramento s(C=O) e dobramento (NH2) respectivamente, atribuído ao

50

ligante guanina presente no complexo. Em relação a presença do grupo

(C=O) também no ligante glicina, pede-se identificar uma sobreposição entre

as bandas 1560 e 1600 cm-1 referentes a vibrações assimétricas do grupo

(C=O) do ligante glicina. A variação entre as bandas referentes ao

dobramento simétrico e assimétrico NH2 da guanina, apresentados na tabela

5, não foi significativo ( as/s (NH2)), pode-se indicar que não houve ligação

ao metal por este grupo. Também na região em 1672 cm-1 é referente a (N1-

H)) onde indica que este grupo está protonado, portanto não há coordenação

ao metal por este sítio de ligação. As bandas atribuídas a deformações

simétrica e assimétrica do grupo N7-N9 do anel imidazol foi avaliado e pode-

se observar bandas entre 1474 cm-1 e 1371cm-1 para o ligante guanina livre,

e no complexo apresentam as bandas entre 1435 cm-1 e 1260 cm-1.

Observando as variações entre as bandas referente aos dobramentos

simétricos e assimétricos (∆ δas/s (N7 - N9) IMD obteve-se uma variação

considerável, onde pode-se indicar que houve coordenação entre o metal e o

ligante guanina através desse grupo avaliado. Também pode-se observar no

espectro FTIR do complexo a presença do pico referente a (N9-H) em 1069

cm-1 e não há presença do pico característico ao grupo (N7-H) indicando a

presença de coordenação da guanina com o metal por este sítio de ligação.

51

Tabela 5 FTIRmed experimental dos grupos identificados nas análises e variação entre os grupos específicos.

Bandas (cm-1)

Composto s

(NH2)

a

(NH2)

a/s

(NH2)

s

(N7 -

N9)IMD

a

(N7 -

N9)IMD

a/s

(N7 -

N9)IMD

Guanina (Livre) 1563-

1550

1118 438 1474 1371 103

[RuCl3(H2O)2Gly]Cl +

Gua

1565-

1551

1119 439 1435 1260 175

a Dobramento assimétrico / s: Dobramento simétrico / a/s: Variação entre o

dobramento simétrico e assimétrico.

5.3 Análise DRX

A análise cristalográfica foi realizada por difração de raios x pelo método do

pó representadas na figura 25, onde os dados obtidos indicam que o

complexo em temperatura ambiente possui características cristalinas.

52

Figura 25 Difratograma do complexo [RuCl3(H2O)2Gly].

O difratograma do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] + Gua foi analisado, onde

observou-se que o mesmo manteve a cristalinidade do composto de partida.

Porém como apresentado na figura 26, houve deslocamento dos ângulos de

difração e o aparecimento de novos picos de difração, isso é um indicativo

que a estrutura do composto [RuCl3(H2O)2Gly] foi modificado com a interação

com o ligante guanina.

53

Figura 26 a) Difratograma do complexo [RuCl3(H2O)2Gly]. b) Difratograma do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] + GUA.

A formação do monocristal das duas estruturas e a sua análise de difração

de Raios-X podem identificar corretamente as distâncias e ângulos de

ligação, porém ainda não foi desenvolvido um método eficiente para obter-se

o monocristal dos complexos sintetizados.

54

5.4 Ensaios biológicos

A figura 27 apresenta o gráfico de viabilidade celular pra células tumorais

sarcoma S-180.

Figura 27 Viabilidade celular em células S-180 em concentrações 0,2 - 200 μmol L-1 do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] em 48 horas de incubação (DP = 25,92 e

E% = 3,00%).

Com a análise foi possível identificar que em concentrações do complexo 2

μmol L-1 e 20 μmol L-1, onde não ocorreu diferença estatisticamente

significante de viabilidade celular nas concentrações avaliadas. Comparando-

se com o composto cisplatina® que apresenta IC50 64,83 +/- 0,17 mol L-1,

pode-se indicar mesmo em concentrações menores a cisplatina® possui uma

maior eficiência do que o composto avaliado neste trabalho.

A figura 28 apresenta os gráficos de viabilidade celular para células tumorais

de Ehrlich e D-17.

55

Figura 28 Viabilidade celular em concentrações 0,2 - 200 μmol L-1 do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] em 48 horas de incubação (DP= 0,54 e E%= 3%). a) Ehrlich b)

D17

56

A análise do composto frente a células tumorais de Ehrlich (a) e D-17 (b)

apresentaram um comportamento atípico, pois ocorreu um aumento da

viabilidade celular de acordo com o aumento da concentração aplicada no

ensaio. Este fator indica que para estes tipos de linhagem celular o composto

sintetizado não é eficiente para atividade antitumoral. Pode-se indicar o

aumento da viabilidade celular com o aumento da concentração.

A figura 29 apresenta o gráfico de viabilidade celular para células normais

L-929.

Figura 29 Viabilidade celular em células L-929 em concentrações 0,2 - 200 μmol L-1 do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] em 48 horas de incubação. (DP= 0,37 e

E%= 3,00%)

Observa-se que no tratamento de células normais L-929 com o complexo

não ocorreu diferença estatística sendo que o decaimento máximo obtido foi

de 3,6% que não é significativo. O IC50 do composto cisplatina® em células

L-929 é 29,05 +/- 1,88 mol L-1, onde pode-se indicar q a cisplatina possui

57

uma toxicidade maior em relação ao composto avaliado frete a células

normais L-929.

58

6. Conclusão

Com os estudos em técnicas termoanalítcas pode-se sugerir a fórmula

mínima do composto [RuCl3(H2O)2Gly]. Nos resultados obtidos por

espectroscopia indicam a ligação de forma monodentada da glicina ao metal

onde houve transferência de carga LMCT entre o metal e os ligantes. Os

espectros de RMN de 13C e 1H indicam a presença do ligante glicina porém

não é possível observar os deslocamentos químicos referente à agua de

constituição por conta do solvente utilizado. Com base nos resultados, pode-

se propor a formação do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] e do complexo

[RuCl3(H2O)2Gly] + Gua, através das sínteses realizadas. Com a análise de

DRX é possível indicar que em temperatura ambiente o complexo sintetizado

tem características cristalinas. Foi possível observar através da

caracterização por espectroscopia que houve a coordenação através do sítio

imidazólico N9 da guanina, base nitrogenada que constitui o DNA, dando

início há um estudo sobre o mecanismo de ação do complexo

[RuCl3(H2O)2Gly] frente ao DNA da célula. Outras técnicas podem confirmar

a formação dos complexos e suas decomposições térmicas completas,

através de técnicas termoanalítcas acoplada a instrumentos de

espectroscopia. Os refinamentos dos estudos de DRX podem confirmar a o

retículo cristalino do monocristal dos complexo sintetizados. Os estudos

biológicos do complexo [RuCl3(H2O)2Gly] realizados em células tumorais S-

180, Ehrlich, D-17 e células normal L929, indicam que o complexo não possui

atividade citotóxica efetiva frente as linhagens celulares analisadas, porém os

estudos de síntese e caracterização do composto [Ru(Cl)2(H2O)2Gly] + Gua

indica que pode haver interação com o DNA das células, no entanto como

não houve citotoxidade, a interação do complexo com a célula deve ser

melhor avaliada.

59

7. Referências Bibliográficas

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