Complexos de ruténio com ligandos politioéteres e/ou polipiridílicos : síntese, caracterização estrutural e interacção com o ADN

Abstract

Nesta tese são apresentados perto de quatro dezenas de novos complexos de ruténio(II), em cuja esfera de coordenação estão simultaneamente presentes um politioéter macrocíclico e um ligando polipiridílico. Os complexos sintetizados possuem as fórmulas genéricas [Ru([9]anoS3)(N-N)Cl]+ ou [Ru([12]anoS4)(N-N)]2+, em que [9]anoS3 é 1,4,7-tritiociclononano, [12]anoS4 é 1,4,7,10-tetratiociclododecano e N-N representa um ligando polipiridílico. Estes últimos foram seleccionados entre ligandos disponíveis comercialmente, de síntese conhecida da literatura, ou ainda entre novos derivados de dipirido[3,2-a:2’,3’-c]fenazina (ddpz). Os novos derivados de dppz foram concebidos com base numa das seguintes alternativas: i) expansão directa da superfície aromática; ii) acoplamento formal de pteridinas a uma unidade fenantrolina e iii) formação de ligações covalentes C-C entre dppz e grupos poliaromáticos. Foram também sintetizados duas dezenas de complexos de ruténio(II) em cuja esfera de coordenação se incluem macrociclos do tipo politioéter ou poliamina e variados ligandos monodentados, tais como halogenetos, dmso, MeCN, ou ligandos de azoto monocoordenados, como imidazol, indazol ou pirazol. Os diversos ligandos e complexos foram caracterizados por numerosas técnicas: infravermelho, Raman, RMN, absorção molecular, luminescência, espectrometria de massa (ES, FAB, EI), voltametria linear ou cíclica, espectroelectroquímica de UV/Vis/NIR ou de EPR, condutimetria, difracção de raios-X, microscopia electrónica de varrimento, ou análises elementares, para além de terem sido realizados cálculos teóricos auxiliares. Foi também estudado o comportamento em meio aquoso de alguns dos complexos sintetizados, assim como foi testada a capacidade de alguns dos complexos com ligandos polipiridílicos em interactuarem com o ADN. Para isso foram realizados ensaios de denaturação térmica, titulações de UV/Vis e estudos de luminescência em estado estacionário.

Nearly forty new ruthenium(II) complexes have been synthesised, with both polythioether macrocycles and polypyridyls present on the coordination sphere. The synthesised complexes have the general formula [Ru([9]aneS3)(N-N)Cl]+ or [Ru([12]aneS4)(N-N)]2+, where [9]aneS3, [12]aneS4, and N-N represents 1,4,7-trithiacyclononane, 1,4,7,10-tetrathiacyclododecane, and a polypyridyl ligand, respectively. N-N ligands have been selected from commercially available products, literature known compounds, and dipyridophenazine (dppz) new ligands, presented on this thesis. The new dipyridophenazine derivatives were designed with three different strategies: i) direct aromatic surface expansion; ii) pteridine formal coupling to a phenanthroline unit; and iii) C-C covalent bond formation between dppz and polyaromatic groups. Twenty ruthenium(II) complexes with a coordination sphere composed of a polythioether or polyamine macrocycle and several monodentate ligands (ex: halogens, dmso, MeCN and nitrogen heterocyles, as imidazole, indazole or pyrazole) have also been prepared. The ligands and complexes have been characterised by several techniques, namely: infrared, Raman, NMR, UV/Vis, luminescence, mass spectrometry (EI, ES, FAB), cyclic or linear voltammetry, UV/Vis/NIR and EPR spectro-electrochemistry, conductivity, X-ray diffraction, SEM, micro-analysis and theoretical calculations. Some of the complexes have been studied on aqueous or organic solutions in order to evaluate their reactivity and determine their formula on that media. Several polythioether-polypyridyl ruthenium complexes have been tested in order to evaluate theirs DNA interaction capability. The studies were conducted by UV/Vis titration, steady-state luminescence and thermal denaturation.