Estrutura e reatividade de complexos organometálicos de Au(III)

Na última década, os complexos de Au(III) tornaram-se uma classe importante de compostos com promissores efeitos anticancerígenos. Geralmente, em condições fisiológicas, os complexos de Au(III) são bastante reativos devido à alta afinidade dos íons de ouro em relação aos nucleófilos celulares e devi...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2017
Main Author: Delgado, Giset Yuliana Sanchez lattes
Orientador/a: Santos, Hélio Ferreira dos lattes
Banca: Lopes, Juliana Fedoce lattes, Costa, Luiz Antônio Sodré lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Assuntos em Portugês:
DFT
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/5952
Resumo Português:Na última década, os complexos de Au(III) tornaram-se uma classe importante de compostos com promissores efeitos anticancerígenos. Geralmente, em condições fisiológicas, os complexos de Au(III) são bastante reativos devido à alta afinidade dos íons de ouro em relação aos nucleófilos celulares e devido à instabilidade através das reações redox intracelulares. Métodos da teoria do funcional da densidade (DFT) foram aplicados no presente trabalho para calcular o potencial de redução padrão de nove complexos organometálicos de Au(III) do tipo [Au3+(R-C^N^C)L]n, usando dados experimentais disponíveis como referência. Em geral, os métodos DFT levaram a resultados satisfatórios com um erro médio absoluto inferior a 170 mV. O funcional CAM-B3LYP em combinação com o modelo de solvatação SMD, foi superior aos resultados de wB97xD, M11-L e B3LYP, com um erro médio absoluto de 81 mV em relação ao par redox ferroceno/ferrocênio (Fc+/Fc). No entanto, apesar do maior erro encontrado para os resultados B3LYP, a tendência qualitativa encontrada na série de moléculas estudadas foi a mais próxima daquela observada experimentalmente, o que permitiu propor um modelo de escalonamento usando o potencial de redução experimental como variável dependente e a energia livre de Gibbs calculada como variável independente. A regressão linear foi estatisticamente aceitável (R2=0,8) no nível B3LYP levando a um erro de apenas 35 mV. Além disso, a metodologia “the variable-temperature H-atom addition/abstraction (VT-HAA)” foi aplicada para os pares redox com cargas não equivalentes (complexos contendo cloreto como ligante), levando a uma melhora significativa na previsão do potencial de redução. O erro médio absoluto foi de apenas 87 mV, inferior ao encontrado com o protocolo padrão (144 mV). Na sequencia, a reatividade dos complexos de Au(III) foi estudada abordando dois diferentes caminhos para a redução do complexo [Au3+(C^N^C)Cl], os quais incluem reações de troca de ligantes associadas a processos de redução na presença de bionucleófilos de interesse (H2O, CH3SH CH3SeH e meim-4). Os resultados DFT mostraram que o caminho de reação mais favorável passa em primeiro lugar através da troca do cloreto ( =2,59 M-1 s-1 para CH3SeH) e, em seguida, o metabólito de Au(III) é reduzido ao análogo correspondente de Au(I) implicando na abertura do quelato (ɛ˚=+0,33 V para o derivado de CH3SeH).
In the last decade, Au(III) complexes become an important class of compounds with promising anticancer effects. Generally, under physiological conditions the Au(III) complexes are quite reactive due to the high affinity of gold ions toward cellular nucleophiles, and due to the instability through the intracellular redox reactions. Density functional theory (DFT) methods were herein applied to calculate the standard reduction potential of nine Au(III) organometallic complexes of the type [Au3+(R-C^N^C)L]n, using available experimental data as benchmark. Overall, the DFT methods lead to satisfactory results, with absolute error lower than 170 mV. The CAM-B3LYP functional in combination with the SMD solvation model was superior to wB97xD, M11-L and B3LYP results, with absolute error of 81 mV relative to ferrocene/ferrocenium (Fc+/Fc) redox couple. However, in spite of the larger error found for B3LYP results, the qualitative trend was closer to the observed one, which allowed the proposal of a scaling model using the experimental reduction potential as dependent variable and the calculated reaction Gibbs free energy as independent variable. The linear regression was statistically acceptable (R2=0.8) at B3LYP level and lead to an average error of only 35 mV. Besides, the variable-temperature H-atom addition/abstraction (VT-HAA) approach was applied for the redox couples with non-equivalent charges (complexes containing chloride as ligand), leading to a significant improvement in the reduction potential prediction. The mean absolute error was only 87 mV without any scaling procedure, which is much lower than found for standard approach, 144 mV. Moreover, the reactivity of Au(III) complexes was studied including two different pathways to the reduction of the [Au3+(C^N^C)Cl] complex, which involve ligand exchange reactions associated with reduction processes in the presence of bionucleophiles of interest (H2O, CH3SH CH3SeH e meim-4). The DFT results show that the most favorable reaction path passes firstly through chloride-exchange ( =2.59 M-1 s-1 for CH3SeH) and then the Au(III) metabolite is promptly reduced to the corresponding Au(I) analogue with ring-opening (ɛ˚=+0.33 V for CH3SeH derivative).