SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COMPLEXO DE

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COMPLEXO DE RUTÊNIO-ARENO
CONTENDO LIGANTES DERIVADOS DE FOSFINAS E AMINAS.
Juliana de Fatima Dutra (BIC/Fundação Araucária/UEPG), Ivelise Dimbarre
Lao Guimarães (co-orientadora) Dra Karen Wohnrath (orientadora), e-mail:
[email protected].
Universidade Estadual de Ponta Grossa/Departamento de Ciências
Biológicas e da Saúde; Departamento de Química
Química, Química Inorgânica
Palavras-Chave: Agentes anticancerígenos, complexos de rutênio, Layerby-layer.
Resumo
No decorrer dos anos a incidência de câncer tem aumentado e por este
motivo intensificou a procura por drogas que possam amenizar os sintomas
ou mesmo atingir a cura deste tipo de doença. O tratamento do câncer
muitas vezes é feito com medicamentos que apresentam efeitos colaterais
graves, como a cisplatina, cis-[PtCl2(NH3)2] (comercialmente conhecida
como Platinil® ou Platinol®) indicada no tratamento de diversos tumores.
Além da platina, os complexos de Ru+2 e Ru+3 têm sido estudados no
emprego de testes antitumorais. Por exemplo, o H(im)[RuCl4(im)2], sendo im
= imidazol, já se encontra em testes avançados. Outra classe de complexos
que vem sendo utilizada nos testes antitumorais são os arenos. Complexos
rutênio-areno apresentam boa solubilidade em água e formam uma
variedade novos complexos com ligantes quelatos mono ou bidentados.
Neste contexto este trabalho objetiva a formação de filmes finos com o
complexo [(6-p-cimeno)RuCl(aepy)]PF6, onde aepy= 2-aminoetilpiridina
obtido a partir da técnica de Layer-by-layer (LbL) a fim de posteriormente
avaliar a sua potencialidade frente a biomoléculas. Este complexo foi
utilizado para formar filmes pela técnica de deposição alternada layer-bylayer, uma vez que o complexo é catiônico. Escolheu-se a ftalocianina de
cobre para ser utilizada como poliânion. O filme formado foi caracterizado
pela técnica UV-Vis e IV e nestas caracterizações foi constatado que há
indícios de interação eletrostática entre a carga do complexo com a carga do
grupo sulfato da ftalocianina de cobre.
Introdução
No decorrer dos anos a incidência de câncer vem aumentando o que
pode ser atribuída a diversos fatores relacionados ao estilo de vida da
sociedade atual, como também por fatores hereditários. Por esse motivo a
procura por drogas que possam amenizar os sintomas ou mesmo atingir a
cura deste tipo de doença tem se intensificado. [1,2] O tratamento do câncer
muitas vezes é feito com medicamentos que apresentam efeitos colaterais
graves, como a cisplatina, cis-[PtCl2(NH3)2] (comercialmente conhecido
como Platinil® ou Platinol®) indicada no tratamento de diversos tumores,
como no pulmão, esofagiano, tireóide, mama, colo do útero, melanoma, etc.
A capacidade reconhecida da cisplatina de impedir a replicação
(multiplicação) das células, não discrimina entre células saudáveis e aquelas
dentro de tumores. Desta forma esforços têm sido realizados em busca de
novos quimioterápicos que apresentem menor toxicidade e maior
seletividade contra as células cancerosas, como os complexos com Rutênioareno, que apresentam bons resultados de capacidade biológica. As
vantagens destes complexos de rutênio devem-se à existência de estados
de oxidação acessíveis em condições fisiológicas (+2, +3 e +4), onde o
estado de oxidação +2 é o mais estável em meio fisiológico; à geometria
octaédrica, a qual facilita a interação ou intercalação com DNA; às
interações com o esqueleto de fosfato e uma versátil troca de ligantes
comparável a dos complexos de platina. Dentre os complexos reconhecidos
por sua atuação anticancerígena, destaca-se o fac-[RuCl3(NH3)3] que é
carregado para dentro das células cancerígenas pela proteína
transportadora transferrina, pelo fato do rutênio ter a habilidade de mimetizar
a ligação do ferro com as biomoléculas, formando o complexo de rutêniotransferrina. Ressalta-se que o rutênio pode mimetizar o ferro devido às suas
propriedades químicas em comum – o Ru está localizado no mesmo grupo
do Fe na Tabela Periódica e a semelhança entre esses dois metais pode
explicar a capacidade do rutênio em ligar-se à transferrina além de ligar-se à
albumina de soro humano (HSA). Estes compostos podem apresentar ainda
baixa toxicidade, uma boa solubilidade em água e formar uma variedade de
ligantes, sendo quelatos mono ou bidentados.
Materiais e Métodos
Síntese do complexo de Rutênio-aepy
Na primeira etapa do projeto, foi sintetizado o complexo [(6-pcimeno)RuCl(aepy)]PF6, onde aepy= 2-aminoetilpiridina (Ru-aepy) a partir da
reação do complexo precursor [(6-p-cimeno)RuCl2]2 com o ligante aepy, na
proporção de 1:2 (complexo/ligante) em metanol por 3 h a 22 0C.
Obtenção de filmes do complexo Ru-aepy pela técnica Layer-by-Layer (LbL)
Foram preparados filmes sobre um substrato de quartzo, formados
por camadas alternadas do complexo de Ru-aepy e Ftalocianina
Tetrassulfonada de cobre (CuTsPc) como poliânion. Este procedimento foi
realizado em temperatura ambiente, onde a concentração das soluções de
policátion e poliânion foi de 2 mg/mL, diluídas em 5 mL, e cada uma nos
seus pHs: complexo Ru-areno em pH 5, e o CuTsPc em pH 8. As soluções
de lavagem (água destilada) foram mantidas em pH 8. A deposição das
bicamadas foi realizada manualmente, da seguinte forma: em um béquer
contendo solução de complexo Ru-areno (pH 5) o substrato foi imerso por 5
min (1a monocamada). Em seguida, o substrato foi imerso em H 2O destilada
(pH 8) para lavagem, por cerca de 1 min, seguida de secagem sobre fluxo
de ar. Para a obtenção da segunda monocamada, imergiu-se o substrato na
solução de CuTsPc (pH 8) por cerca de 5 min. Após isso, novamente foi feita
uma lavagem e posterior secagem do filme, a fim de se obter os filmes LbL
Ru-aepy/CuTsPc. Este procedimento foi repetido até que o filme
apresentasse de 1a 15 bicamadas.
Espectroscopia de absorção na região do Ultravioleta-Visível (UV-Vis)
Os espectros de absorção na região do UV-Vis do filme LbL Ruaepy/CuTsPc foi obtido em um espectrofotômetro Varian, modelo Cary 50
Bio, para avaliação de suas bandas específicas de cada composto
(policátion/poliânion), bem como averiguar a homogeneidade do crescimento
dos filmes formados.
Espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR)
Os espectros vibracionais na região do infravermelho os filmes LBL
foram obtidos no espectrofotômetro Shimadzu IR Prestige 21, na região de
400-4000 cm-1. Medidas de FTIR foram utilizadas para caracterização de
filmes LbL e drop-coated de Ruaepy/CuTsPc. Os filmes drop-coated foram
obtidos gotejando-se as soluções dos polieletrólitos em substrato de silício,
seguido por secagem com auxílio de soprador térmico.
Medidas de pKa do complexo Ru-aepy
O complexo Ru-aepy foi caracterizado por espectroscopia de
absorção na região de UV-Vis em meio aquoso em diferentes pHs, a fim de
obtermos o pKa do complexo. As medidas de pH foram analisadas em pH 2
a 12, em intervalos de 0,5, em dois meios: água destilada e em solução
tampão PBS de pH 7,4, com concentração final do complexo de 1,25x10-4
mol/L.
Resultados e discussão
Como complexo [(6-p-cimeno)RuCl(aepy)]PF6 é solúvel em meio
aquoso, este foi utilizado como polieletrólito (policátion) para formar filmes
finos pela técnica LbL.
Os filmes obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região
de UV-visível para avaliação da cinética de crescimento. No espectro de UVVis observaram-se quatro bandas em 224 e 340, 623 e 702 nm. No espectro
das soluções dos polieletrólitos, observamos que o Ru-aepy apresenta
bandas em 268 e 405 nm, atribuídas à transição intraligante ππ* do ligante
piridínico coordenado ao complexo, e à transferência de carga metal-ligante
[Ru(t2g)π*(aepy)], respectivamente. O espectro da CuTsPc apresentou
bandas em 620 e 702 nm atribuídas às bandas Soret e Q, respectivamente.
Ao compararmos estes espectros com os dos filmes LbL Ru-aepy/CuTsPc,
constatou-se que as bandas deslocam em relação aos polieletrólitos, assim
podemos dizer que ocorre interações entre os compostos para formação dos
filmes. Porém, ainda não podemos confirmar se ocorrem as interações
específicas dos grupos sulfônicos da CuTsPc com os grupos piridínicos do
complexo, isto poderá ser descrito por futuros estudos de cálculos teóricos.
Medidas de IV do filme LbL foram realizadas, assim como dos filmes dropedcoated dos polieletrólitos. As bandas referentes ao espectro do CuTsPc são:
respiração anel em 948 cm-1; Cu-Pc em 1039 cm-1; SO3 em 1333 cm-1; C=N
em 1421 cm-1; 1462 cm-1 do iso-indol e em 1611 cm-1 do C=C do anel. As
bandas referentes ao N-H no Ru-aepy surgem em 3323 cm-1; a banda do
CH2 aparece em 2919 cm-1; o contra-íon PF6 aparece em 842 cm-1. No filme
LbL Ru-aepy/CuTsPc as bandas acima descritas aparecem com pouco
deslocamento dos valores de número de onda, ou seja, em 721, 842, 1119,
1333, 1428, 1464 cm-1. Este pequeno deslocamento pode ser mais um
indício da interação entre os grupos.
O complexo Ru-aepy foi caracterizado em diferentes pHs para
investigar o comportamento destes em diferentes pHs, para relacionar com a
atividade biológica em células. Nota-se, em meio aquoso que nos dos meios
o complexo exibiu uma banda em 269 nm atribuída à transição * e uma
banda menos definida em 400 nm atribuída à transferência de carga do
metal para o ligante (TCML). Estas bandas não mudam de posição com a
variação do pH na faixa de (2 a 5), porém em meio aquoso, com o aumento
do pH (10-12) observou-se o aparecimento de um ombro em torno de 290
nm. Esta nova banda pode ser atribuída à formação de uma nova espécie.
Esta formação não ocorre em tampão PBS, sendo que neste meio, percebese uma maior estabilidade do complexo, podendo assim comparar com o pH
fisiológico (7,0-7,4). Verifica-se ainda, que os espectros de absorção
apresentaram variações nas absorbâncias com a variação de pH. Esta
variação não foi contínua, não seguindo uma linearidade.
Conclusão
Neste trabalho, foi possível utilizar o complexo [(-pcimeno)RuCl(aepy)]PF6 para a formação de filmes pela técnica LbL. Por
medidas de UV-Vis e IV confirmou-se a presença dos respectivos
polieletrólitos no filme LbL, com pequeno deslocamento das bandas. Porém
era esperado um maior deslocamento das bandas do grupo NH2 do ligante
aminopiridina com os grupos sulfonados da ftalocianina de cobre. Portanto
será necessário estudo teórico para se conhecer os sítios específicos de
interação entre os dois compostos. Da análise realizada do complexo nos
meios ácido e básico conclui-se que em meio ácido o mesmo é mais estável,
o que pode ser um ponto importante no estudo quando compara-se com o
pH do meio fisiológico. Por outro lado, ainda não foi possível obter o pKa do
composto.
Agradecimentos
À Fundação Araucária pela bolsa concedida; ao CNPq (Processo:
401271/2014-5).
Referências
(1) MURAD, A.M.; KATZ, A.; Oncologia Bases Clínicas do Tratamento;
Guanabara; Rio de Janeiro, p. 41, 1996.
(2) Motswainyana, W.M; Ajibade, P.A. Anticancer Activities of Mononuclear
Ruthenium(II) Coordination Complexes, vol 2015, 21, 2015.