Novas fotocorms de manganês(I): síntese, caracterização e estudos de fotoliberação

Abstract

Monóxido de carbono é um gás incolor, inodoro e primordialmente tóxico ao sistema fisiológico quando inalado. Apesar disto, sua produção endógena em diferentes regiões celulares foi descoberta. Devido a isto, estudos foram desenvolvidos com o propósito de explorar seus benefícios terapêuticos na atuação como um gasotransmissor, desencadeando processos bioquímicos associados à manutenção da homeostase celular. Moléculas carreadoras de monóxido de carbono foram desenvolvidas com o propósito de manter CO inativo até que sua liberação em um determinado meio possa ser promovida por um estímulo. A classe majoritária de compostos aplicados para este fim, chamada de fotoCORMs, (onde CORM, do inglês, Carbon Monoxide Releasing Molecules) utiliza radiação eletromagnética como uma forma de gatilho devido a sua alta aplicabilidade, rápido controle de início e fim dos processos de liberação de CO e por se tratar de uma técnica não-invasiva ao sistema fisiológico. Porém para isto, é necessário o completo entendimento dos mecanismos de fotoliberação e de quais variações eletrônicas e geométricas influenciam nas taxas de liberação de CO, bem como na energia necessária para tal. Neste trabalho, quatro ligantes de atividade química e biológica conhecidas foram utilizados para o desenvolvimento de compostos de Mn(I) organometálicos, sendo estes Mn-HBPABr, Mn-HBPA, Mn-HBPAMe e Mn-HBPAOMe. Os compostos foram caracterizados por um conjunto de técnicas com o propósito de corroborar suas estruturas, bem como identificar seus comportamentos eletrônicos. Após a caracterização, estudos de fotoliberação foram realizados através do acompanhamento das transições eletrônicas por espectrofotometria na região do ultravioleta e visível (UV-Vis) e vibrações moleculares por espectroscopia de infravermelho. As amostras foram irradiadas com uma fonte de luz violeta (?em 395 nm) e as propriedades observadas foram comparadas com o conjunto de análises realizado e com a literatura. A ordem decrescente de velocidade de liberação de CO foi Mn-HBPABr < Mn-HBPA < Mn-HBPAMe < Mn-HBPAOMe. Dos quatro compostos sintetizados, Mn-HBPABr apresentou as maiores taxas de liberação de CO, indicando que os intermediários formados na liberação de CO são mais instáveis devido a habilidade eletrorretiradora do grupo substituinte. As taxas de liberação encontradas para a série de compostos se assemelham às taxas encontradas para compostos similares reportados em literatura.

Abstract: Carbon monoxide is a colorless and odorless gas and primarily toxic to physiological systems when inhaled. Despite its toxicity, the endogenous production of CO in different cellular regions was discovered. Due to this factor, studies were developed with the purpose of exploring its therapeutic benefits in acting as a gasotransmitter, triggering biochemical processes associated with maintenance of cellular homeostasis. Carbon monoxide carrier molecules were developed with the purpose of keeping CO inactive until its release in a given environment, which can be promoted by a stimulus. The majority class of compounds applied for this purpose, called photoCORMs uses electromagnetic radiation as a form of trigger due to its high applicability, rapid control of the beginning and end of the CO release processes and because it is a non-invasive technique to the physiological system. However, for this, it is necessary to fully understand the mechanisms of photorelease and which electronic and geometric variations influence the rates of CO release, as well as the energy required for this. In this work, four ligands of known chemical and biological activity were used for the development of organometallic Mn(I) compounds, called Mn-HBPABr, Mn-HBPA, MnHBPAMe and Mn-HBPAOMe. The compounds were characterized by a set of techniques with the purpose of corroborating their structures, as well as identifying their electronic behavior. After characterization, photorelease studies were carried out by monitoring the electronic transitions by spectrophotometry in the ultraviolet and visible region (UV-Vis) and molecular vibrations by infrared spectroscopy. The samples were irradiated with a source of violet light (?em 395 nm) and the observed properties were compared with the set of analyzes performed and literature. The decreasing order of CO release rate was Mn-HBPABr < MnHBPA < Mn-HBPAMe < Mn-HBPAOMe. Mn-HBPABr showed the highest rates of CO release, indicating that the intermediates formed in the release of CO are more unstable due to the electron withdrawing ability of the substituent group. The release rates found for the series of compounds are similar to the rates found for similar compounds reported in the literature.