Chemical and photochemical reactivity of nitrosyi ruthenium complexes like [Ru(terpy)(L)NO]n+

O óxido nítrico (NO) é um mensageiro biológico que tem vital importância em muitos processos fisiológicos, tais como o controle cardiovascular, a sinalização neural e a defesa contra microorganismos e tumores. Sua natureza radicalar lhe confere grande reatividade e versatilidade e torna um desafio o entendimento de sua bioquímica. A molécula de NO reage rapidamente com alguns metais de transição e forma compostos estáveis denominados complexos nitrosilos, os quais podem ser utilizados como fonte geradora de óxido nítrico. Neste caso, faz-se necessário o entendimento do comportamento físico-químico desses compostos. No presente trabalho foram sintetizados os complexos: [RuII(terpy)(L)NO]n+ onde o ligante terpy = 2,2:6,2- terpiridina e L = cloreto (Cl-), 2,2-bipiridina (bpy), benzoquinonadiímina (bdqi-COOH) e benzoquinonadiamina (bdcat-COOH). Os estudos fotoquímicos e farmacológicos desses novos compostos do tipo [RuII(terpy)(L)NO]n+ foram feitos em meio aquoso. Os compostos nitrosilos de rutênio sintetizados mostraram fotolabilização do óxido nítrico (NO) sob irradiação em 355 nm com rendimento quântico de 0,14 0,02, 0,47 0,03 e 0,46 0,02 mol eistein-1 para L = bpy, bdqi-COOH e bdcat-COOH, respectivamente, e 0,0065 0,001 mol eistein-1 para irradiação em 532 nm a partir do complexo [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+. O caminho fotoquímico para irradiação em 355 foi descrito envolvendo diferentes etapas de reação. No entanto, apenas um caminho reacional foi mais bem atribuído para a irradiação em 532 nm, envolvendo o mecanismo de transferência eletrônica fotoinduzida. O efeito de vasodilatador ocasionado pelo NO a partir da irradiação do complexo [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ na região do visível foi comparado ao nitroprussiato de sódio (NSP). Os resultados foram bastante semelhantes entre ambas as espécies. Similares estudos farmacológicos foram feitos para o complexo [Ru(NO2)(bpy)(terpy)]+ em meio fisiológico e sob irradiação em 355 nm. O mecanismo fotoquímico descrito para tal composto se baseia na formação de dois fotoprodutos, onde (I) há fotoaquação do fragmento RuII-NO2 produzindo as espécies RuII-H2O e NO2- e uma segunda etapa (II) devido à dissociação homolítica do NO a partir do nitrito coordenado, formando as espécie RuII-OH2 e NO. Baseado no mecanismo fotoquímico, o nitro complexo de rutênio foi incorporado a uma microemulsão água óleo (W/O) e utilizada em estudos de vasodilatação muscular. O tempo observado para o máximo de relaxamento muscular promovido pelo complexo [Ru(NO2)((bpy)terpy)]+ foi de 50 minutos. Todos os complexos nitrosilos de rutênio descritos neste trabalho foram avaliados como doadores de NO encapsulados em matrizes sólidas. Os complexos [RuII(terpy)(L)NO]n+ foram encapsulados em matrizes do tipo sol-gel e silicone e submetidos a irradiação na região do ultravioleta (355 nm) e visível (532 nm). Todos as matrizes mostraram se tratar de material amorfo. A microscopia eletrônica de varredura mostrou partículas com formas irregulares, com tamanho de 1000 m para ambas as matrizes e distribuição homogênea. A fotólise das matrizes encapsuladas com complexos nitrosilos de rutênio foram imersas em solução tampão pH = 7,40 e a 37,0 0C. A cinética de liberação de NO a partir desses sistemas mostrou ser do tipo primeira ordem .Nitric oxide (NO) is a biological messenger. It has been implicated in many physiological processes, including cardiovascular control, neuronal signaling, and defence against microorganism and tumors. Its radicalar nature gives it great reactivity and versatility, and makes the knowledge of its biochemistry a challeng. The NO molecule reacts fast with some transition metal resulting stable compounds named nitrosyl complexes that can be used as nitric oxide producers. For such use, it is necessary a good understanding of the physical-chemical behavior of these complexes. In the present work, the following complexes were synthesized: [RuII(terpy)(L)NO]n+ where terpy = 2,2:6,2 - terpyridine and L = chloride (Cl- ), 2,2 -bipiridine (bpy), benzoquinonediimine (bdqi-COOH) e benzoquinonediamine (bdcat-COOH). The compounds were isolated and characterized by elementary analysis, by spectroscopy (UV-visible, infrared, and fluorescence), HPLC, electrochemical techniques (cyclic and differential pulse voltammetry) and spectroeletrochemistry. Infrared spectroscopy has show band at 1850 cm-1 1960 cm-1 region attributed, to nNO stretching. The oxidation state for benzoquinone ligands were also characterized by this technique and shows band at 1700 cm-1 and 1280 cm-1, for L = bdqi-COOH and bdcat-COOH species, respectively. UV-visible spectra have displayed bands in the ultraviolet region originated by p®p* transition of the unsatured ligands and bands in 350 - 380 nm region characterized as MLTC due dp(RuII)®p*(NO+) transition. The [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ spectrum has also shown the MLTC band in 510 nm due the dp(RuII)®p*(bdqi-COOH) transition. Electrochemical experiments have revealed two processes in the nitrosyl ligand: NO+/NO0 e NO0/NO-. The different nitrosyl redox potential depends on the inductive effects of ligand L. The complexes were irradiated in a Nd:YAG laser flash photolysis apparatus at ultraviolet (355 nm) and visible (532 nm) irradiation. During the irradiation the NO liberation was measured in situ by amperometry, and the solution spectral change was verified by UV-visible spectroscopy. The amperometric detection was done by a NO sensor electrode (NOmeter), which data were the base to calculate the quantum yields of NO liberation (fNO). For all complexes, fNO were determined in 355 nm light irradiation. The photochemical pathway at 355 nm light irradiation was described as a differents photochemical mechanism. The photochemical mechanism for NO releasing by [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ complex under 532 nm light irradiation involves an intramolecular photoinduced electron transfer. Biological studies showed that [Ru(bdqi-COOH)(terpy)NO]3+ complex can be considered a promising drug. Their vasodilatation action is similar to sodium nitroprusside (SNP) and cytotoxic action diminishi 74 % for celular viability for metastatic cell