Estudo da influência de metais na segunda esfera de coordenação em biomiméticos para as fosfatases ácidas púrpuras

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2020.Modelos biomiméticos para simular a primeira esfera de coordenação já são bastante difundidos e conhecidos e com isto, os efeitos de segunda esfera de coordenação tem ganhado destaque nos trabalhos mais recentes e trazendo importantes informações estruturais e mecanisticas. Neste trabalho, foi realizado o estudo da influência de metais presentes na segunda esfera de coordenação em biomiméticos FeIIIZnII para as Fosfatases Ácidas Púrpuras. Com o ligante inédito H2Lbipy (2-((bis(piridin-2-ilmetil)amino)metil)-6-(((2-hidroxi-5-metil-3-((((4'-metil-[2,2'-bipiridin]-4-il)metil)amino)metil)benzil)(piridin-2-ilmetil)amino)metil)-4-metilfenol), foram sintetizados três novos complexos: um mononuclear [PdII(H2Lbipy)](Cl)2 ? (1), um binuclear [FeIII(µ-OAc)2ZnII(Lbipy)](ClO4)2 ? (2) e um trinuclear [FeIII(µ-OAc)2ZnII(Lbipy) PdIICl2](ClO4)2 ? (3). Partindo-se do ligante já conhecido H2L2-et, foi sintetizado um novo complexo pentanuclear [Fe2III(µ-OH)3Zn3II(L2-et)2](ClO4)5 (4), o qual teve a sua estrutura de raios X resolvida. Os quantro complexos foram caracterizados por espectroscopia vibracional na região do infravermelho e do ultravioleta e visível, análise elementar de CHN, espectrometria de massas, titulação potenciométrica (1, 2 e 3) ou espectrofotométrica (4), condutimetria e voltametria de onda quadrada. Os complexos (2), (3) e (4) foram testados quanto às suas propriedades catalíticas como hidrolases sintéticas, envolvendo o substrato modelo 2,4-BDNPP, apresentando capacidade catalítica com acelerações de 1620, 3030 e 4780 vezes, respectivamente, em relação à reação não catalisada. Os complexos (2) e (3) conduziram a um aumento significativo da afinidade de ligação (Kass) para o substrato modelo 2,4-BDNPP, enquanto o complexo (4) apresentou um menor valor. Em ambos complexos, foi possível elucidar mecanismos por ataques nucleofílicos intramoleculares.Abstract: Metal complexes bioinspired in metalloenzymes and the N,O-donors mimicking the aminoacid residues in the first coordination sphere of these metals are already known and with this, the effects of the second coordination sphere have gained importance in the most recent works and bringing important structural and mechanism information. In this work, was performed the study of the influence of metals present in the second sphere of coordination in synthetic biomimetics FeIIIZnII for Purple Acid Phosphatases. With the new ligand H2Lbipy (2-((bis (pyridin-2-ilmethyl)amino)methyl)-6-(((2-hydroxy-5-methyl-3-(((4'-methyl-[2,2'-bipyridin]-4-il)methyl)amino)methyl)benzyl)(pyridin-2-ilmethyl)amino)-4-methylphenol), three new complexes were synthesized: a mononuclear [Pd(H2Lbipy)](Cl)2 ? (1), a binuclear [FeIII(µ-OAc)2ZnII(Lbipy)] (ClO4)2 ? (2) and a trinuclear [FeIII(µ-OAc)2ZnII(Lbipy)PdIICl2](ClO4)2 ? (3). Besides these three complexes, it was synthesized with the already known ligand H2L2-et, a new pentanuclear complex [Fe2III(µ-OH)3Zn3II(L2-et)2](ClO4)5 (4). This complex was characterized by X-ray analysis. All the four complexes were characterized through FTIR and UV-VIS spectroscopies, elemental analysis, mass spectrometry, potentiometric (1, 2 and 3) or spectrophotometric titration (4), conductimetry and square-wave voltammetry. The hydrolase-like catalytic activity of complexes (2), (3) and (4) were tested with the model substrate 2,4-BDNPP, presenting catalytic acceleration factor of 1620, 3030 and 4780 times the uncatalyzed reaction. Complexes (2) and (3) led to a significant increase in binding affinity (Kass) with the model substrate 2,4-BDNPP, while complex (4) presented a lower value. For both complexes, it was possible to propose a mechanism by the terminal hydroxo bonded to the FeIII ion