Síntese, caracterização e estudos cinéticos de novos complexos mononucleares de cobre(II): modelos para hidrolase e catecolase

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2019.A química bioinorgânica investiga a presença e o entendimento de espécies metálicas em sistemas biológicos, bem como busca a síntese de complexos metálicos inspirados nestes sistemas, desenvolvendo os chamados compostos miméticos. Enzimas são estruturas proteicas que desempenham diversas funções catalíticas no meio biológico e quando estas são constituídas por cofatores metálicos, tem-se as chamadas metaloenzimas. As metaloenzimas Fosfatases Ácidas Purpuras e a Catecol Oxidase são responsáveis por reações hidrolíticas e oxidativas no meio biológico, respectivamente, e vem sendo ponto de partida para o desenvolvimento de novos complexos modelos, sendo que estes podem expressar características estruturais e/ou funcionais das metaloenzimas. Tendo em vista tamanha importância biológica destas estruturas enzimáticas, foram sintetizados dois ligantes: bis[2-(selenofenil)etil] amina - LSe e bis[2-(tiofenil)etil]amina - LS. A partir destes foram sintetizados CSe e CS, complexos mononucleares e pentacoordenados de Cu(II), possuindo geometria piramidal de base quadrada, sendo que os ligantes estão coordenados de maneira tridentada (Se, N, Se e S, N, S), possuindo dois ligantes cloro em orientação cis completando a esfera de coordenação. Estas estruturas foram devidamente caracterizadas por técnicas espectroscópicas, espectrométricas e eletroquímicas. Foi explorada a influência de átomos maiores, o selênio e enxofre, buscando um efeito comparativo com ligantes mais duros, por exemplo nitrogenados e oxigenados já reportados na literatura. A atividade hidrolítica, clivagem de diésteres de fosfato, foi avaliada através de ensaios cinéticos utilizando o substrato modelo ativado 2,4-BDNPP. Da mesma forma, a atividade catecolase, oxidação de o-difenois, foi investigada frente ao substrato 3,5-DTBC. Ambos os complexos são ativos para a atividade hidrolase quanto catecolase, podendo ser considerados biomiméticos sintéticos promíscuos.Abstract : The bioinorganic chemistry investigates the presence and understanding of metallic species in biological systems, as well as search for the synthesis of metal complexes inspired in these systems, developing so-called mimetic compounds. Enzymes are protein structures that perform several catalytic functions in the biological environment, when these are constituted by metallic cofactors, we have the so-called metalloenzymes. The metalloenzymes Purple Acid phosphatase and Catechol Oxidase are responsible for hydrolytic and oxidative reactions in the biological environment, respectively, and have been the starting point for the development of new complexes, these may express structural and / or functional characteristics of the metalloenzymes. In view of such biological importance of these enzymatic structures, two ligands were synthesized: bis[2-(selenophenyl)ethyl] amine - LSe and bis[2-(thiophenyl)ethyl]amine - LS. From these were synthesized CSe and CS, Cu(II) mononuclear and pentacoordinate complexes, having square base pyramidal geometry, the ligands being coordinated in a tridentate manner (Se, N, Se and S, N, S), having two chlorine ligands in cis orientation completing the coordination sphere. These structures were adequately characterized by spectroscopic, spectrometric and electrochemical techniques. The influence of larger atoms, selenium and sulfur, was explored, seeking a comparative effect with harder ligands, for example nitrogen and oxygenates already reported in the literature. The hydrolytic activity, cleavage of phosphate diesters, was assessed by kinetic assays using the activated substrate model 2,4-BDNPP. Similarly, the catecholase activity, o-diphenois oxidation, was investigated against the 3,5-DTBC substrate. Both complexes are active for the hydrolase and catecholase activity, and may be considered promiscuous synthetic biomimetics