Liberação fotoinduzida de monóxido de carbono: novas perspectivas no design de compostos carbonílicos metálicos

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2020.O monóxido de carbono é uma das moléculas que atua ativamente no processo de sinalização celular. Contudo, por muito tempo, apenas a sua alta toxicidade foi conhecida. Recentemente, muitos estudos vêm sendo realizados com o objetivo de identificar e empregar as propriedades benéficas do CO no organismo. Uma das maiores dificuldades no emprego do monóxido do carbono como agente terapêutico reside no controle da entrega do CO nas células desejadas, desta forma as fotoCORMs (moléculas liberadoras de monóxido de carbono ativadas por luz) surgem como uma alternativa no controle da distribuição exógena desse gás. Tendo isto em mente, torna-se imperativo o estudo das propriedades e características de moléculas que possam atuar na liberação controlada de monóxido de carbono. Este trabalho tem como objetivo o estudo de nove compostos organometálicos de MnI que atuam como fotoCORM, a fim de avaliar a influência de grupos não coordenantes, aumento da densidade eletrônica e uso de ligantes conjugados sobre a atividade de fotoliberação. Os ligantes empregados foram caracterizados por ressonância magnética nuclear e espectroscopia no infravermelho, enquanto os compostos organometálicos foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho, ultravioleta e ressonância magnética nuclear, espectrometria de massas e difratometria de raios X. Quando possível, as otimizações de geometrias foram conduzidas utilizando o programa Orca e algumas propriedades eletrônicas foram extraídas e comparadas com os resultados experimentais. Os ensaios de fotodecomposição foram conduzidos com aplicação de luz em comprimento de onda adequado e através do monitoramento das alterações nos espectros de absorção e estiramento das ligações foi possível inferir sobre a capacidade de liberação de monóxido de carbono. Os parâmetros encontrados foram comparados com as propriedades dos compostos sintetizados.Abstract: Carbon monoxide is one of the molecules that actively acts in the cell signaling process, however, for a long time, only its high toxicity was known. Recently, several studies have been conducted with the objective to identify e employ the beneficial properties of carbon monoxide in the organism. One of the most difficulty aspects in using carbon monoxide as a therapeutic agent relies in controlling the CO delivery in the desired cells, in this sense photoCORMS (photoactivated CO release molecules) appear as an alternative in controlling the exogenous distribution of this gas. Bearing this in mind, it is imperative to study the properties and characteristics of molecules that can act in the controlled release of carbon monoxide. This work has the objective to study nine MnI organometallic compounds that act as photoCORM, with the objective of appraising the influence of non-bonding groups, increase in the electron density and the use of conjugated ligands in the photorelease activity. The employed ligands were characterized by nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy, while the organometallic compounds were characterized by infrared, ultraviolet and nuclear magnetic resonance, mass spectrometry and X-ray diffractometry. When possible, geometric optimizations of the compounds were conducted in the Orca program and some of the electronic properties were extracted and compared to the experimental results. The photodecomposition assays were conducted with application of light in adequate wavelength and through monitoring the spectral changes of the absorption and bond stretching spectra, it was possible to infer about the carbon monoxide release capacity. The found parameters were compared with the properties of the synthetized compounds