ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: SÍNTESE E MODELAGEM DE COMPLEXOS METÁLICOS DA N,N-BIS(3-PROPIONILHIDRAZIDA)
AUTORES: DIAS A.G. (UERJ) ; FORMIGA A. L. B. (UERJ) ; SOARES R. O. (FTESM) ; MONTEIRO J. M. (UERJ)
RESUMO: A hidrazida derivada do aduto da piperazina ao acrilato de metila foi sintetizada e utilizada como ligante na formação do complexo com íons Mn(II). A complexação pode ser confirmada pela alteração no espectro do UV da solução do complexo com um desvio batocrômico de 10 nm na banda do ligante e o surgimento de uma nova banda. Como o quelante preparado pode dar origem a complexos na forma de ligantes tetradentados ou bis bidentados, dependendo das conformações adotadas e da natureza da espécie metálica, a geometria e a energia do complexo mais estável (bote) foi determinada por modelagem molecular. A estrutura química do ligante foi confirmada por espectrometria de Ressonância Magnética Nuclear e Infravermelho.
PALAVRAS CHAVES: piperazina, complexos de mn(ii), modelagem molecular
INTRODUÇÃO: Ligantes com capacidade quelante podem associar-se a um metal específico na presença de outros. Tal seletividade pode surgir a partir de populações conformacionais preferenciais do complexo quelatado-ligante. A piperazina e seus derivados são diaminas reconhecidas como agentes de quelação tanto na conformação bote quanto cadeira, dependendo da natureza do íon metálico empregado e das condições reacionais. (FREDERICK, 1958; ALLEN, 1970; TIERNEY, 1987; CICCARESE 1998) Até o momento poucos estudos teóricos envolvendo o desenvolvimento de modelos computacionais capazes de prever a natureza do complexo ligante-metal são descritos, inviabilizando a previsão da natureza do complexo formado. Alguns de seus complexos com platina apresentaram atividade antitumoral e constituem importantes expectativas no desenvolvimento de novos artefatos terapêuticos para o tratamento de neoplasias (BROWN, 1992).
MATERIAL E MÉTODOS: A síntese do ligante derivado do aduto da piperazina ao acrilato de metila foi desenvolvida em duas etapas: a primeira referiu-se a reação de adição conjugada da piperazina com acrilato de metila em etanol como solvente. A solução foi refluxada por 4 horas e o excesso do aceptor e solvente removido sob vácuo até cristalização do aduto. PF e RMN-1H: s, 3H, 3,67; sl, 2,62-2,78, 6H, st, 2,44, 2H; RMN-13C: 172,4; 53,0; 52,4; 51,2; 31,6. O produto bruto da adição foi dissolvido em etanol e agitado por 4 horas na presença de 2 equivalentes de hidrazina hidrato. A solução foi deixada esfriar, dando origem a um sólido branco de PF 192 oC e RMN-1H: sm, 3H, 2,10-2,60; sm, 3,70-4,15, 6H, sm; RMN-13C: 170,5; 53,9; 52,4; 31,3. O produto apresentou alta pureza e pode ser usado sem nenhum outro tipo de purificação. As reações de complexação foram efetuadas em solução metanólica partindo de proporções equimolares do ligante e do MnCl2.2H2O, a temperatura ambiente. O progresso da complexação foi acompanhado por espectroscopia uv-vis na região entre 190 e 1100 nm. Cálculos de modelagem molecular foram realizados num PC convencional usando a metodologia PM3(tm) para a previsão da geometria mais estável. Um algoritmo de gradiente conjugado foi empregado, assim como um critério de convergência de 2 x 10-3 para a geometria. Os cálculos SCF foram realizados no nível UHF para o complexo e RHF para o ligante.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A N,N-bis(3-propionilhidrazida) apresentou as seguintes constantes físicas: Pf: 225-226º C, Rf: 0,53 (diclorometano / Hexano; 9,3:0,7). As reações seguiram a metodologia científica apresentada na literatura. O rendimento global foi de 52%. A estrutura química dos compostos preparados foi determinada através de métodos físicos convencionais de Ressonância Magnética Nuclear Protônica (RMN 1H) em CDCL3, DMSO usando Espectrômetro VARIAN 300 MHz, Espectrômetro de Infravermelho Perkin Elmer 1720-X. (12.000 - 400 cm –1) em pastilhas de KBr e Espectrofotômetro de Massas (EM) Schimadzu R-1010C. A formação do complexo foi verificada pela mudança no espectro eletrônica da solução ao término da reação. Um deslocamento batocrômico de 10 nm na banda de absorção do ligante foi observada, assim como o surgimento de uma nova banda, como um ombro, na região de 340 nm, atribuída como uma possível transferência MLCT Mn(II)L. Os resultados de modelagem molecular evidenciaram que o ligante adota uma conformação cadeira mais estável e que a complexação induz uma mudança conformacional para bote, o que favorece a quelação com o metal de transição.
CONCLUSÕES: O ligante foi sintetizado, através de reações de N-alquilação e substituição nucleofílica com hidrazina em bons rendimento. A estrutura química foi caracterizada por métodos físicos de infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e Carbono. O complexo metálico foi estudado por modelagem molecular e por espectroscopia na região ultravioleta-visível.
AGRADECIMENTOS: À FAPERJ pelo suporte financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALLEN et alli Co-ordination of NNN'N'-Tetramethylethylenediamine and 1 ,4-Dimethylpiperazine with Certain Transition Metals. The Identity of the Supposed Iridium Derivatives J. Chem. Soc. (A) 1970, p. 999-1000.
BROWN, D. B. et alli Synthesis and Antitumor Activity of New Platinum Complexes J. Med. Chem. 1982, v. 25, p. 952-956.
CICCARESE, A. et alli Synthesis and molecular structure of N-methylpiperazinium( + 1)and N,N’ dimethylpiperazinium( + 2) platinum( II) and platinum( IV) complexes Part II et alli Inorg. Chim. Acta 1998, v. 275-276, p. 617-620.
CICCARESE, A. et alli Boat versus chair conformation in N-methyl- and N, N’ -dimethylpiperazine platinum ( II) complexes studied by X-ray analysis. A rare example of metal chelate piperazine: cis- [ PtCli( Me2ppz) ] Part 1 Inorg. Chim. Acta 1998, v. 275-276, p. 410-418.
FREDERICK. et alli The Constitution of Complex Metallic Salts. Part X VII1.l The Cheluted Metallic Derivatives of NNN'N'-Tetrarnethylethylenediamine and of 1 : 4-Dirnethylpiperaxine. J. Chem. Soc. 1957, p. 2772-2780.
TIERNEY, J. E.; SABATELLI, A. D.; SARNESKI, J. E. Stereochemical Preferences of Methyl-Substituted Piperazines Chelated to Platinum(I1) Inorg. Chem. 1999, v. 26, p. 617-620.
