ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: Síntese, caracterização e estudos de mecanismo de formação do complexo de cobre com N-benzoil-N’-(2-hidroxietil)-N”-(4-metilfenil)-guanidina.
AUTORES: BEZERRA, K.S. (UFG) ; SOUZA, A. R. (UFG)
RESUMO: As propriedades químicas e estruturais das metaloenzimas de cobre têm sido determinadas por meio do estudo de modelos sintéticos. Com este propósito, foi sintetizado um complexo de cobre (II), utilizando como ligante a guanidina BHMG do tipo N-benzoil-N’-(2-hidroxietil)-N”-(2-piridinil)-guanidina N,N’,N’’-substituídas por grupos orgânicos contendo átomos doadores estrategicamente posicionados para funcionarem como ligantes bi- e/ou tridentado. Para a obtenção do complexo foram sintetizados o ligante BHMG e seu precursor N-benzoil-tioureia, obtendo-se bons rendimentos. Foram propostos dois caminhos de reação para a formação do complexo que se assemelha a uma transaminação.
PALAVRAS CHAVES: guanidina; complexo de cobre; transaminação.
INTRODUÇÃO: Interessantes avanços no conhecimento estrutural e nas propriedades químicas das metaloenzimas de cobre têm sido alcançados por meio do estudo de modelos sintéticos (Horn Jr., et al., 2005; Lewis & Tolman, 2004). Muitos trabalhos mostram que a substituição de ligantes em complexos de cobre pode afetar as reações de oxigenação e oxidação.
Ligantes usados para estabilizar o cobre nos estados de oxidação (I/II/III) são freqüentemente baseados em aminas funcionalizadas, que possuem grupos N doadores (Ugozzoli, et al., 2002; Adams, et al., 2003). Dentre esses, tem-se explorado a aplicação das guanidinas, espécies orgânicas que possuem em sua estrutura um carbono sp2 ligado a três átomos de nitrogênio. Sua estrutura permite a formação de diferentes estruturas N, N’, N’’-substituídas, sendo este um dos fatores mais atrativos na utilização dessas moléculas como ligantes.
Baseado nisso o trabalho tem como objetivo preparar uma guanidina que possa atuar como ligante do íon cobre (II), levando ao estudo do complexo Bis-[N-1,3-oxazolidin-2-(ilideno)-benzamida] cobre(II), denominado [Cu(oib)2].
Foi sintetizada a N-benzoil-tiouréia, reagente utilizado como base para a síntese da guanidina. A partir de então foi sintetizada a guanidina N-benzoil-N’- (2-hidroxietil)-N”-(4-metilfenil)-guanidina, denominada BHMG, a qual possui grupos orgânicos contendo átomos doadores estrategicamente posicionados para funcionarem como ligantes bi-e/ou tridentado. O complexo foi então sintetizado com o sal de cloreto de cobre II.
Foi estudada, do ponto de vista mecanístico, a reação entre íon Cu(II) e o ligante N-benzoil-N’-(2-hidroxietil)-N”-(4-metilfenil)-guanidina. O estudo foi feito seguindo duas abordagens: isolamento de possíveis intermediários e avaliação dos fatores que controlam a reação.
MATERIAL E MÉTODOS: Síntese da N-benzoil-tiouréia: Utilizou-se 1,742 cm3 de cloreto de benzoila e 1,6 g de tiocianato de potássio em 15 cm3 de acetona, que foram deixados sob refluxo e banho de gelo por uma hora. A mistura de coloração amarelada foi deixada em repouso ate que atingir temperatura ambiente. Em seguida, foram adicionados 1,606 g de p-toluidina e a reação foi deixada sob agitação por mais uma hora. O solvente foi evaporado, e o a mistura ressolubilizada em clorofórmio. Os sais de potássio foram extraídos utilizando solução saturada de cloreto de sódio. A mistura foi filtrada em celite e o solvente evaporado.
Síntese do ligante N-benzoil-N’- (2-hidroxietil)-N-(4-metilfenil)-guanidina, BHMG: Foi preparado conforme o método descrito por CUNHA e colaboradores (2001), onde foram utilizados 0,274 g de N-benzoil-N’-(4-metilfenil)-tiouréia em 10 cm3 de acetonitrila, 0,08 cm3 de etanolamina, 0,272 g de HgCl2 e 0,27 cm3 de trietilamina, sob agitação constante. A mistura adquiriu coloração escura após 20 minutos, sendo que o término da reação foi acompanhado por cromatografia em camada delgada e após o total consumo da tiouréia, a mistura foi filtrada em celite e o solvente evaporado. O tempo reacional foi de seis horas.
Síntese do complexo Bis-[N-1,3-oxazolidin-2-(ilideno)-benzamida] cobre(II), [Cu(oib)2]: Foram utilizados 8,5x10-3 g de cloreto de cobre(II) dihidratado em 2 cm3 de metanol. Essa solução foi lentamente adicionada a uma solução de guanidina BHMG, 0,0297g em 2,5 cm3 de clorofórmio. A solução verde resultante foi deixada sob agitação por duas horas. Posteriormente o solvente foi evaporado, formando um sólido, verde escuro, que foi recristalizado por difusão entre clorofórmio e éter de petróleo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A reação do ligante BHMG com o cloreto de cobre (II) dihidratado, após o processo de recristalização, levou à formação de um cristal roxo. A estrutura molecular do complexo, Bis-[N-1,3-oxazolidin-2-(ilideno)-benzamida] cobre(II) foi determinada por cristalografia (Figura 1). O isolamento dos possíveis intermediários da reação, bem como a análise dos fatores que a controlam, ajudou nas propostas do mecanismo de formação deste complexo.
Foi possível observar, que o complexo formado possuía um ligante coordenado ao cobre, o qual não se tratava do ligante de origem. A coordenação ocorre com duas moléculas do ligante, onde os átomos de oxigênio da carbonila e os nitrogênios do grupo oxazolidinico formam uma configuração trans para o cromóforo [CuN2O2] no átomo de cobre.
Foram propostos dois caminhos para a reação, onde ambos sugerem que a coordenação do ligante ao cobre tenha promovido uma reação intramolecular no ligante com o ataque ao carbono sp2 do fragmento CN3, levando a formação de anéis com o íon metálico em estruturas intermediarias (Figura 2). Pelo caminho 1 sugere-se a formação de um anel de quatro membros, não sendo esta uma coordenação usual para íons Cu(II), levando-se a crer que o caminho 1 proposto não seja o mais provável. Já pelo caminho 2 ocorre a formação de um intermediário com anel de seis membros, bastante comum em muitos sistemas, mostrando-se esta proposta a mais adequada. Estas afirmações têm embasamento teórico seguido de um estudo minucioso da reação.
CONCLUSÕES: Conclui-se que a reação mostrou-se interessante uma vez que o ligante sofreu uma modificação estrutural importante num mecanismo que se assemelha a uma transaminação. O estudo estrutural do complexo indicou que a coordenação com o íon Cu(II) pode ativar o carbono do grupo guanidina, deixando-o passível de sofrer um ataque nucleófilo. O estudo dessa reação e possível comprovação do seu mecanismo podem acrescentar ao conhecimento da reatividade desses ligantes em processos de transaminação, mediadas por íons metálicos, uma vez que os mecanismos propostos não se encontram relatados na literatura.
AGRADECIMENTOS: Agradecimentos ao CNPq e ao programa de iniciação cientifica PIBIC.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ADAMS, H., CLUNAS, S., CUMMINGS, L. R., FENTON, D. E., MCHUGH, P. E.,Copper(II) complexes of unsymmetric compartmental ligands bearing adjacent {N2O},{N,S,O} donor sets and {N2O}, {N,O} donor sets, Inorganic Chemistry Communication, V. 6, n. 7, p. 837, 2003.
CUNHA, S., COSTA, M. D., NAPOLITANO, H. B., LARIUCCI, C., VENCATO, I., Study of N-benzoyl-activation in the HgCl2-promoved guanylation reaction of thioureas. Synthesis and structural analysis of N-benzoyl-guanidines, tetrahedron, V.57, p.1671, 2001.
HORN JR, A., FERNANDES, C., BORTOLUZZI, A. J., VUGNAN, N. V., HERBST, H.,Coordenation chemistry of the new ligant 1-(bis-piridin-2-ylmethyl-amino)-3-chloropropan-2-ol (HPCINOL) with copper(II). X-ray crystal structure andelectrochemical properties of the complex [Cu(HPCINOL)(CH3CN)](ClO4)2, Journal of Molecular Structure, V. 749, p. 96, 2005.
LEWIS, E. A., TOLMAN, Q. B., Reactivity of Dioxygen-Copper Systems, Chemica lReviews, V. 104, p. 1047, 2004.
UGOZZOLI, F., MASSERA, C., LANFREDI, A. M. M., MARSICH, N., CAMUS, A., Cu(phda)Cl (phda=bis (2-pyridymethyl)aniline): a moiety of unusual stability in some 1:1 Cu(II) complexes of phdpa. Synthesis and X-ray crystal structures of Cu(phdpa)Cl2 and Cu2(phdpa)2Cl3PF6 0.5MeOH, Inorganica Quimica Acta, V. 340, p. 97, 2002.
