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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.46.1990.tde-13072012-171023
Documento
Autor
Nome completo
Denise de Oliveira Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1990
Orientador
Título em português
Estrutura e reatividade de sulfóxidos de rutênio com bases heterocíclicas nitrogenadas
Palavras-chave em português
Bases heterocíclicas nitrogenadas
Cromatografia líquida
Dimetilsulfóxido
Química forênsica
Rutênio
Resumo em português
Os sulfóxidos de rutênio(II) apresentam grande interesse em catálise oxidativa e em química medicinal. Com o intuito de contribuir para um melhor entendimento do comportamento químico e da estrutura eletrônica desta classe de compostos, realizamos, neste trabalho, um estudo sistemático da série de complexos do tipo [RuCl2(S-dmso)2Lx], onde x = 1 (compostos poliméricos) ou 2 (monômeros) e L = base N-heterocíclica (derivados de piridina, pirazina e imidazol). Os compostos foram obtidos a partir do precursor [RuCl2(S-dmso)3(O-dmso)], sendo que nos produtos das sínteses dos monômeros, há formação de misturas dos isômeros geométricos cis-Cl, cis-S, trans-N e cis-Cl, cis-S, cis-N. Os dados espectroscópicos e de microanálise não têm permitido detectar a existência destas misturas. Porém, com o auxílio conjunto das técnicas de voltametria cíclica e HPLC-fase reversa foi possível identificar e analisar os isômeros. A caracterização destes foi efetuada com base na comparação com o complexo de 2,6-dimetilpirazina, o qual foi isolado na forma cis-Cl, cis<-S, trans-N pura, e também como mistura dos dois isômeros. Em todos os derivados, o sulfóxido encontra-se coordenado via átomo de enxofre ao Ru(II) (v(SO): 1070 a 1100 cm-1). Os isômeros apresentam três bandas de transferência de carga (TC) Ru(II) → L, na região de 290 a 450 nm, conforme esperado para microssimetria C2V. As energias destas, no entanto, são menores para as espécies cis-N, evidenciando uma maior retrodoação-π Ru(II) → L para os N-heterocíclicos em configuração cis. Os valores de potenciais redox (E) são altos (0,9 a 1,5 V vs EPH, em acetonitrila) devido à contribuição da retrodoação-π Ru(II)→ S para a estabilização do HOMO nos complexos, sendo que os isômeros trans-N são mais facilmente oxidáveis do que os cis-N. Para ambos, existem correlações lineares entre E e pKa(L), havendo uma diminuição do potencial com o aumento da capacidade σ-doadora de L. As correlações lineares entre E e as energias das bandas TC (ETC) também são boas, sendo observada uma diminuição no valor do potencial à medida que diminui a retrodoação-π Ru(II) → L. As energias das bandas TC são maiores para os ligantes que possuem maior pKa, existindo também boa correlação linear entre ETC e pKa para os dois isômeros. O tipo de base N-heterocíclica e as posições ocupadas pelos diferentes ligantes (Cl-, dmso e L) no "octaedro" determinam a estabilidade e o comportamento espectroscópico e eletroquímico dos complexos. As interações inter-ligantes, nesta série, são de extrema importância, influenciando as magnitudes das retrodoações-π Ru(II) → S-dmso e Ru(II) → L. A retrodoação metal→ ligante é fortalecida quando o receptor- π ocupa posição trans ao cloreto, que é doador-π, devido às interações trans- cooperativas do tipo: doador-π → Ru(II) → receptor-π O sulfóxido tem grande importância para a estabilização dos niveis π do rutênio. O fraco acoplamento existente entre os sítios metálicos Ru e Fe em espécies polinucleares formadas entre o [RuCl2(S-dmso)2(pirazina)2] e o íon [Fe(CN)5]3- comprova o abaixamento da energia dos níveis π do Ru(II) em relação aos do Fe(II). Outro aspecto interessante na série [RuCl2(dmso)2L2] são as possibilidades de equilíbrios dissociativos em solução, devido à presença dos três tipos diferentes de ligantes. Verificou-se que o isômero trans-N de 2,6-dimetilpirazina sofre aquação térmica, com labilização preferencial do N-heterocíclico. O cloreto é o ligante mais inerte, sendo a sua saída precedida pela do dmso.
Título em inglês
Structure and reactivity of ruthenium sulfoxides containing nitrogen heterocyclic bases
Palavras-chave em inglês
Dimetilsulfoxide
Liquid chromatography
Nitrogen heterocyclic bases
Ruthenium
Resumo em inglês
Ruthenium(II) sulfoxides are compounds of great interest in oxidative catalysis and in chemotherapy. In order to contribute for the understanding of the chemistry and electronic structure of this class of compounds, it has been studied a series of [RuCl2(S-dmso)2Lx] complexes, where x = 1 (polymeric compounds) or 2 (monomers) and L = N-heterocyclic ligands (pyridine, pyrazine and imidazole derivatives). The complexes were synthesized from [RuCl2(S-dmso)3(O-dmso)]. A mixture of geometrical isomers was obtained in the monomeric products, consisting of two species, exhibiting cis-Cl,cis-S, trans-N and cis-Cl, cis-S, cis-N configurations. Microanalysis and spectroscopical data provided no information on the existenee of the isomers. However, they were identified and characterized based on cyclic voltammetry and reversed-phase high performance liquid chromatography, by comparison with the 2,6-dimethylpyrazine derivative, which was isolated as apure trans-N isomer as well as a mixture of isomers. The dmso ligand coordenates to Ru(II) by the sulfur atom (v(SO): 1070 - 1100 cm-1) in all the complexes. Three Ru(II)→ L charge transfer bands (TC) are observed in the 290 to 450 nm region, as expected for a C2V microssymmetry for both isomers. The band energies of the cis-N isomers are smaller than those of trans-N, showing that Ru(II)→ L π-backdonation is stronger when N-heterocyclic ligands exhibit cis configuration. The redox potential values (E) are high (0,9 to 1,5 V vs EPH. (EPH) in acetonitrile) due to the contribution of the Ru(II)→ S-dmso π-backdonation to the HOMO stabilization. Linear correlations between E and pKa(L) can be observed for both isomers, exhibiting a decrease of the potentials with the increase in the σ-donor capability of L. The correlation between E and TC band energies is also good showing that as the Ru(II)→ L π-backdonation decreases, the E values decrease. TC band energies increase linearly with the pKa of ligands. The nature of N-heterocyclic ligand and their coordenation are of great relevance to the stability, spectroscopic and electrochemical characteristics of the complexes. The trans-interactions are extremely important in this series, influencing the strength of the Ru(II)→ S-dmso and Ru(II)→ L π-backdonation. The dmso and L Iigands are π-acceptors. The metal→ ligand π-backdonation is strengthened when the Iigand is trans to chloride, which is π-donor, due to trans-cooperative interactions of the type: π-donor → Ru(II)→ π-acceptor. The sulfoxide is important for the stabilization of the π levels of the ruthenium ion. The weak coupling observed for the Ru and Fe metallic centers in the polynuclear species formed between the [RuCl2(S-dmso)2(pyrazine)2] complex and the [Fe(CN)5]3- ion is indicative of a decrease of the π-levels of Ru(II) with respect to those of the Fe(II) ions. Another interesting aspect in the series of [RuCl2(S-dmso)2L2] complexes is the occurrence of dissociative equilibria in the solution, due to the existence of three types of ligands. It was observed that the trans-N isomer of 2,6-dimethylpyrazine derivative undergoes thermal substitution, with preferential labilization of the N-heterocyclic ligand. Chloride ion is the most inert ligand in this complex.
 
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Data de Publicação
2012-07-23
 
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