Elucidação estrutural, espectroscópica e perfil farmacológico de novos complexos de ditiocarbamatos derivados de organoestânicos, de outros metais representativos e de alguns cátions de metais de transição

• Main Author: Isabella Pires Ferreira
• Other Authors: Geraldo Magela de Lima
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2013
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9BTSN7

=== In this thesis three new sodium dithiocarbamates (DTC´s) were prepared and characterized: sodium (2,2-dimetoxiethyl)-N-methyldithiocarbamate, Na[S2C6H12NO2] (i), sodium (1,3-dioxolane-2-methyl)-N-methyldithiocarbamate, Na[S2C6H10NO2] (ii) and the sodium 2-(hidroximethyl)piperidina -1-dithiocarbamate, Na[S2C7H12NO] (iii). They were used as metal coordinating ligands to prepare complexes with representative and transition metal cations. Among the representative metal complexes stands out those which were obtained using organotin halides: [SnMe2{S2C6H12NO2}2] (1) [SnMe2{S2C6H12NO2}2] (1), [Sn(n-Bu2){S2C6H12NO2}2] (2), [SnPh2{S2C6H12NO2}2] (3), [SnMe2{S2C6H10NO2}2] (4), [Sn(n-Bu)2{S2C6H10NO2}2] (5), [SnPh2{S2C6H10NO2}2] (6), [SnPh3{S2C6H12NO2}] (7), [SnCy3{S2C6H12NO2}] (8), [SnMe3{S2C6H10NO2}] (9), [SnPh3{S2C6H10NO2}] (10) and [SnCy3{S2C6H10NO2}] (11). In addition the cations In(III), Ga(III) and Bi(III) were used to obtain the complexes: [In{S2C6H12NO2}3] (12), [Ga{S2C6H12NO2}3] (13), [Bi{S2C6H12NO2}3] (14), [In{S2C6H10NO2)}3] (15), [Ga{S2C6H10NO2)}3] (16), [Bi{S2C6H10NO2}3] (17), [In{S2C7H12NO2}3] (18), [Ga{S2C7H12NO2}3] (19) and [Bi{S2C7H12NO2}3] (20). New Fe(III) and Co(III) containing complexes were as well prepared: [M{S2C6H12NO2}3] (21), (23) and [M{S2C6H10NO2}3] (22), (24). The cations Ni(II), Pd(II), Pt(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Hg(II) were furthermore employed in the synthesis of the following complexes: [M{S2C6H12NO2)}2] (25) - (27), (32) and (35) - (37) and [M{S2C6H12NO2)}2] (28) - (30), (33) and (38) - (40), [Ni{S2CN[(CH2)3NCHPhOCH2Ph[CH2CH2OH]]}2] (31), [Cu{S2CN[(CH2)3NCHPhOCH2Ph[CH2CH2OH]]}2] (34) and [Zn{S2C7H12NO2}2] (41). These compounds were characterized by techniques such as melting point, carbon, hydrogen and nitrogen analysis, infrared spectroscopy, 1H, 13C and 119Sn nuclear magnetic resonance, 119Sn-Mössbauer spectroscopy, electron paramagnetic resonance and electronic spectroscopy. The structure of the sodium salts, (i) and (iii), and of the complexes (1)-(6), (7), (10), (11), (12), (14), (15), (17), (25)-(27), (32), (33), (35) and (36) were authenticated by X-ray crystallography. The in vitro antimicrobial activity of the sodium salts (i) - (iii), as well as those of their metal complexes were evaluated against five species of filamentous fungi: Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus parasiticus, Penicillium citrinum, and Curvularia senegalensis, and eight species of bacteria: Gram positive, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Bacillus cereu and Streptococcus sanguinis and Gram negative bacteria, Escherichia coli, Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium and Pseudomonas aeruginosa. The biological activity of the complexes was represented in terms of the IC90 and IC50 inhibitory concentrations. The complexes derived from triorganotin(IV) were the most active ones against the fungal species which were tested, in comparison with the other complexes prepared and screened in this work. Regarding the biological activities of bacterial strains in the presence of complexes, those derived of diorganotin with R = Me and the complexes of In(III) and Bi(III) were the ones with the best biological activities compared to other metal DTC complexes. The XTT cell viability assay was performed with the triorganotin dithiocarbamates (7) - (11), and with the Cu(II) complexes (32) - (34), indicating a fungistatic activity of them in the presence of A. flavus. The sodium dithiocarbamates salts did not show any significant biological activity against the tested microorganisms. Thus, coordination of the dithiocarbamate ligands to metal centers significantly increases their biological activities. The Chlorella vulgaris alga was quite sensitive to the presence of triorganotin(IV) dithiocarbamate complexes, indicating an ecotoxicity of these complexes. Finally in order to have a better understanding of the structure-activity relationship a theoretical calculations (SAR) of organotin(IV) compounds (1) - (11) were performed to obtain structural and stereo-electronic parameters related to possible mechanisms of action of the complexes (1) - (11) such as transport across cell membranes and possible interactions with biological macromolecules, such as enzymes. === Neste trabalho foram preparados e caracterizados três novos sais de sódio de ditiocarbamatos (DTC´s), (2,2-dimetoxietil)-N-metilditiocarbamato de sódio, a[S2C6H12NO2] (i), (1,3-dioxolano-2-metil)-N-metilditiocarbamato de sódio, Na[S2C6H10NO2] (ii) e o 0 -1-ditiocarbamato de sódio, Na[S2C7H12NO] (iii). Estes ligantes foram utilizados na preparação de complexos de metais representativos e de transição. Dentre os complexos de metais representativos destacam-se aqueles derivados de haletos organoestânicos: [SnMe2{S2C6H12NO2}2] (1) [SnMe2{S2C6H12NO2}2] (1), [Sn(n-Bu2){S2C6H12NO2}2] (2), [SnPh2{S2C6H12NO2}2] (3), [SnMe2{S2C6H10NO2}2] (4), [Sn(n-Bu)2{S2C6H10NO2}2] (5), [SnPh2{S2C6H10NO2}2] (6), [SnPh3{S2C6H12NO2}] (7), [SnCy3{S2C6H12NO2}] (8), [SnMe3{S2C6H10NO2}] (9), [SnPh3{S2C6H10NO2}] (10) e [SnCy3{S2C6H10NO2}] (11). Obtiveram-se ainda complexos com os cátions In(III), Ga(III) e Bi(III): [In{S2C6H12NO2}3] (12), [Ga{S2C6H12NO2}3] (13), [Bi{S2C6H12NO2}3] (14), In{S2C6H10NO2)}3] (15), [Ga{S2C6H10NO2)}3] (16), [Bi{S2C6H10NO2}3] (17), [In{S2C7H12NO2}3] (18), [Ga{S2C7H12NO2}3] (19) e Bi{S2C7H12NO2}3] (20). Novos complexos DTC de alguns cátions de metais de transição como o Fe(III) e o Co(III): [M{S2C6H12NO2}3] (21) e (23) e [M{S2C6H10NO2}3] (22) e (24), e os cátions Ni(II), Pd(II), Pt(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II) e Hg(II) foram também preparados: [M{S2C6H12NO2)}2] (25) - (27), (32) e (35) - (37) e [M{S2C6H12NO2)}2] (28) - (30), (33) e (38) - (40), [Ni{S2CN[(CH2)3NCHPhOCH2Ph[CH2CH2OH]]}2] (31), [Cu{S2CN[(CH2)3NCHPhOCH2Ph[CH2CH2OH]]}2] (34) e [Zn{S2C7H12NO2}2] (41). Esses compostos foram caracterizados por técnicas físico-químicas de análises tais como: ponto de fusão, análise dos elementos carbono, hidrogênio e nitrogênio, cristalografia de raios-X, espectroscopia na região do infravermelho, ressonância magnética nuclear de 1H, 13C, 119Sn, espectroscopia Mössbauer, ressonância paramagnética eletrônica e espectroscopia eletrônica. Dentre complexos (1) - (41), 22 tiveram suas estruturas determinadas por difração de raios-X (1)-(6), (7), (10), (11), (12), (14), (15), (17), (25)-(27), (32), (33), (35) e (36), bem como os sais de sódio (i) e (iii). A atividade antimicrobiana in vitro dos sais de sódio dos ligantes e de seus complexos metálicos foi avaliada frente a cinco espécies de fungos filamentosos: Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus parasiticus, Penicillium citrinum, e Curvularia senegalensis, e oito espécies de bactérias: Gram positivas, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Bacillus cereu e Streptococcus sanguinis, e Gram negativas, Escherichia coli, Citrobacter freundii, Salmonela typhimurium, e Pseudomonas aeruginosa. A atividade biológica dos complexos foi representada em termos dos valores das concentrações inibitórias IC90 e IC50. Os complexos derivados dos triorganoestânicos foram os mais ativos frente às espécies fúngicas testadas, em comparação com os demais complexos preparados cujas atividades fungicidas in vitro foram investigadas neste trabalho. Em relação às atividades biológicas na presença de cepas bacterianas os complexos de derivados de diorganoestânicos com R=Me e os complexos de In(III) e de Bi(III) foram os que apresentaram as melhores atividades biológicas em relação aos demais complexos metálicos de DTC que tiveram a sua atividade antibacteriana testada. O ensaio de viabilidade celular, XTT, foi realizado para os ditiocarbamatos triorganoestânicos (7)-(11), e de Cu(II) (32)-(34), evidenciando uma atividade fungistática dos mesmos contra o A. flavus. Os sais de sódio do ditiocarbamatos não apresentaram atividades biológicas significativas frente aos microorganismos testados. Assim a coordenação dos ligantes ditiocarbamatos aos centros metálicos aumenta significativamente a atividade biológica dos ditiocarbamatos. A alga Chlorella vulgaris foi bastante sensível à presença dos complexos ditiocarbamatos triorganoestânicos indicando uma certa ecotoxicidade desses complexos. Calculos teóricos a respeito da relação estrutura-atividade (SAR) dos compostos organoestânicos (1)-(11) foram realizados para obtenção de parâmetros estruturais e estéreo-eletrônicos relacionados com os possíveis mecanismos de ação dos complexos (1)-(11) como o transporte através das membranas celulares e possíveis interações com macromoléculas biológicas, como por exemplo, as enzimas.