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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83593| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Proposta mecanística de redução de oxigênio e oxidação de água por complexos de cobre contendo bipiridinas modificadas |
| Título em inglês: | Mechanistic Proposal for Oxygen Reduction and Water Oxidation by Copper Complexes Containing Modified Bipyridines |
| Autor(es): | Reis, Monilson Pinheiro dos |
| Orientador: | Diógenes, Izaura Cirino Nogueira |
| Coorientador: | Carvalho, Idalina Maria Moreira de |
| Palavras-chave em português: | Oxidação de água;Geração de ERO;Complexos de cobre |
| Palavras-chave em inglês: | Water oxidation;ROS generation;Copper complexes |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Data do documento: | 2023 |
| Citação: | REIS, Monilson Pinheiro dos. Proposta mecanística de redução de oxigênio e oxidação de água por complexos de cobre contendo bipiridinas modificadas. 2025. 74 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
| Resumo: | As propriedades eletrônicas dos complexos de cobre têm despertado grande interesse na comunidade científica devido ao seu potencial bioquímico no desenvolvimento de fármacos para o tratamento do câncer. Além de seu potencial para tratamento de câncer esses complexos também mostram propriedades catalíticas que podem ser usadas para quebra da molécula de água formando espécies reativas de oxigênio (ERO). Estudos têm explorado a capacidade desses compostos em inibir o crescimento de células cancerígenas, induzir a apoptose e reduzir a angiogênese tumoral. Uma estratégia empregada nesse campo é a modificação estrutural dos complexos de cobre, com a incorporação de ligantes que contêm hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HPAs). Esses ligantes conferem características específicas aos complexos, permitindo que sejam projetados para direcionar alvos específicos nas células cancerígenas. Essa abordagem aumenta a seletividade e a eficácia dos complexos, tornando-os mais eficientes no combate ao câncer. Outra vertente importante é a capacidade dos complexos de cobre em gerar espécies radicalares, com destaque para o radical hidroxil (HO•). Esse por sua vez tem sido frequentemente associado, na literatura, à possibilidade de oxidação de água por parte dos complexos de cobre. Embora os mecanismos envolvidos nessa reação ainda não estejam completamente elucidados, despertam grande interesse tanto no campo bioquímico quanto no energético. Essas abordagens, que envolvem a modificação estrutural dos complexos de cobre e sua capacidade de geração de espécies radicalares, oferecem um potencial promissor para o desenvolvimento de novos fármacos anticancerígenos. Esses avanços contribuem significativamente para a busca por tratamentos mais eficazes e menos tóxicos para pacientes com câncer. Neste contexto, o presente trabalho visa apresentar o processo de síntese e caracterização de dois novos complexos de cobre(II), inéditos, com o uso de ligantes contendo em sua estrutura os substituintes naftaleno e antraceno, HPA’s ligados a uma bipiridina por meio de um grupamento imina e denominados [Cu(mbpy-naph)2]2+, no qual mbpy-naph é o ligante (1-(4'-metil-[2,2'-bipiridin]-4-il)-N-(naftalen-2-il)metanimina) e [Cu(mbpy-anth)2]2+ no qual mbpy-anth é o ligante (N-(antracen-2-il)-1-(4'-metil-[2,2'-bipiridin]-4-il)metanimina). Foi identificado que os compostos sintetizados podem sofrer redução espontânea na presença de traços de água, resultando na formação de radical hidroxil como um dos produtos da reação. Além disso, foi observada a capacidade desses compostos em gerar radical superóxido e peróxido de hidrogênio, indicando sua habilidade tanto na oxidação da água quanto na redução do oxigênio molecular presente na solução. Com base nos resultados obtidos, um mecanismo foi proposto para explicar as duas rotas oxidativas mencionadas anteriormente. |
| Abstract: | The electronic properties of copper complexes have sparked great interest in the scientific community due to their biochemical potential in the development of cancer treatment drugs. In addition to their potential in cancer treatment, it also shows catalytic properties that could be used to promote water splitting with production of reactive oxygen species (ROS). Studies have explored the ability of these compounds to inhibit the growth of cancer cells, induce apoptosis, and reduce tumor angiogenesis. One strategy employed in this field is the structural modification of copper complexes, with the incorporation of ligands containing polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH’s). These ligands confer specific characteristics to the complexes, allowing them to be designed to target specific cancer cells. This approach increases the selectivity and efficacy of the complexes, making them more effective in cancer treatment. Another important aspect is the ability of copper complexes to generate radical species, with a focus on the hydroxyl radical (HO•). This, in turn, has been frequently associated in the literature with the possibility of water oxidation by copper complexes. Although the mechanisms involved in this reaction are not yet fully elucidated, they arouse great interest in both the biochemical and energy fields. These approaches, which involve the structural modification of copper complexes and their ability to generate radical species, offer promising potential for the development of new anticancer drugs. These advancements significantly contribute to the search for more effective and less toxic treatments for cancer patients. In this context, the present work aims to present the synthesis and characterization of two novel copper(II) complexes, using ligands containing the naphthalene and anthracene fragments, PAH’s linked to a bipyridine through an imine group, and denoted as [Cu(mbpy-naph)2]2+ where mbpy-naph is the ligand (1-(4'-methyl-[2,2'-bipyridin]-4-yl)-N-(naphthalen-2-yl)methanimine) and [Cu(mbpy-anth)2]2+, where mbpy-anth is the ligand (N-(anthracen-2-yl)-1-(4'-methyl-[2,2'-bipyridin]-4-yl)methanimine). It was identified that the synthesized compounds can undergo spontaneous reduction in the presence of traces of water, resulting in the formation of the hydroxyl radical as one of the reaction products. Additionally, the ability of these compounds to generate superoxide radical and hydrogen peroxide was observed, indicating their capability in both water oxidation and reduction of molecular oxygen in the solution. Based on the obtained results, a mechanism was proposed to explain the two redox pathways. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83593 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0000-0001-6809-251X |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/7936975191178195 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-2765-4982 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/5519498977042235 |
| ORCID do Coorientador: | https://orcid.org/0000-0001-7005-1792 |
| Currículo Lattes do Coorientador: | http://lattes.cnpq.br/5799660255430896 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DQOI - Dissertações defendidas na UFC |
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