Os complexos de ruténio na investigação biomédica

Os complexos metálicos são compostos químicos com um grande número de aplicações. Pelas suas diferentes propriedades podem ser utilizados, por exemplo, como catalisadores de reações orgânicas que dão origem a moléculas bioativas e como fármacos de acordo com a sua própria bioatividade. Em particular, o ruténio é um metal muito versátil e capaz de formar complexos com utilidade na biomedicina em diferentes estados de oxidação, sob a forma de ruténio (II), ruténio (III) ou ruténio IV, referindo os mais comuns. Forma complexos com muitos ligandos orgânicos e inorgânicos entre os quais se destacam o cianeto, o dióxido de carbono, o cloro, a água, a piridina e os seus derivados (bipiridina e outras polipiridinas) e as fosfinas. Os ligandos que integram parte da estrutura são os que condicionam as características de cada molécula, o que faz com que se possam utilizar como fármacos anticancerígenos, se tiverem capacidade de interagir com o ADN; como fotossensibilizadores, se forem corados; como biossensores enzimáticos, se forem capazes de reagir com uma enzima de forma específica; ou como catalisadores de reações que permitem estudar os processos biológicos.

Como agentes anticancerígenos, os complexos de ruténio são uma alternativa aos mais famosos complexos de platina que há já várias décadas têm vindo a ser utilizados para o tratamento do cancro. As vantagens que os complexos de ruténio oferecem baseiam-se fundamentalmente na elevada seletividade que apresentam em algumas linhas de investigação celulares e uma baixa toxicidade. A toxicidade dos complexos de ruténio pode ser diminuída através da substituição dos ligandos da esfera de coordenação de forma a que não se perca a bioatividade, mas se consiga obter complexos menos tóxicos. Por outro lado, a semelhança estrutural do ruténio com o ferro permite que os complexos formados com este metal possam substituir os complexos de ferro metabolizados nas células cancerígenas.

Neste artigo serão descritas as características de alguns complexos de ruténio utilizados nos laboratórios biomédicos com fins investigativos, podendo ser encontrados nos catálogos da empresa Wako.

Cloreto de ruténio (III) n-hidratado

O cloreto de ruténio (III) serve de matéria-prima inicial à síntese de complexos com polipiridinas, fosfinas e outros ligandos que frequentemente formam complexos de coordenação com o ruténio. Os complexos formados a partir do cloreto de ruténio têm grande aplicação na biomedicina e, como já se afirmou anteriormente, encontram-se sob investigação para serem utilizados como fármacos fotossensibilizadores, por exemplo. Além disso, estes complexos também são utilizados como catalisadores em reações de hidrogenação assimétrica e reações de metátese, entre outras.

Dicloreto tris(trifenilfosfina) de ruténio (II)

Um exemplo de complexo de ruténio (II) obtido a partir de cloreto de ruténio (III) é o dicloreto tris-trifenilfosfina. Este complexo é muito versátil e pode ser utilizado como catalisador para obtenção de complexos de ruténio (II) com ligandos mistos por substituição dos ligandos clorídricos por pirimidinas, tioésteres, piridinas ou iminas, por exemplo. Os complexos com ligandos mistos destacam-se sobretudo pela sua capacidade anti-tumoral, por serem capazes de intercalar-se no ADN e pela sua atividade antimicrobiana.

Mesitileno dicloreto de ruténio (II) dímero

Entre as aplicações deste complexo encontra-se a utilização do reagente para obtenção de outros complexos de ruténio (II) que contenham piridinas ou fosfinas, por exemplo. Nesta molécula é possível realizar a substituição de um dos cloretos ligados ao ruténio por estes grupos ou a substituição dos dois cloretos por ligandos monodentados ou bidentados. Os complexos obtidos através deste procedimento, à semelhança do dímero de mesitileno dicloreto de ruténio (II) inicial e aos compostos análogos ao dicloreto mesitileno com anéis adicionais, podem ser utilizados como potenciais agentes anticancerígenos ou noutros ramos da biomedicina. O dímero de mesitileno dicloreto de ruténio também é utilizado como catalisador em reações de adição do tipo Diels-Alder e em reações de hidrogenação.

Complexo Ruténio-Porfirina

Os complexos de ruténio com ligandos como as bipiridinas e as porfirinas têm aplicação como fotossensibilizadores, em dispositivos como as células solares ou em terapia fotodinâmica. Este tipo de ligandos unidos ao ruténio permite que os complexos apresentem uma banda de absorção muito intensa na região do ultravioleta e outras propriedades que lhes permitem realizar a transferência de energia necessária para a fotossensibilização de outras moléculas. Entre outras aplicações que o complexo ruténio-porfirina tem, contam-se a sua utilização como catalisador de reações orgânicas, por exemplo a olefinação de aldeídos, e como agente oxidante para permitir que compostos pouco ativos como alquenos e alguns compostos aromáticos possam oxidar-se em condições suaves.

cis - Bis(2, 2' - bipiridil - 4, 4' - dicarboxilato) diisotiocianato de ruténio (II)

No caso do complexo de ruténio (II) com duas bipiridinas substituídas por carboxilato e dois grupos isotiocianato obtém-se um composto corado conhecido como corante N3. A sua principal aplicação é em células solares, no entanto também se têm investigado os seus possíveis usos em biomedicina: por exemplo como sensibilizador para ser utilizado em terapia fotodinâmica, ainda que não se tenha reportado um uso prático desta molécula.

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Dicloreto de {[2 - (Isopropoxi)- 5 - (N, N dimetilaminosulfonil) fenil] metileno} (triciclohexilfosfina) de ruténio (II)

Como já foi anteriormente afirmado, os complexos de ruténio são uma ferramenta muito eficaz com que os químicos orgânicos contam para realizar a síntese de novas moléculas. Neste caso o complexo formado, por junção do ruténio com a triciclohexil fosfina e um composto aromático bidentado, pode atuar como catalisador na obtenção de policíclicos e em reações de metáteses das olefinas em geral. Este é um dos catalisadores desenvolvidos pelo professor Zhan num centro de investigações de Shanghai e é conhecido como catalisador 1C de Zhan. A Wako também conta no seu catálogo com o catalisador 1B de Zhan, o dicloreto de 1, 3 - is(2, 4, 6-trimetilfenil) -4, 5 - dihidroimidazol - 2 - ilideno - [2 - (isopropoxi) -5 - N, N - dimetilaminossulfonilfenill] metilruténio (II), utilizado em reações de metáteses desde que foi descoberto. Estes complexos de ruténio caracterizam-se pela ampla atividade que têm face a diferentes substratos sensíveis à abertura e fecho dos anéis, determinando a rotura e a formação de duplas ligações, e o elevado grau de seletividade que se consegue obter com estes catalisadores. Trata-se de mais um exemplo da aplicação dos complexos de ruténio na síntese de compostos bioativos.

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