O Mecanismo da Reação de Substituição do Ligante Nitrosil por Aqua em Compostos de Coordenação de Rutênio

Resumo

A molécula de óxido nítrico (NO) apresenta um papel relevante em diversos processos fisiológicos e fisiopatológicos. Compostos de coordenação de rutênio (Ru) contendo ligantes amin (NH3) são utilizados como sistemas modelo para regular a concentração de NO em meio biológico. Uma das principais rotas para promover a liberação de NO envolve a reação de substituição: [Ru(NH3)3(L1)(L2)(NO)]2+ + H2O -- [Ru(NH3)3(L1)(L2)(H2O)]2+ + NO. Apesar de sua essencial importância, o mecanismo termodinâmico e cinético deste processo é ainda um tópico que não foi completamente compreendido. Logo, este projeto busca investigar esta reação de substituição com L1 e L2 = NH3, H2O e CO de modo a também avaliarmos a influência da natureza e posição relativa dos ligantes. Desta forma, as geometrias serão otimizadas com o modelo computacional BP86/def2-TZVP com ECP28MDF para o átomo de Ru. O polarization continuum model (PCM) será utilizado para mimetizar a solvatação da água (H2O) em torno dos complexos metálicos. Além disso, moléculas de H2O serão colocadas próximas à ligação Ru-NO para definir a reação química que é termodinamicamente factível. Assim, o transition state (TS) será obtido com o objetivo de utilizarmos o método intrinsic reaction coordinate (IRC) para calcular o perfil energético ao longo das coordenadas da reação química em investigação. A partir destes resultados será utilizado o activation strain model (ASM) que permitirá a analise de decomposição energética desta reação química. Complementarmente, a análise topológica dos reagentes, estado de transição e produtos será realizada a partir do método quantum theory of atoms in molecules (QTAIM). Portanto, estes resultados determinarão o mecanismo cinético desta reação química. Todos os cálculos serão realizados a partir dos programas computacionais Orca 4.0.1, Amsterdam Density Functional (ADF) e AIMAll Professional (Version 17.11.14).