Ativação e Reatividade de Pequenas Moléculas em Compostos de Coordenação

• Processo: 25/09383-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2029
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Roveda Júnior
• Beneficiário: Antonio Carlos Roveda Júnior
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: Benedito dos Santos Lima Neto ; Claudio Garino ; Cleber Renato Mendonça ; Daniel Rodrigues Cardoso ; Nicolai Lehnert
• Assunto(s): Aminas Óxido nítrico Química de coordenação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aminas | nitrosilo e nitrosilsulfito | Nitroxila | Oxido Nitrico | Pequenas Moléculas | tiol | química de coordenação

Resumo

Pequenas moléculas, como O2, CO, H2S, SO2 e NO, desempenham uma ampla gama de funções na Natureza. Elas são importantes como componentes de gases atmosféricos, na sinalização celular e também podem ser utilizadas como agentes terapêuticos em medicina. A coordenação dessas espécies a centros metálicos confere diferentes propriedades químicas a essas moléculas, e que são fortemente dependes do modo de coordenação. O modo de ligação das pequenas moléculas em compostos de coordenação de metais d de transição influencia criticamente a distribuição eletrônica, já que esses modos afetam diretamente as propriedades eletrônicas do complexo metálico. Dependendo do modo de coordenação, a cor, as propriedades magnéticas dos complexos e a reatividade das pequenas moléculas podem mudar completamente. O NO é uma molécula sinalizadora que controla a pressão arterial e está envolvida na transdução de sinais nervosos (no cérebro). O NO também é produzido por macrófagos para matar patógenos (bactérias etc.). A coordenação e ativação do NO por compostos de coordenação não são apenas essenciais na biologia, mas também altamente relevantes para a química de materiais, síntese e catálise, devido as suas potenciais aplicações em processos industriais, tecnologias sustentáveis e em remediação ambiental. Portanto, o principal objetivo desta proposta é estudar a ativação da molécula de NO. O objetivo central é a formação de ligações N-S, N-N, N-H e N-C por meio do ataque nucleofílico de hidreto e de nucleófilos de enxofre, nitrogênio e carbono em nitrosilos coordenados a metais de transição (M-NO). Este estudo tem relevância tanto para as funções biológicas do NO e espécies relacionadas, quanto para a reatividade geral de nitrosilos metálicos de metais de transição. Esta área é particularmente interessante para a nitrosação de compostos orgânicos e para o entendimento das espécies de nitrogênio formadas durante o ciclo molecular do nitrogênio. Utilizando uma família de ligantes N-heterocíclicos (L) trans-posicionados ao NO, buscamos entender a influência de L na reatividade e estabilidade dos complexos frente ao ataque nucleofílico de hidreto e de nucleófilos de S, N e C (XR, X = H, S, N ou C). No caso de formação de complexos M-N(O)XR estáveis, estes serão isolados para estudos adicionais de reatividade. No caso de adutos M-N(O)XR instáveis, sua reatividade será estudada por espectroscopias em baixas temperaturas (Uv-vis, IR, Raman, EPR). Aspectos inovadores desta pesquisa incluem abordagens experimentais e espectroscópicas em compostos inéditos, análise detalhada das características espectrais únicas exibidas pelas espécies M-N(O)XR em termos de suas estruturas geométricas e eletrônicas, e a correlação desses dados experimentais com cálculos de estrutura eletrônica para o desenvolvimento de coordenadas de reação validadas experimentalmente. Esses estudos definem os mecanismos de reação de cada classe de compostos em nível molecular, o que é importante tanto em um nível fundamental, para entender as interações metal-ligante que possibilitam diferentes mecanismos de ativação de moléculas pequenas, quanto em aplicações para o controle de processos fisiológicos e químicos no desenvolvimento de fármacos, dispositivos e catalisadores. (AU)