Tracking the role oftrans-ligands in ruthenium-NO bond lability: computational insight

Autor(es)

Orenha, Renato Pereira ^[1] ; Guerra Silva, Graziele Cappato ^[1] ; de Lima Batista, Ana Paula ^[2] ; Sampaio de Oliveira Filho, Antonio Gustavo ^[2] ; Morgon, Nelson Henrique ^[3] ; da Silva, Vanessa Borges ^[1] ; Pereira Furtado, Saulo Samuel ^[1] ; Caramori, Giovanni Finoto ^[4] ; Piotrowski, Mauricio Jeomar ^[5] ; Tame Parreira, Renato Luis ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Franca, Nucleo Pesquisas Ciencias Exatas & Tecnol, Franca, SP - Brazil

^[2] Univ Sao Paulo, Fac Filosofia Ciencias & Letras Ribeirao Preto, Dept Quim, Ribeirao Preto - Brazil

^[3] Univ Estadual Campinas, Inst Quim, CP 6154, BR-13083970 Campinas, SP - Brazil

^[4] Univ Fed Santa Catarina, Dept Quim, Campus Univ Trindade, CP 476, BR-88040900 Florianopolis, SC - Brazil

^[5] Univ Fed Pelotas, Dept Phys, POB 354, Pelotas, RS - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: NEW JOURNAL OF CHEMISTRY; v. 44, n. 27, p. 11448-11456, JUL 21 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Nitric oxide (NO) is an important endogenously produced molecule. Ruthenium-NO tetraamine complexes appear as model structures to investigate the control of nitric oxide bioavailability. NO release typically occurs through thetrans-{[}Ru-II(NH3)(4)L-trans(NO+)](3+/2+)+ e(-)-> trans-{[}Ru-II(NH3)(4)L-trans(NO0)](2+/+)reduction reaction, followed by thetrans-{[}Ru-II(NH3)(4)L-trans(NO0)](2+/+)+ H2O -> trans-{[}Ru-II(NH3)(4)L-trans(H2O)](2+/+)+ NO(0)hydrolysis reaction. The choice of the NOtransligand, L-trans, is fundamental to control the Ru-NO bond stability. Here, the nature and charge influences of L(trans)were evaluated considering the following ligands L-trans= sigma-donors (NH(3)and H-), pi-donors (H2O and NH2-), and pi-donors and pi-acceptors (CO and CN-) through the ZORA-BP86/TZ2P computational model. Energy Decomposition Analysis in conjunction with the Natural Orbitals for Chemical Valence methodology (EDA-NOCV) showed that molecules with L-trans= H2O and NH(2)(-)promoted larger Ru-NO stabilization than complexes with L-trans= NH(3)and H-, respectively, mainly due to the interaction orbital energy (Delta E-oi). The opposite trend was observed in compounds with L-trans= CO and CN(-)compared to structures with L-trans= H2O and NH2-. The study of the charge distribution, performed using the Voronoi Deformation Density (VDD) method, and the topological analysis of the electron density, realized using the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM), on the investigated complexes indicated that L(trans)with negative charge promoted, in general, predominantly a decrease of the electron flux in the L-trans(sigma) -> Ru(d(sigma){*}) <- NO(sigma) process. (AU)

• Processo FAPESP: 11/07623-8 - Utilização de métodos mecânicos-quânticos para estudo das ligações e interações químicas em sistemas auto-organizados com aplicação em catálise, química medicinal, eletrocromismo, armazenamento e conversão de energia
• Beneficiário: Renato Luis Tame Parreira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 17/24856-2 - O Mecanismo da Reação de Substituição do Ligante Nitrosil por Aqua em Compostos de Coordenação de Rutênio
• Beneficiário: Renato Pereira Orenha
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/00543-0 - Como modular a ligação química Rutênio-NO a partir de ligantes de diferente natureza?
• Beneficiário: Graziele Cappato Guerra Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 15/11714-0 - Reatividade, transformação, fixação e espectroscopia de sistemas envolvendo CO2
• Beneficiário: Antonio Gustavo Sampaio de Oliveira Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais
• Beneficiário: Munir Salomao Skaf
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 17/18238-4 - Reações de ativação catalítica C-H: estudo computacional visando eficiência atômica na fixação de CO2
• Beneficiário: Ana Paula de Lima Batista
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado