Síntese e caracterização de novos complexos de vanádio: estudo da utilização dos complexos no tratamento do Diabetes Mellitus

Abstract

As descobertas de que o vanádio é capaz de mimetizar a insulina e de que possui atividade antitumoral têm motivado o estudo de seus complexos com diferentes tipos de ligantes. A interação de espécies de vanádio com ligantes de baixa massa molecular, como os ácidos a-hidroxicarboxílicos tem motivado os estudos da química bioinorgânica deste elemento. Dentro desse contexto, este trabalho trata do estudo de compostos de coordenação obtidos pela reação de ácidos a-hidroxicarboxílicos ou do aspartame (ou de seus respectivos ânions) com vanádio na forma de óxido ou vanadato. Os ligantes apresentados nesta tese são o ácido glicólico, o ácido málico, o ácido mandélico, o ácido lático e o aspartame. Os complexos de vanádio sintetizados foram caracterizados através de técnicas de análises químicas (emissão atômica e análise elementar), espectroscopia vibracional na região do infravermelho, espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta-visível, susceptibilidade magnética, ressonância paramagnética eletrônica, ressonância magnética nuclear, análise térmica, difração de raios-X de pó e de monocristal e voltametria cíclica. Os cristais obtidos nas sínteses com ácido glicólico foram caracterizados por difração de raios-X de monocristal como tendo as composições K2[VO(C2H2O3)(C2H3O3)2]H2O e K2[{VO2(C2H2O3)}2]H2O. No caso dos complexos obtidos com ácido málico, ácido mandélico, ácido lático e aspartame, vários estudos foram necessários para confirmar as propostas de estrutura dos complexos. Os complexos têm as seguintes fórmulas de coordenação K2[(VIVO)(C4H4O5)2]2H2O (ácido málico), Na4[(VIVO)2(C8H6O3)4]2,5H2O (ácido mandélico), KNH4[(VIVO)(C3H4O3)2] (ácido lático) e Na[VO2(C13H15N2O5)2]2CH3OH (aspartame). Foi realizado o estudo in vitro da atividade insulino-mimética em músculo sóleo, mas os complexos sintetizados não apresentaram resultados expressivos.

Since the finding that vanadate ion has an insulin-like behavior and antitumor effects, several vanadium compounds have been studied with different species of ligands. The interaction of vanadium species with low molecular weight ligands, as a-hydroxycarboxilic acids, is relevant to the bioinorganic chemistry of this element. Then, inside this context, this work deals with the study of coordination compounds obtained by the reaction of a-hydroxycarboxylic acids or aspartame with vanadium in the form of oxide or vanadate. The ligands used in this work are glycolic, malic, mandelic and lactic acids and aspartame. The vanadium complexes were characterized by elemental analyses, FTIR, UV-Vis-NIR, EPR, 1H, 13C and 51V NMR, thermal analysis, magnetochemistry, powder X-ray diffraction, single-crystal Xray diffractometry and cyclic voltammetry. Crystals were obtained for the complexes with glycolic acid and characterized by single-crystals X-ray diffractometry as K2[VO(C2H2O3)(C2H3O3)2]H2O and K2[{VO2(C2H2O3)}2]H2O. In the case of the compounds obtained with malic acid, mandelic acid, lactic acid and aspartame, several studies were necessary to propose the structures for the complexes. The coordination formulas for the complexes are: K2[(VIVO)(C4H4O5)2] 2H2O (malic acid), Na4[(VIVO)2(C8H6O3)4]2,5H2O (mandelic acid), KNH4[(VIVO)(C3H4O3)2] (lactic acid) and Na[VO2(C13H15N2O5)2] 2CH3OH (aspartame). The results obtained of the studies concerning in vitro insulin-like activity of soleus muscle are also shown, but none of the complexes showed good results for this test. Biological analyses for evaluation of the potential cytotoxic effects of the complexes K2[VO(C2H2O3)(C2H3O3)2]H2O, K2[(VIVO)(C4H4O5)2]2H2O, KNH4[(VIVO)(C3H4O3)2], Na4[(VIVO)2(C8H6O3)4]2,5H2O and Na[VO2(C13H15N2O5)2]2CH3OH was performed using HeLa cells, a human cervix adenocarcinoma-derived cell line.