Bioinorganic Chemistry and Applications, 2007; 2007: (más artículos en esta revista)

Espectroscópicos, térmicos y estudios biológicos sobre algunos trivalente el rodio y el rutenio NS quelante Thiosemicarbazone complejos

Hindawi Publishing Corporation
Vinod K. Sharma, Shipra Srivastava, Srivastava Ankita

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Resumen

El sintético, espectroscópicos, y estudios biológicos de dieciséis anillo-4-sustituido phenylthiosemicarbazones y 4-nitrophenyl-thiosemicarbazones de anisaldehyde, 4-chlorobenzaldehyde, 4-fluorobenzaldehyde, con la vainillina y el rutenio (III) y el rodio (III), cloruros se informó aquí. Sus estructuras se determinaron sobre la base elemental de los análisis, los datos espectroscópicos (IR, electrónica, 1 H y 13 C RMN), junto con las mediciones de susceptibilidad magnetica, la conductividad molar y análisis termogravimétrico. Conductancia eléctrica reveló una medición de 1: 3 condensadores electrolíticos de la naturaleza de los complejos. Los productos resultantes son de color monomérico en la naturaleza. Sobre la base de los estudios mencionados, tres ligandos se sugirió que se coordinen para cada metal thione átomo de azufre y nitrógeno a azomethine forma de bajo spin octahédrica complejos con rutenio (III), mientras que diamagnética que forman complejos con el rodio (III). Ambos ligandos y sus complejos han sido seleccionadas por sus actividades bactericida y los resultados indican que exhiben una actividad importante.

1. INTRODUCCIÓN

La síntesis y estructurales de las investigaciones thiosemicarbazones y sus complejos metálicos son de gran centro de atención debido a sus potencialmente beneficiosas propiedades farmacológicas y una amplia variación en sus modos de vinculación y estereoquímica [1 - 3]. Coordinación química de una mezcla de duro-blando NS ligandos de donantes es un campo de interés actual. El factor más importante en este objetivo es, probablemente, el diseño de ligandos con un eje estructural. Thiosemicarbazones que son los más ampliamente estudiados son el azufre y el nitrógeno que consiste ligandos [4, 5]. Por otra parte, thiosemicarbazones han surgido como un importante ligandos que contienen azufre en las últimas dos décadas [6 - 9]. El verdadero impulso hacia la química de coordinación es la amplia gama de propiedades biológicas en función de los padres aldehído o cetona incluidos antitumoral [10, 11], antibacteriana, antifúngica y [12, 13] propiedades, así como sus efectos físico-químicas [14, 15]. Además de esto, han sido seleccionadas por sus propiedades medicinales, ya que algunos poseen efecto citotóxico. También estabilizar los estados de oxidación poco común, generar un diferente número de coordinación en los complejos de metales de transición con el fin de participar en las diversas reacciones redox [16, 17]. Es bien sabido que varios iones metálicos mejorar y modificar las actividades biológicas de thiosemicarbazones, los nuevos metales a esa lista son el rutenio [18] y el rodio [19]. Mucha atención ha sido hacia la química de rutenio [20, 21] y el rodio [22] coordinación en diferentes ámbitos. Debido a diferentes estados de oxidación del rutenio y rodio su reactividad depende de la estabilidad de los estados de oxidación. En vista de ello el rutenio (III), thiosemicarbazones con nitrógeno y azufre como los átomos de donantes han resultado ser muy eficiente en catalizadores de la oxidación de alcoholes y alquenos [23]. Con el creciente interés de thiosemicarbazones de rutenio y rodio iones metálicos, aquí tenemos el informe de síntesis, caracterización, y actividades biológicas de la rutenio (III) y el rodio (III) thiosemicarbazones obtenidos por condensación de los anillos-4-sustituido phenylthiosemicarbazide y 4 -- nitrophenylthiosemicarbazide con anisaldehyde, 4-chlorobenzaldehyde, 4-fluorobenzaldehyde, y la vainillina. Actividades biológicas de los complejos de ligandos y también se han llevado a cabo contra la bacteria Bacillus subtilis y Pseudomonos aeruginosa in vitro. Los ligandos utilizados en el estudio son del tipo representado en la Figura 1.

2. EXPERIMENTAL
2,1. Materiales

RuCl 3 3H 2 O y RhCl 3 3H 2 O y otros productos químicos se compraron de Merck y Loba Chemie, Bombay, India, y se utilizaron sin purificación.

La actividad antibacteriana de los ligandos y sus complejos fueron probados mediante el uso de papel disco método de difusión [24] contra el Bacillus subtilis y Pseudomonas aeruginosa. Medio agar nutriente fue preparado por el uso de peptona, extracto de carne de vacuno, NaCl , Agar-agar, agua destilada, y 5 mm de diámetro los discos de papel (Whatman N º 1) se utilizaron. La prueba organismos fueron disueltos en etanol a una concentración de 1000 y 500 ppm y empapado en discos de papel de filtro de 5 mm de diámetro y 1 mm de espesor. Estos discos de papel se mantuvieron en un placas de Petri (bien esterilizados) sin semillas previamente con los organismos de prueba. Las placas fueron incubadas por 24-30 horas a 28 ± 2 ° C. La zona de inhibición se calculó cuidadosamente en mm. Estreptomicina se utilizó como estándar. La composición de prueba de medios de comunicación es el factor, que a menudo ejerce el mayor efecto sobre la actividad de drogas. Esto es particularmente cierto en el caso de thiosemicarbazones.

2,2. Síntesis de los ligandos

4-phenylthiosemicarbazide y 4-nitrophenylthiosemicar-bazide fueron elaborados a partir de la adecuada utilización de aminas por un método estándar [25]. El thiosemicarbazone ligandos (Figura 1] han sido preparados por equimolar cantidades de 0,02 mol de cada anisaldehyde (2,72 g), 4-chlorobenzaldehyde (2,80 g), 4-fluorobenzaldehyde (2,48 g) y vainillina (3,04 g) en 10 ml de etanol con un solución etanólica (25 ml) de 4-fenil thiosemicarbazide (3,34 g, 0,02 mol) / 4-nitrophenyl-thiosemicarbazide (4,24 g, 0,02 mol). Las mezclas de reacción fueron reflujo en un baño de agua durante 1 hora. Algunas gotas de ácido acético se añadieron durante el reflujo. Como parece precipitado, la mezcla de reacción se permitió a lo largo de más de reflujo con agitación por 2 horas. El residuo formado se separó a cabo, fuera filtrada, lavada varias veces con agua, recristalizado a partir de etanol y, por último, vacuo secos en más de cloruro de calcio fundido. El proyecto de estructuras químicas de la thiosemicarbazone ligandos se sabe que están en buen acuerdo con los coeficientes llegó a la conclusión de los datos analíticos (véase el cuadro 1].

2,3. Síntesis de los complejos

[M (L) 3] Cl 3 (M = Ru (III), Rh (III); L = HAPT, HCBPT, HFBPT y HVPT)

Hidratado RuCl 3 (0,261 g, 0,001 mol) y RhCl 3 (0,263 g, 0,001 mol) en etanol (10 mL) se calienta, y luego de metal tricloruro solución fue suspendido en 0,003 mol de cada ligando a saber. HAPT (2,56 g), HCBPT (2,60 g), HFBPT (2,45 g), y HVPT (2,70 g) en etanol (20 ml). La reacción de las mezclas se reflujo de 9-12 horas. Los precipitados formados se enfrían, filtrada fuera, y lavarse con agua caliente, caliente el etanol, y finalmente con éter dietílico, y se seca en vacuo más de cloruro de calcio fundido. Los rendimientos fueron del 60-70%.

[M (L) 3] Cl 3 (M = Ru (III), Rh (III); L = HANPT, HCBNPT, HFBNPT y HVNPT)

Hidratado RuCl 3 (0,261 g, 0,001 mol) y RhCl 3 (0,263 g, 0,001 mol) en etanol (10 mL) se suspendieron en 20 mL de solución etanólica de los ligandos a saber. HANPT (2,97 g), HCBNPT (3,00 g), HFBNPT (2,86 g), y HVNPT (3,11 g). Las mezclas de reacción se calienta durante unos minutos, un equivalente de una solución etanólica de la NaOH se añadió la reacción y las mezclas fueron reflujo de 9-10 horas. El compuesto, que se precipitó, fue filtrada fuera, lavarse con agua, frío etanol y éter dietílico, y se seca en vacuo más de cloruro de calcio fundido. Los rendimientos fueron 60-76%.

2,4. Análisis

Microanalyses se realizaron en Elementar Vario III Carlo Erba 1108 en Central Instituto de Investigaciones de Drogas, Lucknow, India. Espectros IR de los ligandos y sus complejos se han registrado en KBR "pellets" en 8201 Shimadzu espectrofotómetro FTIR en 4000-200 cm -1. Electrónica espectros de los complejos se registraron en CHCl 3 con un Perkin Elmer Lambda 15 UV / Vis espectrofotómetro 1. H y 13 C RMN se obtuvieron con un Bruker DRX 300 a espectrómetro CDCl 3 utilizando TMS como estándar. El azufre se estimó gravimétricamente como BaSO 4 . El porcentaje de nitrógeno fue calculado por el método Kjeldahl. Mediciones de susceptibilidad magnética en forma de polvo de los complejos se registraron con una GOUY del equilibrio mediante el uso de mercurio tetrathiocyanato cobaltate (II) como de calibración a 25 ° C. Molar conductancia se llevó a cabo en 10 -3 M solución de DMF. Termogravimétrico análisis se obtuvieron a 10 ° C min -1 en los 25-750 ° C utilizando un Shimadzu TGA-50 H Analyzer. Un método estándar se utilizó para determinar los iones metálicos y cloruros volumétrico y gravimetría [26].

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los complejos fueron sintetizados por reacción de ligandos con iones metálicos a 3: 1 molar ratio en medio etanólico. Thiosemicarbazones se espera que se comporte como un bidentate con azufre y nitrógeno como donantes átomos o sitios de coordinación (ver Figura 2]. En el presente existen thiosemicarbazone ligandos como el thione forma, ya que ha-NH-C = S thioamide grupo, aunque, en muchos casos, tiol forma o equilibrio mezcla de ambas formas se ha observado en thiosemicarbazones. Todos los rutenio (III) está d 5 (bajo espín), S = 1 / 2 se comportan como paramagnéticos y el rodio (III) está d 6 (bajo espín), S = 0 actuar como diamagnética. Los datos analíticos, susceptibilidad magnética, análisis espectrales y así de acuerdo con la propuesta de composición de los complejos formados. Todos los complejos han demostrado buena solubilidad en todos los disolventes orgánicos comunes, pero se encontraron insolubles en éter, el agua, acetona y benceno. Todos los complejos están en polvo amorfo, estable a temperatura ambiente y no muestran ninguna descomposición en pie durante varios meses. La conductancia molar de los complejos en DMF se encuentra en el rango 280-315 Ω -1 cm 2 mol -1 electrolítico con indicación de su comportamiento y confirma la naturaleza iónica del ión cloruro. Así, los complejos se puede formular como [M (L) 3] Cl 3 (donde M = Ru (III) , Rh (III) L = HAPT, HANPT, HCBPT, HCBNPT, HFBPT, HFBNPT, HVPT, y HVNPT).

La presencia de iones cloruro en materia exterior fue probado tanto cualitativa como cuantitativamente y se encontró muy positiva.

4. INFRARROJOS espectros

La tentativa de absorción del infrarrojo frecuencias de los ligandos y sus complejos metálicos, junto con sus tareas se enumeran en el cuadro 2. Los ligandos pueden actuar ya sea en ceto enólica o en la forma, dependiendo de las condiciones (por ejemplo, el pH del medio, estado de oxidación de los iones metálicos). Todas las propiedades fisicoquímicas de los complejos de apoyo bidentate quelación de los ligandos de la azomethine de nitrógeno y de azufre thione. Este hecho fue apoyada asimismo por las bandas incluidas azomethine nitrógeno ν (C = N) en 1610-1594 cm -1 a ligandos y la reducción de esta banda en los complejos resultados en la quelación de nitrógeno a iones metálicos [27, 28]. A mediano banda a 1030-1020 cm -1 que se ha asignado a la ν (N-N) en ligandos se desplaza a la mayor frecuencia en los espectros de todos los complejos. Este tipo de cambio en hydrazinic nitrógeno se describe la presencia de electrones de retirar substituyentes [29]. Sin embargo, en los complejos de metales de banda superior a turnos número de onda y se divide, que es probablemente el resultado del aumento en la multiplicidad de la C-N fianza. Una fuerte banda a 872-827 cm -1 en ligandos se debe principalmente a la ν (C = S) las vibraciones que se extiende desplazado a la baja de frecuencia y se produjo a 860-820 cm -1 en metal que indica la coordinación de azufre a thione metal átomo [30]. Esto también se describe un considerable cambio en el orden de bonos y un metal contenido en azufre de bonos. A medida que la ν (S-H) sigue siendo la banda también ausente, esto confirma thione la forma de ligando. En ligandos, así como en los complejos, el pico de ν (N-H) se ha observado en 2842-2830 cm -1, que se describe no prominente, por lo tanto, cambio, deprotonation de ligandos no se observó. Sharp y fuertes bandas en continuo estudio de los espectros se observa como los picos prominentes como ν (M-N) [31], ν (M-S) [32] y en 560-520 a 460-400 cm -1, respectivamente.

5. ELECTRÓNICA espectros

Todos los complejos formados se han encontrado a estar en estado de oxidación +3. Rutenio (III) actuar como un paramagnético y el rodio (III) son diamagnética. Electrónico de datos espectrales se dan en la Tabla 3. El terreno estado de rutenio (III) es de 2 g T 2 y la primera emocionados Doublet los niveles con el fin de aumentar la energía son 2 A 2g y 2 T 1g que se sabe que surgen de t 2 g 4 e 1 g de configuración [33]. El rutenio (III) mostrar espectros electrónicos con la transición a 13.500-14.000 cm -1, 17240-18300 cm -1, y 23.280-23.800 cm -1 que se atribuyan a 2 T 2g4 T 1g, 2 T 2g4 T 2g, y 2 T 2g2 A 2g, 2 T 1g en orden creciente de energía. El B, C, y 10 DQ parámetros fueron calculados usando las siguientes ecuaciones [34]: 2 T 2g (t 5) = 0, 4 T 1g (t 4 e) = 10 DQ - 5B - 4C, 4 T 2g (t 4 e) = 10 + DQ 3B - 4C, 2 A, 2g, 2 T 1g (t 4 e) = 10 DQ - 2B - C.

Los valores de estos parámetros ligando campo son comparables a los descritos para otros complejos de rutenio trivalente participación de nitrógeno, azufre moléculas de donantes [35]. Los valores son aprox. 70-90% de los valores de iones libres. La considerable disminución de la repulsión Racah interelectronic parámetro, B, sugiere la presencia de una fuerte unión covalente entre el donante y los iones metálicos. El efecto general será un aumento en el valor observado DQ; DQ valores altos se asocian generalmente con la deslocalización considerable de electrones [36]. Rodio (III) de los complejos de exhibición electrónico espectros con las transiciones a -1 cm 17260-17650, 20210-20960 cm -1, y 27170-28590 cm -1. Estas bandas se asemejan a los de las transiciones informó hexacoordinated para otros complejos de rodio [37]. El suelo del Estado para el rodio (III) ion es 1 A 1g en octahédrica campo, aunque en muchos casos, sólo 1 A 1g1 T 1g spin permitido campo ligando las transiciones que deben observarse. Estas transiciones se corresponden con el 1 A 1g3 T 1g, 1 A 1g1 T 1g, y 1 A 1g1 T 2 g, respectivamente, así que de acuerdo con una geometría octahédrica. El B y 10 DQ valores se calculan a partir de las posiciones de sus bandas electrónicas usando las siguientes ecuaciones: ν 1 = 10 D q -- 4 B + 86 ( B ) 2 10 D q , ν 2 = 10 D q + 12 B + 2 ( B ) 2 10 D q .

La proporción de las energías de 2 y ν ν 1 están en el rango 1.32-1.37. El B son los valores de 57-67% el valor de iones libres. La disminución en los valores de B el valor libre de iones sugiere que hay un considerable solapamiento orbital con una fuerte covalency en el metal ligando σ bonos [38].

6. MOMENTOS MAGNÉTICOS

La temperatura ambiente momentos magnéticos de todos los rutenio (III) thiosemicarbazone complejos se encuentran en el rango 1,08-1,90 BM, que se prevé será inferior al valor previsto de 2,10 BM Esta reducción puede ocurrir debido a la presencia de más baja simetría ligando los campos, metal-metal interacciones, o amplia la deslocalización de electrones en las especies [39]. Rodio (III) diamagnética son complejos y, como era de esperar, esto es una vez más en consonancia con la geometría octahédrica de nitrógeno y los átomos de azufre que producen un fuerte campo [40].

6,1. 1 H y 13 C RMN

Coordinación de thiosemicarbazones en el rodio (III) se ve confirmado por 1 H y 13 C Espectros de RMN (véase cuadro 4]. La resonancia de protones metoxi apareció como un singlete a δ 3,65 ppm en los ligandos y complejos en ningún cambio significativo se observó. Azomethine importantes señales de protones, debido a CH = N, se observó a δ 8.02-9.02 ppm región como un multiplet en ligandos, y en los complejos que ha demostrado un cambio como un cambio y downfield ocurrió en δ 8.20-9.20 ppm, lo que indica la participación de nitrógeno en la coordinación. El pico de protón N-H en el grupo δ 10.6-11.2 ppm sigue siendo la misma en los ligandos, y en los complejos sugirió que deprotonation no se producen y que también ha demostrado keto la forma de ligandos. El multiplets bandas tan fuerte en la región δ 6.2-8.2 ppm fueron asignados a un anillo de protones aromáticos, que también pasó en el downfield complejos.

Los 13 C Espectros RMN reveló la presencia del número esperado de las señales correspondientes a diferentes tipos de átomos de carbono presentes en los compuestos. En ligandos, así como en los complejos,-OCH 3 grupo absorbe a δ 65.0-65.2 ppm y en δ 65.5-65.6 ppm ligeramente downfield al grupo metilo de carbono debido a la deshielding de la adscrito directamente electronegative átomo de oxígeno. No hubo cambios complexation en que este grupo se produce. Los espectros de los ligandos muestran una fuerte banda en δ 179.2-180.2 ppm y se les asigna como C = S grupo. Esta banda se someten a cambio de upfield δ 7.2-7.4 ppm y se produce a δ 171.9-172.8 ppm. Esto ha demostrado la participación de thione azufre en la coordinación. Las señales debido a azomethine de carbono producido en δ 162.3-165.2 ppm a downfield pico, y en complexation que han mostrado paso a δ 160.5-163.0 ppm debido a la resonancia y también han dado prueba de que el nitrógeno está implicado en la coordinación.

7. ESTUDIOS TÉRMICOS

El TGA datos revelan que hay un buen acuerdo con las fórmulas como se sugiere desde el análisis elemental. La primera se produce pérdida de masa dentro del rango de temperatura de 190-300 ° C, lo que corresponde a la eliminación de tres de los iones de cloruro el ámbito exterior como HCl . El número de anillos quelato, así como el tipo de quelato anillos alrededor de iones metálicos juegan un papel importante en la estabilidad térmica y la degradación de los complejos. Por otra parte, se sabe que la electronegatividad y Radio atómico de la central de metal también afectan la estabilidad térmica. No endothermic pico se ha observado, lo que indica ausencia de molécula de agua. Térmica de investigaciones [Ru (HAPT) 3] Cl 3 apoyar la eliminación de la parte orgánica de la ligando como PhNHCS fragmentos en el rango de temperatura de 320-360 ° C. El tercer paso corresponde a la eliminación de las tres moléculas de C 7 H 5 OCH 3 en el rango de temperatura de 400-480 ° C. La descomposición final deja un residuo mixto de Ru 2 O 3-RuO 2 a 680-695 ° C. El mismo patrón de descomposición fue observado para otros complejos de rutenio y rodio dejando los residuos de RuO 2 y Rh 2 O 3 , Respectivamente, en el rango de temperatura de 710-750 ° C como un asunto de carbón.

8. Antibacteriano ESTUDIOS

Los resultados (Tabla 5] muestran que los complejos muestran actividad moderada contra el Bacillus subtilis y Pseudomonos aeruginosa. La toxicidad de los complejos se encuentran mejor que los padres ligando debido a la teoría de quelación Tweedy [41]. El [Ru (HVPT) 3] Cl 3 , [Ru (HAPT) 3] Cl 3 , Y [Ru (HVNPT) 3] Cl 3 exhibió mayor toxicidad, y esto es debido a la presencia de electrones de la donación de grupo ( OCH 3 ) En estos complejos, mientras que en los mismos complejos de rodio mejor la toxicidad también se observó. La variación en la toxicidad de los diferentes complejos contra diversos organismos depende ya sea en la impermeabilidad de las células de los microbios o las diferencias en el ribosoma en células microbianas [42]. El mayor efecto de los complejos debido a la quelación podría aumentar la lipofilia de la central atómica de metal, lo que favorece la permeabilidad a través de las capas de lípidos en la pared celular. Por otro lado, el modo de acción de los compuestos puede implicar la formación de hidrógeno a través de bonos azomethine grupo de los complejos con los centros activos de los mandantes de células resultantes de la interferencia con el proceso normal de las células. Por otra parte, actividad antibacteriana no pudo llegar a la afectividad de la estreptomicina. Sobre la base de los estudios mencionados, las estructuras en la Figura 2 se puede formular para los complejos.

El primer autor agradece a la Comisión de Subvenciones Universitarias, Nueva Delhi, India, de asistencia financiera (proyecto No. F.12-37/2003 (AR)).