RESUMO
RESUMEN Este documento reporta la síntesis y caracterización detallada de complejos lantánidos La(III), Ce(III), Nd(III) y Sm(III), con ligandos tridentados derivados de híbridos heteroaromáticos. Los ligandos y sus respectivos complejos metálicos fueron caracterizados mediante diferentes técnicas fisicoquímicas, incluyendo análisis elemental y termogravimétrico; espectroscopias UV-Vis, IR, 1H-NMR y 13C-NMR; mediciones de conductancia molar y espectrometría de masas. Los datos espectrales mostraron que el ligando híbrido se comporta como un ligando tridentado NOO a través de los átomos de nitrógeno y oxígeno de los anillos benzimidazol y oxadiazol, así como del átomo de oxígeno del grupo carbonilo. El análisis elemental y térmico mostró que los complejos metálicos obtenidos tienen una estequiometria 1:2 (metal:ligando). Se evaluó la capacidad antioxidante de los compuestos mediante los ensayos DPPH y medidas electroquímicas (voltametría cíclica y voltametría de onda cuadrada). Los resultados mostraron que los complejos metálicos tienen mayor actividad antioxidante que los ligandos libres. Finalmente, la actividad antibacteriana de los ligandos y sus complejos se determinaron mediante pruebas in vitro contra cepas bacterianas Gram positivas y cepas bacterianas Gram negativas utilizando el método de microdilución en caldo. Los complejos metálicos mostraron mayores actividades antimicrobianas que los ligandos precursores contra algunos de los microorganismos.
SUMMARY This paper reports the synthesis and detailed characterization of lanthanide complexes La(III), Ce(III), Nd(III) y Sm(III) with tridentate ligands derived from heteroaromatic hybrids. The ligands and their metal complexes were characterized by different physicochemical techniques, including elemental and thermogravimetric analysis; UV-Vis, IR, 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopy; molar conductance measurements; and mass spectrometry. The spectral data showed that the hybrid ligand behaves as a NOO tridentate ligand through the nitrogen and oxygen atoms of the benzimidazole and oxadiazole rings and the oxygen atom of the carbonyl group. Elemental and thermal analyses indicated that the obtained metal complexes were formed in 1:2 stoichiometry (metal-ligand). The antioxidant capacity of these compounds was evaluated by both DPPH assay and electrochemical measurements (cyclic voltammetry and square wave voltammetry). The results showed that the metal complexes have higher antioxidant activity compare to the free ligands. Finally, the antibacterial activities of the ligands and their complexes were determined by in vitro tests against Gram-positive bacterial strains and Gram-negative bacterial strains using the broth microdilution method. The metal complexes showed greater antimicrobial activities than the precursor ligands against some of the microorganisms.
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Abstract This paper reports the synthesis and detailed characterization of six novel lanthanide complexes of La(III), Eu(III) and Nd(III) with N(4)-substituted thiosemicarbazones derived from the 2-carboxybenzaldehyde. The IR, 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopic studies confirmed the coordination of the thiocarbonyl (C=S), azomethine (C=N) and carboxylate (COO-) groups to the metal centers, and the carboxylate was coordinated in a bidentate manner. The elemental and thermal analyses suggest that lanthanide complexes were formed in 1:2 molar ratios (metal:ligand). The molar conductivity values confirmed the non-electrolytic nature of the complexes. The interaction of these complexes with calf thymus DNA (CT-DNA) was investigated by UV absorption and viscosity measurements. It was found that the Eu(HI) and Nd(nI) complexes could roll along the DNA strands through groove interactions. Furthermore, lanthanide complexes could promote the oxidative cleavage of plasmid pBR322 in a high-oxidative stress environment. Finally, the Schiff base ligands (L) and their complexes were evaluated for their antibacterial activities against gram-positive and gram-negative bacteria using a microdilution procedure. The results indicate that the lanthanide complexes exhibit more potent antibacterial activity than the free ligands.
Resumen Este articulo reporta la síntesis y caracterización detallada de seis nuevos complejos lantánidos de La(III), Eu(III) y Nd(III) con tiosemicarbazonas N(4)-sustituidas derivadas del 2-carboxibenzaldehído. Los estudios espectroscópicos de IR, 1H-NMR y 13C-NMR confirmaron la coordinación de los grupos tiocarbonilo (C=S), azometina (C=N) y carboxilato (COO-) a los centros metálicos, y el carboxilato se coordinó de forma bidentada. Los análisis elemental y térmico sugieren que los complejos lantánidos se formaron en proporciones molares 1:2 (metal:ligando). Los valores de conductividad molar confirmaron la naturaleza no eléctrica de los complejos. Por medio de medidas de absorción UV y de viscosidad se investigó la interacción entre estos complejos con DNA de timo de ternera (CT-DNA). Se encontró que los complejos Eu(III) y Nd(III) podrían correr a lo largo de cadenas de DNA a través de interacciones en el surco. Además, los complejos lantánidos podrían promover el clivaje oxidativo del plásmido pBR322 en un ambiente de alto estrés oxidativo. Finalmente, se evaluaron las actividades antibacteriales de las bases de Schiff como ligandos (L) y sus complejos contra bacterias gram-positivas y gram-negativas usando un procedimiento de microdilución. Los resultados indican que los complejos lantánidos exhiben una actividad antibacterial más potente que los ligandos libres.
Resumo Este artigo reporta a síntese e caracterização detalhada de seis novos complexos lantanídeos de La(III), Eu(III) e Nd(III) com tiosemicarbazonas N(4)-substituídas derivadas do 2-carboxibenzaldeído. Os estudos espectroscópicos de IR, 1H-RMN e 13C-RMN confirmaram a coordenação dos grupos tiocarbonilos (C = S), azometina (C=N) e carboxilato (COO-) com os centros metálicos, e o carboxilato se coordenou de forma bidentada. As análises elementares e térmicas sugerem que os complexos lantanídeos se formaram em proporções molares 1:2 (metal:ligante). Os valores de condutividades molar confirmaram a natureza não-elétrica dos complexos. Se avaliou a interação entre estes complexos com DNA de vitela (CT-DNA) por meio de medidas de absorção UV e de viscosidade. Se observou que os complexos Eu(III) e Nd(III) poderiam deslocar-se ao longo da cadeia de DNA através de interações no sulco. Adicionalmente, os complexos lantanídeos poderiam promover a clivagem oxidativa do plasmídeo pBR322 em um ambiente de alto estresse oxidativo. Finalmente, se avaliaram as atividades antibacterianas das bases de Schiff como ligantes (L) e seus complexos contra bactérias gram-positivas e gram- negativas, usando o método de microdiluição. Os resultados indicam que os complexos lantanídeos exibem uma atividade antibacteriana mais potente que os ligantes livres.
Assuntos
Tiossemicarbazonas , DNA , Elementos da Série dos Lantanídeos/química , AntibacterianosRESUMO
Herein we report the synthesis of the 6-(hydroxymethyl)pyridine-2-carboxaldehyde[2-methyl-pyrimidine-4,6-diyl]bis-hydrazone by a condensation reaction between 6-(hydroxymethyl)picolinaldehyde with 4,6-(bis-hydrazino)-2-methylpyrimidine. This bis-hydrazone can be visualized as a two-arm system which exhibits photochemical induced [E,E]/[E,Z]/[Z,Z’] isomerizations and double coordination to metal centers. Configurational changes, upon UV light irradiation, were followed over time by ¹H NMR, establishing that isomerization, in both arms, is a consecutive reaction that follows first-order kinetics (k1= 4.06 x 10-4 s-1 and k2= 2.80 x 10-4 s-1). Furthermore, the synthesis of bis-hydrazone metal complexes with La and Sm (III) ions was achieved; subsequently, the absorption and emission properties of these complexes were studied, determining the fluorescence quantum yields, ΦLa= 0.2024 and ΦSm= 0.1413. Electrochemical studies of the complexes were conducted by square wave voltammetry, demonstrating that the bis-hydrazone and its complexes are electroactive species between +1.5 and -2.5 V.
Se reporta la síntesis de la 6-(hidroximetil)piridin-2-carboxaldehído[2-metilpirimidina-4,6-diil]bishidrazona mediante la reacción de condensación entre el 6-(hidroximetil)piconaldehído con la 4,6-(bishidracino)-2-metilpirimidina. Esta bishidrazona puede ser visualizada como un sistema de dos brazos los cuales exhiben isomerizaciones [E,E]/[E,Z]/[Z,Z’] fotoquímicamente inducidas y coordinación a centros metálicos. Los cambios configuracionales, después de irradiación UV, fueron seguidos en el tiempo mediante RMN ¹H estableciendo que la isomerización, en ambos brazos del sistema, corresponde a una reacción consecutiva que sigue una cinética de primer orden (k1= 4,06 x 10-4 s-1 and k2= 2,80 x 10-4 s-1). Además se prepararon complejos metálicos de La y Sm(III), seguidamente, las propiedades de absorción y emisión de dichos complejos fueron estudiadas calculando rendimientos cuánticos de fluorescencia de ΦLa= 0,2024 y ΦSm= 0,1413. Estudios electroquímicos de los complejos se llevaron a cabo a través de voltametría de onda cuadrada indicando que los compuestos preparados poseen potenciales redox dentro del rango de trabajo del solvente.
Reporta-se a síntese da 6-(hidroximetil)piridin-2-carboxaldeído[2-metilpirimidina-4,6-diil]bis-hidrazona mediante a reação de condensação entre o 6-(hidroximetil)piconaldeído e a 4,6-(bis-hidrazino)-2-metilpirimidina. Esta bis-hidrazona pode ser visualizada como um sistema de dois braços os quais exibem isomerizações [E,E]/[E,Z]/[Z,Z’] fotoquimicamente induzidas e coordenação com íons metálicos (dupla coordenação a íons metálicos). Após a irradiação UV, as mudanças configuracionais foram monitoradas com o tempo por RMN 1H. Essas medidas estabeleceram que a isomerização em ambos braços do sistema corresponde a uma reação consecutiva apresentando uma cinética de primeira ordem (k1= 4.06 x 10-4 s-1 e k2= 2.80 x 10-4 s-1). Além disso, os complexos metálicos de La e Sm(III) foram preparados e suas propriedades de absorção e de emissão foram estudadas, calculando os rendimentos quânticos de fluorescência de ΦLa= 0.2024 e de ΦSm= 0.1413. Estudos eletroquímicos dos complexos foram feitos através de voltametria de onda quadrada indicando que os compostos preparados possuem potenciais redox dentro da faixa de trabalho do solvente.