En el marco de un proyecto colaborativo de la Cátedra de Bioquímica Patológica y el Centro de Química Inorgánica (CEQUINOR) se han sintetizado y caracterizado diferentes complejos de vanadio con ligandos orgánicos de interés biológico o farmacológico. Estos compuestos tienen potencial aplicación en el campo de la Diabetes mellitus y otras enfermedades como el Cáncer (Heyliger et al 1985; Evangelou 2002). En relación con este trabajo de tesis, se sintetizaron y caracterizaron complejos del catión vanadilo(IV) con monosacáridos y disacáridos. Además, se obtuvieron complejos con derivados de azucares reducidos (polialcoholes) y azúcares oxidados (ácidos polihidroxilados). Con el objetivo de estudiar los efectos de modificaciones estructurales de estos ligandos, se buscaron otros compuestos que tuvieran una estructura diferente, pero relacionada, como lo son los derivados de polioles cíclicos y heterociclos hidroxilados.
La técnica de síntesis de estos complejos de vanadio es similar para todos ellos. Los complejos se obtuvieron mezclando 1 mmol de VOCb con 2 mmoles de ligando en 10 mi de agua destilada. Posteriormente, se adicionó NaOH o KOH sólido hasta alcanzar un pH de 12 o 13 dependiendo del ligando; la solución de complejo formado se trasvasa a otro recipiente y el complejo es precipitado con etanol absoluto. El precipitado se filtra y se lava con etanol absoluto frío y se almacena en estufa a 60 °C. Al utilizar como ligandos los ácidos polihidroxilados se obtuvieron 4 complejos diferentes (dos a pH ácido y dos a pH alcalino). En estos casos, el pH de la mezcla se ajustó con NaOH o KOH 1 M. Luego se procedió igual que en los casos anteriores (Barrio et al 1997; Etcheverry et al 1997; Williams et al 2000, Etcheverry et al 2001, Barrio et al 2003, Williams et al 2004).
Una vez sintetizados, los complejos fueron caracterizados fisicoquímicamente por diferentes técnicas, tales como análisis elemental, espectroscopia electrónica en solución y reflectancia difusa, espectroscopia IR, análisis termogravimétrico (TG), análisis térmico diferencial (DTA) y determinaciones de susceptibilidad magnética.
1.1. Complejos de vanadilo(IV) con diferentes lígandos.
1.1.1. Monosacárídos
Ligandos Fórmula molecular de los complejos Sigla
Aldosas Glucosa Na3[VO(Glucosa)20H].5H20 GluVO
Cetosa Fructosa Na6[(VO)2(Fructosa)5].4H20 FruVO
1.1.2. Dísacárídos
Ligandos Fórmula molecular de los complejos Sigla
Reductores
Maltosa Na5[VO(Maltosa)20H]. IOH2O M a lv o
Lactosa Na4[VO(Lactosa)2].3H20 LacVO
No Reductores
Sacarosa Na3[VO(Sacarosa)20H].H20 SacVO
Trehalosa Na6[VO(Trehalosa)2].4H2 TreVO
1.1.3. Polioles lineales
Ligandos Fórmula molecular de los complejos Sigla
Alditoles
Galactitol Na2[VO(Galactitol)2].H20 GolVO
Sorbitol Na2[VO(Sorbitol)2].H20 SolVO
Manitol Na2[VO(Manitol)2].H20 ManVO
1.1.4. Polialcoholes cíclicos
Ligandos (cilitoles) Fórmula molecular de los complejos Sigla
Saturados mioinositol Na2[VO(Inositol)2].H20 InoVO
Insaturados Conduritol C Na2[VO(Conduritol 0 )2].H2O ConVO
Materiales y Métodos
1.1.5. Ácidos políhídroxílados
Lígandos Fórmula molecular de los complejos Sigla
Ácidos Aldónicos Ácido glucónico (pH: 5) Na2[VO(Gluconato)2].H20 AGluVOpH:5 Ácido glucónico (pH: 12) Na4[VO(Gluconato)2].2H20 AGluVOpH: 12 Ácidos Aldáricos Ácido sacárico (pH: 4) K2[VO(Sacarato)2].4H20 ASacVOpH: 4 Ácido sacárico (pH: 12) K5[VO(Sacarato)2].4H20 ASacVOpH: 12
1.2. Características estructurales de los complejos del catión vanadílo(IV)
Los complejos de vanadilo(IV) con monosacárídos y disacáridos son todos monoméricos y poseen una relación ligando : metal (L/M) de 2 .\, excepto el complejo de fructosa que tiene una relación L/M de 5 : 2. La geometría de coordinación para estos compuestos es octaédrica y la coordinación axial es por cuatro grupos OH desprotonados en posición cis de los azúcares. La presencia de posiciones cis coordinantes es fundamental para la obtención de los complejos. La posición írans respecto del grupo oxo del catión vanadilo está ocupada por un OH de la solución. El complejo de fructosa posee una relación L/M de 5 ; 2 y la sexta posición está ocupada por una molécula de ligando que forma un puente entre dos centros metálicos.
La trehalosa es un disacárido no reductor y no tiene dos grupos OH en posición cis que le permita, en principio, coordinar al vanadilo como es el caso de los otros azúcares; sin embargo, la estructura cristalina de la trehalosa dihidratada -determinada por rayos X de un monocristal- (Taga et al 1972) revela una estructura con una conformación muy particular en la cual existen dos OH en posición cis unidos a las dos moléculas de agua. Probablemente, en el complejo TreVO, el catión vanadilo ocupe la posición de las moléculas de agua lo que permite la rápida complejación del mismo por la trehalosa.
Se han sintetizado cuatro complejos con Ácido D-GIucónico y D-Sacárico a pH=4, 5 y 12. Los complejos son monoméricos y en ninguno de los casos habría moléculas de agua ocupando la posición írans respecto del grupo oxo.
Los complejos con ácido glucónico obtenidos a pH=5 y 12 presentarían una geometría de coordinación de pirámide de base cuadrada. Para el primer caso (pH=5), el ligando coordinaría al vanadilo a través de un oxígeno del carboxilo y el oxígeno del grupo OH del C2. En el segundo
caso (pH=12), el oxometal sería coordinado por dos oxígenos de dos grupos OH adyacentes desprotonados.
Los complejos de vanadilo(IV) con ácido sacárico obtenidos a pH=4 y 12 presentarían una coordinación similar al complejo con ácido glucónico a pH=5. Sin embargo, para el complejo con ácido sacárico a pH=12 podría existir otra posibilidad. En la posición tram respecto del grupo
0x0, habría un grupo carboxilato formando un entorno octaédrico distorsionado.
Los complejos con políoles lineales de formula general Na2[V0(L)2].H20 fueron preparados de forma similar a los complejos con azúcares. La coordinación del metal involucraría los grupos alcohólicos del ligando. Los espectros UV-vis muestran un patrón de bandas similar a los obtenidos con los complejos con azúcares con un par de grupos OH desprotonados.
Para el caso de los polioles cíclicos, la síntesis es similar a la de los lineales. Los complejos obtenidos presentan una formula molecular diferente, sin embargo la coordinación del metal sería también por grupos OH desprotonados, similar a la encontrada para los azúcares y polioles lineales.