Síntese, caracterização e avaliação de propriedades fotofísicas, biológicas e magnéticas de compostos hidroxâmicos e de um complexo de ferro(III)

Abstract

O presente trabalho consiste na síntese e caracterização de dois compostos hidroxâmicos, 4-(hidroxicarbamoil)benzoato de metila (C9H9NO4) (1) e o composto [K(C9H8NO4)] (2), e um complexo octaédrico de ferro(III), [Fe(C9H8NO4)3]·H2O (3), além de estudos referentes às suas propriedades fotofísicas, biológicas e magnéticas. As análises de infravermelho e Raman confirmaram a obtenção dos compostos hidroxâmicos pelo aparecimento das bandas de absorção características, como N-H e C=O. O espectro de ultravioleta-visível para (2) sugere transições eletrônicas de transferência de carga envolvendo os orbitais HOMO de um ânion hidroxamato e LUMO de um ânion vizinho próximo. O espectro de Mössbauer revelou que (3) apresenta um estado de oxidação +3 e uma geometria octaédrica e, através da análise de magnetismo, verificou-se que o hidroxamato atua como ligante de campo fraco e que (3) apresenta spin alto. As análises de DRX em pó revelaram um sistema cristalino monoclínico e grupo espacial P21, para o composto (1), onde a estrutura do cristal é composta por duas moléculas de ácidos hidroxâmicos relacionadas por um eixo 21 paralelo a b. Além disso, mostraram que a porção do grupo hidroxâmico adota uma forma cis devido às interações intermolecular de hidrogênio. Estudos computacionais reforçaram este resultado e também mostraram que os orbitais HOMO e LUMO encontram-se sobre os grupos hidroxamato e anel benzeno, respectivamente. Estudos quanto à atividade biológica revelaram que (1), (2) e (3) foram ativos contra M. tuberculosis, levando a estudos de docking molecular. Este mostrou que as frações do ácido hidroxâmico e do éster são ancoradas no sítio ativo da urease através de interações de ligação de hidrogênio, inibindo a atividade da enzima.

The present work consists of the synthesis and characterization of two hydroxamic compounds, methyl 4-(hydroxycarbamoyl)benzoate (C9H9NO4) (1) and compound K[C9H8NO4] (2), and an octahedral complex of iron (III), Fe2(C9H8NO4)3 (3), besides studies referring to its photophysical, biological and magnetic properties. The infrared and RAMAN analyzes confirmed the obtaining of the hydroxamic compounds by the appearance of characteristic absorption bands, such as N-H and C = O. The ultraviolet-visible spectrum for (2) suggests electron transfer transitions involving the HOMO orbitals of a hydroxamate anion and LUMO from a nearby neighbor anion. The Mössbauer spectrum revealed that (3) has a +3 oxidation state and an octahedral geometry and, through magnetism analysis, it was found that the hydroxamate acts as a weak field binder and (3) has a high spin. XRD analyzes revealed a monoclinic crystalline system and spatial group P21 for compound (1), where the crystal structure is composed of two molecules of hydroxamic acids related by an axis 21 parallel to b. In addition, they showed that the portion of the hydroxyl group adopts a cis-form due to the intermolecular hydrogen interactions. In addition, they showed that the portion of the hydroxyl group adopts a cis-form due to the hydrogen bonding interactions. Computational studies reinforced this result and also showed that the HOMO and LUMO orbitals are on the hydroxamate and benzene ring groups, respectively. Studies on biological activity revealed that (1), (2) and (3) were active against M. tuberculosis, leading to molecular docking studies. This showed that the hydroxamic acid and ester fractions are anchored at the active site of the urease through hydrogen bonding interactions, inhibiting the activity of the enzyme.