síntesis de complejos de cromo(iii) y cobalto(ii

Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de ligandos triazoles con potencial actividad

antifúngica y antibacteriana

Ricardo Andrés Murcia Galán

Universidad de los Andes

Facultad de Ciencias, Departamento de Química

Bogotá, Colombia

2017

Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de ligandos triazoles con potencial actividad

antifúngica y antibacteriana

Ricardo Andrés Murcia Galán

Tesis de maestría presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magíster en Ciencias - Química

Director:

Dr. John Jady Hurtado Belalcázar

Grupo de Investigación:

Grupo de Investigación en Química Inorgánica, Catálisis y Bioinorgánica (GUICQUICB)

Universidad de los Andes

Facultad de Ciencia, Departamento de Química

Bogotá, Colombia

2017

“Soy de los que piensan que la ciencia tiene una

gran belleza. Un científico en su laboratorio no es

sólo un técnico: es también un niño colocado ante

fenómenos naturales que le impresionan como un

cuento de hadas.”

Marie Curie

Agradecimientos

A MI FAMILIA, en especial a mis padres y a mi hermana, por el acompañamiento y el apoyo durante mis estudios. Al Dr. JOHN HURTADO, por permitirme hacer parte de su grupo de investigación y por los consejos y constante acompañamiento durante el desarrollo de mi trabajo. A KATHERINE SANCHEZ, por su apoyo incondicional y por enseñarme el significado de la paciencia, constancia y el trabajo duro. A TODOS MIS COMPAÑEROS del grupo de investigación, y también a los compañeros de maestría, doctorado y pregrado por su compañía y amistad durante este proceso. A LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES y al DEPARTAMENTO DE QUÍMICA por la asistencia graduada de la cual fui beneficiario. AL GRUPO DE INVESETIGACIÓN DE MICROBIOLOGÍA, de la Universidad de Santander dirigido por la Dra. Sandra Milena Leal por la colaboración en la realización de las pruebas biológicas A LA UNIVIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA que me dio las bases necesarias para cumplir con los objetivos de mis estudios de posgrado. A LA AGRUPACIÓN DE BAILE “INSTINTO ASESINO” por las enseñanzas, el apoyo y el acompañamiento y apoyo que han tenido en mi vida profesional y personal

Resumen y Abstract IX

Resumen En este trabajo se realizó la síntesis y caracterización de complejos con metales de

transición Cr(III) y Co(II) que contienen ligandos derivados de triazoles. Los ligandos

fueron caracterizados por punto de fusión, espectroscopía de resonancia magnética

nuclear (RMN: 1H, 13C), espectroscopía infrarroja (FT-IR) y Raman, cromatografía de

gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) y análisis elemental. Por su parte,

los complejos fueron caracterizados por punto de fusión, espectroscopía infrarroja (FT-

IR) y RAMAN, análisis elemental, análisis termogravimétrico y espectroscopía UV-Vis. Se

obtuvieron en total siete compuestos nuevos; un ligando y seis complejos. Se realizó el

estudio de actividad biológica frente a determinadas cepas de hongos y bacterias de

importancia clínica. Todos los complejos mostraron mayor actividad antibacterial y

antifúngica comparada con los ligandos libres. Los complejos fueron más activos contra

hongos que contra bacterias. Se destaca la actividad de los complejos de cromo contra

Candida tropicalis mostrando valores de concentración mínima inhibitoria entre 7,8 y 15,6

µg/mL. Estos resultados pueden proveer un alto potencial para el diseño de nuevos

compuestos contra bacterias y hongos.

Palabras clave: Ligandos triazoles, complejos de cobalto(II), complejos de cromo(III),

actividad antibacteriana, actividad antifúngica.

Resumen y Abstract X

Abstract In this work the synthesis and characterization of complexes with transition metals Cr(III)

and Co(II) containing ligands derived from triazoles, was carried out. The ligands were

characterized by melting point, nuclear magnetic resonance (NMR: 1H, 13C), infrarred and

RAMAN spectroscopy, gas chromatography coupled mass spectrometry (GC-MS) and

elemental analysis. The complexes were characterized by melting point, infrared and

RAMAN spectroscopy, elemental analysis, thermogravimetry analysis and UV-Vis

spectroscopy. Seven new compounds, one ligand and six complexes. The study of

biological activity was carried out against certain strains of fungi and bacteria of clinical

importance. All the complexes showed higher antibacterial and antifungal activity

compared to free ligands. The complexes were more active against fungi than against

bacteria. The activity of the chromium complexes against Candida tropicalis is

highlighted, showing values of minimun inhibitory concentration between 7,8 and 15,6

µg/mL. These results can provide a high potential for the design of new compounds

against bacteria and fungi.

Keywords: Triazol ligands, cobalt(II) complexes, chromium(III) complexes, antibacterial

activity, antifungal activity.

Contenido XI

Contenido

Pág.

Resumen ......................................................................................................................... IX

Abstract .......................................................................................................................... X

Lista de figuras ............................................................................................................... XIII

Lista de esquemas ........................................................................................................ XVI

Lista de tablas .............................................................................................................. XVII

Lista de Símbolos y abreviaturas .............................................................................. XVIII

Introducción ....................................................................................................................... 1

1. Marco teórico .............................................................................................................. 31.1 Generalidades ................................................................................................... 31.2 Actividad antimicrobiana de azoles ................................................................... 6

1.2.1 Actividad antifúngica ............................................................................... 61.2.2 Mecanismos de acción ........................................................................... 71.2.3 Mecanismo de resistencia ...................................................................... 81.2.4 Actividad antibacteriana ......................................................................... 9

1.3 Compuestos de coordinación con actividad antimicrobiana ........................... 10

2. Planteamiento del problema e hipótesis del trabajo ............................................ 14

3. Objetivos ................................................................................................................... 163.1 Objetivo general .............................................................................................. 163.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 16

4. Síntesis y caracterización de ligandos y complejos con Cr(III) y Co(II) ............. 174.1 Sección experimental ...................................................................................... 17

4.1.1 Materiales y métodos ........................................................................... 174.1.2 Síntesis de ligandos ............................................................................. 184.1.3 Desarrollo del procedimiento experimental: Ligandos .......................... 204.1.4 Síntesis de complejos de cobalto(II) ..................................................... 224.1.5 Síntesis de complejos de cromo(III) ..................................................... 234.1.6 Desarrollo del procedimiento experimental: Complejos de Co(II) y Cr(III) ............................................................................................................. 24

4.2 Resultados y discusión .................................................................................... 264.2.1 Análisis FT-IR ....................................................................................... 26

XII Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de ligandos triazoles con potencial actividad antifúngica y antibacteriana

4.2.2 Análisis Raman ..................................................................................... 294.2.3 Análisis UV-Vis ..................................................................................... 314.2.4 Análisis térmico de complejos .............................................................. 33

5. Estudio de actividad antimicrobiana de ligandos y complejos de Cr(III) y Co(II)375.1 Sección experimental ...................................................................................... 37

5.1.1 Materiales y métodos ........................................................................... 375.2 Resultados y discusión .................................................................................... 38

5.2.1 Actividad antibacterial ........................................................................... 385.2.2 Actividad antifúngica ............................................................................. 39

6. Conclusiones y perspectivas .................................................................................. 416.1 Conclusiones ................................................................................................... 416.2 Perspectivas .................................................................................................... 41

Bibliografía ....................................................................................................................... 43

A. Anexo: Espectros de ligandos y complejos .......................................................... 51

Lista de figuras XIII

Lista de figuras Pág.

Figura 1-1. Compuestos azólicos con actividad antifúngica importante y ampliamente usados. ................................................................................................................................ 6Figura 1-2. Sitio de acción de los compuestos antifúngicos.28 ............................................ 7Figura 1-3. Mecanismos de resistencia de microorganismos.30 .......................................... 9Figura 1-4. Estructuras de compuestos azólicos importantes usados como antibacterianos. ................................................................................................................... 9Figura 1-5. Compuestos sintetizados por An y colaboradores. ......................................... 10Figura 1-6. Complejos con bases de Schiff de 1,2,4-triazol sintetizados por Bagihalli y colaboradores. ................................................................................................................... 11Figura 1-7. Complejos con ligando macrocíclico sintetizados por Sing y colaboradores. . 11Figura 1-8. Estructura propuesta de los complejos obtenidos por Chohan y Hanif en 2010............................................................................................................................................ 11Figura 1-9. Complejos sintetizados por Chohan y Hanif en 2013. .................................... 12Figura 1-10. Complejos derivados de azoles comerciales sintetizados por Simpson y colaboradores. ................................................................................................................... 12Figura 1-11. Complejos metálicos derivados de azoles reportados por el grupo de investigación en el 2016. ................................................................................................... 13Figura 1-12. Complejo de cromo(III) con el ligando 3,5-dimetilpirazol reportado por el grupo de investigación en 2017 con actividad antimicrobiana. ......................................... 13Figura 6-1. Espectro 1H RMN 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1). ....................... 51Figura 6-2. Espectro 1H RMN 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2). ......................... 52Figura 6-3. Espectro 1H RMN 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3). ........................... 52Figura 6-4. Espectro 13C RMN 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3). .......................... 53Figura 6-5. Espectro DEPT 135 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3). ....................... 53Figura 6-6. Espectro HSQC 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3). .............................. 54Figura 6-7. Espectro de masas de 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3). ................... 54Figura 6-8. Espectro IR 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1). ................................ 55Figura 6-9. Espectro IR cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4). ........................................................................................................... 55Figura 6-10. Espectro IR acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III) (7). ............................................................................................................. 56Figura 6-11. Espectro IR 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2). ................................ 56Figura 6-12. Espectro IR cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5).......................................................................................................... 57

XIV Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de ligandos triazoles con potencial actividad antifúngica y antibacteriana

Figura 6-13. Espectro IR cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8). ......................................................................................................... 57Figura 6-14. Espectro IR 3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno (3). ................................ 58Figura 6-15. Espectro IR diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6). ............................................................................................................ 58Figura 6-16. Espectro IR acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9). ............................................................................................................. 59Figura 6-17. Espectro Raman 1H-1,2,4-triazol. ................................................................. 59Figura 6-18. Espectro Raman 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1). ...................... 60Figura 6-19. Espectro Raman cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4). ........................................................................................................... 60Figura 6-20. Espectro Raman acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III) (7). ............................................................................................................. 61Figura 6-21. Espectro Raman 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2). ........................ 61Figura 6-22. Espectro Raman cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5).......................................................................................................... 62Figura 6-23. Espectro Raman cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8). ................................................................................. 62Figura 6-24. Espectro Raman 3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno (3). ........................ 63Figura 6-25. Espectro Raman diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6). ............................................................................................................ 63Figura 6-26. Espectro Raman acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9). ............................................................................................................. 64Figura 6-27. TGA de cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4). ........................................................................................................... 64Figura 6-28. TGA de acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III) (7). ..................................................................................................................................... 65Figura 6-29. TGA de cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5).......................................................................................................... 65Figura 6-30. TGA de cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8). ......................................................................................................... 66Figura 6-31. TGA de diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6). ..................................................................................................................................... 66Figura 6-32. TGA de acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9). ..................................................................................................................................... 67Figura 6-33. Espectro UV-Vis de 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1) en DMSO. Concentración = 1,00 mM. ................................................................................................ 67Figura 6-34. Espectro UV-Vis de cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4) en DMSO. Concentración = 1,00 mM. .................... 68Figura 6-35. Espectro UV-Vis (Región de 500 a 800 nm) de cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4) en DMSO. Concentración = 1,00 mM. .................................................................................................................................... 68

Lista de esquemas XV

Figura 6-36. Espectro UV-Vis de acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III) (7) en DMSO. Concentración = 0,25 mM. ................................................. 69Figura 6-37. Espectro UV-Vis de 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2) en DMSO. Concentración = 0,21 mM. ................................................................................................ 69Figura 6-38. Espectro UV-Vis de cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5) en DMSO. Concentración = 0,17 mM. ............................................ 70Figura 6-39. Espectro UV-Vis de cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5) en DMSO. Concentración = 1,00 mM (Región de 500 a 800 nm). .. 70Figura 6-40. Espectro UV-Vis de cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8) en DMSO. Concentración = 0,11 mM. ..................... 71Figura 6-41. Espectro UV-Vis de 3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno (3) en DMSO. Concentración = 1 mM. ..................................................................................................... 71Figura 6-42. Espectro UV-Vis de diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6) en DMSO. Concentración = 1 mM. ..................................................... 72Figura 6-43. Espectro UV-Vis de diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6) en DMSO. Concentración = 1 mM (Región de 500 a 800 nm). .......... 72Figura 6-44. Espectro UV-Vis de acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9) en DMSO. Concentración = 0,33 mM. ................................................. 73

Lista de esquemas XVI

Lista de esquemas Pág.

Esquema 2-1. Ligandos derivados de 1H-1,2,4-triazol a sintetizar. .................................. 14Esquema 2-2. Posibles estructuras de los complejos sintetizados. .................................. 15Esquema 4-1. Metodologías usadas para obtener el ligando (3). ..................................... 21Esquema 4-2. Estructura del triazol con su respectiva numeración. ................................ 27

Lista de tablas XVII

Lista de tablas Pág.

Tabla 4-1. Principales bandas en infrarrojo de complejos y ligandos. Pir = piridina, Tol = tolueno, Tz = triazol; vs = muy fuerte; s = fuerte; m = media; w = débil; vw = muy débil. Para (1)-(9) ver Esquema 2-2 y parte experimental .......................................................... 27Tabla 4-2. Principales señales Raman para: (1), sus complejos y triazol ......................... 29Tabla 4-3. Principales señales Raman para: (2), sus complejos y triazol ......................... 30Tabla 4-4. Principales señales Raman para: (3), sus complejos y triazol ......................... 31Tabla 4-5. Espectroscopía UV-Vis para ligandos y complejos de Co(II) y Cr(III). Disolvente utilizado para los compuestos = DMSO .......................................................... 32Tabla 4-6. Resultados termogravimétricos (TGA, DTG) de los complejos. n = número de pasos de descomposición ................................................................................................. 35Tabla 5-1. Resultados de actividad antibacterial frente a S. aureus. S1 = CoCl2•6H2O y S2 = CrCl3•6H2O ............................................................................................................... 38Tabla 5-2. Resultados de actividad antifúngica frente a C. tropicalis. S1 = CoCl2•6H2O y S2 = CrCl3•6H2O ............................................................................................................... 39

Lista de Símbolos y abreviaturas XVIII

Lista de Símbolos y abreviaturas Símbolos con letras griegas Símbolo Término Unidad SI l Longitud de onda nm n Número de onda cm-1 e Coeficiente de actividad molar M-1cm-1 Abreviaturas Abreviatura Término BTBA Bromuro de tetrabutilamonio CBM Concentración bactericida mínima CFM Concentración fungicida mínima DCM Diclorometano DEPT 135 Distortionless Enhancement by Polarization Transfer 135 DMF Dimetilformamida DMSO Dimetilsulfóxido DMSO-d6 Dimetilsulfóxido deuterado ESI Electrospray Ionization FT-IR Fourier Transform Infrared Spectroscopy HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence MIC Minimum Inhibitory Concentration KOH Hidróxido de potasio RMN Resonancia magnética nuclear TLC Thin-layer chromatography

Introducción Los medicamentos tradicionales, que hasta el momento son usados para combatir

enfermedades producidas por distintos microorganismos, han ido perdiendo eficiencia,

debido a la velocidad de desarrollo de estos microorganismos lo cual ha generado

resistencia a los distintos tratamientos usados, constituyendo un problema de

trascendencia en la sociedad actual, impulsando la investigación y producción de nuevos

compuestos con potencial actividad antimicrobiana.

Hace varios años, los principales agentes antimicrobianos eran exclusivamente

compuestos orgánicos, de fuentes naturales o sintéticos, como anfotericina B (extraído

de bacterias, siendo un antimicótico de amplio espectro) y penicilina (antibiótico muy

conocido y que se suele obtener naturalmente de algunas especies de hongos). En

contraste, actualmente los compuestos inorgánicos (nanopartículas) y metalorgánicos

(compuestos de coordinación), están siendo estudiados, debido a las propiedades que el

metal le confiere a estos compuestos orgánicos que potencian su actividad, como un

aumento en la lipofilicidad (facilitando la difusión a través de las membranas de los

microorganismos sobre los que se está actuando).

Por esta razón, el “Grupo de Investigación en Química Inorgánica, Catálisis y

Bioinorgánica (GUIQUICB)” está interesado en sintetizar compuestos de coordinación,

con el fin de evaluar su potencial actividad antimicrobiana, específicamente contra

algunas cepas de bacterias y de hongos de gran interés a nivel clínico en la actualidad.

Teniendo en cuenta la experiencia previa del grupo en la síntesis y caracterización de

complejos usando ligandos con átomos de nitrógeno como principales puntos de

coordinación, se sintetizaron ligandos derivados de triazoles, que son compuestos con

actividad antimicrobiana conocida, y se coordinaron a Co(II) y Cr(III). Estos metales son

biocompatibles. Posterior a su síntesis, se realizó una caracterización completa de estos

2 Introducción

compuestos para finalmente hacer ensayos de actividad biológica contra una cepa de

hongo y una bacteria de importancia clínica.

1. Marco teórico

1.1 Generalidades Con la velocidad de desarrollo y adaptación de microorganismos (bacterias, hongos, virus y parásitos), estos han generado resistencia a los medicamentos que en la actualidad se usan en los tratamientos de enfermedades infecciosas, lo cual ya se ha establecido como un problema de salud pública mundial. Actualmente, 700.000 personas mueren al año por infecciones resistentes, y se proyecta que para el 2050 estas ascenderían a un valor total de 10 millones.1

El estudio de las infecciones causadas por hongos y bacterias ha tomado gran importancia en los últimos años, principalmente por su incidencia cada vez mayor en pacientes sometidos a trasplantes, tratamientos para la infertilidad o que padecen enfermedades que comprometen el sistema inmune.2 Durante las últimas décadas se han presentado cambios en la epidemiología de las infecciones fúngicas y bacterianas, así como importantes avances en la detección y tratamiento de estas.3,4

Los hongos relacionados con este tipo de enfermedades pueden separarse en dos grupos: los patógenos y los oportunistas. Los hongos patógenos causan enfermedades limitantes en huéspedes normales, pero pueden causar infecciones graves en pacientes inmunocomprometidos. Algunas especies como Cryptococcus neoformans, Histoplasma capsulatum, Coccidioides immitis, entre otras, pueden permanecer en estado latente y atacar cuando el paciente presenta inmunosupresión. Los hongos oportunistas en pocas ocasiones causan daños en huéspedes normales, pero pueden poner en riesgo la vida de pacientes vulnerables, estos hongos incluyen Candida spp. y Aspergillus spp.5

En la actualidad, las infecciones causadas por hongos no solo preocupan a los científicos y pacientes, sino también a los gobiernos. Se estima que Estados Unidos gasta alrededor de un billón de dólares anualmente en tratamientos contra Candida, y más de 650 millones anuales debido a Aspergillus. Estadísticas realizadas recientemente muestran que la incidencia de infecciones debidas a Candida spp. Cryptococcus spp. y Aspergillus spp. presentaron un total de 73, 65 y 12 millones de casos, respectivamente, a nivel mundial, con un porcentaje de casos fatales de 33,9%, 12,7% y 12,4% sobre pacientes inmunocomprometidos.5,6

En las últimas décadas, se ha dado un incremento significativo en la incidencia de infecciones causadas por hongos en humanos, que pueden ser superficiales, afectando la piel, cabellos, uñas o membranas mucosas, o sistémicas, implicando los principales

4 Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de ligandos triazoles

con potencial actividad antifúngica y antibacteriana

órganos del cuerpo. Candida tropicalis ha sido identificado como la especie de hongo patogénico más prevalente del grupo Candida-no-albicans (el cual contiene más de 100 especies heterogéneas). Históricamente, C. albicans ha sido la principal especie responsable de la candidiasis en pacientes inmunocomprometidos e inmunocompetentes. Sin embargo, las infecciones debidas a C. tropicalis han incrementado dramáticamente a escala global así este microorganismo se ha proclamado como un hongo patógeno emergente. No ha sido posible elucidar las razones por las que este organismo ha generado prevalencia y su resistencia a medicamentos como el fluconazol. Algunos estudios han mostrado que C. tropicalis es más invasivo que C. albicans en el intestino humano, particularmente en pacientes de oncología.7–9

La infertilidad es un problema que afecta alrededor del 15% de parejas en el mundo.10 La infertilidad resulta de múltiples factores que son responsables de impedimentos de la función reproductiva en hombres y/o mujeres. Hay varias causas para esta condición, entre las cuales se observa que las infecciones urogenitales tienen un papel relevante; estos factores incluyen desordenes hormonales y congénitos, el estilo de vida, peligros ambientales y el estado fisiológico, todos estos factores pueden llevar a discapacidades en la función de los órganos genitales, la producción de células reproductivas, la calidad del esperma, el transporte celular del esperma al ovocito, fertilización y los pasos de implantación embrional.11

Es ampliamente aceptado que infecciones bacterianas con Neisseria gonorrheae, Treponema pallidum y Chlamydia trachomatis pueden aumentar la infertilidad. Muchos estudios han mostrado que infecciones del tracto reproductivo en hombres y mujeres pueden perjudicar la función reproductiva. El impacto sobre la fertilidad de unas pocas bacterias como Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrheae y Ureaplasma urealyticum ha sido bien establecido. De hecho, en mujeres, la infección por C. trachomatis puede causar enfermedad inflamatoria pélvica (EIP) y conducir a un dolor pélvico crónico, embarazo ectópico (complicación del embarazo en la que el óvulo fertilizado se desarrolla en tejidos distintos de la pared uterina) e infertilidad.12 N. gonorrheae es también conocida por estar envuelta en el daño al tracto reproductivo femenino, y ha sido reconocido como una causa de EIP, junto con Gardnerella vaginalis y Trichomonas vaginalis.13

Las infecciones asociadas a los centros de cuidado de la salud presentan una alta morbilidad y mortalidad. Staphylococcus aureus es un agente principal de las infecciones asociadas a los cuidados de la salud y causa enfermedades de un amplio rango de condiciones leves a potencialmente mortales. La colonización generalmente precede a la infección, y el riesgo de una enfermedad invasiva es mayor inmediatamente después de la adquisición de una nueva cepa. S. aureus es transmisible entre pacientes, particularmente en entornos de alta dependencia. La transmisión de portador a no-portador es, por lo tanto, motivo de gran preocupación en las unidades de cuidados intensivos (UCI), y con mayor importancia en las UCI de neonatos. Además, los

Capítulo 1 5

pacientes que se encuentran en estas unidades están expuestos a una mayor presión selectiva de antibióticos que favorece la transmisión cruzada de bacteria resistentes tales como S. aureus resistente a meticilina (MRSA). Debido a esto, S. aureus es un importante patógeno humano para el cual la aparición de resistencia a los antibióticos es un problema mundial de salud pública.14–17

A lo largo de la historia, distintos compuestos orgánicos sintéticos han cumplido un papel muy importante en el tratamiento de enfermedades infecciosas generadas por microorganismos como hongos o bacterias,18 pero en los últimos años los compuestos de coordinación se han perfilado como una prometedora solución con una alta eficiencia a este problema de salud mundial.

Se han realizado una amplia gama de estudios relacionando la ya conocida actividad de los compuestos azólicos, con las propiedades de metales de transición como cobre, zinc, cobalto, hierro, manganeso, cromo, níquel, entre otros, encontrándose un aumento en la actividad antimicrobiana de los complejos respecto a los ligandos azólicos libres. Se tienen dos teorías reconocidas para explicar el aumento en la actividad en los complejos con respecto a los ligandos. La primera involucra la mayor lipofilicidad del complejo con respecto al ligando, debido a que la membrana que rodea la célula permite el paso exclusivo de sustancias liposolubles. Esta teoría se conoce como el concepto de Overtone.19 También se podría explicar por medio de la teoría de quelación de Tweedy en la que se propone que la polaridad del ion metálico se reduce por el solapamiento de los orbitales del ligando y el aporte de electrones por parte de grupos donores al metal. Además, la deslocalización de electrones p sobre todo el anillo del quelato incrementa la lipofilicidad del complejo, favoreciendo su paso a través de la membrana.20

El cobalto es un elemento esencial para humanos, pero es tóxico a grandes concentraciones, que conduce a efectos adversos de salud. Estudios in vitro han demostrado que el cloruro de cobalto(II) hexahidratado es genotóxico, involucrando daño al ADN, inhibición de la reparación de las hélices, estrés oxidativo y apoptosis. Para esta sal, se ha determinado que debido a su amplio uso en sectores industriales, conduciendo a exposiciones profesionales, particularmente por inhalación, responsable de varias enfermedades pulmonares.21,22,23

El cromo(III) es un elemento traza que es un nutriente esencial involucrado en la regulación del metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas, ya que potencia la acción de la insulina. Los mamíferos necesitan Cr3+ para mantener balanceado el metabolismo de la glucosa.24 Además se han realizado estudios que han evaluado la toxicidad del cloruro de cromo(III), estimado en ratas y extrapolado a humanos, donde no se han encontrado efectos adversos considerables,25 y también se realizaron estudios sobre el efecto benéfico que puede llegar a tener el cloruro de cromo(III) en ratas en gestación.24



1.2 Actividad antimicrobiana de azoles

1.2.1 Actividad antifúngica En la actualidad, los estudios sobre la síntesis y desarrollo de nuevos compuestos que presenten una gran actividad y funcionalidad en el tratamiento de las enfermedades infecciosas generadas por hongos se enfocan en diseñar fármacos de un menor costo de fabricación o producción, de menor toxicidad para el paciente y con un espectro de acción más amplio.

En el pasado el tratamiento para estas enfermedades se enfocó en anfotericina B, un polieno con actividad antifúngica y toxicidad considerable, el cual es obtenido como producto de fermentación de Streptomyces nodosus. Luego se dio el desarrolló con formulación lipídica de este medicamento, la cual permitió que se suministraran dosis más altas con una disminución importante de la toxicidad. En los años posteriores, con base en los estudios de la actividad de los azoles frente a distintas cepas de hongos, se dieron avances importantes, siendo el más relevante la introducción del fluconazol y algunos de sus derivados como el voriconazol y el itraconazol, que presentaron un espectro de acción más amplio y mayor actividad que la anfotericina B.5

Los primeros compuestos azólicos que se utilizaron para tratamientos frente a estas infecciones fueron: clotrimazol y miconazol (Figura 1-1) en 1969, en los que la actividad biológica se atribuye al anillo imidazólico. A partir de la estructura del miconazol se han desarrollado medicamentos como el ketoconazol (1977), que fue el primer compuesto azólico con suficiente biodisponibilidad para uso clínico en infecciones avanzadas.26

Figura 1-1. Compuestos azólicos con actividad antifúngica importante y ampliamente usados.

N

N

Cl

ON

Cl

Cl

Cl

Cl

N

F

F

HON

NN

NN N

F

OH

F

N

N N NN

F

Cl

Cl

O

O

ON

N

N NO

Clotrimazol

Miconazol Fluconazol

VoriconazolKetoconazol

Capítulo 1 7

Dos cambios importantes se introdujeron en estos compuestos azólicos a principios de los ochentas. Primero, se reemplazó el imidazol por triazol y adicionalmente se reemplazó el cloro por flúor como sustituyente del anillo bencénico que está unido al carbono asimétrico (Figura 1-1). Estos cambios están asociados a una mayor especificidad hacia el sitio activo de la enzima que inhiben estos compuestos. Gracias a los cambios realizados en la estructura, se ha logrado que los compuestos triazólicos de segunda generación (voriconazol) tengan actividad frente a muchas especies de Candida, Aspergillus y Criptococcus, y también frente a la mayoría de hongos filamentosos emergentes como Fusarium, Scedosporium, Penicillium, entre otros.27

1.2.2 Mecanismos de acción En la Figura 1-2 se presentan los diferentes mecanismos por medio de los cuales los compuestos usados como tratamientos para combatir las infecciones causadas por hongos.

Los compuestos azólicos han sido ampliamente usados hace varias décadas, cumpliendo un papel muy importante en el tratamiento de enfermedades infecciosas relacionadas con hongos, debido a propiedades como un amplio espectro de acción, estabilidad química y la posibilidad de que su aplicación sea por medio oral o dérmico. El método de acción de los azoles frente a distintas especies de hongos se basa en la inhibición en el paso de lanosterol a ergosterol (componente fundamental de la membrana celular, confiere estabilidad y fluidez, también cumple funciones de biorregulación).28

Figura 1-2. Sitio de acción de los compuestos antifúngicos.28

Dada la importancia de este tipo de compuestos, en el mercado actual se encuentran una variedad de medicamentos que contienen azoles, generando que la investigación y



desarrollo de nuevas moléculas resulte en un tema de alto impacto a nivel mundial. Recientemente, el desarrollo de nuevos medicamentos se relaciona con la unión de compuestos que contengan fracciones azólicas con metales de transición que sean de baja toxicidad y biocompatibles, ya que los compuestos metálicos tienen propiedades que incurren en mecanismos de acción adicionales, incrementando la actividad de la molécula.

Se ha estudiado el mecanismo de acción en complejos que contienen 1,10-fenantrolina como ligando N-donor y metales como plata, cobre y manganeso, evaluándose: espectros diferenciales de los citocromos de las levaduras, medidas de respiración celular y extracción y análisis de ergosterol. Al analizar estos factores, los autores concluyeron que los complejos presentaban un mecanismo de actividad mixto, que no está sesgado únicamente en la inhibición de la síntesis de ergosterol, sino también un incremento en el consumo de oxígeno que produce altas concentraciones de radicales libres. Además, fue posible concluir que los diferentes mecanismos de acción dependen de la naturaleza del centro metálico.29

1.2.3 Mecanismo de resistencia Se han realizado estudios sobre los mecanismos que tienen microorganismos como los hongos para generar resistencia frente a los medicamentos, en la Figura 1-3 se presentan los probables mecanismos que generan esta resistencia. Para C. albicans se ha reportado que los principales mecanismos pueden ser: estimulación de la expulsión del medicamento, sobreproducción de la enzima objetivo, alteración de la afinidad por el medicamento, modificación de la ruta biosintética y adaptaciones no específicas como la activación de la respuesta al estrés.30

Capítulo 1 9

Figura 1-3. Mecanismos de resistencia de microorganismos.30

La identificación de los mecanismos de resistencia a medicamentos permiten el desarrollo de nuevas estrategias para el tratamiento de estas infecciones, incluyendo la combinación de fármacos y el desarrollo de nuevos antifúngicos alternos, como lo son los compuestos de coordinación.30

1.2.4 Actividad antibacteriana En la actualidad existe una gran variedad de compuestos antibacterianos sintéticos de uso clínico como b–lactamas, macrólidos, aminoglucósidos, tetraciclinas, quinolinas, sulfamidas así como oxazolidonas. Sin embargo, como consecuencia de los cambios de la permeabilidad de la membrana bacteriana, la producción de enzimas que inactivan los antibióticos, y la mutación de los sitios activos, se producen cepas de bacterias resistentes. Compuestos como los nitroimidazoles son usados eficientemente como antibacterianos frente a Trichomonas vaginalis, Entamoeba histolytica y Giardia intestinalis. Algunos de estos fármacos son el metrodinazol, secnidazol y ornidazol (Figura 1-4).31

Figura 1-4. Estructuras de compuestos azólicos importantes usados como antibacterianos.

NN

NO2

OHH

NN

NO2

OH NN

NO2

OH

Cl

Metronidazol Secnidazol Ornidazol



Así como en los casos anteriores, es posible encontrar reportes en la literatura científica con una gran variedad de compuestos azólicos como carbazoles, imidazoles, oxazoles, pirazoles, tetrazoles, tiazoles y triazoles con una potente actividad antibacteriana frente a una gran variedad de cepas. Algunos de estos compuestos han sido desarrollados, comercializados y usados en tratamiento clínicos exitosamente dada su alta eficacia, baja toxicidad y pocos efectos secundarios, alta biodisponibilidad y biocompatibilidad, entre otras propiedades importantes.31

1.3 Compuestos de coordinación con actividad antimicrobiana

Desde hace varios años los compuestos azólicos han sido ampliamente estudiados dada su actividad antifúngica, pero los compuestos de coordinación derivados de estos hasta hace poco han captado el interés de la comunidad científica por las interesantes propiedades encontradas en ellos para tratar este tipo de enfermedades infecciosas.

An y colaboradores en 2008 reportaron la síntesis, determinación de las estructuras cristalinas y la actividad antifúngica de complejos con: Ag(I) y Co(II) (Figura 1-5) derivados de ligando azoles (imidazol y benzotriazol), encontrando una potencial actividad del complejo de plata frente a hongos como Fusarium oxysporum, Cercospora rachidicola y Physalospora piricola.32

Figura 1-5. Compuestos sintetizados por An y colaboradores.

En 2009, Bagihalli y colaboradores reportaron la síntesis, caracterización espectroscópica y estudios biológicos de complejos derivados ligandos tipo base de Schiff con 1,2,4-triazol (Figura 1-6), encontrando actividad antimicrobiana por parte de todos los ligandos sintetizados y un aumento de la actividad de los respectivos complejos frente a bacterias como Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa y hongos como Aspergillus flavus y Aspergillus niger.33 Siendo comparable la actividad antifúngica de uno de estos compuestos con el estándar usado (Fluconazol).

NNN

N N NN N

NNAg

NNN

NN

NN N

NN

CoCl Cl

Capítulo 1 11

Figura 1-6. Complejos con bases de Schiff de 1,2,4-triazol sintetizados por Bagihalli y colaboradores.

En 2009 Singh y colaboradores publicaron un estudio en el que se presentaba la síntesis, caracterización y la evaluación de la actividad antifúngica y antibacteriana de complejos con centros metálicos con estado de oxidación (III), los cuales contenían como ligando un macrociclo tetradentado N,N,N,N (Figura 1-7),34 siendo una aproximación a la aplicación de compuestos donde se dé principalmente la coordinación por los nitrógenos, sin la implicación de coordinación por otros heteroátomos como oxígeno.

Figura 1-7. Complejos con ligando macrocíclico sintetizados por Sing y colaboradores.

Chohan y Hanif en 2010 reportaron la síntesis, caracterización por DRX-monocristal y propiedades biológicas (actividad antifúngica, antibacteriana y citotoxicidad) de compuestos derivados de triazol y sus complejos con metales de transición (Figura 1-8),35 siendo activos frente a cepas de bacteria como Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Bacillus subtilis y Shigella sonei, y frente a cepas de hongos como Trichophyton longifusus, Aspergillus flavus, Microsporum canis y Fusarium solani.

Figura 1-8. Estructura propuesta de los complejos obtenidos por Chohan y Hanif en 2010.

OO

O

N

N

NN

N OO

O

R

M

OH2

OH2

R = H, CH3, C2H5, C3H7M = Co(II), Cu(II), Ni(II)

N N

N N

Ph

Ph

Ph

PhM

XX2

X = Cl-, NO3-, CH3COO-

M = Cr(III), Mn(III), Fe(III)

HN

N

N

NS

R'

R

NH

N

N

NS

R'

R M

R' = H, CH3 - R = H, CH3, Cl, NO2M = Ni(II), Co(II), Cu(II), Zn(II)



Posteriormente en 2013 Chohan y Hanif reportaron la síntesis y evaluación de actividad biológica de nuevos compuestos derivados de triazol y sus respectivos complejos metálicos (Figura 1-9),36 los cuales evaluaron contra las mismas cepas de bacterias y hongos que habían evaluado en el 2010 y comparándolos con uno de los ligandos que habían reportado anteriormente, obteniendo una mayor actividad por parte de los nuevos compuestos y sus complejos.

Figura 1-9. Complejos sintetizados por Chohan y Hanif en 2013.

En 2015 Simpson y colaboradores reportaron un estudio de actividad antibacteriana y antiparasitaria donde sintetizaron complejos de manganeso(I) con miconazol, clotrimazol y ketoconazol,37 los cuales son importantes antifúngicos comerciales. Se encontró actividad frente a las bacterias Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis. Las cepas no se veían afectadas por el azol libre, y se encontró una potencial actividad antitripanosomal frente a Trypanosoma brucei.

Figura 1-10. Complejos derivados de azoles comerciales sintetizados por Simpson y colaboradores.

Existen pocos ejemplos en literatura donde se reporten estudios de actividad antimicrobiana de complejos con ligandos derivados de azoles, lo cual no permite tener una mayor idea de la potencial actividad de este tipo de compuestos. Teniendo en cuenta lo anterior, en 2016 en nuestro grupo de investigación, se reportó la síntesis y evaluación de actividad antibacteriana y antifúngica de varios complejos metálicos derivados de azoles (dimetilpirazol, triazol, benzotriazol, imidazol),38 siendo activos frente a cepas de bacterias y hongos de importancia clínica.

HN

N

NN

O

R

H3CS

NH

N

NN

O

R

SCH3

M

R = H, Cl, Br, NO2M = Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II)

N

N

R

R

MnOC

OC X

CO

X = ktz(Ketoconazol), mcz(Miconazol), ctz(Clotrimazol)R = H, COCOH3

Capítulo 1 13

Figura 1-11. Complejos metálicos derivados de azoles reportados por el grupo de investigación en el 2016.

Además, en el 2017 en el grupo de investigación se reportó la síntesis de un complejo de cromo(III) con ligando bis(3,5-dimetilpirazol-1-il)metano, evaluando su actividad antitripanosomal, observándose que el ligando libre no presentaba actividad frente a Tripanosoma cruzi, mientras el complejo de cromo tenía una potencial actividad antitripanosoma.39

Figura 1-12. Complejo de cromo(III) con el ligando 3,5-dimetilpirazol reportado por el grupo de investigación en 2017 con actividad antimicrobiana.

N NN N

NNN

N N

NN N

N

NNNN

ZnCl Cl

ZnCl Cl

ZnClCl

N NN N

ZnCl Cl

N NNN N

N

ZnCl Cl

NH HNN N

ZnCl Cl

N N

N NZn

Cl Cl

N N

N NCu

Cl Cl

N N

N NCo

Cl Cl

N N

N N

CrCl ClH2O OH2

+

Cl

2. Planteamiento del problema e hipótesis del trabajo

Debido a su velocidad de adaptación, hongos y bacterias han desarrollado una creciente resistencia a los medicamentos (antibióticos) convencionales, lo cual enfoca muchos estudios actuales en el desarrollo de nuevos compuestos con actividad antifúngica y antibacteriana. Como es conocida la actividad antimicrobiana que poseen los compuestos azólicos, más específicamente de los compuestos que poseen sustituyentes tipo triazol. En este proyecto se planteó diseñar y obtener ligandos que contengan 1H-1,2,4-triazol (Esquema 2-1) y complejos de coordinación con Cr(III) y Co(II) (Esquema 2-2) que sean estables al ambiente y presenten diferentes geometrías.

Estimar y determinar la estructura más probable de ligandos y complejos obtenidos, para posteriormente realizar estudios de actividad antibacteriana y antifúngica in vitro tanto de ligandos libres y sus respectivos complejos. Se espera que los compuestos sintetizados sean activos frente a las cepas seleccionadas y que la coordinación del ligando al centro metálico incremente la actividad antimicrobiana.

Esquema 2-1. Ligandos derivados de 1H-1,2,4-triazol a sintetizar.

N N

NN N

N

N

N N

NN N

N

N N

NN N

N

1 2 3

Planteamiento e hipótesis de trabajo 15

Esquema 2-2. Posibles estructuras de los complejos sintetizados.

Co

OH2

OH2

N

N

N

N

N

NN

N

N

N

N

N

2+

2Cl-

+

.

Cl-N

NN

NN N

N

CrOH2

Cl Cl .

NN

NN N

NCo

H2O OH2

Cl Cl

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl ClNN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl

2+

2Cl-N

NN

NN N

N

CoOH2

H2O OH2.

4 5 6

987

3. Objetivos

3.1 Objetivo general Sintetizar y caracterizar complejos de Cr(III) y Co(II) derivados de ligandos triazólicos y evaluar su actividad antifúngica y antibacteriana.

3.2 Objetivos específicos • Sintetizar y caracterizar ligandos derivados de triazoles.

• Preparar complejos de cromo(III) y cobalto(II) con los ligandos previamente

obtenidos.

• Caracterizar los complejos mediante: punto de fusión, espectroscopía infrarroja

(FT-IR), espectroscopía Raman, espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis),

análisis elemental, análisis termogravimétrico y espectrometría de masas.

• Evaluar la actividad antimicrobiana tanto de los ligandos como de los complejos

frente a las cepas Candida tropicalis (hongo) y Staphylococcus aureus (bacteria

Gram-positiva).

4. Síntesis y caracterización de ligandos y complejos con Cr(III) y Co(II)

Los aspectos relacionados a la síntesis y caracterización de los ligandos triazólicos y los complejos de Co(II) y Cr(III) que se obtuvieron en este trabajo se presentan en las siguientes secciones:

4.1 Sección experimental

4.1.1 Materiales y métodos Los procedimientos experimentales se llevaron a cabo en atmósfera inerte de nitrógeno seco usando técnicas de Schlenk. Los disolventes que se requerían anhidros fueron secados, destilados y almacenados sobre tamices moleculares de 3Å y atmósfera de nitrógeno previo a su utilización. Los reactivos 1H-1,2,4-triazol (Alfa Aesar, 99%), 3,5-bis(bromometil)tolueno (Alfa Aesar, 99%),1,3-bis(bromometil)benceno (Alfa Aesar, 97%), 2,6-bis(hidroximetil)piridina (Alfa Aesar, 98%), bromuro de tetrabutilamonio (BTBA) (Alfa Aesar, 98%), cloruro de cromo (III) hexahidratado (Alfa Aesar, 98%) y cloruro de cobalto (II) hexahidratado (Alfa Aesar 98%) fueron utilizados sin purificación adicional.

Los puntos de fusión se tomaron en un equipo Mel-TempÒ 1101D usando tubos capilares abiertos y se reportan sin corregir. Los análisis elementales (C, H y N) se realizaron en un equipo Thermo ScientificÔ FLASH 2000 CHNS/O. Los espectros infrarrojos se tomaron en un espectrofotómetro Shimadzu IRTracer-100 usando pastillas de KBr. Los espectros de Raman se tomaron en un espectrofotómetro HORIBA Scientific con láser de 785 nm y 532 nm. Los espectros UV-Vis se tomaron en un Cary 100 de Agilent Technologies usando barridos de 200 nm a 800 nm, las muestras fueron medidas en disolución con DMSO como disolvente, para todos los compuestos, en celdas de cuarzo de 1 cm, con una concentración inicial de 1,0 mM para las sales metálicas, ligandos y complejos, realizando las diluciones necesarias para que las absorbancias estén a un máximo de 1,00.

Los espectros de resonancia magnética nuclear se tomaron en un equipo Bruker AscendÔ – 400, que opera a 400,13 MHz en RMN 1H y a 100,62 MHz para RMN 13C, los desplazamientos químicos se reportan en ppm y las constantes de acoplamiento J en Hz.



Las multiplicidades se encuentran denotadas como (s = singlete, d = doblete, m = multiplete, t = triplete). Se utilizó DMSO-d6 como disolvente y como referencia SiMe4 (d: 0,0 ppm), o la señal residual de (CD3)2SO (d: 2,50 ppm en RMN 1H y d: 40,9 ppm en RMN 13C).

El espectro de masas solamente para el ligando 3 se adquirió en un espectrómetro de masas Shimadzu GC-MS QP2010-SE. Los análisis termogravimétricos se obtuvieron en un equipo Hitachi Sta 7200 usando una atmósfera de nitrógeno con un flujo de 60 mL/min y una rampa de calentamiento de 30-700ºC con una velocidad de 10 ºC/min. Las curvas de TG se analizaron para dar el porcentaje de pérdida de masas en función de la temperatura.

Medidas de conductividad eléctrica fueron tomadas con un equipo Mettler Toledo 547K usando DMSO como disolvente, con una concentración de 1,0 mM para las sales metálicas y los complejos.

4.1.2 Síntesis de ligandos 4.1.2.1 Síntesis de 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1)

El ligando se obtuvo por medio de modificaciones de un procedimiento reportado en literatura.40 En un balón de Schlenk equipado con un condensador, se agregó 1H-1,2,4-triazol (19,85 mmol; 1371,1 g), KOH (24,89 mmol; 1396,6 g), BTBA (1,24 mmol; 400 mg) y agua destilada (6 mL). Esta mezcla se agitó a temperatura ambiente por 20 minutos,

después se agregó 1,3-bis(bromometil)benceno (9,97 mmol; 2632,3 mg) en tolueno (40 mL), la mezcla se mantuvo a 85ºC por 24 horas. La mezcla de reacción se dejó enfriar hasta temperatura ambiente, y la fase orgánica fue separada y el residuo, se le adicionaron 15 mL de agua y se extrajo con diclorometano (4 porciones de 40 mL). Las fases orgánicas se mezclaron, se secaron con sulfato de sodio anhidro, se filtraron y el solvente se evaporo bajo vacío en un rotavaporador, obteniéndose un producto (aceite amarillo), el cual se purificó por cromatografía en columna usando sílica gel (tipo 60) y acetato de etilo:metanol (20:1) como fase móvil. Por último, se realiza una recristalización usando acetato de etilo:hexano. Rendimiento 1185,8 mg (49,7%). P.F.: 111-112ºC. FT-IR (KBr, cm-1): 3094(m), 1508(vs), 1431(s), 1346(m), 1277(vs), 1207(s), 1161(w), 1138(vs), 1018(vs), 961(s), 891(s), 864(s), 733(vs), 683(vs), 652(s), 440(w), 359(w). Raman (785 nm, cm-1): 1612, 1507, 1431, 1271, 1237, 1171, 1136, 1015, 770, 648, 499, 287, 214. 1H RMN (CDCl3, 400 MHz): d 8,07 (s, 2H), 7,95 (s, 2H), 7,37 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 7,21 (d, J = 7,7 Hz, 2H), 7,15 (s, 1H), 5,32 (s, 4H). UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 263 (266).

N N

NN N

N

Capítulo 4 19

4.1.2.2 Síntesis de 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2)

El ligando se obtuvo por medio de modificaciones de un procedimiento reportado en literatura.41 Primero fue necesario la síntesis del precursor 2,6-bis(clorometil)piridina, aplicando un procedimiento reportado en la literatura, en el cual se parte de la reacción de 2,6-bis(hidroximetil)piridina con cloruro de tionilo (SOCl2) en éter seco bajo atmosfera de nitrógeno,

después de horas de reacción se obtuvo un sólido blanco correspondiente al hidrocloruro de 2,6-bis(clorometil)piridina, posteriormente se realizó una neutralización con carbonato de sodio en solución acuosa realizándose extracciones con diclorometano, al final se obtuvo el producto deseado como sólido blanco.42 En un balón de Schlenk equipado con un condensador, se agregó 1H-1,2,4-triazol (20,00 mmol; 1381,3 mg), KOH (22,02 mmol; 1235,4 mg), BTBA (1,27 mmol; 410 mg) y agua destilada (7 mL). Esta mezcla se agitó a temperatura ambiente por 20 minutos, después se agregó 2,6-bis(clorometil)piridina (9,84 mmol; 1733,0 mg) en tolueno (50 mL), la mezcla se mantuvo a 85ºC por 72 horas. La mezcla de reacción se dejó enfriar a temperatura ambiente, y la fase orgánica fue separada y el residuo (fase acuosa), se le adicionaron 15 mL de agua y se extrajo con acetato de etilo (4 porciones de 40 mL). Las fases orgánicas se mezclaron, se secaron con sulfato de sodio anhidro, se filtraron y el solvente se evaporo bajo vacío en un rotavaporador, obteniéndose un producto (aceite amarillo), el cual se purificó por cromatografía en columna usando sílica gel (tipo 60) y DCM:metanol (8:2) como fase móvil. Por último, se realizó una recristalización usando DCM:hexano. Rendimiento 1315,9 mg (55,4%). P.F.: 140-141ºC. FT-IR (KBr, cm-1): 3105(m), 1597(m), 1574(m), 1512(vs), 1462(s), 1427(s), 1366(s), 1273(vs), 1215(s), 1165(w), 1142(vs), 1096(w), 1018(vs), 961(m), 891(m), 872(m), 767(vs), 714(m), 679(vs), 648(s), 594(w). Raman (785 nm, cm-1): 1423, 1364, 1346, 1139, 1091, 1015, 991, 588, 525, 346, 312, 213. 1H RMN (CDCl3, 400 MHz): d 8,22 (s, 2H), 7,97 (s, 2H), 7.68 (t, J = 7,8 Hz, 1H), 7,10 (d, J = 7,8 Hz, 2H), 5,43 (s, 4H). UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 264 (4423).

4.1.2.3 Síntesis de 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3)

En un balón de Schlenk equipado con un condensador, se agregó 1H-1,2,4-triazol (16,18 mmol; 1116,9 mg), KOH (22,92 mmol; 1286,1 mg), BTBA (1,26 mmol; 405,7 mg) y agua destilada (8 mL). Esta mezcla se agitó a temperatura ambiente por 20 minutos, después se agregó 1,3-bis(bromometil)tolueno (8,20 mmol; 2278,9 mg) en tolueno (50 mL), la mezcla se mantuvo a 85ºC por 48 horas. La mezcla de reacción se dejó enfriar a temperatura ambiente, y la fase orgánica fue separada y

el residuo (fase acuosa), se le adicionaron 15 mL de agua y se extrajo con cloroformo (4 porciones de 40 mL). Las fases orgánicas se mezclaron, se secaron con sulfato de sodio anhidro, se filtraron y el solvente se evaporo bajo vacío en un rotavaporador, obteniéndose un producto (aceite amarillo), el cual se purificó por cromatografía en columna usando sílica gel (tipo 60) y DCM:metanol (9:1) como fase móvil. Rendimiento 1166,3 mg (56,7%). P.F.: 135-136ºC. FT-IR (KBr, cm-1): 3090(m), 2924(w), 1609(w), 1504(s), 1466(w), 1431(m), 1385(w), 1346(m), 1261(vs), 1207(s), 1134(vs), 1018(s),

N

N N

NN N

N

N N

NN N

N

1

3' 3

44'5

6' 6

7

88'

7'

2



980(w), 953(m), 918(m), 891(s), 745(vs), 725(m), 683(vs), 652(vs), 567(m), 509(w), 366(m), 351(w). Raman (785 nm, cm-1): 1604, 1496, 1434, 1370, 1286, 1128, 1013, 760, 533, 282. 1H RMN (DMSO-d6, 400 MHz): d 8,63 (s, 2H, 7, 7’), 7,97 (s, 2H, 8, 8’), 7,02 (s, 2H, 3, 3’), 7,00 (s, 1H, 5), 5,35 (s, 4H, 6, 6’), 2,25 (s, 3H, 1). 13C RMN (DMSO-d6, 101 MHz) d 151,65 (C8, C8’), 144,16 (C7, C7’), 138,31 (C2), 136,62 (C4, C4’), 127,97 (C3, C3’), 124,38 (C5), 51,81 (C6, C6’), 20,77 (C1). Análisis calculado para C13H14N6: C, 61,34; H, 5,51; N, 33,03; encontrado: C, 60,42; H, 5,88; N, 32,72%. MS-ESI (m/z, ES+): 253 (M-H+). UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 267 (297).

4.1.3 Desarrollo del procedimiento experimental: Ligandos La síntesis del ligando 1 se realizó siguiendo la metodología de Díez-Barra et al. aplicando pocas modificaciones, estas modificaciones se relacionan al tiempo de reacción, el cual se cambió de 6 horas a 24 horas, y la temperatura, de 80ºC a 85ºC, obteniéndose el compuesto de interés con alta pureza, alta correlación en los espectros de RMN 1H y FT-IR y sin ningún cambio considerable en el rendimiento.

Para 2 se realizó una modificación considerable del procedimiento de Kim et al., lo único que no se modificó fue la metodología de purificación. En la literatura se realizaba la reacción con 1,2,4-triazoluro de sodio (NaTz) con 2,6-bis(bromometil)piridina en etanol absoluto por 72 horas a 77ºC, debido a la baja estabilidad del reactivo NaTz en condiciones ambientales y teniendo en cuenta los trabajos desarrollados previamente en el grupo de investigación (Bello-Vieda y colaboradores),43 donde se obtenían bajos rendimientos de reacción al trabajar con este compuesto, se cambió esta parte del procedimiento.

Debido a la similitud estructural y a las propiedades de solubilidad del reactivo 2,6-bis(bromometil)piridina con el 1,3-bis(bromometil)benceno, se realizó un ensayo siguiendo las condiciones de reacción para 1, usando KOH para realizar la deprotonación del triazol en medio acuoso y utilizando un catalizador de transferencia de fase bromuro de tetrabutilamonio (BTBA), posteriormente adicionando una solución de 2,6-bis(bromometil)piridina en tolueno y dejando la mezcla de reacción con agitación a 85ºC por 72 horas, luego del tiempo de reacción se separaba la fase orgánica de la fase acuosa, y sobre esta última, se hicieron extracciones líquido-líquido para retirar los compuestos inorgánicos presentes, BTBA y 1H-1,2,4-triazol que no reaccionó. Cuando se recuperaban las fases orgánicas correspondientes a la mezcla de reacción y de las extracciones se obtenía un aceite amarillo que contenía el producto. Después de obtener este aceite, se decidió aplicar el método de purificación reportado en la literatura, usando columna cromatográfica de sílica-gel. El compuesto se obtiene como un sólido con ligera coloración amarilla. Dada esta coloración, y al observar por TLC que había presencia de impurezas, se decidió realizar una recristalización usando DCM:hexano. Se obtuvo un ligero incremento en el rendimiento de reacción.

Capítulo 4 21

No se encontró ningún reporte previo de la síntesis de 3, por lo cual se utilizaron varios métodos antes de llegar al protocolo final descrito. Inicialmente, se trató de obtener por reacción directa de los dos precursores, primero en solventes como THF y tolueno sin realizar ningún tipo de secado a estos solventes, obteniéndose una mezcla de productos sin poder distinguir la presencia del producto de interés o probablemente se encontraba con muy baja concentración. Posteriormente se intentó realizar la reacción usando solventes anhidros (tolueno) bajo atmósfera inerte (con nitrógeno), buscando disminuir las reacciones secundarias (“no deseadas”) ocasionadas por la presencia de agua, debido a que en el espectro de RMN 1H se observaban señales de hidrógenos de grupos O-H. Con este procedimiento se dio la formación del producto, pero con muy bajos rendimientos. Por lo cual, se decidió usar un procedimiento similar a los aplicados para los anteriores ligandos 1 y 2, debido a su similaridad estructural (Esquema 4-1). Se realizó un primer ensayo usando KOH para realizar la deprotonación del triazol y usando un catalizador de transferencia de fase (BTBA), posteriormente se adiciono una solución de 1,3-bis(bromometil)-tolueno en tolueno, dejando esta mezcla de reacción con agitación a 105ºC por 48 horas, luego se dejaba enfriar a temperatura ambiente y se separaban las fases (teniendo en cuenta que debido a la alta temperatura la mayor parte del agua se evaporaba, y en esta fase acuosa quedaba un ligero aceite de color amarillo). Luego se secaba la fase orgánica usando sulfato de sodio anhidro, se filtró y se evaporo el solvente generando un sólido blanco y cristalino, el cual era el producto deseado con un rendimiento del 40%. Este primer ensayo se realizó con pequeñas cantidades de los precursores, para no producir más de 50 mg del producto (si el rendimiento fuese del 100%), pero al aumentar las cantidades de reactivos, el rendimiento de reacción disminuía drásticamente, con la formación de una mayor cantidad del aceite observado en el primer ensayo y en algunas ocasiones este aceite debido a la alta temperatura tomaba una coloración rojiza oscura (probablemente por la presencia de bromo).

Esquema 4-1. Metodologías usadas para obtener el ligando (3).

Debido a la alta temperatura de la reacción, se presentó descomposición de alguno de los reactivos, lo cual ocasionó la disminución del rendimiento. Adicionalmente se puede considerar que al realizar las pruebas de solubilidad, el compuesto 3 era poco soluble en tolueno y quedaba este principalmente en la fase acuosa. Al evaporar el agua presente,

Br Br

NN

NN N

N

NN

HN

2+

THF o Toluenoreflujo

Mezcla de productos

Bajo rendimientoTHF o Tolueno anhidro

Tolueno/Agua, KOH, BTBA

48 h, 85ºC57%

48 h, reflujo



el producto formado puede empezar a degradarse por el contacto directo con las paredes del balón y la alta energía y calor que en esta zona se transfiere.

Debido a este resultado se replanteo la metodología, y se decidió disminuir la temperatura a 85ºC, manteniendo el tiempo (48 h), se observaba la formación de un aceite amarillo luego del tiempo de reacción, se separaba la fase orgánica de la fase acuosa, y sobre esta última, se hicieron extracciones líquido-líquido. Cuando se recuperaban las fases orgánicas correspondientes a la mezcla de reacción y de las extracciones se obtenía nuevamente un aceite amarillo que contenía el producto. Se realizaron varias pruebas por TLC para determinar la fase móvil más adecuada para la separación del producto por medio de cromatografía en columna, siendo esta fase móvil DCM:metanol (9:1). Se obtuvo un sólido blanco el cual con la caracterización se propone que es el producto de interés.

4.1.4 Síntesis de complejos de cobalto(II) 4.1.4.1 Síntesis de cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-

N,N’]2cobalto(II) (4)

A una solución de cloruro de cobalto(II) hexahidratado (1,01 mmol; 240,7 mg) en 8 mL de acetona se le adicionó una solución de (1) (0,99 mmol; 238,6 mg) en 6 mL de acetona. Inmediatamente, se observó la precipitación de un sólido azul claro, se dejó la mezcla de reacción con agitación a temperatura ambiente durante 2 horas.

Esta mezcla se transfirió a tubos y se centrifugo a 400 rpm por 8 minutos, realizando lavados con acetona, diclorometano y éter, retirando la fase liquida entre lavado y lavado. El compuesto obtenido se secó a 80ºC, obteniéndose un sólido de color lila. Rendimiento: 293,4 mg (90,6%). P.F: >400ºC. FT-IR (KBr, cm-1): 3453(m), 3119(s), 1520(vs), 1441(m), 1375(m), 1350(m), 1279(s), 1207(m), 1165(w), 1128(vs), 1016(s), 988(m), 889(s), 735(vs), 675(s), 650(s). Raman (785 nm, cm-1): 1607, 1520, 1435, 1273, 1237, 1171, 1136, 1008, 753, 647, 501, 435. Análisis calculado para C24H28Cl2CoN12O2: C, 44,55; H, 4,33; N, 25,99; encontrado: C, 45,08; H, 3,61; N, 25,91. UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 262 (784). Conductividad (W-1cm2mol-1): 52,9.

4.1.4.2 Síntesis de cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5)

A una solución de cloruro de cobalto(II) hexahidratado (1,02 mmol; 242,1 mg) en 7 mL de acetona se le adicionó una solución de (2) (1,00 mmol; 241,2 mg) en 9 mL de acetona. Inmediatamente, se observó la precipitación de un sólido azul claro, se dejó la mezcla de reacción con

Co

OH2

OH2

N

N

N

N

N

NN

N

N

N

N

N

2+

2Cl-.

2+

2Cl-N

NN

NN N

N

CoOH2

H2O OH2. .H2O

Capítulo 4 23

agitación a temperatura ambiente durante 5 horas. Esta mezcla se transfirió a tubos y se centrifugo a 400 rpm por 8 minutos, realizando lavados con acetona, diclorometano y éter, retirando la fase liquida entre lavado y lavado. El compuesto obtenido se secó a 80ºC, obteniéndose un sólido de color azul claro. Rendimiento: 298,8 mg (67,4%). P.F: >400ºC (Descomposición). FT-IR (KBr, cm-1): 3402(vs), 3119(s), 1603(s), 1576(m), 1524(vs), 1460(m), 1435(s), 1277(s), 1207(m), 1125(vs), 1013(m), 986(s), 883(m), 766(s), 746(m), 677(s), 650(s). Raman (785 nm, cm-1): 1430, 1348, 1125, 1014, 994, 593, 522, 342, 274. Análisis calculado para C11H19Cl2CoN7O4: C, 29,78; H, 4,29; N, 22,11; encontrado: C, 29,59; H, 3,44; N, 21,77. UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 264 (3317). Conductividad (W-1cm2mol-1): 50,5.

4.1.4.3 Síntesis de diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6)

A una solución de cloruro de cobalto(II) hexahidratado (1,02 mmol; 241,8 mg) en 8 mL de acetona se le adicionó una solución de (3) (1,12 mmol; 284,1 mg) en 7 mL de acetona. Inmediatamente, se observó la precipitación de un sólido azul claro, se dejó la mezcla de reacción con agitación a temperatura ambiente durante 3 horas. Esta mezcla se transfirió a tubos y se centrifugo a 400 rpm por 8 minutos, realizando

lavados con acetona, diclorometano y éter, retirando la fase liquida entre lavado y lavado. El compuesto obtenido se secó a 80ºC, obteniéndose un sólido de color azul. Rendimiento: 296,3 mg (69,4%). P.F: 400ºC. FT-IR (KBr, cm-1): 3412(w), 3111(m), 1609(m), 1522(vs), 1437(m), 1352(m), 1279(s), 1206(m), 1128(vs), 1016(m), 988(m), 881(m), 758(vs), 675(s), 652(m). Raman (785 nm, cm-1): 1605, 1520, 1464, 1434, 1358, 1282, 1127, 996, 759, 522, 303. Análisis calculado para C13H18Cl2CoN6O2: C, 37,12; H, 4,28; N, 19,99; encontrado: C, 37,91; H, 3,39; N, 20,96. UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 268 (556). Conductividad (W-1cm2mol-1): 43,3.

4.1.5 Síntesis de complejos de cromo(III) 4.1.5.1 Síntesis de acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III)

(7)

A una solución de cloruro de cromo(III) hexahidratado (1,00 mmol; 265,8 mg) en 12 mL de acetona se le adicionó una solución de (1) (1,01 mmol; 241,9 mg) en 6 mL de acetona. Inmediatamente, se observó la precipitación de un sólido verde claro, se dejó la mezcla de reacción con agitación a temperatura

ambiente durante 2 horas. Esta mezcla se transfirió a tubos y se centrifugo a 400 rpm por 8 minutos, realizando lavados con acetona, diclorometano y éter, retirando la fase liquida entre lavado y lavado. El compuesto obtenido se secó a 90ºC, obteniéndose un sólido de color verde claro. Rendimiento: 360,3 mg (79,8%). P.F: >400 ºC (Descomposición). FT-IR (KBr, cm-1): 3429(s), 3125(w), 1620(m), 1530(vs), 1437(m), 1348(m), 1283(s), 1209(m), 1123(vs), 1005(s), 889(m), 735(s), 673(m), 648(m). Raman (785 nm, cm-1): 1609, 1528,

NN

NN N

NCo

H2O OH2

Cl Cl

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl. 2H2O



1430, 1362, 1278, 1237, 1172, 1123, 1000, 336, 268. Análisis calculado para C12H18Cl3CrN6O3: C, 31,81; H, 3,98; N, 18,55; encontrado: C, 31,39; H, 4,24; N, 18,39. UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 260 (3672). Conductividad (W-1cm2mol-1): 24,4.

4.1.5.2 Síntesis de cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8)

A una solución de cloruro de cromo(III) hexahidratado (1,01 mmol; 269,6 mg) en 14 mL de acetona se le adicionó una solución de (2) (1,00 mmol; 241,7 mg) en 8 mL de acetona. Inmediatamente, se observó la precipitación de un sólido verde claro, se dejó la mezcla de reacción con agitación a

temperatura ambiente durante 2 horas. Esta mezcla se transfirió a tubos y se centrifugo a 400 rpm por 8 minutos, realizando lavados con acetona, diclorometano y éter, retirando la fase liquida entre lavado y lavado. El compuesto obtenido se secó a 90ºC, obteniéndose un sólido de color verde claro. Rendimiento: 320,0 mg (62,9%). P.F: >400 ºC. FT-IR (KBr, cm-1): 3379(m), 3130(m), 1634(m), 1599(m), 1578(w), 1533(vs), 1460(m), 1429(m), 1282(s), 1211(m), 1125(vs), 1005(s), 887(m), 768(m), 710(w), 673(m), 654(s). Raman (785 nm, cm-1): 1425, 1366, 1121, 1084, 998, 587, 518, 338, 266. Análisis calculado para C11H17Cl3CrN7O3•3H2O: C, 26,00; H, 4,14; N, 19,30; encontrado: C, 26,75; H, 3,94; N, 18,19. UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 263 (7081). Conductividad (W-1cm2mol-1): 30,3.

4.1.5.3 Síntesis de acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9)

A una solución de cloruro de cromo(III) hexahidratado (1,02 mmol; 271,3 mg) en 15 mL de acetona se le adicionó una solución de (3) (1,16 mmol; 293,8 mg) en 7 mL de acetona. Inmediatamente, se observó la precipitación de un sólido verde claro, se dejó la mezcla de reacción con agitación a temperatura ambiente durante 3 horas. Esta mezcla se transfirió a tubos y se centrifugo a 400 rpm por 8

minutos, realizando lavados con acetona, diclorometano y éter, retirando la fase liquida entre lavado y lavado. El compuesto obtenido se secó a 90ºC, obteniéndose un sólido de color verde claro. Rendimiento: 204,3 mg (43,0%). P.F: >400 ºC. FT-IR (KBr, cm-1): 3375(s), 3130(m), 1612(s), 1531(vs), 1439(m), 1348(m), 1285(s), 1209(m), 1125(vs), 1005(s), 887(m), 756(s), 671(s), 650(m). Raman (532 nm, cm-1): 1604, 1530, 1472, 1434, 1355, 1283, 1121, 997, 757, 518, 260. Análisis calculado para C13H20Cl3CrN6O2: C, 33,42; H, 4,29; N, 17,99; encontrado: C, 34,97; H, 4,70; N, 17,88. UV-Vis (lmax(nm), e(M-1cm-1)): 259 (2141). Conductividad (W-1cm2mol-1): 27,4.

4.1.6 Desarrollo del procedimiento experimental: Complejos de Co(II) y Cr(III)

Los procedimientos para la obtención de estos complejos no estaban reportados en la literatura, por tanto, fue necesario el desarrollo de la metodología sintética. Para la

+

Cl-N

NN

NN N

N

CrOH2

Cl Cl . .5H2O

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl.2H2O

Capítulo 4 25

síntesis de los complejos el punto más importante consistió en la elección del disolvente, donde se buscaba que disolviera tanto el ligando como la sal precursora del metal y deseablemente se diera la precipitación del complejo. Debido a la similitud en la solubilidad de los tres ligandos, para preparar los complejos se utilizó como disolvente acetona. Se realizaron ensayos en condiciones suaves de reacción (temperatura ambiente y agitación constante), obteniéndose los complejos en tiempos relativamente cortos (máximo 5 horas), ya que después de la adición de la solución del ligando sobre la solución de la sal precursora se observaba la precipitación inmediata de un sólido de coloración azul y lila en los de cobalto y verde en los de cromo. En todos los casos, esta precipitación inmediata permitió el lavado de los complejos con el mismo disolvente usado en la reacción.

Teniendo en cuenta que la sal precursora de cobalto usada contenía moléculas de agua, se esperaba que los complejos también, lo cual podría generar ciertas características de solubilidad en disolventes polares. Sin embargo, al realizar los ensayos de solubilidad se observó que solo eran solubles en DMSO (la solubilidad en este disolvente permite realizar los ensayos de actividad biológica) y DMF, aunque para los complejos 4 y 5 se observó completa solubilidad en agua, sin que se diera la descomposición del complejo (no se forma o precipita ningún solido blanco, característico de la pérdida de la coordinación del ligando, que al ser una molécula orgánica generalmente es insoluble en agua). Los rendimientos fueron entre 67 y 91% para 4-6, asumiendo las estructuras propuestas por medio de la caracterización realizada. Todos los complejos de Co(II) se obtuvieron como sólidos con coloraciones características (lila y azul), no higroscópicos a excepción de 5. Para este complejo por medio del análisis elemental y termogravimétrico se observó la presencia de moléculas de agua de hidratación, a pesar de que las muestras se secaron en la estufa a 80ºC por 18 horas, antes de realizar estas caracterizaciones.

Para los complejos de cromo se decidió probar inicialmente con los mismos procedimientos de síntesis y purificación aplicados para la obtención de 4-6. Los complejos 7-9 precipitaban de manera inmediata al mezclar las soluciones del ligando y de la sal de cromo bajo condiciones suaves de reacción, y realizando lavados con el mismo disolvente para su purificación. Los rendimientos estuvieron entre 43 y 80%, asumiendo las estructuras propuestas por medio de la caracterización realizada. Los complejos de Cr(III) se obtuvieron como sólidos verdes, estables al aire y no higroscópicos, aunque para estos complejos por medio del análisis elemental y termogravimétrico se observó la presencia de moléculas de agua no coordinantes, a pesar de que las muestras se secaron en la estufa a 90ºC por 18 horas antes de realizar la caracterización. Adicionalmente, solo son solubles en DMSO y DMF, aunque 8 fue bastante soluble en agua.

Se realizaron medidas de conductividad eléctrica para todos los complejos y sales precursoras de cada metal usando como disolvente DMSO. Para la sal de cobalto se observó una conductividad de 48,0 W-1cm2mol-1 y para la sal de cromo de 40,2 W-

1cm2mol-1. Al comparar estos valores con los obtenidos para los complejos, se identifica



que 4 (52,9 W-1cm2mol-1) y 5 (50,5 W-1cm2mol-1), estos complejos presentan mayor conductividad. Este resultado se debe probablemente a la capacidad de movilidad electrónica que tienen los sistemas p-conjugados de los ligandos y también a la presencia de especies iónicas (como se muestra en las estructuras de la sección de síntesis de cada complejo).

Por otro lado, 6 presentó una menor conductividad (43,3 W-1cm2mol-1) que la sal precursora indicando que este compuesto al disolverse en DMSO no se ioniza. La conductividad para 7, 8 y 9 fue de 24,4, 30,3 y 27,4 W-1cm2mol-1, respectivamente, siendo menores a la obtenida con la sal de cromo precursora, lo cual puede estar asociada a la ausencia de especies iónicas o a un efecto dado la transferencia de carga de metal a ligando (ver sección UV-Vis). Se ha reportado que para complejos disueltos en DMSO valores de conductividad entre 23 y 42 W-1cm2mol-1 son característicos para electrolitos del tipo 1:1,44 al aumentar el tipo de electrolito ya sea 2:1 o 3:1, la conductividad debe ser mayor al rango mencionado anteriormente. Teniendo en cuenta esto, se podría proponer que los complejos 4, 5 y 8 probablemente son electrolitos, lo cual concuerda con las estructuras propuestas en la sección de síntesis de cada complejo, donde los cloros se encuentran fuera de la esfera de coordinación y estabilizan la carga del complejo.

4.2 Resultados y discusión

4.2.1 Análisis FT-IR Para los ligandos como sus respectivos complejos, se realizó el análisis por espectroscopía infrarroja, con el fin de observar el desplazamiento de algunas bandas del ligando libre una vez que se da la coordinación al centro metálico. En la Tabla 4-1 se resumen los datos obtenidos, presentando las bandas más importantes. En el Esquema 4-2 se muestra la estructura del triazol con su respectiva numeración para ampliar la discusión de los FT-IR.

En el caso del ligando 1 y sus complejos, 4 y 7 (ver Esquema 2-2), se observó un desplazamiento de la banda asociada al estiramiento del enlace sencillo (N-C) entre un átomo de carbono y un átomo de nitrógeno del triazol,45 en 1 se observa a 1138 cm-1, mientras para 4 y 7 esta banda se desplaza a un menor n, 1128 y 1123 cm-1, respectivamente, este desplazamiento indica que la energía de vibración de este enlace disminuye, lo cual está asociado al efecto que genera cuando se coordina el ligando al centro metálico, y confirma que la coordinación se da por alguno de los nitrógenos. También se observó un ligero desplazamiento en la banda asociada a la tensión del anillo del triazol45 del ligando (891 cm-1) en comparación con los complejos (889 cm-1 para ambos complejos), indicando disminución en la rigidez del anillo triazol. Adicionalmente, se identifica un desplazamiento muy pequeño a un mayor n en la banda del estiramiento del enlace N1-N2 del triazol,45 para el ligando libre aparece en 1277 cm-1

Capítulo 4 27

y en los complejos se observó a 1279 cm-1 (4) y 1283 cm-1 (7). Esta observación, da indicio de que probablemente el ligando se une al cobalto por el nitrógeno 4 del triazol, mientras que la unión al cromo se está dando por el nitrógeno 2 (ver las estructuras de la sección de síntesis de complejos).

Además, se observan bandas en 3245 y 3429 cm-1, para 4 y 7 respectivamente, las cuales corresponden a los estiramientos entre el oxígeno y el hidrógeno de las moléculas de agua.46 Debido a la intensidad y el ancho de las bandas, se puede asociar que para el compuesto de cobalto 4 las moléculas de H2O se encuentran dentro de la esfera de coordinación, ya que estas bandas tienen una intensidad media y no son muy anchas, mientras para el compuesto de cromo 7, la intensidad y el ancho de las bandas de H2O se asocian a moléculas de agua de hidratación.

Esquema 4-2. Estructura del triazol con su respectiva numeración.

Tabla 4-1. Principales bandas en infrarrojo de complejos y ligandos. Pir = piridina, Tol = tolueno, Tz = triazol; vs = muy fuerte; s = fuerte; m = media; w = débil; vw = muy débil. Para (1)-(9) ver Esquema 2-2 y parte

experimental

Compuesto Número de onda n (cm-1) (O-H) (C-H) (C-N)Tz (N-N) (C-N)Tz Tensión

anilloTz

1 - 3094 1346 1277 1138 891 4 3435 3119 1350 1279 1128 889 7 3429 3124 1348 1283 1123 889 (O-H) (C-H) Estiramiento

anilloPir (C=N)Pir (C-N)Tz (N-N) (C-N)Tz Tensión

anilloTz 2 - 3105 1574 1512 1462 1273 1141 891 5 3402 3119 1576 1524 1460 1277 1125 883 8 3379 3130 1578 1533 1460 1283 1125 887 (O-H) (C-H) (C-C)Tol (C-N)Tz (C-N)Tz (N-N) (C-N)Tz Tensión

anilloTz 3 - 3090 1609 1466 1346 1261 1134 891 6 3412 3111 1609 1464 1352 1279 1128 881 9 3375 3130 1612 1462 1348 1285 1125 887

Para el ligando 2 y sus complejos, 5 y 8, se aprecian tres bandas de interés, que pueden dar información de la vía de coordinación del ligando al centro metálico. Primero se observó una disminución en el n de la banda correspondiente al estiramiento del enlace sencillo C-N del triazol,45 en el ligando libre a 1141 cm-1, mientras que para 5 y 8 esta banda aparece a 1125 cm-1, lo cual confirma la posible coordinación por un nitrógeno del fragmento triazólico. Adicionalmente, una segunda banda, que aumenta en el n (estiramiento del enlace sencillo N-N del triazol),45 que aparece en el ligando libre a 1273

NN

N1 2

34

5

R



cm-1 mientras que en 5 y 8 se observa en 1277 y 1283 cm-1, respectivamente, lo cual se puede asociar con una mayor dificultad para la vibración de este enlace, indicando que el centro metálico este coordinado por el N2 del triazol.

La tercera banda de interés está asociada al estiramiento del enlace doble N=C de la piridina,47 donde se observó un desplazamiento de 1512 cm-1 en 2, a 1524 y 1533 cm-1, para 5 y 8 respectivamente, esto da cuenta de la coordinación del nitrógeno de la piridina al centro metálico; estas tres bandas permiten proponer que el centro metálico está coordinado al ligando por tres puntos N,N,N, el nitrógeno de la piridina central del ligando y los otros dos nitrógenos correspondientes a los dos fragmentos triazólicos. También se encontraron en ambos, bandas en 3402 cm-1 (5) y 3379 cm-1 (8). Las cuales se asocian a la presencia de aguas de hidratación,46 ya que son bandas anchas e intensas. Además una disminución en el n de la banda correspondiente a la tensión del anillo triazólico desde 891 cm-1 en el ligando libre 2 a 883 y 887 cm-1, para 5 y 8 respectivamente, implicando una disminución en la rigidez del anillo por la interacción con el centro metálico y un ligero aumento en el n de la banda relacionada a la tensión del anillo de la piridina,45 la cual en el ligando libre aparece en 1574 cm-1, y en los complejos a 1576 cm-1 (5) y 1578 cm-1 (8), dado un aumento de la rigidez de este por la coordinación al centro metálico.

En el caso del ligando 3 y sus complejos 6 y 9, se observó un ligero desplazamiento en la banda asociada a la tensión del anillo del triazol45 del ligando libre (891 cm-1) en comparación con los complejos, 881 y 887 cm-1 para 6 y 9 respectivamente, lo cual indica una disminución en la rigidez de este. Se observó un desplazamiento de la banda asociada al estiramiento del enlace sencillo C-N del triazol,45 que en 3 se observa a 1134 cm-1 y en 6 y 9 se desplaza a un menor n, 1128 y 1125 cm-1, respectivamente, este desplazamiento indica que la energía de vibración de este enlace disminuye, lo cual está asociado al efecto dado por la coordinación del centro metálico, y confirma que la coordinación se da por alguno de los nitrógenos de los fragmentos triazólicos (N4 o N2). Adicionalmente, se identifica un desplazamiento a un mayor n en la banda asociada al estiramiento del enlace sencillo N-N en el triazol (N1 y N2),45 que para el ligando libre aparece a 1261 cm-1 y para los complejos a 1279 cm-1 (6) y 1285 cm-1 (9), lo cual da un indicio de que para ambos complejos la coordinación puede ser vía N2.

En los complejos se observan bandas en 3412 cm-1 (6) y 3375 cm-1 (9), que corresponden al estiramiento del enlace O-H de las moléculas de agua,46 debido a la intensidad y el ancho de las bandas, se puede identificar que para 6 estas moléculas (H2O) se encuentran en la esfera de coordinación, ya que tienen una intensidad media y no son anchas, mientras para 9, esta banda es más intensa y ancha, lo cual se asocia a la presencia de moléculas de agua de hidratación.

Para todos los complejos (4-9) se presentó una banda entre 1600-1630 cm-1 de intensidad variable (ver Anexo A), asociada a un modo vibracional del enlace M-OH2, es decir, moléculas de agua que se encuentran en la esfera de coordinación.47 Esto da un

Capítulo 4 29

indicio de la presencia de moléculas de agua coordinantes en los complejos, tal como se presenta en las estructuras propuestas en la sección de síntesis de cada complejo. Adicionalmente con los estudios termogravimétricos, que se presenta en la sección 4.2.6, se soporta la presencia de H2O coordinado al centro metálico, ya que la temperatura necesaria para eliminar estas moléculas es superior a 95ºC, mientras que las moléculas de agua de hidratación se eliminan en un rango de temperatura entre 50-90ºC.48

4.2.2 Análisis Raman Para todos los ligandos y sus complejos, y el triazol (al ser el principal punto de coordinación de los ligandos al centro metálico), se realizó el análisis por espectroscopía Raman, con el fin de observar desplazamientos en algunas bandas correspondientes al efecto dado por la coordinación del ligando libre al metal. En las Tablas 4-2, 4-3 y 4-4 se presentan los resultados obtenidos con las bandas de mayor interés.

Para todos los compuestos no se observó bandas en 1481, 977 y 918 cm-1, las cuales se pueden asociar a las vibraciones del enlace N-H que solo está presente en el triazol libre, el cual al reaccionar para sintetizar los ligandos 1-3 desaparece, ya que en los ligandos se genera un enlace N-C (entre el N1 del triazol y el CH2 metileno unido al halógeno de los precursores).

Tabla 4-2. Principales señales Raman para: (1), sus complejos y triazol

Número de onda n (cm-1)

Compuesto Triazol 1 4 7

- 1612 1607 1609 - 1507 1520 1528

1481 - - - - 1431 1435 1430

1376 1367 - 1362 1360 1341 1349 -

- 1271 1273 1278 1258 1237 1244 1237 1179 1171 1171 1172 1145 1136 1128 1123

- 1015 1008 1000 977 - - - 918 - - -

Para 1, 4 y 7, se observan varias señales de interés en la zona entre 1500 a 900 cm-1, estas bandas se asocian a modos vibracionales de estiramiento del enlace N-C del triazol,49 flexiones en el plano del enlace C-H,49,50 flexiones en el plano o estiramientos del anillo de triazol.49,50 Principalmente se observan: desplazamientos a menor n de las bandas que para el ligando libre aparecen a 1136 y 1015 cm-1, mientras para los complejos se observan en 1128 y 1123 cm-1 y 1008 y 1000 cm-1, 4 y 7 respectivamente,



las cuales se deben a una disminución en la rigidez de los anillos triazólicos debido a la coordinación al metal y a cambios en el estiramiento del enlace N-C confirmando que el enlace de coordinación es vía nitrógenos.



Compuesto Triazol 2 5 8 1481 - - -

- 1423 1430 1425 1376 1364 - 1366 1360 1346 1348 - 1145 1139 1125 1121

- 1091 - 1084 - 1015 1014 - - 991 994 998

977 - - - 918 - - -

- 588 593 587 - 525 522 518 - 346 342 338 - - 274 266

Se pudo observar desplazamientos a mayor n de bandas, 1507 y 1271 cm-1 para 1, a 1520 y 1273 cm-1 en 4 y 1528 y 1278 cm-1 en 7, siendo la segunda banda mencionada la del estiramiento N-C.49 Adicionalmente, las bandas 1431 y 1171 cm-1 en 1 no mostraron ningún desplazamiento considerable en los complejos.

Las bandas observadas en 274 cm-1 para 5 y 266 cm-1 para 8, pueden asociarse a bandas de vibraciones de las moléculas H2O de coordinación o de hidratación,47 mientras las bandas en 346 y 525 cm-1 en 2 se desplazan a 342 y 522 cm-1 en 5 y 338 y 518 cm-1 en 8, estas bandas no fueron asignadas a un enlace en particular. Una banda que puede dar información de la manera de coordinación del ligando al centro metálico es la observada a 991 cm-1 en 2 que se relaciona al estiramiento del enlace N-N,49 la cual se desplaza a mayor n para los complejos 5 y 8 con valores de 994 y 998 cm-1, respectivamente, esto sugiere que la coordinación puede ser vía N2 del triazol y debido a esta interacción se dificulta la vibración de dicho enlace. También la banda en 1423 cm-1 en el ligando, está asociada al estiramiento del enlace C=N de la piridina,47 por lo cual un desplazamiento en esta banda se debe a la interacción dada por la coordinación del nitrógeno de la piridina al centro metálico, donde para 5 la banda es desplazada hasta 1430 cm-1, y en 8 hasta 1425 cm-1.

La banda que mayor desplazamiento mostró en 2 y que se asigna al estiramiento C-N del triazol,49 es la que se observa a 1139 cm-1, que se desplaza a 1125 cm-1 (5) y a 1121 cm-

Capítulo 4 31

1 (8), este resultado se debe a cambios en la tensión del anillo y el efecto por la coordinación al metal.



Compuesto Triazol 3 6 9

- 1604 1605 1604 - - 1520 1530 - 1496 1464 1472

1481 - - - 1376 1370 1358 1355 1299 1286 1282 1283 1145 1128 1127 1121

- 1013 996 997 977 - - - 918 - - -

- 760 759 757 - 533 522 518

Para el ligando (3) y sus complejos (6) y (9), se observaron bandas que presentan un desplazamiento en los complejos respecto al ligando libre. Estas bandas aparecen en (3) a 1496 cm-1 y 533 cm-1, mientras que en (6) a 1464 y 522 cm-1 y en (9) a 1472 y 518 cm-1, por lo cual se asocian a vibraciones de las fracciones de triazol, ya que son las más influenciadas por el efecto de la coordinación al centro metálico. Dos bandas de interés se aprecian a 1370 y 1013 cm-1 en (3), que se desplazan a 1358 y 996 cm-1 en (6) y 1355 y 997 cm-1 en (9). La primera es asignada al estiramiento N-C y la segunda al estiramiento N-N del triazol,49 y permite sugerir de que la coordinación se da por el N2 del triazol, ya que se ve afectado el enlace entre N1 y N2.

4.2.3 Análisis UV-Vis Para todos los complejos se tomaron espectros UV-Vis para estudiar sus propiedades electrónicas y ayudar con la elucidación estructural. La Tabla 4-5 resume los resultados obtenidos. Se muestran las señales tanto en la región UV como en la visible, con la l y su respectivo coeficiente de absortividad molar calculado. El disolvente que se manejó para todos los compuestos (ligandos, sales y complejos) es DMSO. Las señales obtenidas en la zona UV son atribuidas a transiciones de tipo p-p* del ligando, dado que estas transiciones no son permitidas y muestran intensidad alta como se observa en los espectros (ver Anexo A).

Se observaron bandas de absorción intensas en la zona UV (entre 200 y 300 nm) para la mayoría de los complejos. Los complejos de cobalto presentan una coloración azul para 5 y 6, y lila para 4, en estado sólido, que al disolverlos en DMSO todos se tornan de una coloración azul. Estos complejos presentan señales en la zona ultravioleta y visible,



presentándose la señal más intensa en el UV. Se observa que el l de estas bandas no tiene ningún desplazamiento con relación al ligando libre, solo aumento de intensidad dado por la interacción de los orbitales del ligando y del metal. Además, se identificaron dos bandas de baja intensidad en la zona entre 600 y 700 nm, correspondientes a las transiciones electrónicas 4A2¬4T2 y 4A2¬4T1 que son permitidas por espín (4-6) y asociadas al equilibrio entre la estructura octaédrica y tetraédrica,51 que están presentes tanto en la sal precursora del metal (la cual puede ser la especie en solución [Co(H2O)4]2+ o [Co(H2O)6]2+) como en los complejos.

Tabla 4-5. Espectroscopía UV-Vis para ligandos y complejos de Co(II) y Cr(III). Disolvente utilizado para los compuestos = DMSO

Transición (nm) (e(M-1cm-1)) UV Vis

Compuesto n1 n2 n1 n2 1 263(266) 4 262(784) 615(66) 678(116) 7 260(3672) 2 264(4423) 5 264(3317) 615(41) 677(79) 8 263(7081) 3 267(297) 276(236) 6 268(556) 276(478) 615(7) 675(26) 9 259(2141)

CoCl2•6H2O 238(73) 266(64) 614(41) 678(81) CrCl3•6H2O 260(2764)

Los complejos de cromo 7-9 presentan una coloración verde tanto en estado sólido como en solución. Estos compuestos presentan bandas intensas en la zona de UV del espectro debidas principalmente a transiciones propias del centro metálico, estas se encuentran alrededor de los 260 nm, y al ser comparadas con la señal de la sal precursora [Cr(H2O)6]3+ reporta una banda intensa a 270 nm,52 la cual se puede desplazar a una menor l por la interacción del metal con el disolvente, se puede asignar este señal intensa a transiciones electrónicas d-d del metal.

Aunque, para 8 se propone que sobre la banda alrededor de 263 nm pueden estar superpuestas las señales de las transiciones tanto del metal como del ligando. Adicionalmente, se ve una disminución o corrimiento en el lmax cuando se compara cada ligando con su respectivo complejo, estos corrimientos hipsocrómicos (a mayor energía) se deben a un aumento en la diferencia energética del HOMO y el LUMO del metal al coordinarse el ligando, por transferencia de carga del metal al ligando. Esta transferencia está dada por naturaleza de los ligandos utilizados ya que compuestos orgánicos similares como diiminas o bipiridinas que cuentan con dos átomos de nitrógeno donores

Capítulo 4 33

producen transiciones de este tipo por contener orbitales p* de baja energía que pueden recibir electrones de los orbitales d del metal.51

4.2.4 Análisis térmico de complejos Para todos los complejos se realizaron análisis termogravimétricos para estudiar las diferentes pérdidas de masa y relacionarlas con las posibles estructuras de los mismos. Las pérdidas que se proponen en la Tabla 4-6 se basan únicamente en los porcentajes observados en el termograma obtenido; ya que el estudio no se llevó a cabo con un equipo acoplado a algún sistema de detección como masas (TGA-MS).

Para todos los complejos se observó que el residuo final al llegar a la máxima temperatura era una especie que contiene al metal y que puede contener cloro, carbono y nitrógeno. En ningún caso el residuo final correspondía únicamente al metal, y también en los termogramas se puede observar que desde los 600ºC se empieza a dar una ligera pérdida de masa, sin llegar a un DTG máximo, lo cual indica que se da un proceso de pérdida de masa que necesita una mayor temperatura de análisis. La mayoría de estos presentan una relación metal:ligando 1:1, a excepción del complejo 4 con posible relación 1:2.

En el caso de los complejos de cobalto, 4-6, se encontró que presentan una alta estabilidad térmica, ya que era necesaria una temperatura superior a 200ºC para que se diera la pérdida de una fracción o la totalidad de la parte orgánica.

Para 4 se propone la coordinación de dos moléculas del ligando a un átomo de cobalto, asociándose la primera pérdida de masa, en un rango entre 238-342ºC, a una molécula de ligando y dos moléculas de agua (debido a la alta temperatura, se propone que estas moléculas no son de hidratación, y lo más probable es que estén coordinadas al centro metálico, adicionalmente en el IR se observó una banda en la región de 3300-3600 cm-1, de intensidad media que correspondería a estas moléculas de agua). Posteriormente se da una segunda pérdida que se atribuye a una segunda fracción del ligando, y finalmente se da una tercera pérdida, con la fracción del ligando restante y la pérdida de un átomo de cloro (el cual puede ser eliminado como HCl), quedando como residuo un átomo de cloro con un átomo de cobalto (CoCl).

Para el complejo 5 se observó la presencia de una molécula de agua no coordinante (agua de hidratación, la cual se observa en el IR siendo una banda intensa y ancha en la región de 3300-3600 cm-1), esta molécula de H2O se elimina en un rango de temperatura entre 26 y 156ºC, dándose el máximo en 58ºC, y de forma continua, una pequeña pérdida de 0,97% la cual se asignó a la perdida de cuatro átomos de hidrogeno (en un rango de 157-230ºC). Posteriormente se dan tres pérdidas de masa, que se asignan a la pérdida de una única molécula de ligando en dos fragmentos, aunque no se elimina la totalidad de este, y tres moléculas de agua coordinadas al metal, dejando como residuo final la especie CoCNCl2, aunque como se mencionó anteriormente a partir de 593 se



observa el inicio de pérdidas importantes de masa sin que este proceso llegue a pérdida total. Este resultado se asocia a pérdidas de especies intermedias.

En el caso de 6 se observó la presencia de dos moléculas de agua coordinadas al centro metálico y la eliminación de una molécula de ligando principalmente, la cual se da en varios fragmentos a distintas temperaturas, estas pérdidas se observan de manera casi consecutiva, dada por la posible generación de intermedios de baja estabilidad. El residuo determinado se asocia a la especie CoCNCl2 el cual se asocia a una pérdida que inicia, pero nunca llega a un máximo DTG.

Tabla 4-6. Resultados termogravimétricos (TGA, DTG) de los complejos. n = número de pasos de descomposición

Compuesto (Fórmula)

Rango TG, ºC

DTGmax ºC

n Pérdida de masa

Estimado %

Pérdida total

(Calculado) %

Asignación probable Residuo metálico

4 C24H28Cl2CoN12O2

238-342 441-585 586-695

301 518

-

1 1 1

44,60(42,74) 22,36(24,44) 16,89(18,17)

83,85(85,35) Pérdida de C12H12N6+2H2O Pérdida de C9H8N3

Pérdida de C3H3N3 + HCl

CoCl

7 C12H18Cl3CrN6O3

26-221 222-592 593-695

68, 144 330, 421

-

2 2 1

11,43(11,93) 45,93(46,83)

6,20(6,18)

63,56(64,94)

Pérdida de 3H2O Pérdida de C11H10N5 Pérdida de C1H2N1

CrCl3

5 C11H19Cl2CoN7O4

26-156 157-230 231-390 391-493 494-695

58 184

315, 347 428

-

1 1 2 1 1

3,69(4,06) 0,97(0,90)

26,27(27,30) 11,30(12,18) 22,33(20,37)

64,56(64,81) Pérdida de H2O Pérdida de 2H2

Pérdida de C5H5N4 Pérdida de 3H2O

Pérdida de C5H2N2

CoCNCl2

8 C11H23Cl3CrN7O6

26-235 236-695

63, 139 446

2 1

13,29(14,18) 70,36(68,58)

83,65(82,76) Pérdida de 4H2O Pérdida de C11H11N7 + Cl2 + 2H2O

CrCl

6 C13H18Cl2CoN6O2

26-298 299-338 339-443 444-619 620-695

270 322 352 500

-

1 1 1 1 1

18,19(19,99) 7,46(7,85)

14,21(12,85) 17,14(17,85)

5,15(4,28)

62,15(62,82) Pérdida de C2N3 + H2O Pérdida CH3 + H2O Pérdida de C2H2N2 Pérdida de C6H3

Pérdida de CH4 + H2

CoCNCl2

9 C13H20Cl3CrN6O3

26-206 207-598 599-695

66, 122 326, 426

-

2 2 1

10,60(11,57) 51,49(51,27)

5,05(3,21)

67,14() Pérdida de 3H2O Pérdida de C12H11N6

Pérdida de CH3

CrCl3

En el caso de los complejos de cromo 7-9, se encontró que presentan una alta estabilidad térmica, ya que era necesaria una temperatura superior a 200ºC para que se diera la pérdida de una fracción o la totalidad de la parte orgánica, y también las pérdidas principales de la parte orgánica se daban en uno o máximo dos procesos de descomposición o eliminación. Para todos estos complejos se observó la presencia tanto de moléculas de aguas coordinantes como de hidratación.

Para 7 se observa una pérdida de masa inicial que se da en dos pasos, donde se propone la eliminación de tres moléculas de agua, de las cuales dos pueden ser coordinantes y una de hidratación, luego se da una pérdida importante de masa donde se observa la pérdida de un fragmento mayoritario de la parte orgánica, y, por último, se da una pérdida de la fracción restante de la parte orgánica, quedando como residuo cloruro de cromo(III).

En el caso de 8 se observan solo dos pérdidas de masa, una inicial que se da en dos pasos, la cual se asigna la eliminación de cuatro moléculas de agua, de las cuales posiblemente tres sean de hidratación y una sea coordinante, posteriormente se da una segunda pérdida con un porcentaje alto (aproximadamente del 71%) donde se elimina toda la parte orgánica (ligando 2), junto con dos moléculas de agua de coordinación y una molécula diatómica de cloro (Cl2), quedando un residuo de una especie con cloro y cromo (CrCl). A diferencia de los otros complejos, este fue el único que no presento ningún tipo de pérdida de masa después de los 600ºC sin tener un DTG máximo. Esto indica que el compuesto llego a una especie estable térmicamente y serían necesarias temperaturas mayores a 700ºC para observar alguna pérdida de masa.

En el complejo 9 se observaron tres pérdidas principales, siendo la primera asignada a la eliminación de tres moléculas de agua que se da en dos pasos, debido a los dos DTG máximos que se presentan, se propone que, de estas tres moléculas, dos son de hidratación y la tercera es de coordinación. Posteriormente se da la eliminación de la mayor parte orgánica del complejo, y finalmente, se pierde la fracción orgánica restante (la cual se propone que es el metilo del fragmento de tolueno presente en el ligando), generando un residuo de cloruro de cromo(III).

5. Estudio de actividad antimicrobiana de ligandos y complejos de Cr(III) y Co(II)

Se realizaron pruebas de actividad antimicrobiana para las sales metálicas, los ligandos y sus respectivos complejos de Co(II) y Cr(III). Estas pruebas fueron llevadas a cabo en la Universidad de Santander en el grupo de Microbiología bajo la supervisión de la Dra. Sandra Milena Leal.

5.1 Sección experimental

5.1.1 Materiales y métodos 5.1.1.1 Cepas y aislamientos

Los microorganismos que se usaron para las pruebas de susceptibilidad in vitro fueron los siguientes: Staphylococcus aureus ATCC 25923 (bacteria Gram positiva) y Candida tropicalis ATCC 32113 (levadura). Las bacterias se subcultivaron en agar nutritivo (Oxoid, UK) y la levadura en agar Sabouraud dextrosa (Oxoid, UK) a 37 y 30ºC, respectivamente.

5.1.1.2 Actividad antifúngica y antibacterial de sales metálicas, ligandos y complejos

Las sales metálicas (CoCl2•6H2O y CrCl3•6H2O), ligandos 1-3 y sus respectivos complejos 4-9 fueron probados contra las cepas usando el método de microdilución recomendado por la CLSI. Los inóculos iniciales de C. tropicalis y S. aureus (Escala 0.5 de Mc Farland) se realizaron a partir de un cultivo en agar Saboraud y agar nutritivo de 24 horas a 30 y 37ºC, respectivamente. Posteriormente, la suspensión fue diluida a una concentración final de 2x104 – 5x104 levaduras/mL y 1x103 bacterias/mL en medio RPMI-1640 (Sigma, St. Louis, MO, USA) en solución buffer de ácido morfolino propano sulfónico (MOPS; JT Baker, Griesheim, Germany) y caldo Muller Hinton (OXOID), respectivamente.

Los compuestos fueron preparados en el mismo medio de cultivo, diluciones seriadas 1:2 fueron realizadas en las microplacas evaluando concentraciones de 2000-1,94 µg/mL, controles sin tratamiento fueron testeados, anfotericina B y ampicilina usados como medicamentos de referencia para C. tropicalis y S. aureus, respectivamente. Entonces, 100µL del inóculo inicialmente preparado fue adicionado a las microplacas, el efecto antifúngico fue observado, luego de 24 horas de incubación mediante la observación

38 Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto (II) derivados de ligandos triazoles


óptica de turbidez y la determinación de la concentración del compuesto capaz de inhibir el mínimo crecimiento del microorganismo. Todos los experimentos fueron realizados por triplicado.

5.2 Resultados y discusión

5.2.1 Actividad antibacterial La actividad antibacteriana de ligandos, complejos y sales precursoras, se estudió contra Staphylococcus aureus. Los resultados de MIC de todos los compuestos estudiados y el medicamento de referencia (Ampicilina), se presentan en la Tabla 5-1.

Los complejos de cobalto 4-6 fueron los que presentaron mayor actividad contra S. aureus con valores de MIC de 2000 y 500 µg/mL. Además, se observa que estos compuestos poseen mayor actividad que los ligandos libres 1-3. Este aumento en la actividad probablemente está asociada a una mejor solubilidad de los complejos respecto a los ligandos, mayor biodisponibilidad y mejor interacción con el DNA a través de asociaciones intermoleculares. También es posible un incremento en la lipofilicidad de los complejos, lo que permite a los compuestos entrar a la célula, impidiendo el funcionamiento normal del microorganismo y produciendo un incremento en la actividad antimicrobiana del compuesto.53

Tabla 5-1. Resultados de actividad antibacterial frente a S. aureus. S1 = CoCl2•6H2O y S2 = CrCl3•6H2O

Compuesto MIC (µg/mL) S1 2000c S2 250a 1 >2000c 2 >2000c 3 >2000c 4 1000-2000c 5 250-500a 6 250-500b 7 >2000c 8 >2000c 9 >2000c

Ampicilina 0,078-0,156 a (3 experimentos por triplicado), b (2 experimentos por triplicado) y c (1 experimento por triplicado).

Estudios previos han demostrado que los triazoles tienen una potencial capacidad de inhibición de las enzimas DNA girasa y la topoisomerasa IV.54 Según los datos obtenidos, se observa que tanto el complejo 5 como el 6 tienen actividades similares, la diferencia de estos respecto a 4, es el anillo central separador: benceno (4), piridina (5) y tolueno (6). Este resultado tal vez se debe a que el tolueno del ligando incrementa la fluidez del compuesto en la membrana y por tanto, la permeabilidad del complejo y otras sustancias

Capítulo 5 39

que pueden interrumpir las funciones del microorganismo.55 Mientras que la piridina del ligando aumenta las interacciones no-covalentes con el ADN y la habilidad de modulación inducida de la síntesis y reacción del ácido nicotínico, el cual es importante para el crecimiento de la bacteria.56,57

En varios estudios publicados, con complejos de cobalto(II) y cromo(III) con ligandos tipo N-donores, manifiestan que estos complejos presentan actividades considerables frente a S. aureus. Valores de MIC de 209,38 50,58 80,20 1000,59 19000,60 >200,61 10,33 10062 y 50063 µg/mL para compuestos de cobalto(II) y de 16-17 mg/mL60 para compuestos de cromo(III). Aquellos con valores de 209, 80, 100 y 500 µg/mL contienen ligandos azólicos. Comparando estos resultados con los presentados en la Tabla 5-1, se observa que los complejos 4-6 presentan una actividad moderada frente a S. aureus. Existen muy pocos reportes con MIC para compuestos de cromo(III), en dichos estudios solo se presentaron zonas de inhibición.34,64–66

5.2.2 Actividad antifúngica La actividad antifúngica de ligandos, complejos y sales precursoras, se estudió contra Candida tropicalis. Los resultados de MIC de todos los compuestos estudiados y el medicamento de referencia (Anfotericina B), se presentan en la Tabla 5-2.

Se puede observar que todos los complejos 4-9 presentan una actividad antifúngica frente a C. tropicalis, con valores de MIC moderados en comparación con el medicamento de referencia (Anfotericina B), con valores entre 31,25-250 µg/mL (para los de cobalto) y 7,81-15,62 µg/mL (para los de cromo), siendo estos últimos los más activos. Los ligandos libres mostraron menor actividad que los complejos con valores de MIC superiores a 2000 µg/mL.

Tabla 5-2. Resultados de actividad antifúngica frente a C. tropicalis. S1 = CoCl2•6H2O y S2 = CrCl3•6H2O

Compuesto MIC (µg/mL) S1 3,90 S2 31,25 1 >2000 2 >2000 3 >2000 4 62,5-250 5 31,25 6 62,50 7 7,81 8 7,81 9 15,62

Anfotericina B 0,031-0,065

40 Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto (II) derivados de ligandos triazoles


Aunque, se observa que las sales precursoras de los metales también presentan una actividad considerable, con valores de 3,90 (S1) y 31,25 µg/mL (S2). Para la sal de cobalto hay publicaciones sobre su actividad frente a algunas cepas de hongos, donde se concluye que esta sal interrumpe en la biosíntesis del ergosterol, también puede afectar las propiedades de la membrana como la fluidez, las funciones de transporte y la actividad de las enzimas de membrana.67

Los complejos de cobalto han sido ampliamente estudiados como agentes antimicrobianos, presentando potenciales actividades frente a distintas cepas de hongos.35,36,38 Investigaciones de complejos de cobalto con ligandos N-donores frente a la especie C. tropicalis son pocos, y en la mayoría de los estudios se concluye que estos compuestos no presentan actividad considerable, con valores MIC superiores a 100 µg/mL,68,69 200 µg/mL,61 o 250 µg/mL.63,70 En un estudio publicado por Poyraz y colaboradores en 2008, sintetizaron un complejo de cobalto con 1-(1H-benzoimidazol-2-il)-etanona tiosemicarbazona, el cual presentó un MIC, de igual valor que el medicamento estándar (Ketoconazol), de 250 µg/mL frente a C. tropicalis.63 Para los complejos 4-6 se obtuvieron valores de MIC menores a los complejos de estructura parecida (ligandos N-donores, derivados de azoles).61,63,68–71 Los complejos de Co(II) sintetizados en esta investigación mostraron mejores resultados.

Por otra parte, se observa que los complejos 7-9 tienen mayor actividad que los ligandos libres y la sal precursora. Se destaca la no existencia de reportes sobre complejos de cromo(III) con actividad antifúngica frente a C. tropicalis. Los resultados de este proyecto dan cuenta de la mayor actividad antifúngica de complejos de cromo(III) comparada con cloruro de cromo(III), resultando en un potencial desarrollo de nuevos complejos de Cr(III) contra hongos.

6. Conclusiones y perspectivas

6.1 Conclusiones Se sintetizaron y caracterizaron tres ligandos derivados de triazol, siendo uno de estos un compuesto nuevo. Además, se obtuvieron sus respectivos complejos de Co(II) y Cr(III), siendo estos seis complejos nuevos, caracterizados por técnicas espectroscópicas y análisis elementales y termogravimétricos, determinándose que los complejos tienen relación metal:ligando de 1:1, a excepción del compuesto 4 el cual tiene relación 1:2, además, se propone estructura octaédrica mononuclear para todos los complejos sintetizados y también se propone que los complejos 4, 5 y 8 probablemente son especies iónicas en solución.

Para todos los compuestos obtenidos (1-9) se realizaron ensayos de actividad antimicrobiana frente a una cepa de bacteria (Staphylococcus aureus) y una cepa de hongo (Candida tropicalis), obteniendo resultados promisorios para el desarrollo de nuevos antifúngicos. Los MIC obtenidos mostraron que en general, los complejos presentan mayor actividad que los ligandos libres. Los complejos de cromo y cobalto fueron activos frente a C. tropicalis, presentando mejores resultados los complejos de cromo. Los complejos de cobalto mostraron mejor actividad frente a S. aureus que los de cromo.

6.2 Perspectivas Se están realizando ensayos de actividad biológica de los compuestos sintetizados frente a otras cepas de hongos y bacterias. Además, cálculos computacionales para ayudar a dilucidar las posibles estructuras de los complejos. Se espera evaluar la citotoxicidad de los complejos y las sales utilizados que presentaron mejor actividad, y también obtener cristales óptimos de los complejos para realizar el análisis por difracción de rayos X en monocristal y contribuir a determinar la estructura más probable de los complejos. Adicionalmente, realizar diferentes estudios (como citometría de flujo) para tratar de entender el posible mecanismo de acción de los complejos.

Los resultados obtenidos en este estudio servirán como base para la modificación estructural de los ligandos con el fin de obtener compuestos más activos frente a las cepas estudiadas, teniendo en cuenta que estos estudios ya se están realizando, pero no fue posible la obtención de los resultados para su presentación y análisis en este trabajo.

42 Síntesis de complejos de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de

ligandos triazoles con potencial actividad antifúngica y antibacteriana

Es necesario un cambio estructural que podría incrementar la actividad de estos complejos, mejorando su solubilidad, ya sea por la adición de grupos polares a los azoles o el cambio del contraion de la sal precursora del metal.

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(67) Lee, H.; Bien, C. M.; Hughes, A. L.; Espenshade, P. J.; Kwon-Chung, K. J.; Chang, Y. C. Cobalt Chloride, a Hypoxia-Mimicking Agent, Targets Sterol Synthesis in the Pathogenic Fungus Cryptococcus Neoformans. Mol. Microbiol. 2007, 65 (4), 1018–1033 DOI: 10.1111/j.1365-2958.2007.05844.x.

(68) Carcelli, M.; Mazza, P.; Pelizzi, C.; Zani, F. Antimicrobial and Genotoxic Activity of 2,6-Diacetylpyridine Bis(Acylhydrazones) and Their Complexes with Some First Transition Series Metal Ions. X-Ray Crystal Structure of a Dinuclear Copper(II) Complex. J. Inorg. Biochem. 1995, 57 (1), 43–62 DOI: 10.1016/0162-0134(94)00004-T.

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(70) Bellú, S.; Hure, E.; Trapé, M.; Trossero, C.; Molina, G.; Drogo, C.; Williams, P. A. M.; Atria, A. M.; Muñoz Acevedo, J. C.; Zacchino, S.; Sortino, M.; Campagnoli, D.; Rizzotto, M. Synthesis, Structure and Antifungal Properties of Co(II)–sulfathiazolate Complexes. Polyhedron 2005, 24 (4), 501–509 DOI: 10.1016/j.poly.2004.12.017.

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A. Anexo: Espectros de ligandos y complejos

A continuación se muestran los espectros de los compuestos sintetizados durante el desarrollo del trabajo de investigación. Se adjuntan los resultados de espectroscopía RMN (1H, 13C), espectroscopía infrarroja (FT-IR), espectroscopía Raman y espectroscopía UV-Vis. También se adjuntan los gráficos de los análisis termogravimétricos (termogramas).

Figura 6-1. Espectro 1H RMN 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1).

5.05.15.25.35.45.55.65.75.85.96.06.16.26.36.46.56.66.76.86.97.07.17.27.37.47.57.67.77.87.98.08.18.28.3f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

4.0

0

1.0

1

1.9

9

1.0

3

1.9

8

1.9

9

5.3

2

7.15

7.207.

22

7.26 C

DCl3

7.357.37

7.39

7.95

8.0

7

N N

NN N

N

52 Síntesis de complejos de cromo(III) y cobalto(II) derivados de ligandos triazoles con potencial actividad antifúngica y antibacteriana

Figura 6-2. Espectro 1H RMN 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2).

Figura 6-3. Espectro 1H RMN 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3).

5.05.25.45.65.86.06.26.46.66.87.07.27.47.67.88.08.28.48.68.8f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

4.0

0

2.0

0

1.0

4

1.9

6

1.9

8

5.4

3

7.09

7.11

7.26 C

DCl3

7.66

7.68

7.70

7.97

8.2

2

0123456789101112131415f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

210003.

01

4.00

1.01

2.01

1.95

2.00

2.25

2.50

DM

SO-d

6

3.36

HD

O

5.35

7.00

7.02

7.97

8.63

1

6, 6’

5

3, 3’

8, 8’

7, 7’

N

N N

NN N

N

N N

NN N

N

1

3' 3

44'5

6' 6

7

88'

7'

2

Anexo A. Espectros de ligandos y complejos 53

Figura 6-4. Espectro 13C RMN 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3).

Figura 6-5. Espectro DEPT 135 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3).

0102030405060708090100110120130140150f1 (ppm)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

20.7

7

39.5

2 D

MSO

-d6

51.8

1

124.3

8

127.

97

136.6

2138.3

1

144.1

6

151.6

5

1

6, 6’

5

3, 3’

4, 4’

2

7, 7’8, 8’

0102030405060708090100110120130140150f1 (ppm)

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

20.5

3

39.5

2 D

MSO

-d6

51.5

6

124.

1412

7.73

143.

93

151.

42

1 - CH3

6, 6’ - CH2

5 - CH

3, 3’ - CH

7, 7’ - CH8, 8’ - CH

N N

NN N

N

1

3' 3

44'5

6' 6

7

88'

7'

2

N N

NN N

N

1

3' 3

44'5

6' 6

7

88'

7'

2


Figura 6-6. Espectro HSQC 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3).

Figura 6-7. Espectro de masas de 3,5-bis(1,2,4-triazol-1-ilmetil)tolueno (3).

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.5f2 (ppm)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

f1 (

ppm

)

{7.96,152.18}

{8.62,144.69}

{7.03,128.57}{7.00,124.90}

{5.35,52.37}

{2.50,40.30}DMSO-d6

{2.26,21.26}

1

6, 6’

5

3, 3’

7, 7’8, 8’

Sample InformationAnalyzed by : AdminAnalyzed : 3/6/2017 8:20:49 AMSample Type : UnknownLevel # : 1Sample Name : MPBMT2Sample ID : MPBMT2IS Amount : [1]=1.000Sample Amount : 1.000Dilution Factor : 1.000Vial # : 1Injection Volume : 1.000Data File : F:\2017\John Hurtado\060317\MPBMT2.qgdOrg Data File : F:\2017\John Hurtado\060317\MPBMT2.qgdMethod File : F:\John Hurtado.qgmOrg Method File : F:\John Hurtado.qgmReport File : Tuning File : C:\GCMSsolution\System\Tune1\Tune Feb 2017.qgtModified by : AdminModified : 3/6/2017 8:49:48 AM

Chromatogram MPBMT2 F:\2017\John Hurtado\060317\MPBMT2.qgd

min

307,109,582

6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0

TIC*1.00

13

.01

1

Peak Report TIC Peak# R.Time I.Time F.Time Area Area% Height Height% A/H Mark Name

1 13.011 12.910 13.093 1026350564 100.00 286578549 100.00 3.57 MI 1026350564 100.00 286578549 100.00

Spectrum

R.Time:12.9(Scan#:2380)MassPeaks:140

m/z

100

30 40 50 60 70 80 90 100 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 230 240 250 260 270 280

39

43

57

7191

103

115

131

143158

170

185

199 211 226 239

253

281

N N

NN N

N[M-H]+ = 253

N N

NN N

N

1

3' 3

44'5

6' 6

7

88'

7'

2


Figura 6-8. Espectro IR 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1).

Figura 6-9. Espectro IR cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4).

40060080010001200140016001800200024002800320036004000cm-1

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

%T

3093

,82

2954

,95

1508

,33

1431

,18

1346

,31

1276

,88

1207

,44

1161

,15

1138

,00

1018

,41

960,

55

891,

1186

4,11

771,

5373

2,95

682,

8065

1,94

567,

07

439,

77

358,

76

BTMB1

60080010001200140016001800200024002800320036004000cm-1

50

60

70

80

90

100

%T

3435

,22

3118

,90

1519

,91

1440

,83

1375

,25

1350

,17

1278

,81

1207

,44

1165

,00

1128

,36

1016

,49

987,

55

889,

18

734,

88 675,

0965

0,01

603,

72

FTIR Measurement

N N

NN N

N

Co

OH2

OH2

N

N

N

N

N

NN

N

N

N

N

N

2+

2Cl-.


Figura 6-10. Espectro IR acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III) (7).

Figura 6-11. Espectro IR 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2).

60080010001200140016001800200024002800320036004000cm-1

80

83

85

88

90

93

95

98

100

%T

3429

,43

3124

,68

1620

,21

1529

,55

1436

,97

1348

,24

1282

,66

1209

,37

1122

,57

1004

,91

889,

18

734,

88 673,

1664

8,08

FTIR Measurement

40060080010001200140016001800200024002800320036004000cm-1

70

75

80

85

90

95

100

%T

3105

,39

2360

,87

2333

,87

1597

,06 15

73,9

115

12,1

914

62,0

414

27,3

2

1365

,60

1273

,02

1215

,15

1165

,00

1141

,86

1095

,57

1018

,41

987,

5596

0,55

891,

1187

1,82

821,

6876

7,67

713,

6667

8,94

648,

0859

4,08

354,

90

BTMP1

N

N N

NN N

N

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl. 2H2O


Figura 6-12. Espectro IR cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5).

Figura 6-13. Espectro IR cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8).

60080010001200140016001800200024002800320036004000cm-1

65

70

75

80

85

90

95

100

%T

3402

,43

3118

,90

1602

,85 15

75,8

415

23,7

6

1460

,11

1435

,04

1276

,88

1207

,44

1124

,50

1012

,63

985,

62

883,

40

765,

7474

6,45

677,

01 650,

01

FTIR Measurement

600800100012001400160018002000240028003200360040004400cm-1

70

75

80

85

90

95

100

%T

3379

,29

3130

,47

1624

,06

1598

,99 15

77,7

715

33,4

114

60,1

114

29,2

5

1282

,66

1211

,30

1124

,50

1004

,91

887,

26

767,

6770

9,80

673,

1665

3,87

FTIR Measurement

2+

2Cl-N

NN

NN N

N

CoOH2

H2O OH2. .H2O

+

Cl-N

NN

NN N

N

CrOH2

Cl Cl . .5H2O


Figura 6-14. Espectro IR 3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno (3).

Figura 6-15. Espectro IR diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6).

40060080010001200140016001800200024002800320036004000cm-1

30

40

50

60

70

80

90

100

%T

3089

,96

2924

,09 17

78,3

717

24,3

6

1608

,63

1504

,48

1465

,90

1431

,18

1384

,89

1346

,31

1261

,45

1207

,44

1134

,14

1018

,41

979,

8495

2,84

918,

1289

1,11

744,

5272

5,23

682,

8065

1,94

567,

07

509,

21

366,

48 351,

04

MPBMT2

60080010001200140016001800200024002800320036004000cm-1

65

70

75

80

85

90

95

100

%T

3412

,08

3111

,18

1608

,63

1521

,84

1463

,97

1436

,97

1352

,10

1278

,81

1205

,51

1168

,86

1128

,36

1016

,49 98

7,55

881,

47

758,

02 675,

0965

1,94

FTIR Measurement

N N

NN N

N

NN

NN N

NCo

H2O OH2

Cl Cl


Figura 6-16. Espectro IR acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9).

Figura 6-17. Espectro Raman 1H-1,2,4-triazol.

600800100012001400160018002000240028003200360040004400cm-1

65

70

75

80

85

90

95

100

%T

3375

,43

3130

,47

1612

,49

1531

,48

1462

,04

1438

,90 1348

,24

1284

,59

1209

,37

1124

,50

1004

,91

887,

26

756,

10

671,

2365

0,01

FTIR Measurement

NN

N

H

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl.2H2O


Figura 6-18. Espectro Raman 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1).

Figura 6-19. Espectro Raman cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4).

N N

NN N

N

Co

OH2

OH2

N

N

N

N

N

NN

N

N

N

N

N

2+

2Cl-.


Figura 6-20. Espectro Raman acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III) (7).

Figura 6-21. Espectro Raman 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2).

N

N N

NN N

N

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl. 2H2O


Figura 6-22. Espectro Raman cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5).

Figura 6-23. Espectro Raman cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8).

2+

2Cl-N

NN

NN N

N

CoOH2

H2O OH2. .H2O

+

Cl-N

NN

NN N

N

CrOH2

Cl Cl . .5H2O


Figura 6-24. Espectro Raman 3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno (3).

Figura 6-25. Espectro Raman diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6).

NN

NN N

NCo

H2O OH2

Cl Cl

N N

NN N

N


Figura 6-26. Espectro Raman acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9).

Figura 6-27. TGA de cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4).

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

00 100 200 300 400 500 600 700

DTG(%/m

in)

%TG

T(ºC)

Co

OH2

OH2

N

N

N

N

N

NN

N

N

N

N

N

2+

2Cl-.

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl.2H2O


Figura 6-28. TGA de acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III) (7).

Figura 6-29. TGA de cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5).

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

00 100 200 300 400 500 600 700

DTG(%/m

in)

%TG

T(ºC)

-4

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

00 100 200 300 400 500 600 700

DTG(%/m

in)

%TG

T(ºC)

2+

2Cl-N

NN

NN N

N

CoOH2

H2O OH2. .H2O

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl. 2H2O


Figura 6-30. TGA de cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8).

Figura 6-31. TGA de diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6).

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

00 100 200 300 400 500 600 700

DTG(%/m

in)

%TG

T(ºC)

-5

-4

-3

-2

-1

0

1-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

00 100 200 300 400 500 600 700

DTG(%/m

in)

%TG

T(ºC)

NN

NN N

NCo

H2O OH2

Cl Cl

+

Cl-N

NN

NN N

N

CrOH2

Cl Cl . .5H2O


Figura 6-32. TGA de acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9).

Figura 6-33. Espectro UV-Vis de 1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno (1) en DMSO. Concentración = 1,00 mM.

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

0 100 200 300 400 500 600 700

DTG(%/m

in)

%TG

T(ºC)27/10/2017 10:25:51 a.m. Página 1 de 3

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

200 300 400 500 600 700 800

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Long. Onda (nm)

Abs

263,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 09:56:09 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\S1.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 10:03:18 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\S1.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:S1Hora Colección 27/10/2017 10:04:56 a.m.

Tabla PicosPeak Style Picos Umbral Picos 0,0100 Rango 800,00nm a200,00nm

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl.2H2O


Figura 6-34. Espectro UV-Vis de cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4) en DMSO. Concentración = 1,00 mM.

Figura 6-35. Espectro UV-Vis (Región de 500 a 800 nm) de cloruro de diacuo[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]2cobalto(II) (4) en DMSO. Concentración = 1,00 mM.

27/10/2017 11:48:47 a.m. Página 1 de 2


200 300 400 500 600 700 800

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Long. Onda (nm)

Abs

676,

00

262,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 11:46:11 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\CoL2C.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:CoL1CHora Colección 27/10/2017 11:46:22 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 676,00 0,111 615,00 0,061 368,00 -0,005 359,00 -0,008 262,00 0,784 230,00 0,041 225,00 0,025 223,00 0,011

27/10/2017 11:45:08 a.m. Página 1 de 1


500 600 700 800

0,00

0,05

0,10

0,15

Long. Onda (nm)

Abs

678,

00

615,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 11:44:16 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\CoL1(500-800).DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:CoL1(500-800)Hora Colección 27/10/2017 11:44:23 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 678,00 0,116 615,00 0,065

Co

OH2

OH2

N

N

N

N

N

NN

N

N

N

N

N

2+

2Cl-.


Figura 6-36. Espectro UV-Vis de acuotricloro[1,3-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)benceno-N,N’]cromo(III) (7) en DMSO. Concentración = 0,25 mM.

Figura 6-37. Espectro UV-Vis de 2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina (2) en DMSO. Concentración = 0,21 mM.

27/10/2017 10:54:09 a.m. Página 1 de 1


200 300 400 500 600 700 800

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Long. Onda (nm)

Abs

260,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 10:52:35 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\CrL1.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:CrL1Hora Colección 27/10/2017 10:52:37 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 260,00 0,918

27/10/2017 10:39:26 a.m. Página 1 de 2


200 300 400 500 600 700 800

0,0

0,5

1,0

Long. Onda (nm)

Abs

264,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 10:28:32 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\L2.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:L2Hora Colección 27/10/2017 10:28:33 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 268,00 2,730

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 10:31:47 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\L2.DSWVersión Software: 3.00(339)

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl. 2H2O


Figura 6-38. Espectro UV-Vis de cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5) en DMSO. Concentración = 0,17 mM.

Figura 6-39. Espectro UV-Vis de cloruro de triacuo[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cobalto(II) (5) en DMSO. Concentración = 1,00 mM (Región de 500 a 800 nm).

27/10/2017 11:25:41 a.m. Página 1 de 1


200 300 400 500 600 700 800

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

Long. Onda (nm)

Abs

264,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 11:24:00 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\CoL2C.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:CoL2CHora Colección 27/10/2017 11:24:02 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 264,00 0,554

27/10/2017 11:40:36 a.m. Página 1 de 1


500 600 700 800

0

0,05

0,1

Long. Onda (nm)

Abs

677,

00

615,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 11:39:21 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\CoL2(500-800).DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:CoL2(500-800)Hora Colección 27/10/2017 11:39:37 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 677,00 0,079 615,00 0,041

2+

2Cl-N

NN

NN N

N

CoOH2

H2O OH2. .H2O


Figura 6-40. Espectro UV-Vis de cloruro de acuodicloro[2,6-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)piridina-N,N,N’]cromo(III) (8) en DMSO. Concentración = 0,11 mM.

Figura 6-41. Espectro UV-Vis de 3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno (3) en DMSO. Concentración = 1 mM.

27/10/2017 11:06:41 a.m. Página 1 de 1


200 300 400 500 600 700 800

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Long. Onda (nm)

Abs

263,

00




Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 263,00 0,786 204,00 -0,123

27/10/2017 10:44:29 a.m. Página 1 de 1


200 300 400 500 600 700 800-0,2

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Long. Onda (nm)

Abs

276,

0026

7,00

207,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 10:41:29 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\L3.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:L3Hora Colección 27/10/2017 10:41:30 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 267,00 0,297

+

Cl-N

NN

NN N

N

CrOH2

Cl Cl . .5H2O


Figura 6-42. Espectro UV-Vis de diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6) en DMSO. Concentración = 1 mM.

Figura 6-43. Espectro UV-Vis de diacuodicloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cobalto(II) (6) en DMSO. Concentración = 1 mM (Región de 500 a 800 nm).

27/10/2017 11:30:45 a.m. Página 1 de 1


200 300 400 500 600 700 800

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

Long. Onda (nm)

Abs

673,

00

276,

00268,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 11:28:02 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\CoL3.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:CoL3Hora Colección 27/10/2017 11:28:06 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 268,00 0,556

27/10/2017 11:32:45 a.m. Página 1 de 2


500 600 700 800

-0,02

0,00

0,02

0,04

Long. Onda (nm)

Abs

675,

00

615,

00

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 11:28:02 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\CoL3.DSWVersión Software: 3.00(339)Operador:

Nombre Muestra:CoL3Hora Colección 27/10/2017 11:28:06 a.m.


Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 268,00 0,556

Informe Barrido AnálisisHora Informe: Vie 27 Oct 11:31:34 AM 2017Método: Baño: C:\Documents and Settings\Administrador\Mis documentos\Ricardo Murcia\CoL3I.DSWVersión Software: 3.00(339)

NN

NN N

NCo

H2O OH2

Cl Cl


Figura 6-44. Espectro UV-Vis de acuotricloro[3,5-bis((1,2,4-triazol-1-il)metil)tolueno-N,N’]cromo(III) (9) en DMSO. Concentración = 0,33 mM.

27/10/2017 11:10:17 a.m. Página 1 de 1


200 300 400 500 600 700 800

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Long. Onda (nm)

Abs

259,

00




Long. Onda (nm) Abs ________________________________ 259,00 0,713

NN

NN N

NCr

H2O Cl

Cl Cl.2H2O