Protease inhibitor from Moringa oleifera leaves: Isolation, purification, and characterization

Protease inhibitors have great demand in medicine and biotechnology. We report here the purification and characterization of a protease inhibitor isolated from mature leaf extract of Moringa oleifera that showed maximum inhibitor activity. The protease inhibitor was purified to 41.4-fold by Sephadex G75 and its molecular mass was calculated as 23,600 Da. Inhibitory activity was confirmed by dot-blot and reverse zymogram analyses. Glycine, glutamic acid, alanine, proline and aspartic acid were found as the major amino acids of the inhibitor protein. Maximal activity was recorded at pH 7 and at 40 ◦C. The inhibitor was stable over pH 5–10; and at 50 ◦C for 2 h. Thermostability was promoted by CaCl2, BSA and sucrose. Addition of Zn2+ and Mg2+, SDS, dithiothreitol and -mercaptoethanol enhanced inhibitory activity, while DMSO and H2O2 affected inhibitory activity. Modification of amino acids at the catalytic site by PMSF and DEPC led to an enhancement in the inhibitory activity. Stoichiometry of trypsin–protease inhibitor interaction was 1:1.5 and 0.6 nM of inhibitor effected 50% inhibition. The low Ki value (1.5 nM) obtained indicated scope for utilization of M. oliefera protease inhibitor against serine proteases

Convergencia de vías de señalización en un modelo de apoptosis

La sepsis es un evento inflamatorio generalizado del organismo inducido por un daño causado generalmente por un agente infeccioso. El patógeno más frecuentemente asociado con esta entidad es el Staphylococcus aureus, responsable de la inducción de apoptosis en células endoteliales debida a la producción de ceramida. Se ha descrito el efecto protector de la proteína C activada (PCA) en sepsis y su relación con la disminución de la apoptosis de las células endoteliales. En este trabajo se analizó la activación de las quinasas AKT, ASK1, SAPK/JNK y p38 en un modelo de apoptosis endotelial usando las técnicas de Western Blotting y ELISA. Las células endoteliales (EA.hy926), se trataron con C2-ceramida (130μM) en presencia de inhibidores químicos de cada una de estas quinasas y PCA. La supervivencia de las células en presencia de inhibidores químicos y PCA fue evaluada por medio de ensayos de activación de las caspasas 3, 7 y 9, que verificaban la muerte celular por apoptosis. Los resultados evidencian que la ceramida reduce la activación de AKT y aumenta la activación de las quinasas ASK, SAPK/JNK y p38, en tanto que PCA ejerce el efecto contrario. Adicionalmente se encontró que la tiorredoxina incrementa la activación/fosforilación de AKT, mientras que la quinasa p38 induce la defosforilación de AKT.

New mono- and dinuclear ruthenium complexes containing the 3,5-bis(2-pyridyl)pyrazole ligand. Synthesis, characterization and applications

Se han sintetizado dos nuevos complejos mononucleares de Ru, con formula [RuCl2(Hbpp)(dmso)2], a partir de la reacción entre [RuCl2(dmso)4] y Hbpp (3,5-bis(2-piridil)pirazola). El hecho que sólo tres de los seis posibles estereoisómeros se obtengan a partir de esta reacción, se ha racionalizado en base a factores estructurales y electrónicos. Estos complejos se han caracterizado de forma estructural, espectroscópica y electroquímica. En acetonitrilo en medio básico, el isómero trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] da lugar a procesos de isomerización de enlace de un ligando dmso cuando el Ru(II) se oxida a Ru(III). Las constantes termodinámicas y cinéticas para el proceso se han determinado por voltametria cíclica. La irradiación de trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] y cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] con luz UV o solar da lugar a reacciones de fotosustitución de un ligando dmso por una molécula de acetonitrilo para dar un nuevo compuesto el cual ha sido caracterizado en solución por técnicas espectroscópicas y electroquímicas. Ambos complejos resultan catalizadores útiles en la transferencia de hidrógeno de isopropanol a acetofenona, obteniéndose 1-feniletanol como único producto y un 42.1% de conversión (36.1 ciclos metálicos) a 80ºC con el isómero trans,cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2], que resulta significativamente más eficaz que el complejo cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2]. La reacción de cis(out),cis-[RuCl2(Hbpp)(dmso)2] con trpy (2,2':6',2"-terpiridina) da lugar a los dos isómeros geométricos del complejo [Ru(Hbpp)(trpy)(Cl)]+, el in y el out. Estos complejos se han aislado y caracterizado por técnicas estructurales, espectroscópicas y electroquímicas. Estos cloro complejos han sido utilizados como precursores para la síntesis de los complejos análogos con ligandos aqua (in,out-[Ru(Hbpp)(trpy)(H2O)]2+) y piridina (in,out-[Ru(Hbpp)(trpy)(py)]2+), los cuales también han sido aislados y caracterizados. Las propiedades ácido-base de los aqua complejos, y del complejo out-py se han estudiado detalladamente por voltametria cíclica y mediante valoraciones espectrofotométricas ácido-base. El tratamiento matemático de los datos así obtenidos nos ha permitido determinar los valores de pKa para los distintos equilibrios de protonación de los complejos en los estados de oxidación II y III. El complejo out-aqua ha demostrado ser un buen catalizador para la oxidación electroquímica del alcohol benzílico, presumiblemente a benzaldehido. La constante de velocidad de segundo orden para el proceso ha sido determinada como 17.1 M-1 s-1, por simulación matemática. El dímero con un puente cloro, [Ru2Cl(bpp)(trpy)2]2+ ha sido preparado por dos rutas sintéticas diferentes. El dímero análogo con un puente acetato se ha obtenido por reacción del cloro dímero con un exceso de acetato sódico. El dímero con dos ligandos aqua [Ru2(bpp)(trpy)2(OH2)2]3+ puede obtenerse por hidrólisis ácida del complejo con un acetato puente o por hidrólisis básica del complejo con un puente cloro. Estos complejos han sido caracterizados por técnicas estructurales, espectroscópicas y electroquímicas. Las soluciones del dímero con dos ligandos aqua en medio ácido resultan inestables a la coordinación de aniones de la solución con el tiempo. Las propiedades ácido-base del dímero con dos aguas coordinadas han sido estudiadas por voltametria cíclica y mediante experimentos de electrólisis a potencial controlado. El pKa para la desprotonación de uno de los ligandos aqua ha sido determinado mediante una valoración espectrofotométrica ácido-base como 6.7. Este valor tan bajo de pKa se atribuye a la formación de la entidad {Ru2O2H3}, favorable termodinámicamente. Los espectros UV-vis para los distintos estados de oxidación del aqua dímero, de RuIIRuII a RuIIIRuIV, han sido obtenidos por oxidación química y electroquímica del complejo. Se han llevado a cabo estudios cinéticos de la oxidación, paso a paso, de RuII,II a RuIV,IV , y se han determinado las constantes de oxidación de segundo orden para los distintos procesos de oxidación. La capacidad del aqua dímero en la oxidación del agua a oxígeno molecular ha sido investigada en solución homogénea utilizando CeIV como oxidante. La evolución de oxígeno se ha demostrado por cromatografia de gases. Se ha obtenido una eficiencia del 73% y 18.6 ciclos catalíticos, cuando 1.83 x 10-6 moles de dímero se han mezclado con un exceso de 100 equivalentes de cerio. El dímero con dos aguas cataliza también la oxidación del agua de forma heterogénea, con el complejo adsorbido sobre una membrana de nafion, aunque la eficiencia es menor. Se ha propuesto un mecanismo intramolecular para la reacción de oxidación del agua. Consiste en la oxidación a 4 electrones del dímero, de RuII,II a RuIV,IV, el cual reacciona con el agua para formar oxígeno y revierte nuevamente al estado de oxidación II,II. Este modelo es consistente con estudios catalíticos de la evolución de oxígeno en función de las concentraciones de cerio y catalizador, llevados a cabo en solución ácida homogénea, que demuestran que la oxidación a 4 electrones del agua se encuentra catalizada por una sola molécula de complejo bajo concentraciones elevadas de cerio. La constante de pseudo-primer-orden para la evolución de oxígeno tiene un valor de 1.4 x 10-2 s-1, que es uno de los valores de constante más elevados obtenidos hasta la fecha. Desafortunadamente, el aqua dímero se desactiva durante el proceso de catálisis dando lugar a una especie naranja, la cual estamos actualmente tratando de caracterizar.

Nous complexos mono- i dinuclears de ruteni amb lligands polipiridílics i de tipus fosfina. Síntesi, caracterització i aplicacions catalítiques

La Tesi descriu de manera completa una sèrie de complexos de ruteni amb lligands polipiridílics i lligands auxiliars de tipus fosfina, dmso, nitril o aquo. Es descriuen estudis d'isomerització (cis/trans o coordinació meridional/facial) en complexos mononuclears, a partir de tècniques espectroscòpiques. Els resultats experimentals es corroboren a partir de càlculs DFT. S'han fet també estudis d'activitat catalítica en transferència d'hidrogen per als complexos Ru-fosfina. S'han sintetitzat també complexos dinuclears de ruteni amb el lligand tetradentat Hbpp i s'ha avaluat llur activitat en la catàlisi d'oxidació d'aigua, determinant la importància de la correcta orientació relativa dels centres actius Ru=O. L'heterogeneïtzació dels complexos sobre suports conductors permet avaluar llur activitat en fase heterogènia, millorant respecte el corresponent procés en dissolució. La co-polimerització dels catalitzadors amb espècies de tipus metalocarborà, amb major dilució del catalitzador i minimització de la sobreoxidació, millora notablement els resultats, permetent diverses reutilitzacions.

Síntesi, caracterització química i estudi de l'activitat biològica de nous complexos de Pt(II) amb lligands de tipus diaminocarboxílic i els respectius ésters i derivats peptídics

El cisplatí, PtCl2(NH3)2, ha estat una de les drogues més utilitzades en la quimioteràpia del càncer des del descobriment de la seva activitat. Però degut a la seva alta toxicitat i greus efectes secundaris, s'han sintetitzat nous compostos amb la finalitat de reduir aquests inconvenients. En aquest sentit, el treball desenvolupat en aquesta tesi doctoral ha estat la síntesi i caracterització de tretze complexos de Pt(II) amb la finalitat d'estudiar llur activitat antitumoral. Aquests complexos presenten unes característiques estructurals comunes: geometria cis, dos lligands làbils de tipus clorur i un lligand diaminoquelatant derivat dels àcids d,l-2,3-diaminopropiònic (Hdap) i d,l-2,4-diaminobutíric (Hdab). S'han dissenyat unes estratègies sintètiques a partir de les quals els lligands han estat funcionalitzats amb diferents grups de tipus éster, aminoàcid i peptídic: Etdap·2HCl, Etdab·2HCl, [(dap-Metala)·2CF3COOH], [(dab-Metala)·2CF3COOH], [(dap-phe)·2CF3COOH], [(dab-phe)·2CF3COOH], [(dap-Mettrp)·2CF3COOH], [(dab-Mettrp)·2CF3COOH], [(dap-ASTTTNYT-NH2)·2CF3COOH], essent Metala= éster metílic de L-alanina, phe= L-fenilalanina, Mettrp= éster metílic del L-triptofà. Aquests lligands diaminoquelatants s'han utilitzat per sintetitzar els corresponents complexos de Pt(II): PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dab-phe), PtCl2(dap-Mettrp), PtCl2(dab-Mettrp), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2). A través de diferents tècniques i assaigs biològics (dicroisme circular, electroforesi en gel d'agarosa, microscopia de forces atòmiques, citometria de flux, assaigs de proliferació cel·lular) s'ha pogut demostrar l'activitat antitumoral d'aquests compostos. A través de la tècnica de dicroisme circular (DC) s'ha pogut demostrar que els lligands lliures no interaccionen covalentment amb el DNA de Calf Thymus i no modifiquen l'estructura secundària de la doble hèlix. En canvi, els respectius complexos han demostrat tenir capacitat per interaccionar amb el DNA i modificar la seva estructura secundària. Els complexos PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab) i PtCl2(dab-phe) mostren un comportament similar al cisplatí, generant adductes cis-bifuncionals que distorcionen la doble hèlix de forma no desnaturalitzant amb obertura de la doble cadena. Els complexos PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) quan interaccionen amb el DNA generen un canvi en la conformació del DNA de la forma B a la forma C, produint-se un augment de la curvatura de l'hèlix per rotació de les bases nitrogenades. En aquests estudis s'ha comprovat que l'estructura del complex influeix en l'efecte generat sobre l'estructura secundària de l'àcid nucleic. En primer lloc, existeix una diferència en el comportament en funció del tamany del lligand diaminoquelatant, de manera que els complexos amb el lligand (dab) provoquen un efecte més remarcable. També s'observa aquest canvi de comportament al passar dels complexos que tenen el grup funcional esterificat als que el tenen protonat. D'aquesta manera, s'observa un major efecte sobre l'estructura secundària del DNA en aquells complexos que tenen el lligand diaminoquelatant de tres metilens (dab) i amb el grup carboxilat terminal protonat. Per tal de modelitzar la interacció d'aquests complexos amb el DNA, s'ha estudiat la interacció d'aquests compostos de Pt(II) amb 5'-GMP a través de RMN-1H, observant la variació dels senyals corresponents al H8 de 5'-GMP. Així s'ha pogut demostrar que aquests compostos interaccionen amb la 5'-GMP a través d'un enllaç covalent Pt-N7, de la mateixa manera a com interacciona el cisplatí. A través d'electroforesi en gel d'agarosa i microscopia de forces atòmiques (AFM) s'ha pogut determinar l'efecte que generen els lligands lliures i els respectius complexos de Pt(II) sobre l'estructura terciària del plasmidi pBR322. Els lligands provoquen un augment de l'agregació de les molècules de DNA i un lleuger augment de la compactació de l'estructura terciària. Aquests resultats s'atribueixen a la capacitat d'aquests compostos a interaccionar per pont d'hidrogen amb el DNA. Els corresponents complexos de Pt(II) provoquen un augment de l'agregació i una important compactació, degut per una banda a la capacitat de l'àtom de Pt a interaccionar covalentment amb el DNA, i per altra banda, a la capacitat del lligand a interaccionar per pont d'hidrogen amb l'àcid nucleic. Finalment s'ha estudiat l'activitat citotòxica d'aquests complexos de Pt(II) en diferents línies cel·lulars: A431 (línia de carcinoma epidermoide), HeLa (línia de carcinoma de coll d'úter) i HL-60 (línia promielocítica de leucèmia). Els complexos moderadament solubles en aigua, PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe) i PtCl2(dab-phe), han demostrat ser actius. L'activitat depèn de la concentració de complex, del temps d'incubació i de la línia cel·lular. Per temps d'incubació alts i concentracions de complex elevades s'observa la màxima activitat. Els complexos de l'alanina, PtCl2(dap-ala) i PtCl2(dab-ala), són els que mostren més activitat, mentre que els compostos de la fenilalanina són els menys actius, degut probablement a la voluminositat del lligand, la qual pot impedir o dificultar el transport del compost a través de la membrana cel·lular. L'activitat citotòxica dels complexos insolubles en aigua, PtCl2(Etdap) i PtCl2(Etdab), queda bloquejada per l'elevada concentració de DMSO (12%) necessària per solubilitzar els compostos. Aquests resultats permeten deduir que la presència d'un 12% de DMSO anul·la l'activitat d'aquests complexos, ja que el DMSO pot coordinar-se amb el Pt ocupant les posicions làbils del complex i evitant que es pugui coordinar amb el DNA. Els assaigs de proliferació cel·lular del complex PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) i del pèptid lliure ASTTTNYT-NH2 han demostrat que ambdós compostos són actius. Tot i això, l'activitat del complex és superior a la del pèptid lliure, ja que el Pt pot interaccionar covalentment amb el DNA i augmentar l'efecte citotòxic. Per tant, el complex presenta un lligand portador biològicament actiu que pot transportar el metall a través de la membrana cel·lular i facilitar així la seva interacció amb el DNA. A través de la tècnica de citometria de flux s'ha comprovat que en tots els casos la mort cel·lular produïda pels complexos ha estat per apoptosi. Per últim, s'ha sintetitzat i caracteritzat un complex trinuclear de Pt(II), {[Pt(Me2Bpy)2][PtCl2(Me2Bpy)]2}, essent Me2Bpy= 4,4'-dimetil-2,2'-dipiridil. La resolució de la seva estructura per difracció de Raig-X ha permès determinar l'existència d'una interacció intramolecular Pt-Pt de 3.474 Å.

Bis(hydroxy-isoindolinone)s: synthesis, stereochemistry, polymer chemistry, and supramolecular assembly

Pseudoacid chlorides of 2,5-bis(4-fluorobenzoyl) terephthalic acid and 4,6-bis(4-fluorobenzoyl) isophthalic acid condense with primary amines to afford diastereomeric bis(hydroxyindolinone)s in good isolated yields and with diamines to give high molecular weight poly(hydroxyindolinone)s. Bis-N-pyrenemethyl bis(hydroxyindolinone)s assemble, even in dipolar solvents such as DMSO, with macrocyclic diimide-sulfones to give [3]pseudorotaxanes stabilized by electronically complementary aromatic π−π-stacking and shape-complementary van der Waals interactions.

1-(2 '-pyridylazo)-2-naphtholate complexes of ruthenium: synthesis, characterization, and DNA binding properties

Reaction of 1-(2'-pyridylazo)-2 -naphthol (Hpan) with [Ru(dmso)(4)Cl-2] (dmso=dimethylsulfoxide), [Ru(trpy)Cl-3] (trpy=2,2',2 ''-terpyridine), [Ru(bpy)Cl-3] (bpy=2,2'-bipyridine) and [Ru(PPh3)(3)Cl-2] in refluxing ethanol in the presence of a base (NEt3) affords, respectively, the [Ru(pan)(2)], [Ru(trpy)(pan)](+) (isolated as perchlorate salt), [Ru(bpy)(pan)Cl] and [Ru(PPh3)(2)(pan)Cl] complexes. Structures of these four complexes have been determined by X-ray crystallography. in each of these complexes, the pan ligand is coordinated to the metal center as a monoanionic tridentate N,N,O-donor. Reaction of the [Ru(bpy)(pan)Cl] complex with pyridine (py) and 4-picoline (pic) in the presence of silver ion has yielded the [Ru(bpy)(pan)(py)](+) and [Ru(bpy)(pan)(pic)](+) complexes (isolated as perchlorate salts), respectively. All the complexes are diamagnetic (low-spin d(6), S = 0) and show characteristic H-1 NMR signals and intense MLCT transitions in the visible region. Cyclic voltammetry on all the complexes shows a Ru(II)-Ru(III) oxidation on the positive side of SCE. Except in the [Ru(pan)(2)] complex, a second oxidative response has been observed in the other five complexes. Reductions of the coordinated ligands have also been observed on the negative side of SCE. The [Ru(trpy)(pan)]ClO4, [Ru(bpy)(pan)(py)]ClO4 and [Ru(bpy) (pan)(pic)]ClO4 complexes have been observed to bind to DNA, but they have not been able to cleave super-coiled DNA on UV irradiation. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Dicopper(II) complexes of a new di-para-xylyldioxatetraazamacrocycle and cascade species with dicarboxylate anions: thermodynamics and structural properties

The new dioxatetraazamacrocycle (L-1) was synthesized by a 2 + 2 condensation and characterized. Stability constants of its copper(II) complexes were determined by spectrophotometry in DMSO at 298.2 K in 0. 10 mol dm(-3) KClO4. Mainly dinuclear complexes are formed and the presence of mononuclear species is dependent on the counterion (Cl- or ClO4-). The association constants of the dinuclear copper(II) complexes with dicarboxylate anions [oxalate (oxa(2-)), malonate (mal(2-)), succinate (suc(2-)), and glutarate (glu(2-))] were also determined by spectrophotometry at 298.2 K in DMSO, and it was found that values decrease with an increase of the alkyl chain between the carboxylate groups. X-Band EPR spectra of the dicopper(II) complexes and of their cascade species in frozen DMSO exhibit dipole-dipole coupling, and their simulation, together with their UV-vis spectra, showed that the copper centres of the complexes in solution had square pyramidal geometries though with different distortions. From the experimental data, it was also possible to predict the Cu...Cu distances, the minimum being found at 6.4 angstrom for the (Cu2LCl4)-Cl-1 complex and then successively this distance slightly increases when the chloride anions are replaced by dicarboxylate anions, from 6.6 angstrom for oxa(2-) to 7.8 for glu(2-). The crystal structures of the dinuclear copper cascade species with oxa(2-) and suc(2-) were determined and showed one anion bridging both copper centres and Cu...Cu distances of 5.485(7) angstrom and 6.442(8) angstrom, respectively.

Supramolecular aggregates between carboxylate anions and an octaaza macrocyclic receptor

The 28-membered octaazamacrocycle Me-2[28]py(2)N(6) was used as a receptor for the molecular recognition of aromatic and aliphatic carboxylate substrates. The receptor-substrate binding behaviour of (H6Me2[28]py(2)N(6))(6+) with an aliphatic (-O2C(CH2)(n)CO2-, n=0 to 4) and an aromatic (phthalate, isophthalate, terephthalate, 4,4'-dibenzoate, benzoate, 3- and 4-nitrobenzoate) series of carboxylate anions was evaluated by H-1 NMR spectroscopy (carried out in DMSO-d(6) at 300 K). Two association constants were found for most of the studied cases, except for 3- and 4-nitrobenzoate for which only K-1 was determined. For oxalate, malonate, benzoate and dibenzoate anions only the beta(2) constants could be obtained. The values of the first association constant cover a range from 2.86 to 3.69 (log units), and the second stepwise constant from 2.15 to 2.89 (also in log units). No special selectivity was found but the highest values were determined for adipate and the lowest for the monoprotic 3- and 4-nitrobenzoates. Single crystal X-ray structures of H6Me2[28]py(2)N(6)(6+) with terephthalate, 1, and 4,4'-dibenzoate (2) were determined showing supramolecular entities with general formula (H6Me2[28]py(2)N(6)).(substrate)(2)(PF6)(2).4H(2)O. These anions are the building blocks of an extensive 3-D network of hydrogen bonds.

Mapping antimalarial pharmacophores as a useful tool for the rapid discovery of drugs effective in vivo: design, construction, characterization, and pharmacology of metaquine

Resistant strains of Plasmodium falciparum and the unavailability of useful antimalarial vaccines reinforce the need to develop new efficacious antimalarials. This study details a pharmacophore model that has been used to identify a potent, soluble, orally bioavailable antimalarial bisquinoline, metaquine (N,N'-bis(7-chloroquinolin-4-yl)benzene-1,3-diamine) (dihydrochloride), which is active against Plasmodium berghei in vivo (oral ID50 of 25 mu mol/kg) and multidrug-resistant Plasmodium falciparum K1 in vitro (0.17 mu M). Metaquine shows strong affinity for the putative antimalarial receptor, heme at pH 7.4 in aqueous DMSO. Both crystallographic analyses and quantum mechanical calculations (HF/6-31+G*) reveal important regions of protonation and bonding thought to persist at parasitic vacuolar pH concordant with our receptor model. Formation of drug-heme adduct in solution was confirmed using high-resolution positive ion electrospray mass spectrometry. Metaquine showed strong binding with the receptor in a 1: 1 ratio (log K = 5.7 +/- 0.1) that was predicted by molecular mechanics calculations. This study illustrates a rational multidisciplinary approach for the development of new 4-aminoquinoline antimalarials, with efficacy superior to chloroquine, based on the use of a pharmacophore model.

Acid dissociation of 2,2 '-dipyridylamine in non-aqueous medium when chelated to some Ru(II)N-4 cores

[Ru(2,2'-bipyridine)(2)(Hdpa)](BF4)(2) center dot 2H(2)O (1), [Ru(1,10-phenanthroline)(2)(Hdpa)] (PF6)(2) center dot CH2Cl2 (2) and [Ru(4,4,4',4'-tetramethyl-2,2'- bisoxazoline)(2)(Hdpa)] (PF6)(2) (3) are synthesized where Hdpa is 2,2'-dipyridylamine. The X-ray crystal structures of 1 and 2 have been determined. Hdpa in 1 and 2 is found to bind the metal via the two pyridyl N ends. Comparing the NMR spectra in DMSO-d(6), it is concluded that 3 has a similar structure. The pK(a) values (for the dissociation of the NH proton in Hdpa) of free Hdpa and its complexes are determined in acetonitrile by exploiting molar conductance. These correlate linearly with the chemical shift of the NH proton in the respective entities. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Selectivity of bis(calix[4]diquinone) ionophores towards metal ions in solvent dimethylsulfoxide: a molecular mechanics and molecular dynamics study

Molecular modelling studies have been carried out on two bis(calix[4]diqu(inone) ionophores, each created from two (calix[4]diquinone)arenes bridged at their bottom rims via alkyl chains (CH2)(n), 1: n = 3, 2; n = 4, in order to understand the reported selectivity of these ligands towards different sized metal ions such as Na+, K+, Rb+, and Cs+ in dmso solution. Conformational. analyses have been carried out which show that in the lowest energy conformations of the two macrocycles, the individual calix[4]diquinones exhibit a combination of partial cone, 1,3-alternate and cone conformations. The interactions of these alkali metals with the macrocycles have been studied in the gas phase and in a periodic box of solvent dmso by molecular mechanics and molecular dynamics calculations. Molecular mechanics calculations have been carried out on the mode of entry of the ions into the macrocycles and suggest that this is likely to occur from the side of the central cavity, rather than through the main axis of the calix[4]diquinones. There are energy barriers of ca. 19 kcal mol(-1) for this entry path in the gas phase, but in solution no energy barrier is found. Molecular dynamics simulations show that in both 1 and 2, though particularly in the latter macrocycle, one or two solvent molecules are bonded to the metal throughout the course of the simulation, often to the exclusion, of one or more of the ether oxygen atoms. By contrast the carbonyl oxygen atoms remain bonded to the metal atoms throughout with bond lengths that remain significantly less than those to the ether oxygen atoms. Free energy perturbation studies have been carried out in dmso and indicate that for 1, the selectivity follows the order Rb+ approximate to K+ > Cs+ >> Na+, which is partially in agreement with the experimental results. The energy differences are small and indeed the ratio between stability constants found for Cs+ and K+ complexes is only 0.60, showing that 1 has only a slight preference for K+. For the larger receptor 2, which is better suited to metal complexation, the binding affinity follows the pattern Cs+ >> Rb+ >> K+ >> Na+, with energy differences of 5.75, 2.61, 2.78 kcal mol(-1) which is perfectly consistent with experimental results.

Synthesis, structure and solution chemistry of mixed-ligand oxovanadium(IV) and oxovanadium(V) complexes incorporating tridentate ONO donor hydrazone ligands

In the title family, the ONO donor ligands are the acetylhydrazones of salicylaidehyde (H2L1) and 2-hydroxyacetophenone (H2L2) (general abbreviation, H2L). The reaction of bis(acetylacetonato)oxovanadium(IV) with a mixture of tridentate H2L and a bidentate NN donor [e.g., 2,2'-bipyridine(bpy) or 1,10-phenanthroline(phen), hereafter B] ligands in equimolar ratio afforded the tetravalent complexes of the type [(VO)-O-IV(L)(B)]; complexes (1)-(4) whereas, if B is replaced by 8-hydroxyquinoline(Hhq) (which is a bidentate ON donor ligand), the above reaction mixture yielded the pentavalent complexes of the type [(VO)-O-V(L)(hq)]; complexes (5) and (6). Aerial oxygen is most likely the oxidant (for the oxidation of V-IV -> V-V) in the synthesis of pentavalent complexes (5) and (6). [(VO)-O-IV(L)(B)] complexes are one electron paramagnetic and display axial EPR spectra, while the [(VO)-O-V(L)(hq)] complexes are diamagnetic. The X-ray structure of [(VO)-O-V(L-2)(hq)] (6) indicates that H2L2 ligand is bonded with the vanadium meridionally in a tridentate dinegative fashion through its phenolic-O, enolic-O and imine-N atoms. The general bond length order is: oxo < phenolato < enolato. The V-O (enolato) bond is longer than V-O (phenolato) bond by similar to 0.07 angstrom and is identical with V-O (carboxylate) bond. H-1 NMR spectrum of (6) in CDCl3 solution indicates that the binding nature in the solid state is also retained in solution. Complexes (1)(4) display two ligand-field transitions in the visible region near 820 and 480 nm in DMF solution and exhibit irreversible oxidation peak near +0.60 V versus SCE in DMSO solution, while complexes (5) and (6) exhibit only LMCT band near 535 nm and display quasi-reversible one electron reduction peak near -0.10 V versus SCE in CH2Cl2 solution. The VO3+-VO2+ E-1/2 values shift considerably to more negative values when neutral NN donor is replaced by anionic ON donor species and it also provides better VO3+ binding via phenolato oxygen. For a given bidentate ligand, E-1/2 increases in the order: (L-2)(2-) < (L-1)(2-). (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Synthesis, structure, and electrochemical properties of a family of 2-(arylazo)phenolate complexes of ruthenium with unusual C-C coupling and N=Ncleavage

Reaction of 2-(4'-R-phenylazo)-4-methylphenols (R = OCH3, CH3, H, Cl, and NO2) with [Ru(dmso)(4)Cl-2] affords a family of five ruthenium(III) complexes, containing a 2-(arylazo)phenolate ligand forming a six-membered chelate ring and a tetradentate ligand formed from two 2-(arylazo) phenols via an unusual C-C coupling linki.ng the two ortho carbons of the phenyl rings in the arylazo fragment. A similar reaction with 2-(2'-methylphenylazo)-4-methylphenol with [Ru(dmso)(4)Cl-2] has afforded a similar complex, in which one 2-(2'-methylphenylazo)-4-methylphenolate ligand is coordinated forming a six-membered chelate ring, and the other two ligands have undergone the C-C coupling reaction, and the coupled species is coordinated as a tetradentate ligand forming a five-membered N,O-chelate ring, a nine-membered N,N-chelate ring, and another five-membered chelate ring. Reaction of 2-(2',6'-dimethylphenylazo)-4-methylphenol with [Ru(dmso)(4)Cl-2] has afforded a complex in which two 2-(2',6'-dimethylphenylazo)-4-methylphenols are coordinated as bidentate N,O-donors forming five- and six-membered chelate rings, while the third one has undergone cleavage across the N=N bond, and the phenolate fragment, thus generated, remains coordinated to the metal center in the iminosemiquinonate form. Structures of four selected complexes have been determined by X-ray crystallography. The first six complexes are one-electron paramagnetic and show rhombic ESR spectra. The last complex is diamagnetic and shows characteristic H-1 NMR signals. All the complexes show intense charge-transfer transitions in the visible region and a Ru(III)-Ru(IV) oxidation on the positive side of SCE and a Ru(III)-Ru(II) reduction on the negative side.

New dioxadiaza- and trioxadiaza-macrocycles containing one dibenzofuran unit with two amino pendant arms: synthesis, protonation and complexation studies

New dioxadiaza- and trioxadiaza-macrocycles containing one rigid dibenzofuran unit (DBF) and N-(2-aminoethyl) pendant arms were synthesized, N,N'-bis(2-aminoethyl)-[17]( DBF) N2O2 (L-1) and N,N'-bis(2-aminoethyl)-[22](DBF)N2O3 (L-2), respectively. The binding properties of both macrocycles to metal ions and structural studies of their metal complexes were carried out. The protonation constants of both compounds and the stability constants of their complexes with Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, and Pb2+ were determined at 298.2 K, in aqueous solutions, and at ionic strength 0.10 mol dm(-3) in KNO3. Mononuclear complexes with both ligands were formed, and dinuclear complexes were only found for L-2. The thermodynamic binding affinities of the metal complexes of L-2 are lower than those of L-1 as expected, but the Pb2+ complexes of both macrocycles exhibit close stability constant values. On the other hand, the binding affinities of Cd2+ and Pb2+ for L-1 are very high, when compared to those of Co2+, Ni2+ and Zn2+. These interesting properties were explained by the presence of the rigid DBF moiety in the backbone of the macrocycle and to the special match between the macrocyclic cavity size and the studied larger metal ions. To elucidate the adopted structures of complexes in solution, the nickel(II) and copper( II) complexes with both ligands were further studied by UV-vis-MR spectroscopy in DMSO-H2O 1 : 1 (v/v) solution. The copper(II) complexes were also studied by EPR spectroscopy in the same mixture of solvents. The crystal structure of the copper complex of L-1 was also determined. The copper(II) displays an octahedral geometry, the four nitrogen atoms forming the equatorial plane and two oxygen atoms, one from the DBF unit and the other one from the ether oxygen, in axial positions. One of the ether oxygens of the macrocycle is out of the coordination sphere. Our results led us to suggest that this geometry is also adopted by the Co2+ to Zn2+ complexes, and only the larger Cd2+ and Pb2+ manage to form complexes with the involvement of all the oxygen atoms of the macrocyclic backbone.