Electrochemical properties of Cu4[PhN3C6H4N3(H)Ph]4(µ-O)2, a tetranuclear Copper(II) complex with 1-phenyltriazenido-2-phenyltriazene-benzene as ligand

Bis-(µ2-oxo)-tetrakis{[1-feniltriazene-1,3-diil)-2-(phenyltriazenil)benzene copper(II) is a tetranuclear complex which shows four Cu(II) ions coordinated by four 1,2-bis(phenyltriazene)benzene bridged ligands, with one diazoaminic deprotonated chain, and two O2- ligands. The complex reduces at E1/2 = -0.95 V vs Fc+/Fc, a two electrons process. Cyclic voltammetric and spectroelectrochemical studies showed a reversible process. When immobilized on carbon paste electrode, the complex electrocatalyses the reduction of O2 dissolved on aqueous solution at -0.3 V vs SCE potential. The obtained current shows linearity with O2 concentration.

A new tetranuclear copper(II) complex with oximate bridges: structure, magnetic properties and DFT study

A new tetranuclear complex, [Cu4L4](ClO4)4·2H2O (1), has been synthesized from the self-assembly of copper(II) perchlorate and the tridentate Schiff base ligand (2E,3E)-3-(2-aminopropylimino) butan-2-one oxime (HL). Single-crystal X-ray diffraction studies reveal that complex 1 consists of a Cu4(NO)4 core where the four copper(II) centers having square pyramidal environment are arranged in a distorted tetrahedral geometry. They are linked together by a rare bridging mode (μ3-η1,η2,η1) of oximato ligands. Analysis of magnetic susceptibility data indicates moderate antiferromagnetic (J1 = −48 cm−1, J2 = −40 cm−1 and J3 = −52 cm−1) exchange interaction through σ-superexchange pathways (in-plane bridging) of the oxime group. Theoretical calculations based on DFT technique have been used to obtain the energy states of different spin configurations and estimate the coupling constants and to understand the exact magnetic exchange pathways.

Tetranuclear COPPER(II) complexes with macrocyclic and open-chain disiloxane ligands as catalyst precursors for hydrocarboxylation and oxidation of alkanes and 1-phenylethanol

Two new tetranuclear complexes [Cu-4(mu-O)(L-1)-Cl-4] and [Cu-4(mu(4)-O)(L-2)(2)Cl-4] (2), where H2L1 is a macrocyclic ligand resulting from [2+2] condensation of 2,6-diformy1-4-methylphanol (DFF) and 1,3-bis(aminopropy1)tetramethyldisiloxane, and HL2 is a 1:2 condensation product: of DFF with trimethylsilyl p-aminobenzoate, have been prepared. The structures of the products were established by Xray diffraction. The complexes have been characterised by FTIR, UV/Vis spectroscopy, ES1 mass-spectrometry and magnetic susceptibility measurements. The latter revealed that the letrftriuclear complexes can be descr bed as two ferromagnetically coupled dinuclear units, in which the two copper(II) ions interact antiferromacinetically. The ccimpi.iunds act as homogeneous catalyst precursors for a number of single-pot reactions, including (I) hydrocarbaxylation, with CO, H2O and K2S2O8, of a variety of linear and cyclic (n = 5-8) alkanes into the corresponding Cn+1 carboxylic acids, (ii) peroxidative oxidation of cyclohexane, and (iii) solvent-free microwave-assisted oxidation of 1-phenyletha.nol.

Catalytic oxidation of cyclohexane with hydrogen peroxide and a tetracopper(II) complex in an ionic liquid

The catalytic peroxidative oxidation (with H2O2) of cyclohexane in an ionic liquid (IL) using the tetracopper(II) complex [(CuL)2(μ4-O,O′,O′′,O′′′-CDC)]2·2H2O [HL = 2-(2-pyridylmethyleneamino)benzenesulfonic acid, CDC = cyclohexane-1,4-dicarboxylate] as a catalyst is reported. Significant improvements on the catalytic performance, in terms of product yield (up to 36%), TON (up to 529), reaction time, selectivity towards cyclohexanone and easy recycling (negligible loss in activity after three consecutive runs), are observed using 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate as the chosen IL instead of a molecular organic solvent including the commonly used acetonitrile. The catalytic behaviors in the IL and in different molecular solvents are discussed.

The tetranuclear copper active site of nitrous oxide reductase: the CuZ center

J Biol Inorg Chem (2011) 16:183–194 DOI 10.1007/s00775-011-0753-3

Potential antitumoral properties of a new copper complex with santonic acid

A new copper(II) complex of santonic acid [Cu(2)(sant)(4)(H(2)O)(2)]center dot 21/2H(2)O has been prepared and characterized by electronic, vibrational, EPR spectral studies, and stability determinations in solution. The presence of two antiferrromagnetically coupled copper centers in the solid state was detected by EPR. The dinuclear Cu(II) complex crystallizes in the tetragonal P4(3)2(1)2 space group, with a = b = 14.498(3), c = 64.07(1) angstrom. Biological studies indicate that the complex displays interesting potential antitumoral actions. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Disulfiram/copper complex inhibiting NFκB activity and potentiating cytotoxic effect of gemcitabine on colon and breast cancer cell lines

Most of the gemcitabine (dFdC) resistant cell lines manifested high NF?B activity. The NF?B activity can be induced by dFdC and 5-FU exposure. The chemosensitizing effect of disulfiram (DS), an anti-alcoholism drug and NF?B inhibitor, and copper (Cu) on the chemoresistant cell lines was examined. The DS/Cu complex significantly enhanced the cytotoxicity of dFdC (resistant cells: 12.2–1085-fold) and completely reversed the dFdC resistance in the resitant cell lines. The dFdC-induced NF?B activity was markedly inhibited by DS/Cu complex. The data from this study indicated that DS may be used in clinic to improve the therapeutic effect of dFdC in breast and colon cancer patients.

Electron transfer complex between nitrous oxide reductase and cytochrome c552 from Pseudomonas nautica: kinetic, nuclear magnetic resonance, and docking studies

Biochemistry. 2008 Oct 14;47(41):10852-62. doi: 10.1021/bi801375q

Preparation, magnetic and EPR spectral studies of copper(II) complexes of an anticancer drug analogue

Ten new copper(II) complexes of five potential bisthiocarbohydrazone and biscarbohydrazone ligands were synthesized and physico-chemically characterized. The spectral and magnetic studies of compounds are consistent with the formation of asymmetric di-, tri- or tetranuclear copper(II) complexes of deprotonated forms of respective ligands. The variable temperature magnetic susceptibility measurements of all complexes showantiferromagnetic interactions between the Cu(II) centers, in agreement with very broad powder EPR spectra. However, frozen solution EPR spectral studies are found in contradiction with the solid-state magnetic studies and indicate that the complexes are not very stable in solutions; the possible fragmentations of complexes are found in agreement with MALDI MS results. The EPR spectral simulation of most of the compounds is in agreement with the presence of two uncoupled Cu(II) species in solution.

Synthesis, crystal structure and magnetic properties of three unprecedented tri-nuclear and one very rare tetra-nuclear copper(II) Schiff-base complexes supported by mixed azido/phenoxo/nitrato or acetato bridges

Three novel mixed bridged trinuclear and one tetranuclear copper(II) complexes of tridentate NNO donor Schiff base ligands [Cu-3(L-1)(2)(mu(LI)-N-3)(2)(CH3OH)(2)(BF2)(2)] (1), [Cu-3(L-1)(2)(mu(LI)-NO3-I kappa O.2 kappa O')(2)] (2), [Cu-3(L-2)(2)(mu(LI)-N-3)(2)(mu-NOI-I kappa O 2 kappa O')(2)] (3) and [Cu-4(L-3)(2)(mu(LI)-N-3)(4)(mu-CH3COO-I kappa O 2 kappa O')(2)] (4) have been synthesized by reaction of the respective tridentate ligands (L-1 = 2[1-(2-dimethylamino-ethylimino)-ethyl]-phenol, L-2 = 2[1-(2-diethylamino-ethylimino)-ethyl]-phenol, L-3 = 2-[1-(2-dimethylamino-ethylimino)-methyl]-phenol) with the corresponding copper(II) salts in the presence of NaN3 The complexes are characterized by single-crystal X-ray diffraction analyses and variable-temperature magnetic measurements Complex 1 is composed of two terminal [Cu(L-1)(mu(LI)-N-3)] units connected by a central [Cu(BF4)(2)] unit through nitrogen atoms of end-on azido ligands and a phenoxo oxygen atom of the tridentate ligand The structures of 2 and 3 are very similar, the only difference is that the central unit is [Cu(NO1)(2)] and the nitrate group forms an additional mu-NO3-I kappa O 2 kappa O' bridge between the terminal and central copper atoms In complex 4, the central unit is a di-mu(L1)-N-3 bridged dicopper entity, [Cu-2(mu(L1)-N-3)(2)(CH3COO)(2)] that connects two terminal [Cu(L-3)(mu(L1)-N-3)] units through end-on azido; phenoxo oxygen and mu-CH3COO-1 kappa O center dot 2 kappa O' triple bridges to result in a tetranuclear unit Analyses of variable-temperature magnetic susceptibility data indicates that there is a global weak antiferromagnetic interaction between the copper(II) ions in complexes 1-3, with the exchange parameter J of -9 86, -11 6 and -19 98 cm(-1) for 1-3, respectively In complex 4 theoretical calculations show the presence of an antiferromagnetic coupling in the triple bridging ligands (acetato, phenoxo and azido) while the interaction through the double end-on azido bridging ligand is strongly ferromagnetic.

Synthesis and characterization of a new copper(II) complex with nadolol, an aminoalcoholic beta-blocker. Crystal structure of Na[Cu(nadololate)(CO(3))] center dot H(2)O

This work reports the synthesis and characterization of a new copper complex with nadolol, a beta-blocker aminoalcohol. The stoichiometry found was Na[Cu(nadololate)(CO(3))] center dot H(2)O. Electronic and vibrational spectroscopy analysis was performed, and the crystal structure of Na[Cu(nadololate)-(CO(3))] center dot H(2)O was determined by X-ray diffraction.

Synthesis, structure and redox properties of an unexpected trinuclear copper(II) complex with aspartame: [Cu(apm)(2)Cu(mu-N,O : O '-apm)(2)(H2O)Cu(apm)(2)(H2O)]center dot 5H(2)O

Structural, magnetic and spectroscopic data of a new trinuclear copper(II) complex with the ligand aspartame (apm) are described. [Cu(apm)(2)CU(mu-N,O:O'-apm)(2)(H2O)Cu(apm)(2)(H2O)]-5H(2)O crystallizes in the triclinic system, space group P1 (#1) with a = 7.3300(1) angstrom, b = 15.6840(1) angstrom, c = 21.5280(1) angstrom, alpha = 93.02(1)degrees, beta = 93.21 (1)degrees, gamma = 92.66(1)degrees and Z = 1. Aspartame coordinates to Cu(II) through the carboxylate and beta-amino groups. The carboxylate groups of the two central ligands act as bidentate bridges in a syn-anti conformation while the carboxylate groups of the four peripheral ligands are monodentate in a syn conformation. The central copper ion is in a distorted square pyramidal geometry with the apical position being occupied by one oxygen atom of the water molecule. The two terminal copper(II) atoms are coordinated to the ligands in the same position but their coordination sphere differs from each other due to the fact that one copper atom has a water molecule in an apical position leading to an octahedral coordination sphere while the other copper atom is exclusively coordinated to aspartame ligands forming a distorted square pyramidal coordination sphere. Thermal analysis is consistent with the X-ray structure. EPR spectra and CV curves indicate a rupture of the trinuclear framework when this complex is dissolved in ethanol or DMF, forming a mononuclear species, with a tetragonal structure. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Synthesis, structure and reactivity of novel CuI, CuII and CuIII complexes containing triaza and hexaaza macrocyclic ligands

El treball de tesi s'emmarca dins del camp de la bioinorgànica, disciplina que estudia les propietats estructurals i de reactivitat dels centres actius dels enzims, servint-se de models síntètics de baix pes molecular per tal d'intentar reproduïr la reactivitat presentada per l'enzim i conèixer els mecanismes de reacció a nivell molecular que tenen lloc en els processos biològics.1 Més concretament el treball posa especial èmfasi en els processos d'activació d'oxigen molecular que tenen lloc en les metaloproteïnes de Coure del Tipus 3, com són l'hemocianina i la tirosinasa, ambdues presentant un complex dinuclear de Cu(I)) en el centre actiu de la forma reduïda, capaç d'activar l'O2 cap a espècies de tipus peròxid.2 Un altre camp d'interès ha estat l'estudi dels processos d'activació d'enllaços C-H no activats en hidrocarburs, tant per la seva importàcia a nivell industrial com per comprendre els mecanismes intrínsecs d'aquesta activació a través de metalls de trancisió.3,4 Durant el treball de tesi presentat s'ha desenvolupat la síntesi de nous complexes de Coure(I), Coure(II) y Cu(III) utilitzant lligands macrocíclics de tipus triaza i hexaaza, i s'han estudiat la seves propietats estructurals així com la seva reactivitat. La reacció dels lligands triazacíclics H32m, H2Me33m i H33m amb sals de coure(II) dóna lloc a una reacció de desproporció de Cu(II) per obtenir-se en quantitats equimolars un complex organometàl·lic de Cu(III) i un complex de Cu(I). La caracterizació estructural exhaustiva dels complexes del tipus aryl-Cu(III) evidencia la formació d'un enllaç organometàl·lic entre l'àtom de Cu(III) i el carboni més próxim de l'anell aromàtic del lligand. Aquesta reacció, a més de representar una nova forma de desproporció en la química del Cu, suposa l'activació d'un enllaç C-H aromàtic a temperatura ambient que, mitjançant l'estudi cinètic d'aquesta desproporció per espectroscòpia UV-Vis, dels càlcul de l'efecte cinètic isotòpic utilitzant el lligand deuterat en el C-H de l'anell, juntament amb el recolzament teòrics dels càlculs DFT per a la optimització de geometries d'intermedis de reacció, ens permeten proposar un mecanisme de reacció pel nostre sistema, on l'activació de l'enllaç C-H aromàtic transcorre per la formació d'un enllaç de tipus agòstic C-H ? Cu(II),5 seguit de la desprotonació del C-H aromàtic per acció d'una base i posterior transferència electrònica per obtenir el complex organometàlic de Cu(III) i el complex de de Cu(I). En quant a la reactivitat d'aquests complexes organometàl·lics aryl-Cu(III) s'ha observat que una base en medi aquós causa la inestabilitat d'aquests compostos, evolucionant cap a la inserció d'un àtom d'oxigen sobre la posició activada de l'anell aromàtic, per a donar lloc a un complex dinuclear de Cu(II) amb dos grups fenoxo actuant de pont entre els àtoms metàl·lics. La reacció transcorre per un intermedi colorejat, caracteritzat com el complex ayl-Cu(III) monodesprotonat en una de les seves amines benzíliques, els quals s'observen igualment en la reacció dels correponents complexos de Cu(I) amb oxigen molecular (O2). És en els nostres sistemes en els quals es descriu per primera vegada la participació d'intermedis organometàl·lics Cu(III)-C en processos d'hidroxilació aromàtica, tals com el desenvolupat per l'enzim tirosinasa o per alguns dels seus models químics de síntesi.6,7,8 S'han estudiat les propietats magnètiques dels quatre bis(fenoxo)complexes de Cu(II) descrits, obtenint-se uns acoplaments de tipus antiferromagnètic o ferromagnètic de diversa magnitud, depenent del solapament orbitalari a l'enllaç Cu-O, a través del qual es produeix el superintercanvi. Nous complexos de Cu(I) sintetitzats amb lligands hexaazamacrocíclics han estat estudiats, i posant especial èmfasi a la seva reactivitat respecta a l'activació d'oxigen molecular (O2). S'ha observat una reactivitat diferenciada segons la concentració de complex de Cu(I) utilitzada, de manera que a altes concentracions s'obté un carbonato complex tetranuclear de Cu(II) per fixació de CO2 atmosfèric, mentre que a baixes concentracions s'observa la hidroxilació aromàtica intramolecular d'un dels anells benzílics del lligand, reacció que presumiblement transcorre per atac electrofílic d'un peroxo complex intermedi sobre el sistema ? de l'anell.6 Els resultats obtinguts en aquest treball ens mostren la facilitat per activar enllaços C-H aromàtics per metalls de transició de la primera sèrie (Cu, Ni) quan aquests estan suficientment pròxims a l'enllaç C-H, en unes condicions de reacció molt suaus (1atm., temperatura ambient). Els nous complexos organometàl·lics Aryl-Cu(III) són el producte d'una nova reacció de desproporció de Cu(II), així com un posició aromàtica activada que podria ser el punt de partida per l'estudi de funcionalització selectiva d'aquests grups aromàtics.