Desenvolvimento e aplicação de metodologias teóricas para o estudo de processos de interesse biológico envolvendo complexos de rutênio em solução

Nesta tese, foram estudadas as reações de troca de ligante cloreto em solução aquosa de complexos que possuem alguma importância biológica. Os complexos escolhidos foram [Ru(NH3)5(Cl)]2+ e trans-[Ru(NH3)4(Py)(Cl)]2+. Cálculos utilizando a Teoria do Funcional de Densidade, mediante a aproximação híbrida QM/EFP, foram realizados para estimar as propriedades estruturais, eletrônicas e energéticas das espécies reagentes, estado de transição e produto ao longo da curva de energia. Estudos da coordenação dos complexos [Ru(NH3)5(H2O)]2+ e trans-[Ru(NH3)4(Py)( H2O)]2+ ao DNA foram realizados para obter o sítio de coordenação preferencial, N3 ou N7, das nucleobases de adenina e guanina. Utilizando nível de teoria DFT e MP2 estimou-se a formação dos adutos de Ru(II)-DNA, [Ru(NH3)4(Nucleobase)(L)]2+ para L= NH3 e L=Py. Usamos também a DFT para investigar a estrutura, a natureza da ligação M(II)- NO e o espectro eletrônico dos complexos [M(imidazol)(PPIX)(L)]q, com M= Fe2+ e Ru2+ e L=NO+, NO e NO-, onde todas as possibilidades de coordenação (.1-N, .1-O e .2-ON) foram utilizadas. Para o estudo da natureza da ligação usamos a Análise de Decomposição de Cargas (CDA) e a Análise da Decomposição da Energia. Utilizamos TD-DFT com o funcional TPSSh para realizar os estudos espectroscópicos dos complexos de [Ru(imidazol)(PPIX)(NO)] e [Ru(imidazol)(PPIX)(NO+)]+. In this thesis, we studied the ligand exchange reactions in aqueous chloride complexes that have some biological importance. The were chosen [Ru(NH3)5(Cl)]2+ e trans-[Ru(NH3)4(Py)(Cl)]2+ complexes. Calculations using the Density Functional Theory, by approximating hybrid QM / EFP, were performed to estimate the structural, electronic and energy properties of the reacting species, product and transition state along the potential energy curve. Studies of the coordination of Ru(NH3)5(H2O)]2+ and trans-[Ru(NH3)4(Py)(H2O)]2+ to DNA were performed to obtain the preferred coordination site, N3 or N7, to the adenine or guanine nucleobases. Using level of theory DFT and MP2 estimated the formation of adducts of Ru(II)-DNA, [Ru(NH3)4(Nucleobase)(L)]2+ for L= NH3 and L=Py. We also used the DFT for investigating the structure, the nature of the binding M(II)-NO and electronic spectra of the complexes M(imidazol)(PPIX)(L)]q, with M=Fe2+ and Ru2+ and L=NO+, NO e NO-, where all the possibilities for coordination (1-N, 1-O and 2-ON) were used. To study the nature of the binding we use the Charge Decomposition Analysis (CDA) and the Energy Decomposition Analysis (EDA). We use TD-DFT with the functional TPSSh to perform spectroscopic studies of complexes [Ru(imidazole)(PPIX)(NO)] and [Ru(imidazole)(PPIX)(NO+)].