O presente trabalho reporta a caracterização espectroscópica por absorção UV-visível, dicroísmo circular magnético (MCD) e ressonância paramagnética eletrônica (EPR) da proteína recombinante do tipoP450-canfora (P450CAM) codificada pela orf10 de Streptomyces clavuligerus (P450CLA) expressa por Escherichia coli Rosetta na forma nativa e associada a ligantes externos contendo os grupos β-lactamato, oxazol e derivado de alquilamina (álcool) do ácido clavulâmico. Considerando a diversidade de aplicações da enzima P450, sua reatividade com terc-butil-hidroperóxido (terc-BuOOH) foi caracterizada. O grupo heme da P450CLA apresenta-se covalentemente ligado e exibe características espectrais de UV-visível, CD e MCD de P450CAM, incluindo a banda Soret em 450 nm proveniente do complexo ferroso-CO. P450CLA foi convertido em espécies de valência alta pelo terc-BuOOH e promoveu cisão homolítica da ligação O-O. O perfil radicalar da reação foi terc-butiloxil como radical primário e metil e butilperoxil como radicais secundários. Os radicais metil e butilperoxil resultaram respectivamente da cisão-β do radical alcoxil e da reação do radical metil com oxigênio molecular.

The present study reports the spectroscopic characterization by UV-visible absorption spectroscopy, magnetic circular dichroism (MCD) and electron paramagnetic resonance (EPR) of the recombinant orf10-encoded P450-camphor like protein (P450CLA)of Streptomyces clavuligerus expressed in Escherichia coli Rosetta in the native form and associated to external ligands containing the β-lactam, oxazole and alkylamine-derived (alcohol) moieties of the clavulamic acid. Considering the diversity of potential applications for the enzyme, the reactivity with tert-butylhydroperoxide (tert-BuOOH) was also characterized. P450CLA presents a covalently bound heme group and exhibited the UV-visible, CD and MCD spectral features of P450CAM including the fingerprint Soret band at 450 nm generated by the ferrous CO-complex. P450CLA was converted to high valence species by tert-BuOOH and promoted homolytic scission of the O-O bond. The radical profile of the reaction was tert-butyloxyl as primary and methyl and butylperoxyl as secondary radicals. The secondary methyl and butylperoxyl radicals resulted respectively from the β-scission of the alkoxyl radical and from the reaction of methyl radical with molecular oxygen.

In this work, we describe the immobilization of the dinuclear compound [Cu2(apyhist)2Cl2](ClO4)2 (1) and its derived cations complexes, obtained in water solution or by deprotonation of the imidazolate moiety in the ligand leading to a cyclic tetranuclear species, in the Nafion® membrane on glass carbon electrode surface. After that, we studied the influence of the equilibrium in the electrocatalytic activity towards the reduction of H2O2 in the development of an amperometric sensor for the analytical determination of hydrogen peroxide. This strategy proved successful, and the electrochemical behaviour of the all complexes formed within the Nafion® coatings was characterized. We also provide evidence that its related cyclic tetranuclear imidazolate-bridged complex acts as a catalysts for the intramolecular, two-electron reduction of H2O2.

Reportamos neste trabalho os estudos magnéticos e de RPE do composto [Cu2(flu)4(dmf)2] (flu = flufenamato e dmf = dimetilformamida), tendo os ions CuII como unidades dinucleares em forma de tetracarboxilato "paddle wheel". Medidas de susceptibilidade magnética na faixa de temperatura 10 < T < 275 K permitiram a determinação da energia de interação antiferromagnética J0 = -294 ± 5 cm-1 entre os íons CuII (Hex = "J0 S1·S2 ). Medidas de RPE (espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica) em temperatura ambiente com a amostra em pó e monocristal em bandas X e Q resultaram nos valores g// = 2.373, g⊥ = 2.073 e parâmetros de campo zero D = (-0.334 ± 0.001) cm"1 e E ca. 0. Medidas com a intensidade integrada do sinal de RPE do monocristal na faixa de temperatura 40 < T < 295 K indicaram o valor de J0 = "283 ± 5 cm"1 . Um limite superior de |J´| < 5×10-3 cm-1 para o acoplamento de intercâmbio entre unidades dinucleares vizinhas a distâncias de ca. 14.24 Å foi estimado com base na variação angular do espectro ao redor do ângulo mágico. Os resultados são discutidos com base na estrutura da unidade dinuclear e das ligações que conectam os íons de CuII, comparando-os com compostos similares descritos na literatura.

We report magnetic and EPR (electron paramagnetic resonance) spectroscopy studies of [Cu2(flu)4(dmf)2] (flu = flufenamate and dmf = dimethylformamide), which has CuII ions in tetracarboxylate "paddle wheel" dinuclear units. Susceptibility measurements at 10 < T < 275 K allowed the evaluation of an antiferromagnetic intradinuclear exchange coupling J0 = -294 ± 5 cm-1 between CuII ions (Hex = "J0 S1·S2). EPR experiments at 300 K in powder and single-crystals at 9.5 and 34.4 GHz indicated g// = 2.373, g⊥ = 2.073 and zero field splitting parameters D = (-0.334 ± 0.001) cm"1 and E ca. 0. EPR signal intensity measurements at X-band in the range 4 < T < 295 K indicated that J0 = "283 ± 5 cm"1. A higher limit |J´| < 5×10-3 cm-1 for the interdinuclear exchange coupling between neighbor units at ca.14.24 Å was estimated from the angular variation of the single crystal spectra around the magic angles. The results are discussed in terms of the structure of the dinuclear unit and the bridges connecting CuII ions and compared with values reported for similar compounds.

Neste trabalho estudamos a epoxidação do cicloocteno com PhIO utilizando uma nova porfirina 5,10,15,20-tetraquis(2-hidroxi-5-nitrofenil)porfirinato de ferro(III), suportada em matrizes de sílica via interação eletrostática e / ou ligações covalentes, como catalisador. Estes catalisadores foram obtidos e imobilizados em suporte sólido (sílica propiltrimetilamônio (SiN+); sílica propiltrimetilamônio e propilimidazol [SiN+(IPG)] e cloropropilsílica (CPS)) via interações eletrostáticas e ligações covalentes. A caracterização do catalisador suportado por UV-Vis e EPR (ressonância eletrônica paramagnética) indicou a presença de uma mistura de espécies de FeII e FeIII em todos os catalisadores obtidos. No caso da epoxidação do (Z)-cicloocteno por PhIO, os rendimentos observados para o cis-epoxiciclooctano foram satisfatórios para as reações catalisadas pelos três materiais (entre 65 e 85%). Estes resultados indicam que a imobilização de metaloporfirinas em suportes sólidos via grupos localizados na posição orto de seus anéis mesofenil pode promover a catálise eficiente das reações de epoxidação. O catalisador 1-CPS é menos ativo que 1-SiN e 1-SiN(IPG), o que está em acordo com a imobilização destas metaloporfirinas em suportes sólidos via interações eletrostáticas, o que é mais fácil de ocorrer e resulta em um catalisador mais ativo. A atividade do catalisador suportado permaneceu a inalterada, mesmo após três reciclos sucessivos, mostrando que eles são estáveis sob condições oxidantes.

In this work we have studied cyclooctene epoxidation with PhIO, using a new iron porphyrin, 5,10,15,20-tetrakis(2-hydroxy-5-nitrophenyl)porphyrinato iron(III), supported on silica matrices via eletrostatic interaction and / or covalent bonds as catalyst. These catalysts were obtained and immobilized on the solid supports propyltrimethylammonium silica (SiN+); propyltrimethylammonium and propylimidazole silica [SiN+(IPG)] and chloropropylsilica (CPS) via elestrostatic interactions and covalent binding. Characterization of the supported catalysts by UV-Vis spectroscopy and EPR (Electron paramagnetic resonance) indicated the presence of a mixture of FeII and FeIII species in all of the three obtained catalysts. In the case of (Z)-cyclooctene epoxidation by PhIO the yields observed for cis-epoxycyclooctane were satisfactory for the reactions catalyzed by the three materials (ranging from 68% to 85%). Such results indicate that immobilization of metalloporphyrins onto solid supports via groups localized on the ortho positions of their mesophenyl rings can lead to efficient catalysts for epoxidation reactions. The catalyst 1-CPS is less active than 1-SiN and 1-SiN(IPG), this argues in favour of the immobilization of this metalloporphyrin onto solids via electrostatic interactions, which is easier to achieve and results in more active oxidation catalysts. Interestingly, the activity of the supported catalysts remained the same even after three successive recyclings; therefore, they are stable under the oxidizing conditions.

The existence of a mucilaginous envelope, sheath or capsule is usual in many desmids, but few data concerning its function are available. Previous studies of the transport function and permeation of molecules through the algae capsules were done using the algae Spondylosium panduriforme and Nephrocytium lunatum, the Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique, and different spin labels. The results suggested that the capsule functions as a selective diffusion medium. In the present work charged and uncharged molecules (spin labels group A) and Staurastrum iversenii var. americanum (Desmids),whose alga presents a great mucilaginous capsule, were used. Charged nitroxide molecules similar to amino acids (spin labels group B) were also used allowing a better understanding of the electrostatic effect in the permeation process across the capsule. The role of the cell capsule in the solute diffusion was evaluated by determining the capsulated and decapsulated cell permeation times. The permeation times for all spin labels tested in the cells lacking capsules were always shorter than those containing this physical barrier. The decay times of spin labels group A observed for S. iversenii were compared to other studied algae. The results regarding the diffusion of charged spin labels group B suggested that the interaction of cell capsule occurs more strongly with negatively charged molecules than with positively charged ones. The results obtained in this work with spin labels group A confirm that the capsule is an essential structure for the cell, and that due to the polar interactions with the spin labels, it plays an important role in the selection of small molecules. Several parameters, mainly those of electrostatic nature, seem to control the permeation across the algal capsules of spin labels group B, showing that structures which are similar to amino acids could diffuse across the interior of the algal cell.

Uma ferro porfirina poli-clorada, Fe(PCl8)Cl, foi sintetizada e usada como catalisador em reações de oxidação de hidrocarbonetos por iodosilbenzeno e peróxido de hidrogênio, em solução e ancorado covalentemente na aminopropilsilica. Embora a Fe(PCl8)Cl tenha mostrado a mesma eficiência da ferro porfirina precursora, Fe(P)Cl, na epoxidação de alcenos, foi um catalisador mais eficiente na hidroxilação de alcanos por iodosilbenzeno, com preferência por carbonos secundários na oxidação do adamantano e primário na oxidação do pentano. Essa seletividade reflete o impedimento estéreo da espécie ferro-oxo ou, alternativamente, a grande reatividade do oxidante ativo gerado da Fe(PCl8)Cl. A Fe(PCl8)Cl ancorada mostrou baixa atividade catalítica quando comparada com o catalisador homogêneo e com a Fe(P)Cl ancorada. Peróxido de hidrogênio foi um oxidante pobre para este sistema. A excessiva substituição dos hidrogênios por grupos sacadores de elétrons na periferia do anel porfirínico dificulta a formação do intermediário ativo na reação de oxidação. O mecanismo alternativo de oxidação envolve a participação de radicais.

A poly-halogenated iron porphyrin, Fe(PCl8)Cl, has been synthesised and used as a catalyst in hydrocarbon oxidations by iodosylbenzene and hydrogen peroxide both in solution and covalently bound to aminopropylated silica. The poly-chlorinated iron porphyrin shows the same efficiency of the related Fe(P)Cl, in the epoxidation of alkenes but higher efficiency in the hydroxylation of alkanes by iodosylbenzene, with increased preference for the oxidation of secondary carbon in adamantane and primary carbon in the oxidation of pentane. These selectivities may reflect the steric constraints around the oxo-iron species or, alternatively, it may arise from the greater reactivity of the active oxidant from Fe(PCl8)Cl. The supported iron(III) porphyrin showed lower activity as compared with the homogeneous analogue and the related supported Fe(P)Cl. The poly-chlorinated iron porpyrin is a poor catalyst with hydrogen peroxide. Excessive substitutuion by electron withdrawing groups on the porphyrin periphery eventually prohibits the formation of the key intermediate in catalytic oxidations. The alternative oxidation mechanism could involve radical participation.

O complexo [(DMSO)2H]trans-[RuCl4 (DMSO)2], com simetria axial, apresenta em seu espectro de RPE dois valores de g (g<FONT FACE="Symbol">^</FONT > ou = 2,35 e g<FONT FACE="Symbol">//</FONT > ou = 1,87). O complexo [NH4]trans-[RuCl4(DMSO) 2] apresenta somente um valor de g no espectro RPE no estado sólido, indicando acoplamento entre os microcristais. Em solução recém-preparada, utilizando-se MeOH, detectam-se por RPE os compostos [NH4]trans-[RuCl4(DMSO)(MeOH)] e o [RuCl3(DMSO)(MeOH)2]. Após aproximadamente 15 h apenas este último composto encontra-se em solução. Estas espécies são detectadas por voltametria cíclica. A espécie [RuCl2(DMSO)(MeOH)3] é gerada eletroquimicamente a partir do [RuCl3(DMSO)(MeOH)2]. O complexo [pyH]trans-[RuCl4(DMSO)(py)], obtido a partir da reação entre o [(DMSO)2H]trans-[RuCl4 (DMSO)2] e py, cristalizou no grupo espacial P (No.2), Z=2 com a=7,7608(1), b=8,5451(1), c=15,095(5)Å, beta=79,33(2)º. A estrutura foi resolvida pelas técnicas de Patterson e diferenciais de Fourier e refinadas para R = 0,0886. O espectro de RPE (T = -160 ºC) confirmou a presença de Ru(III) paramagnéticamente ativo e é consistente com uma simetria axial para o complexo (g<FONT FACE="Symbol">^</FONT > ou = 2,42 e g<FONT FACE="Symbol">//</FONT > ou = 1,81). O voltamograma cíclico do complexo com a piridina apresenta E1/2= - 0,15 V (vs. Ag/AgCl).

The [(DMSO)2H]trans-[RuCl4 (DMSO)2] complex presents an axial symmetry in the solid state and its EPR spectrum shows two g values (g<FONT FACE="Symbol">^</FONT > or = 2,35 e g<FONT FACE="Symbol">//</FONT > or = 1,87). The complex [NH4]trans-[RuCl4(DMSO) 2] presents only one-g value in the solid state EPR spectrum indicating coupling of micro-aggregates. In a fresh solution of MeOH it is possible to detect the [NH4]trans-[RuCl4(DMSO)(MeOH)] and [RuCl3(DMSO)(MeOH)2] by EPR. After approximately 15 h only the latter complex is detected in solution. These species are also detected by cyclic voltammetry and the [RuCl2(DMSO)(MeOH)3] complex is generated electrochemically from [RuCl3(DMSO)(MeOH)2]. The [pyH]trans-[RuCl4(DMSO)(py)] was obtained from the reaction of [(DMSO)2H]trans-[RuCl4(DMSO) 2] with py, and was crystallized in the space group P (No.2), Z=2 with a=7.7608(1), b=8.5451(1), c=15.095(5)Å, beta=79.33(2)º. The structure was solved by Patterson and difference Fourier techniques and refined to R = 0.0886. EPR (T = -160 ºC) data confirmed the presence of the paramagnetically active Ru(III), consistent with the axial symmetry of the complex. The cyclic voltamogram of the pyridine complex shows a redox potential with E1/2 = - 0.15 V (vs. Ag/AgCl).

Os complexos pyHtrans-RuCl4(py)2(1) and pyHtrans-RuCl4(CO)(py)(2) foram sintetizados e cristalizam-se no grupo espacial P2(1)/n, Z = 4 com a = 8.080(7), b = 22.503(7), c = 10.125(6) Å, b = 93.19(6)° para (1) e a = 7.821(1), b = 10.337(3), c = 19.763(3) Å, b = 93.07(1)° para (2). As estruturas foram resolvidas pelas técnicas de Patterson e diferenciais de Fourier e refinadas para R = 0.062 para (1) e R = 0.038 para (2). Em ambos os casos o Ru(III) encontra-se octaédricamente coordenado a quatro átomos de cloro, ao nitrogênio do anel piridínico ou ao carbono do monóxido de carbono. Outro grupo piridínico protonado, o qual forma o cátion, completa as estruturas cristalinas. Os espectros de absorção na região do UV-Vis apresentam três bandas: (1) 360 (e = 1180 M-1 cm-1), 441 (e = 3200 M-1 cm-1) e 532 nm (e = 400 M-1 cm-1); (2) 315(e = 1150 M-1 cm-1), 442 (e = 3170 M-1 cm-1) e 530 nm (e = 390 M-1 cm-1). As duas bandas de energias mais altas foram associadas com transições de transferência de ligante metal e a terceira banda, de mais baixa energia foi atribuída à transição d-d. Espectro de RPE a baixa temperatura confirmou a presença de Ru(III) paramagnéticamente ativo e é consistente com uma simetria axial para os complexos. A posição da banda de estiramento CO no complexo (2) é discutida em termos da retrodoação metal-CO.

The pyHtrans-RuCl4(py)2(1) and pyHtrans-RuCl4(CO)(py)(2) complexes were synthesized and found to crystallize in space group P2(1)/n, Z = 4 with a = 8.080(7), b = 22.503(7), c = 10.125(6) Å, b = 93.19(6)° for (1) and a = 7.821(1), b = 10.337(3), c = 19.763(3) Å, b = 93.07(1)° for (2). The structures were solved by Patterson and difference Fourier techniques and refined to R = 0.062 for (1) and R = 0.038 for (2). In both cases the Ru(III) ion is octahedrally coordinated to four co-planar chlorine atoms, the nitrogen of the pyridine rings or carbon from the carbon monoxide. Another protonated pyridine group, which forms the counter-cation completes the crystal structures. The UV-Vis absorption spectra show three bands: (1) 360 (e = 1180 M-1 cm-1), 441 (e = 3200 M-1 cm-1) and 532 nm (e = 400 M-1 cm-1); (2) 315(e = 1150 M-1 cm-1), 442 (e = 3170 M-1 cm-1) and 530 nm (e = 390 M-1 cm-1). The two higher energy bands were associated with ligand-to-metal charge transfer transitions and a third band at lower energy was assigned to a d-d transition. Low temperature EPR data confirmed the presence of the paramagnetically active Ru(III) and it is consistent with axial symmetry of the complexes. The position of the stretching CO band in complex (2) is discussed in terms of metal-CO backbonding.