Upload
duongkhuong
View
213
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Genickson Borges de Carvalho
Complexos metálicos de Cobalto, Níquel e Cobre com a Pirazina-2-Carboxamida e 4-
Hidrazida Ácida Piridincarboxílica: síntese e caracterização
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação
em Química da Universidade Federal do Rio Grande do
Norte-UFRN, em cumprimento às exigências para
obtenção do Título de Mestre em Química.
Orientadora: Profa. Dra. Maria de Fátima Vitória de Moura. Co-orientador: Prof. Dr. Ótom Anselmo de Oliveira.
Natal - RN
2012
UFRN / Biblioteca Central Zila Mamede. Catalogação da Publicação na Fonte.
Carvalho, Genickson Borges de. Complexos metálicos de cobalto, níquel e cobre com a pirazina-2-carboxamida e 4-hidrazida ácida piridincarboxílica: síntese e caracterização. / Genickson Borges de Carvalho. – Natal, RN, 2012. 148 f.: il.
Orientadora: Profa. Dra. Maria de Fátima Vitória de Moura. Co-orientador: Prof. Dr. Ótom Anselmo de Oliveira.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Ciências Exatas e da Terra. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Química.
1. Complexos metálicos - Dissertação. 2. Metais - Caracterização -
Dissertação. 3. Síntese - Química - Dissertação. I. Moura, Maria de Fátima Vitória de. II. Oliveira, Ótom Anselmo de. III. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. IV. Título.
RN/UF/BCZM CDU 546.3
Aos meus pais,
Raimundo Ferreira de Carvalho (in memorian)
e Maria Borges de Carvalho, que sempre me
deram tudo que realmente é valioso: vida,
amor, educação, coragem e principalmente
exemplo de perseverança, responsabilidade e
honestidade.
AGRADECIMENTOS
À DEUS, que em todos os momentos de minha vida está presente, me guiando com
sua luz divina, me permitindo ter vida e saúde para chegar até este momento, meu mais
sublime agradecimento;
À Profa. Dra. Maria de Fátima Vitória de Moura por todo incentivo, apoio, confiança,
amizade e orientação no desenvolvimento dessa dissertação;
Ao Profº. Dr. Ótom Anselmo de Oliveira, que colaborou significativamente nas
discussões;
Aos meus irmãos pelo carinho, compreensão e incentivo em todos os momentos e
por serem meus primeiros amigos nesta vida;
À minha esposa Rosimere (meu AMOR) pelo apoio, carinho e paciência em todos os
momentos;
À Universidade Federal do Rio Grande do Norte e ao Programa de Pós-Graduação
em Química;
Ao Programa de Aperfeiçoamento de Pessoal do Ensino Superior (CAPES) pelo
apoio e suporte financeiro concedidos para a realização deste trabalho;
Ao Profº. Dr. Ademir Oliveira da Silva pelas análises e resultados de Análise
Térmica e ao Rodrigo Melo do LABTAM pelas análises de DRX;
Aos meus amigos Saulo, João Edson, Miranda, Alciney, Antônio Marcos, Daniel,
George, Pablo, Ângela, Denise, Geovane, Jeanne, Carol e Raquel pela amizade, apoio e
companheirismo;
À todos os meus colegas do LAQUANAP pela amizade e incentivo. Enfim, a todos
que contribuíram direta ou indiretamente para a realização deste trabalho.
As dificuldades podem parecer intransponíveis,
mas a nossa força não está no braço..... Vem de
DEUS! “lançando sobre ele toda a vossa
ansiedade, porque ele tem cuidado de vós.”
1 Pedro Cap.5, Vers.7
RESUMO
Este trabalho consistiu na síntese, caracterização e proposição da estrutura molecular
de compostos de coordenação envolvendo os ligantes pirazina-2-carboxamida (PZA) e 4-
hidrazida ácida piridincarboxílica (INH) e os metais da primeira série de transição (M = Co2+
,
Ni2+
e Cu2+
). Para a caracterização dos compostos foram utilizadas técnicas de análise como:
Espectroscopia de absorção no Infravermelho médio (FT-IR), medidas de condutividade
molar, Análise Elementar de CHN, complexometria com EDTA, medidas do ponto de fusão,
Difração de raios-X pelo método do pó, Termogravimetria (TG) e Análise Térmica
Diferencial (DTA) simultânea e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os espectros de
absorção na região do infravermelho sugerem que a coordenação do ligante ao centro
metálico ocorreu através do átomo de oxigênio carbonílico e do nitrogênio alfa do anel
pirazínico para os complexos formados com a PZA. Para os complexos com a INH a
coordenação ligante-metal se dá pelo oxigênio da carbonila e nitrogênio terminal do
grupamento hidrazida. As medidas de condutividade dos complexos em solução aquosa
sugerem para todos eles comportamento de eletrólitos do tipo 1:2; e comportamento de não
eletrólitos em acetonitrila. Os resultados obtidos pela análise elementar de CHN e
complexometria com EDTA permitiram inferir a estequiometria dos compostos sintetizados.
Para todos os complexos obtidos foi possível registrar os pontos de fusão, sendo que nenhum
deles fundiu próximo da temperatura de fusão dos ligantes livres. Os difratogramas de raios-X
mostraram que os complexos da pirazinamida apresentaram linhas de difração, sugerindo que
estes compostos são cristalinos, enquanto os compostos da isoniazida, com exceção ao de
cobalto, apresentaram linhas de difração, indicando que os mesmos são cristalinos. Os
resultados a partir das curvas TG-DTA e DSC permitiram informações a respeito da
desidratação e decomposição térmica destes complexos.
Palavras chaves: Complexos metálicos. Caracterização. Síntese.
ABSTRACT
This work involved the synthesis, characterization and proposing the molecular
structure of coordination compounds involving ligands pyrazine-2-carboxamide (PZA) and 4-
hydrazide acidic pyridine carboxylic (INH) and metals of the first transition series (M = Co2+
,
Ni2+
and Cu2+
). For the characterization of the compounds used were analytical techniques
such as infrared absorption spectroscopy average (FT-IR) molar conductivity measurements,
CHN elemental analysis, EDTA Complexometric, measurement of melting point, X-ray
diffraction by powder method, Thermogravimetry (TG) and Differential Thermal Analysis
(DTA) and Simultaneous Differential Scanning Calorimetry (DSC). The absorption spectra in
the infrared region suggested that the ligand coordination to the metal center occurs through
the carbonyl oxygen atom and nitrogen alpha pyrazine ring to those complexes formed with
PZA. For INH complexes with metal-ligand coordination is through the carbonyl oxygen and
nitrogen of the terminal hydrazide grouping. The conductivity measurements of the
complexes in aqueous solution they suggest to all behavior of the type 1:2 electrolytes, and
conduct of non-electrolytes in acetonitrile. The results obtained by CHN elemental analysis
and EDTA Complexometric allowed to infer the stoichiometry of the compounds synthesized.
For all of the complexes obtained was possible to record the melting points, neither of which
melted near the melting temperature of the free ligands. The X-ray diffraction showed that the
complexes of pyrazinamide exhibited diffraction lines, suggesting that these compounds are
crystalline, while compounds of isoniazid, with the exception of cobalt, exhibited diffraction
lines, indicating that they are crystalline. The results from the TG-DTA and DSC allowed
information regarding the dehydration and thermal decomposition of these complexes.
Keywords: Metal complexes. Characterization. Synthesis.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1
Distribuição estimada dos casos de tuberculoses no mundo em 2004... 30
Figura 2
Representação das estruturas moleculares da penicilina G e
estreptomicina........................................................................................
32
Figura 3
Estruturas dos fármacos de primeira escolha: (a) isoniazida (b)
rifampicina (c) etambutol (d) pirazinamida...........................................
33
Figura 4
Estruturas dos fármacos de segunda escolha: (a) ácido p-
aminosalicílico (b) cicloserina (c) etinoamida (d) tiocetazona (e)
amicacina (f) canamicina.......................................................................
33
Figura 5
Estrutura molecular da ciprofloxacina................................................... 34
Figura 6
Estruturas moleculares dos fármacos: (a) Estrutura da Norfloxacina
(b) Estrutura da Esparfloxacina..............................................................
36
Figura 7
Fórmula estrutural da pirazinamida PZA.........................................................
38
Figura 8
Modos característicos de coordenação da pirazinamida (PZA)............. 38
Figura 9
Representação da estrutura molecular do polímero de coordenação
[Cu(PZA)2](ClO4)2........................................................................................
39
Figura 10
Representação da estrutura molecular da cadeia 1D do polímero de
coordenação...........................................................................................
40
Figura 11
Representação da estrutura molecular do polímero de coordenação:
(a) Folhas ligadas por ligações de hidrogênio (b) Folhas de Cu(I)
triconectadas...........................................................................................
40
Figura 12
Estrutura Ortep do complexo [Cu(PZA)2I2]n estabilizado por
interações do tipo ligação de hidrogênio................................................
41
Figura 13
Representação da estrutura molecular do complexo de Ag(I) com a
PZA........................................................................................................
42
Figura 14
Representação da estrutura molecular do complexo
[Cu(PZA)2](CF3SO3)2.H2O....................................................................
42
Figura 15
Representação da estrutura molecular do complexo
Cu(H2O)(IDA)(PZA)].H2O, estabilizada por ligações de
hidrogênio..............................................................................................
43
Figura 16
Fórmula estrutural (a) nicotinamida (b) picolinamida........................... 44
Figura 17
Representação da estrutura molecular do complexo (a) [Zn(NA)2I2]
(b) [Zn(PA)2(H2O)2]I2]...........................................................................
44
Figura 18
Representação da estrutura molecular dos complexos (a) M= Ag+ (b)
M= Cu2+
, Zn2+
, Hg2+
e Au2+
(c) M= Co2+
e Fe2+
...................................
45
Figura 19
Estrutura molecular da pirazinacarboxilato (PZCA)................................
46
Figura 20 Representação da estrutura molecular do complexo (a) PZCA com
Co(II) (b) PZCA com Mn(II).................................................................
46
Figura 21
Representação da estrutura molecular do complexo
[Ni(PCA)2(H2O)]n..................................................................................
47
Figura 22
Fórmula estrutural da isoniazida INH....................................................
47
Figura 23
Modos característicos de coordenação da isoniazida (INH).................. 48
Figura 24
Estrutura conformacional do complexo [CuINHCl2]. HCl................. 48
Figura 25
Representação estrutural do complexo (R= C6H5, p-HOC6H4, p-
AcOC6H4)...............................................................................................
49
Figura 26 Representação da estrutura molecular do complexo
[Co(C6H7N3O)Cl2.2H2O].......................................................................
49
Figura 27
Representação da estrutura molecular dos complexos (a) Cu(II)-INH
na razão 1:1 (b) Cu(II)-INH na razão 1:2...............................................
50
Figura 28
Estruturas para os complexos com o ligante INH e os cátions: Cu2+
,
Zn2+
, Co2+
, Ni2+
e Mn2+
..........................................................................
50
Figura 29
Estruturas para os complexos com o ligante INH e os íons (a) Cu2+
(b) Co2+
, Ni2+
e Zn2+
...............................................................................
51
Figura 30
Estrutura do complexo formado entre o ligante INH e os centros
metálicos Cu(II), Co(II), Ni(II), Mn(II) e Zn(II)....................................
52
Figura 31
Representação da estrutura molecular do complexo: (a)
[M(H2L)(H2O)2](NO3)2. x H2O (M= Cu(II), Co(II), Ni(II) ) (b)
[M(H2L)](NO3)2 (M= Zn(II), Cd(II) e Hg(II) )......................................
52
Figura 32
Estrutura molecular do ácido isonicotinico 2-(9-antrylmetileno)-
hidrazida.................................................................................................
53
Figura 33
Representação da estrutura molecular dos complexos (a) M= Cu2+
;
x=2 e M=Ni2+
; x=4 (b) M= Co2+
, Ni2+
, Cu2+
e (c) M= Co2+
; x=2, M=
Ni2+
; x=0 e M=Cu2+
; x=0.......................................................................
54
Figura 34
Modos de coordenação do ácido isonicotínico e seu
derivado..................................................................................................
54
Figura 35
Representação Ortep da estrutura cristalina do complexo (a)
[Ni(NCS)2(H2O)2L2].L.2(H2O) (b) [Ni(NCS)2(H2O)2L2]2.4L.3(H2O)...
55
Figura 36
Estrutura cristalina do complexo formado entre o INA e o centro
metálico Co(II).......................................................................................
56
Figura 37
Representação Ortep do complexo formado entre o ligante INA e o
cátion metálico Cu(II) ...........................................................................
56
Figura 38
Representação Ortep da estrutura cristalina do complexo entre o íon
metálico Co(II) e o íon isonicotinato........................................................
57
Figura 39
Representação estrutural da isonicotinamida (ISN)............................... 58
Figura 40
Representação da estrutura molecular do complexo trans-
[Pd(N3)2(ISN)2] (a); Representação das interações supramoleculares
entre moléculas de planos distintos (b)..................................................
58
Figura 41
Componentes básicos de um instrumento de análise
térmica....................................................................................................
63
Figura 42
Esquema de um aparelho de Análise Térmica Diferencial
(DTA).....................................................................................................
65
Figura 43
Desenho esquemático do tipo de DSC com compensação de
potência..................................................................................................
67
Figura 44
Desenho esquemático do tipo de DSC com fluxo de
calor........................................................................................................
67
Figura 45
Esquema de um espectrofotômetro de FT-IR de feixe
simples...................................................................................................
69
Figura 46
Esquema de funcionamento de um difratômetro de raios-
X.............................................................................................................
70
Figura 47
Esquema representativo para dedução da Lei de
Bragg......................................................................................................
71
Figura 48
Esquema simplificado para análise elementar quantitativa de
CHN.......................................................................................................
72
Figura 49
Reação de obtenção dos complexos formados com a
PZA........................................................................................................
76
Figura 50
Reação de obtenção dos complexos formados com a
INH.........................................................................................................
78
Figura 51
Espectro vibracional na região do infravermelho da pirazinamida
(PZA).....................................................................................................
84
Figura 52
Curva DSC da pirazinamida em atmosfera dinâmica de N2, vazão do
gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 2 mg, suporte da amostra
de alumínio e razão de aquecimento de 10 ºC.min-1
..............................
85
Figura 53
Curvas TG, DTG e DTA da pirazinamida em atmosfera de N2, vazão
do gás 50 mL.min-1
, massa da amostra de 5 mg, cadinho de alumina e
razão de aquecimento de 10ºC.min-1
......................................................
86
Figura 54
Espectro vibracional na região do infravermelho da isoniazida
(INH)......................................................................................................
88
Figura 55
Curva DSC da isoniazida em atmosfera dinâmica de N2, vazão do gás
de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 2 mg, suporte da amostra de
alumínio e razão de aquecimento de 10ºC. min-1
.................................
89
Figura 56
Curvas TG, DTG e DTA da isoniazida em atmosfera de N2, vazão do
gás 50 mL.min-1
, massa da amostra de 5 mg, cadinho de alumina e
razão de aquecimento de 10ºC.min-1
......................................................
90
Figura 57
Espectros vibracionais na região do infravermelho do ligante PZA e
do complexo PZA-Co............................................................................
95
Figura 58
Espectros vibracionais na região do infravermelho dos complexos
PZA-Ni e PZA-Cu.................................................................................
97
Figura 59
Espectros vibracionais na região do infravermelho do ligante INH
livre e dos complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu...............................
101
Figura 60
Difratograma de raios-X do complexo PZA-Co.................................... 103
Figura 61
Difratograma de raios-X do complexo PZA-Ni..................................... 104
Figura 62
Difratograma de raios-X do complexo PZA-Cu.................................... 104
Figura 63
Difratogramas de pó das amostras policristalinas PZA-Co, PZA-Ni e
PZA-Cu..................................................................................................
105
Figura 64
Difratograma de raios-X do complexo INH-Co.................................... 106
Figura 65
Difratograma de raios-X do complexo INH-Ni..................................... 106
Figura 66
Difratograma de raios-X do complexo INH-Cu.................................... 107
Figura 67
Difratogramas de pó das amostras policristalinas INH-Co, INH-Ni e
INH-Cu...................................................................................................
108
Figura 68
Curva TG, DTG e DTA do complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2] em
atmosfera de N2, vazão do gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4
mg, cadinho de alumina e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
114
Figura 69
Curva TG, DTG e DTA do complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O em
atmosfera de N2, vazão do gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4
mg, cadinho de alumina e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
115
Figura 70
Curva TG, DTG e DTA do complexo [Cu(PZA)2Cl2] em atmosfera
de N2, vazão do gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg,
cadinho de alumina e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
117
Figura 71
Curvas TG para os complexos PZACo, PZANi e PZACu em
atmosfera de N2, vazão do gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4
mg, cadinho de alumina e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
118
Figura 72 Curva TG, DTG e DTA do complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O em
atmosfera de N2, vazão do gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4
mg, cadinho de alumina e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
119
Figura 73
Curva TG, DTG e DTA do complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O em
atmosfera de N2, vazão do gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4
mg, cadinho de alumina e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
121
Figura 74
Curva TG, DTG e DTA do complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O em
atmosfera de N2, vazão do gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4
mg, cadinho de alumina e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
122
Figura 75
Curva TG, para os complexos INHCo, INHNi e INHCu em atmosfera
de N2, vazão do gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg,
cadinho de alumina e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
123
Figura 76
Curva DSC do complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2] em atmosfera de N2,
vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte de
amostra de alumínio e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
124
Figura 77
Curva DSC do complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O em atmosfera de
N2, vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte
de amostra de alumínio e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
125
Figura 78
Curva DSC do complexo [Cu(PZA)2Cl2] em atmosfera de N2, vazão
de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte de
amostra de alumínio e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
126
Figura 79
Curva DSC do complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O em atmosfera de N2,
vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte de
amostra de alumínio e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
127
Figura 80
Curva DSC do complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O em atmosfera de N2,
vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte de
amostra de alumínio e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1..............................................................................................................
127
Figura 81
Curva DSC do complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O em atmosfera
de N2, vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg,
suporte de amostra de alumínio e razão de aquecimento de 10ºC.min-
1.............................................................................................................
128
Figura 82
Estruturas propostas para os complexos [Co(PZA)(H2O)2Cl2] (1),
[Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O (2) e [Cu(PZA)2Cl2] (3)...............................
131
Figura 83
Estruturas propostas para os complexos [Co(INH)2Cl2] 4H2O (1),
[Ni(INH)2Cl2] 2H2O (2) e [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O (3)...................
132
LISTA DE TABELAS
Tabela 1
Dados referentes aos reagentes utilizados neste estudo.............................. 75
Tabela 2
Resultados da análise elementar da pirazinamida (PZA).......................... 83
Tabela 3
Resultados da análise elementar da isoniazida (INH)............................... 87
Tabela 4
Solubilidade dos compostos da PZA e INH sintetizados.......................... 91
Tabela 5
Características Físico-químicas dos compostos............................................. 92
Tabela 6
Titulação complexométrica de cada íon metálico estudado..................... 92
Tabela 7
Valores dos teores de metais e dos pontos de fusão dos compostos.......... 93
Tabela 8
Atribuições de alguns modos vibracionais, infravermelho, para o ligante
PZA e para o complexo PZA-Co................................................................
96
Tabela 9
Bandas vibracionais e atribuições espectroscópicas para os principais
modos ativos no IV dos complexos PZA-Ni e PZA-Cu............................
98
Tabela 10
Número de onda (cm-1
) e atribuições espectroscópicas na região do
infravermelho dos complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu.......................
102
Tabela 11
Valores aceitáveis de condutividade molar (ΛM) para alguns tipos de
eletrólitos em acetonitrila e água (soluções 1,0 x 10-3
mol.L-1
, a 25ºC).....
110
Tabela 12
Condutividades molares (ΛM) obtidas para soluções dos complexos da
PZA 1,0 x 10-3
mol.L-1
em acetonitrila e água a temperatura de 25ºC.......
111
Tabela 13
Condutividades molares (ΛM) obtidas para soluções dos complexos da
INH 1,0 x 10-3
mol.L-1
em acetonitrila e água a temperatura de 25ºC.......
112
Tabela 14
Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo
[Co(PZA)(H2O)2Cl2] em atmosfera de N2.......................................................
114
Tabela 15
Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo
[Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O em atmosfera de N2...........................................
115
Tabela 16
Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo
[Cu(PZA)2Cl2] em atmosfera de N2...........................................................
117
Tabela 17
Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo
[Co(INH)2Cl2] 4H2O em atmosfera de N2..................................................
119
Tabela 18
Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo
[Ni(INH)2Cl2] 2H2O em atmosfera de N2.................................................
121
Tabela 19
Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo
[Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O em atmosfera de N2............................................
122
Tabela 20
Resultados de CHN para os complexos PZA-Co, PZA-Ni e PZA-Cu.......
129
Tabela 21
Resultados de CHN para os complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu........ 129
Tabela 22
Resultados termoanalíticos dos complexos estudados................................ 130
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 Derivada da variação de massa em relação ao tempo, registrada em
função da temperatura ou do tempo........................................................
64
Equação 2
Logaritmo decimal do inverso da transmitância......................................
69
Equação 3
Relação matemática para dedução da Lei de Bragg................................
71
Equação 4 Expressão para determinação da condutância de uma solução................ 109
Equação 5 Expressão para determinação da condutividade de uma solução............. 109
Equação 6 Expressão reduzida para determinação da condutividade molar.............. 109
Equação 7 Expressão para determinação da condutividade molar............................ 110
.
LISTA DE SIGLAS, ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS
TG Termogravimetria
DTA Análise Térmica Diferencial
IV Infravermelho
DRX Difração de Raios X
INH Isoniazida
CHN Análise Elementar de Carbono, Hidrogênio e Nitrogênio
INA Isonicotinato
NA Nicotinamida
ISN Isonicotinamida
PA Picolinamida
DTG Termogravimetria Derivativa
DSC Calorimetria Exploratória Diferencial
PZA Pirazinamida
Κ Condutividade Especifica
ΛM Condutividade Molar
C Concentração
mf Muito Fraca
F Forte
f Fraca
m Média
mF Média Forte
ν Modo de Estiramento
δ Deformação no Plano
γ Deformação fora do plano
Ta Temperatura da amostra
Tr Temperatura da referência
FTIR-MID Espectroscopia na Região do Infravermelho Médio com Transformada de
Fourier
TB Tuberculose
BK Bacilo de Koch
1D Unidimensional
PZCA Pirazinacarboxilato
ΔT Variação de Temperatura
Em Etilenodiamina
EDTA Ácido Etilenodiamina Tetra-Ácetico
PZA-Co Complexo Cobalto Pirazinamida
PZA-Ni Complexo Níquel Pirazinamida
PZA-Cu Complexo Cobre Pirazinamida
INH-Co Complexo Cobalto Isoniazida
INH-Ni Complexo Níquel Isoniazida
INH-Cu Complexo Cobre Isoniazida
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...............................................................................................
25
2 OBJETIVO......................................................................................................
28
2.1 GERAIS............................................................................................................
28
2.2 ESPECÍFICOS..................................................................................................
28
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA..................................................................
30
3.1 TUBERCULOSE..............................................................................................
30
3.1.1 Tuberculose no Brasil e fármacos Antimicobacterianos ............................
31
3.2 A QUÍMICA DE COORDENAÇÃO................................................................
36
3.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS LIGANTES.................................................
37
3.3.1 Considerações gerais.......................................................................................
37
3.3.1.1 Pirazinamida (PZA)...........................................................................................
37
3.3.1.2 Complexos com a pirazinamida e seus derivados.............................................
39
3.3.1.3 Isoniazida (INH)................................................................................................
47
3.3.1.4 Complexos com a isoniazida e seus derivados..................................................
48
3.4 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS METAIS......................................................
59
3.4.1 Metais de transição..........................................................................................
59
3.4.1.1 Cobalto..............................................................................................................
59
3.4.1.2 Níquel............................................................................................................... .
60
3.4.1.3 Cobre.................................................................................................................
61
3.5 PRINCÍPIOS BÁSICOS DAS TÉCNICAS INSTRUMENTAIS
UTILIZADAS...................................................................................................
62
3.5.1 Análise Térmica...............................................................................................
62
3.5.1.1 Termogravimetria (TG)..................................................................................... 63
3.5.1.2 Termogravimetria derivada (DTG)................................................................... 64
3.5.1.3 Análise Térmica Diferencial (DTA)..................................................................
65
3.5.1.4
Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)...................................................
66
3.5.2 Espectroscopia na Região do Infravermelho (IV) - Médio..........................
68
3.5.3 Difratometria de Raios-X (DRX)...................................................................
70
3.5.4 Análise Elementar (CHN)...............................................................................
72
4 PARTE EXPERIMENTAL...........................................................................
74
4.1 DESIDRATAÇÃO DOS REAGENTES..........................................................
74
4.2 REAGENTES E MATERAIS..........................................................................
74
4.2.1 Reagentes..........................................................................................................
74
4.2.2 Materiais..........................................................................................................
75
4.3 SÍNTESE DOS COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO...................................
76
4.3.1 Síntese dos complexos com o ligante pirazinamida (PZA)..........................
76
4.3.1.1 Síntese do complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2].......................................................
76
4.3.1.2 Síntese do complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O................................................
77
4.3.1.3 Síntese do complexo [Cu(PZA)2Cl2].................................................................
77
4.3.2 Síntese dos complexos com o ligante isoniazida (INH).................................
78
4.3.2.1 Síntese do complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O.......................................................
78
4.3.2.2 Síntese do complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O........................................................
78
4.3.2.3 Síntese do complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O.............................................
79
4.4 ANÁLISES DOS COMPLEXOS......................................................................
79
4.4.1 Instrumentação................................................................................................
79
4.4.1.1 Teste de Solubilidade Relativa..........................................................................
79
4.4.1.2 Análise Elementar de CHN...............................................................................
79
4.4.1.3 Medidas dos intervalos de Fusão....................................................................... 80
4.4.1.4 Análise de Metal................................................................................................ 80
4.4.1.5 Medidas de Condutividade................................................................................
80
4.4.1.6 Espectroscopia na região do Infravermelho (FT-IR)-Médio.............................
80
4.4.1.7 Difração de Raios-X (Método do Pó)................................................................
81
4.5 ANÁLISE TÉRMICA.......................................................................................
81
4.5.1 Termogravimetria (TG-DTA)........................................................................
81
4.5.2 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)..............................................
81
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................
83
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS LIGANTES.........................................................
83
5.1.1 Pirazinamida....................................................................................................
83
5.1.1.1 Análise Elementar.............................................................................................
83
5.1.1.2 Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR-MID) da pirazinamida
(PZA).................................................................................................................
84
5.1.1.3 Avaliação do comportamento térmico da pirazinamida (PZA).........................
85
5.1.2 Isoniazida..........................................................................................................
87
5.1.2.1 Análise Elementar.............................................................................................
87
5.1.2.2 Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR-MID) da isoniazida
(INH).................................................................................................................
87
5.1.2.3 Avaliação do comportamento térmico da isoniazida (INH)..............................
89
5.2 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS COMPLEXOS....................................
91
5.2.1 Solubilidade dos complexos............................................................................
91
5.2.2 Informações gerais sobre os complexos.........................................................
91
5.2.3 Determinação dos teores de metais e dos pontos de fusão........................... 92
5.3 COMPLEXOS CONTENDO O LIGANTE PIRAZINAMIDA (PZA)............
94
5.3.1 Espectros na região do infravermelho dos complexos.................................
94
5.3.1.1 PZA-Co.............................................................................................................
94
5.3.1.2 PZA-Ni e PZA-Cu............................................................................................
97
5.4 COMPLEXOS CONTENDO O LIGANTE ISONIAZIDA (INH)...................
100
5.4.1 Espectros na região do infravermelho dos complexos.................................
100
5.4.1.1 INH-Co, INH-Ni e INH-Cu...............................................................................
100
5.5 DIFRATOMETRIA DE RAIOS-X DOS COMPLEXOS.................................
103
5.5.1 Complexos de cobalto, níquel e cobre com a pirazinamida.........................
103
5.5.2 Complexos de cobalto, níquel e cobre com a isoniazida...............................
106
5.6 DETERMINAÇÃO DA CONDUTIVIDADE MOLAR...................................
109
5.6.1 Complexos metálicos com a pirazinamida (PZA).........................................
111
5.6.2 Complexos metálicos com a isoniazida (INH)...............................................
112
5.7 TERMOGRAVIMETRIA DOS COMPLEXOS...............................................
113
5.7.1 Termogravimetria dos complexos com a pirazinamida (PZA)...................
113
5.7.1.1 Termogravimetria do [Co(PZA)(H2O)2Cl2]......................................................
113
5.7.1.2 Termogravimetria do [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O...............................................
114
5.7.1.3 Termogravimetria do [Cu(PZA)2Cl2]................................................................
116
5.7.2 Termogravimetria dos complexos com a isoniazida (INH).........................
118
5.7.2.1 Termogravimetria do [Co(INH)2Cl2] 4H2O......................................................
118
5.7.2.2 Termogravimetria do [Ni(INH)2Cl2] 2H2O.......................................................
120
5.7.2.3 Termogravimetria do [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O.............................................
121
5.8 CALORIMETRIA EXPLORATÓRIA DIFERENCIAL (DSC).......................
124
5.8.1 Complexos metálicos da pirazinamida (PZA)..............................................
124
5.8.1.1 Complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2]........................................................................
124
5.8.1.2 Complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O................................................................
125
5.8.1.3 Complexo [Cu(PZA)2Cl2].................................................................................
125
5.8.2 Complexos metálicos da isoniazida (INH).....................................................
126
5.8.2.1 Complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O........................................................................ 126
5.8.2.2 Complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O........................................................................
127
5.8.2.3 Complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O..............................................................
128
5.9 ESTEQUIOMETRIA DOS COMPOSTOS......................................................
128
5.10 PROPOSIÇÃO ESTRUTURAL.......................................................................
130
5.10.1 Complexos com a pirazinamida (PZA)..........................................................
130
5.10.2 Complexos com a isoniazida (INH)................................................................
131
6 CONCLUSÃO..................................................................................................
134
REFERÊNCIAS..............................................................................................
137
1 INTRODUÇÃO
25
Genickson Borges de Carvalho
1 INTRODUÇÃO
A busca por uma melhor qualidade de vida é almejada por profissionais de diversas
áreas, nesse contexto a química se faz presente. A combinação da química com a física,
biologia, farmácia e medicina (multidisciplinaridade) trouxe avanços significativos para
sociedade nas últimas décadas.
Os conhecimentos da química inorgânica juntamente com os da bioquímica
promovem uma nova área de conhecimento chamada de bioinorgânica, a qual vem se
desenvolvendo nos últimos 20 anos, tendo pesquisadores de vários países dedicando-se quase
que exclusivamente a esta área (LEHNINGER; NELSON; COX, 2006).
A química bioinorgânica pode ser definida como a parte da química que estuda o
papel dos elementos metálicos (em particular dos metais de transição) dentro do contexto
especial dos organismos vivos. Os elementos inorgânicos desempenham um papel
fundamental nos sistemas biológicos, auxiliando na captação e transporte de elétrons,
fornecendo íons que mantêm o equilíbrio osmótico e os mecanismos de ativação da
membrana celular. Sua importância se estende ainda à estabilidade conformacional de
biomoléculas, além de fornecerem centros de reatividade extremamente versátil em enzimas,
ou seja, as substâncias que sustentam a vida (BENITE; MACHADO; BARREIRO, 2007).
Atualmente há um grande interesse no estudo de compostos de coordenação a base
de metais de transição, pois formam bio-materiais com estrutura modificada e complexos de
metais de transição que possuem atividade farmacológica modulada a partir da interação com
íons metálicos. Muitos metais de transição do bloco d são elementos-traços essenciais aos
organismos vivos, de modo que algumas aplicações médicas dos metais de transição
envolvem o tratamento de doenças causadas pela deficiência ou excesso destes metais no
organismo (CAIRES et al, 1999; BHAGWAN et al, 2007; JONES, 2002).
Os complexos metálicos podem apresentar resultados interessantes como agentes
antimicrobianos, antituberculose e antitumorais. Sabe-se que a complexação de um fármaco
tradicional (ligante) a um metal pode afetar fortemente suas propriedades físico-químicas,
podendo apresentar maior atividade biológica que o fármaco não complexado. Essa interação
entre o metal e o ligante pode exibir propriedades farmacológicas e toxicológicas diferentes, o
que também pode levar a minimização dos efeitos colaterais.
O contexto definido por esses fatos mostraram a necessidade de se conhecer os
processos a eles relacionados, e é para contribuir na geração desse conhecimento que
26
Genickson Borges de Carvalho
resolveu-se investigar a complexação de íons Co2+
, Ni+2
e Cu2+
, elementos que apresentam
um papel importante do ponto de vista biológico, com a pirazinamida (PZA) e a isoniazida
(INH), fármacos com interessantes potenciais biológicos e amplamente conhecidos por suas
utilizações no tratamento da tuberculose; e com isso propor as estruturas moleculares dos
compostos de coordenação formados.
Esse trabalho compreendeu a obtenção e a caracterização estrutural de seis
complexos utilizando diversos métodos analíticos. Os compostos foram caracterizados através
de seus pontos de fusão. Para determinar a estequiometria foi utilizada a complexometria com
EDTA, medidas de condutividade e a análise elementar de CHN. Para definir os sítios de
coordenação metal-ligante foi utilizada a espectrofotometria de absorção na região do
infravermelho médio. A Termogravimetria, Análise Térmica Diferencial simultânea (TG-
DTA) e a Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) foram usadas para caracterizar e
definir os perfis de decomposição térmica de cada um dos complexos obtidos. Para
determinar a cristalinidade acerca dos compostos utilizou-se a difratometria de raios-X
utilizando o método do pó.
2 OBJETIVOS
28
Genickson Borges de Carvalho
2 OBJETIVOS
2.1 GERAIS
Sintetizar e caracterizar compostos de coordenação com os íons Co2+
, Ni2+
e Cu2+
e
os ligantes pirazina-2-carboxamida (PZA) e 4-hidrazida ácida piridincarboxílica (INH),
contribuindo com a obtenção de dados a partir de técnicas analíticas instrumentais sobre a
estabilidade térmica dos ligantes e dos compostos formados com íons metálicos citados no
estado sólido.
2.2 ESPECÍFICOS
Estabelecer a estequiometria dos compostos sintetizados com base nos resultados da
análise elementar de CHN, teores de metais e medidas de condutividade.
Determinar a faixa de fusão dos complexos obtidos e dos ligantes livres.
Comprovar a formação dos complexos pela comparação entre os espectros de
infravermelho dos compostos sintetizados e do ligante livre.
Obter informações acerca da cristalinidade dos compostos por meio dos difratogramas
de raios-X.
Caracterizar e definir os perfis de decomposição térmica dos compostos utilizando as
técnicas de análise térmica.
Determinar a estabilidade térmica dos compostos sintetizados.
3 FUNDAMENTAÇÃO
TEÓRICA
30
Genickson Borges de Carvalho
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 TUBERCULOSE
A tuberculose (TB) é uma doença contagiosa grave e é classificada no grupo das
doenças conhecidas como negligenciadas, pois grande parte de suas vítimas se encontram em
países pobres e em desenvolvimento (Figura 1). Nestes países, essa doença volta a ocupar
lugar de destaque entre as principais enfermidades do tipo infectocontagiosas, o que a torna
um grave problema de saúde pública (SOUZA; VASCONCELOS, 2005). Não há grandes
investimentos no combate a esta doença e, com isso, os fármacos atualmente utilizados
apresentam alguns problemas, como o grande número de efeitos colaterais indesejáveis e a
longa duração do tratamento (de seis a doze meses).
Outro grande problema está relacionado com o surgimento de microorganismos
resistentes as drogas que existem atualmente no mercado. Isso é conseqüência de poucos e
antigos medicamentos utilizados no tratamento da tuberculose aliados aos insucessos no
tratamento da doença, seja por abandono ou por erros na administração dos fármacos durante
o tratamento. No entanto, a tuberculose tem recebido pouca atenção no que diz respeito à
pesquisa na descoberta e produção de novos fármacos. Nesse contexto, se faz necessária a
busca por novos medicamentos mais eficazes, capazes de apresentarem menores efeitos
adversos, baixo custo e serem administrados por períodos de tempo mais curtos (SOUZA;
VASCONCELOS, 2005).
Figura 1 - Distribuição estimada dos casos de tuberculoses no mundo em 2004.
Fonte: Silva et al, (2010)
31
Genickson Borges de Carvalho
A tuberculose é uma doença provocada por um microorganismo, a bactéria
Mycobacterium tuberculosis, também chamada por bacilo de Koch. Embora o bacilo tenha
sido descoberto somente no final do século XIX, foram encontrados resquícios da doença em
múmias no antigo Egito e acredita-se que essa bactéria é muito antiga (ZINK et al, 2003).
Entretanto, somente em 1892, a bactéria foi descrita pelo médico alemão Robert Koch, e por
isso o bacilo recebe este nome em homenagem ao cientista (SOUZA; VASCONCELOS,
2005).
A TB é transmitida basicamente pelo ar e pode atingir todos os órgãos do corpo.
Porém, o BK se reproduz e se desenvolve de maneira rápida em áreas do corpo com muito
oxigênio, sendo o pulmão o principal órgão atingido pela doença (SMITH; SHARMA;
SACCHETTINI, 2004). Uma vez que as cavidades formadas nos pulmões podem se romper,
é possível a contaminação de outros indivíduos através da aerolização pela tosse, e por este
motivo deve-se evitar utilizar objetos de pessoas contaminadas e locais de grandes
aglomerações (PAVAN, 2009). Os principais sintomas da doença são tosse, febre, sudorese,
cansaço, falta de apetite e emagrecimento.
3.1.1 Tuberculose no Brasil e fármacos antimicobacterianos
O Brasil ocupa o 19º lugar no ranking dos 22 países que concentram 80% dos casos
de TB do mundo. Existem atualmente cerca de 50 milhões de pessoas infectadas com o BK,
de acordo com dados oficiais do ministério da saúde, porém não desenvolveram a doença,
apesar da contaminação de mais de um milhão de pessoas a cada ano pelo contato com os
doentes. Anualmente surgem aproximadamente cento e onze mil novos casos e ocorrem seis
mil mortes. As estatísticas nacionais e internacionais não deixam dúvida e servem de alerta
para o problema. Devido ao fato dos países pobres e em desenvolvimento serem as maiores
vítimas, pouco têm-se investido no combate a esta doença (SOUZA; VASCONCELOS,
2005).
Atualmente a tuberculose é responsável por aproximadamente dois milhões de
mortes e 8,8 milhões de novos casos por ano no mundo inteiro e estima-se que um terço da
população mundial (dois bilhões de pessoas) esteja infectado pelo Mycobacterium
tuberculosis. De acordo com a OMS, a tuberculose multi-resistente é responsável por cerca de
460 mil novos casos por ano, assim como cerca de 740 mil novos infectados com o
32
Genickson Borges de Carvalho
Mycobacterium tuberculosis e o vírus da imunodeficiência humana adquirida (HIV)
(ZHANG, 2005; WHO, 2007).
Os fármacos utilizados no tratamento da tuberculose podem ser divididos em duas
categorias. Os agentes de “primeira linha” associam o seu maior nível de eficácia a um grau
aceitável de toxicidade; todavia, em certas ocasiões, devido à resistência microbiana, pode ser
necessário recorrer os agentes de “segunda linha”, de modo que o tratamento pode ser
iniciado com 5-6 fármacos (GILMAN; HARDMAN; LIMBIRD, 2005).
A penicilina foi o primeiro antibiótico utilizado pelo homem. A droga mostrou-se
extremamente eficaz no combate a várias doenças e a primeira defesa real contra infecções
provocadas por bactérias, mas o antibiótico mostrou-se ineficaz no combate a tuberculose. Já
o primeiro antibiótico capaz de atuar de maneira eficaz no combate à tuberculose foi à
estreptomicina (SM), tendo sido descoberta 15 anos após a penicilina por Selman Waksman e
seus colaboradores. As estruturas destes fármacos são apresentadas na Figura 2.
Figura 2 - Representação das estruturas moleculares da penicilina G e estreptomicina.
Fonte: Corrêa (2009)
Os fármacos considerados como primeira opção no tratamento da tuberculose,
habitualmente designados de primeira escolha, são utilizados com grande êxito na maioria dos
pacientes (SOUZA; VASCONCELOS, 2005). Dentre estes, destacam-se a isoniazida (INH),
que apresenta uma atividade frente ao Mycobacterium tuberculosis sem precedentes, além de
ser de baixo custo e apresentar fracos efeitos secundários; a rifampicina (RPM), possuidora de
uma vasta atividade antitubercular; o etambutol (EMB) e a pirazinamida (PZA), que também
se destacam como agentes anti-tuberculares (FRIEDEN; DRIVER, 2003). Na Figura 3 estão
apresentadas as estruturas dos referidos fármacos.
33
Genickson Borges de Carvalho
Figura 3 - Estruturas dos fármacos de primeira escolha: (a) isoniazida (b) rifampicina (c)
etambutol (d) pirazinamida.
Fonte: Souza (2006)
Com o efeito da resistência do bacilo ou de falência aos fármacos ditos de primeira
escolha, as drogas conhecidas como de segunda escolha são normalmente utilizados para
contornar o problema. Nesta classe de drogas destacam-se a etionamida, a canamicina, a
cicloserina, o ácido p-amino salicílico, a amicacina e a tioacetazona (SOUZA, 2006). Na
Figura 4 pode ser visualizada as estruturas destes fármacos.
Figura 4 - Estruturas dos fármacos de segunda escolha: (a) ácido p-aminosalicilico (b)
cicloserina (c) etinoamida (d) tiocetazona (e) amicacina (f) canamicina.
Fonte: Souza (2006)
Devido a mutações aleatórias espontâneas nos genes do bacilo causador da
tuberculose, é necessário buscar novos fármacos mais eficazes para a cura desta doença.
Muitos trabalhos na literatura relatam a investigação de novos fármacos direcionados a novos
alvos terapêuticos.
34
Genickson Borges de Carvalho
Um dos principais alvos desta investigação é a formação de compostos de
coordenação com fármacos, visto que já foi comprovado que a coordenação a um cátion
metálico proporciona um aumento da atividade biológica dos mesmos. Neste contexto,
podemos mencionar a ciprofloxacina (CPF), cuja estrutura é ilustrada na Figura 5, pertencente
à classe das fluorquinolonas, que possuem um amplo espectro de atividade antimicrobiana e
que tem sido utilizada com grande sucesso no tratamento da tuberculose (SOUZA;
VASCONCELOS, 2005). A coordenação da molécula do fármaco ao cátion metálico Cu(II)
proporcionou um aumento de sua atividade biológica, o que lhe conferiu potente ação
antibacteriana.
Figura 5 - Estrutura molecular da ciprofloxacina.
Fonte: Souza; Vasconcelos (2005)
O estudo realizado por Saha et al, (2002) demonstrou a eficácia da atividade
antimicrobiana do complexo metálico frente ao ligante livre, que se mostrou inferior ao
apresentado pelo complexo de cobre.
Turel et al, (1998) relataram a síntese do complexo de Bi3+
com a ciprofloxacina
(CPF), que apresentou a fórmula (CPF)2[Bi2Cl10].4H2O. A estrutura do complexo pertence ao
sistema triclínico pertinente ao grupo espacial P1- descrita por difração de raios-X em
monocristal. Os autores mostraram que os complexos são capazes de inibir o crescimento de
Helicobacter pylori, S. viridans, Enterococcus sp. e S. haemolyticus G.
Ma e colaboradores (1997) propuseram através de estudos que a coordenação da
ciprofloxacina (CPF) ao cátion metálico Al3+
aumenta a atividade do fármaco no combate ao
microorganismo Escherichia coli.
Muitos autores têm pesquisado a formação de complexos com outros fármacos da
classe das fluorquinolonas, como por exemplo, a norfloxacina (NOR) e a esparfloxacina
(SPAR).
35
Genickson Borges de Carvalho
Gao et al, (1995) descreveram a síntese e caracterização de complexos da
norfloxacina (NOR) (Figura 6a) com os íons Co2+,
Fe3+
e Zn2+
, e concluíram que todos os
compostos preparados nesta série apresentaram a fórmula [Co(NOR)2(H2O)2]Cl2.6H2O,
[Fe(NOR)2(H2O)2]Cl3.6H2O e [Zn(NOR)2]Cl2.7H2O. Os autores mostraram que estes
complexos são mais ativos que o fármaco livre contra cepas de Escherichia coli e Bacillus
dysenteriae.
Shaikh e colaboradores (2007) prepararam um complexo de Bi3+
com a norfloxacina
(NOR). A estrutura do composto foi elucidada por espectroscopia e análise elementar. Os
autores mostraram que o fármaco coordenado torna-se mais ativo quando comparado a forma
livre na inibição do crescimento de Escherichia coli, Klebsilla pneumoniae, Staphylococcus
aureus, Bacillus pumilis e Staphylococcus epidermidis.
Li et al, (2003) descreveram a síntese de um complexo de prata com a norfloxacina
(NOR), cuja a estrutura foi descrita por difração de raios-X, sendo que a mesma pertence ao
sistema triclínico e ao grupo espacial P-1. Os autores relataram a eficácia do complexo, sendo
esse capaz de prevenir infecções bacterianas em humanos durante tratamento de queimadura.
Jain et al, (2002) relataram a síntese do complexo de Co2+
com a esparfloxacina
(SPAR) (Figura 6b). A estequiometria do composto foi determinada com base na análise
elementar, espectroscopia IV e análises eletroquímicas. O complexo apresentou maior
atividade do que o fármaco livre contra várias bactérias patogênicas, como Staphylococcus
aureus, Salmonella typhi e Escherichia coli.
Outro complexo de Co2+
com a esparfloxacina (SPAR) também foi reportado por
Efthimiadou e colaboradores (2008). O composto sintetizado apresentou a fórmula
[Co(SPAR)2(H2O)2], sendo caracterizado por medidas físico-químicas, técnicas
espectroscópicas e eletroquímicas e cálculos da mecânica molecular. O complexo mostrou-se
mais ativo do que a droga pura contra Escherichia coli, no entanto, apresentou-se menos
eficaz contra Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus.
36
Genickson Borges de Carvalho
Figura 6 - Estruturas moleculares dos fármacos: (a) Estrutura da Norfloxacina (b) Estrutura
da Esparfloxacina.
Fonte: Souza; Vasconcelos (2005)
3.2 A QUÍMICA DE COORDENAÇÃO
O ramo da química inorgânica responsável pelo estudo dos comportamentos das
combinações metal-ligante é chamado “Química de coordenação”. Os Compostos de
coordenação exercem um papel importante na química inorgânica, os quais apresentam um
átomo metálico ou íon central rodeado por vários átomos, íons ou moléculas ligantes. De
maneira geral, um complexo metálico se forma mediante ligações entre um ácido e uma base
de Lewis. Neste caso o centro metálico é um ácido de Lewis que age como um receptor de
pares de elétrons, enquanto os íons, átomos ou moléculas, que atuam como ligantes, agem
como uma base de Lewis funcionando como doadores de pares de elétrons (JONES, 2002).
Muitos compostos de coordenação são coloridos, com exceção dos compostos dos
grupos s e p, que tem orbitais d vazios e não apresentam energia de estabilização do campo
cristalino, sendo quase sempre brancos. A cor dos complexos deve-se a presença de orbitais d
e f incompletos. A coloração pode variar em função da natureza e do número de ligantes e até
mesmo da geometria do complexo. No entanto, certos compostos de coordenação contendo
metais de transição são brancos, como por exemplo, compostos contendo íons Zn2+
, que não
apresenta transição de elétrons dentro do nível d, pois possui configuração d10
.
Levando em consideração o rigor científico o primeiro composto de coordenação
totalmente inorgânico a ter sua descoberta relatada foi o íon tetramincobre (II) ([Cu(NH3)4]2+
).
No entanto, se considerarmos do ponto de vista menos científico, os corantes a base de
alizarina como compostos de coordenação, tal fato remontaria aos tempos bíblicos. Assim por
não haver um consenso entre os estudiosos da história da química em estabelecer qual a data
do primeiro composto de coordenação descoberto, estes podem ter sido originados em tempos
remotos (FARIAS, 2005).
37
Genickson Borges de Carvalho
Estudos envolvendo fármacos vem sendo amplamente desenvolvidos. As pesquisas
científicas na busca por fármacos mais eficazes no combate a determinadas doenças a base de
compostos de coordenação de metais de transição vem aumentando de forma significativa nas
últimas décadas. Existem evidências que a coordenação da droga a um centro metálico
aumenta sua atividade biológica, o que lhe confere grande potencial do ponto de vista de
aplicação farmacológica (SAHA et al, 2002). Com o avanço das pesquisas nesta área, estudos
sobre propriedades magnéticas e de óptica não linear de complexos contendo metais de
transição baseados na utilização de ligantes orgânicos polidentados e com conjugações π
estendidas vem sendo realizados (MIN; SUH, 2000; LI et al, 2003).
3.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS LIGANTES
3.3.1 Considerações gerais
Os ligantes utilizados neste trabalho podem apresentar-se em diferentes modos de
coordenação, atuando como agente quelante, inclusive formando pontes sendo, portanto, de
grande interesse na investigação estrutural de polímeros de coordenação. Isto decorre não
somente dos vários modos de coordenação destes ligantes, como pelas possibilidades deles
interagirem através de ligações de hidrogênio com outros átomos da molécula, o que
possibilita suas aplicações na construção de redes supramoleculares. Nesta classe de ligantes,
a presença de elétrons π deslocalizados fortalece o arranjo sólido quando ocorre formação de
interações do tipo empacotamento π. Dos ligantes utilizados na síntese de compostos de
coordenação, podemos citar aqueles do tipo N-heterocíclicos, como por exemplo, os fármacos
pirazinamida (PZA) e isoniazida (INH).
3.3.1.1 Pirazinamida (PZA)
O composto pirazina-2-carboxamida (Figura 7) é um análogo sintético pirazínico da
nicotinamida, com fórmula molecular [C5H5N3O] e peso molecular de 123,11 g.mol-1
.
Apresenta-se como um pó cristalino, branco ou praticamente branco e inodoro. É ligeiramente
solúvel em água, pouco solúvel em etanol, éter etílico e clorofórmio (FARMACOPÉIA
BRASILEIRA, 2000). O composto é comumente conhecido como pirazinamida (PZA),
38
Genickson Borges de Carvalho
sintetizada originalmente em 1936, porém somente introduzida na clínica a partir 1970; e
integra o grupo de drogas ditas de primeira escolha no tratamento da tuberculose.
Figura 7 - Fórmula estrutural da pirazinamida PZA.
Fonte: Lavor (2010)
No trabalho reportado por Cherukuvada e colaboradores (2010) são descritas quatro
formas polimórficas diferentes de PZA com diferentes estruturas cristalinas: α-, β-, γ- e δ-
pirazinamida. Um quinto possível polimorfo α` semelhante a α pode existir, sendo que a
estrutura cristalina mais estável é a forma α. Esse fármaco é bactericida em pH ácido, sua
ação parece ter como alvo o gene da enzima ácido graxo sintetase I micobacteriano envolvido
na biossíntese do ácido micólico (GILMAN; HARDMAN; LIMBIRD, 2005). Por apresentar
em sua estrutura diferentes possíveis sítios de coordenação (nitrogênios aromáticos, sendo
estes designados nitrogênio alfa e delta; oxigênio do grupo carbonílico e nitrogênio do grupo
amida, podendo atuar de maneira quelante e/ou em ponte), ela torna-se especialmente atraente
quando trata-se da química de coordenação, pois pode-se ligar de diferentes maneiras aos íons
metálicos. Na literatura são apresentadas algumas formas de coordenação da molécula da
pirazinamida (Figura 8).
Figura 8 - Modos característicos de coordenação da pirazinamida (PZA).
39
Genickson Borges de Carvalho
3.3.1.2 Complexos com a pirazinamida e seus derivados
Sekizaki (1973) relatou a síntese de um composto de fórmula [Cu(PZA)2](ClO4)2. O
complexo pertence ao sistema cristalino monoclínico e apresenta grupo espacial P21/a. O
número de coordenação é seis e os centros metálicos encontram-se em esfera octaédrica, que
por sua vez é coordenado pelo átomo de nitrogênio alfa do anel heterocíclico e pelo oxigênio
do grupo carboníla de cada uma das duas moléculas do ligante PZA na posição equatorial.
Apresenta ainda outras duas moléculas do ligante PZA na posição axial, coordenando-se pelo
átomo de nitrogênio delta do anel pirazínico, como mostra a Figura 9.
Figura 9 - Representação da estrutura molecular do polímero de coordenação
[Cu(PZA)2](ClO4)2.
Fonte: Sekizaki (1973)
Tanase et al, (2005) descreveram a obtenção do polímero de coordenação formado
pelos ligantes acetonitrila e pirazinamida (PZA) com o íon cobre (II), cuja unidade
monomérica é [Cu(PZA)(CH3CN)](ClO4)2. H2On. A estrutura do polímero pertence ao
sistema monoclínico e grupamento espacial P21/c, com número de coordenação seis e de
geometria octaédrica levemente distorcida devido ao efeito de Janh-Teller. Nesta estrutura o
cobre encontra-se coordenado por quatro átomos: um átomo de nitrogênio da molécula de
acetonitrila; um átomo de oxigênio do grupo carbonila e dois átomos de nitrogênio (alfa e
delta do anel pirazínico), que pertencem a duas moléculas do ligante PZA, ocupando as
posições equatoriais. Nas posições axiais, duas moléculas de acetonitrila coordenam-se ao
metal central por meio de seus átomos de nitrogênio, como mostra a Figura 10.
40
Genickson Borges de Carvalho
Figura 10 - Representação da estrutura molecular da Cadeia de 1D do polímero de
coordenação.
Fonte: Tanase et al, (2005)
Goher; Mautner (1999) descreveram a síntese e a estrutura cristalina do primeiro
polímero de coordenação formado pelo íon Cu(I). O centro metálico é coordenado de maneira
unidentada pelo átomo de nitrogênio delta do anel heteroaromático de uma das folhas
poliméricas que se ligam por interação de hidrogênio com outras folhas que são conectadas
por intermédio do ligante PZA. O polímero de coordenação é formado por folhas de Cu(I)
triconectadas aos ligantes N3- (azoteto), como mostra a Figura 11.
Figura 11 - Representação da estrutura molecular do polímero de coordenação: (a) Folhas
ligadas por ligações de hidrogênio (b) Folhas de Cu(I) triconectadas.
Fonte: Goher; Mautner (1999)
41
Genickson Borges de Carvalho
Goher; Mautner (2000) descreveram a síntese e caracterização estrutural do polímero
de coordenação [Cu(PZA)2I2]n. A reação entre o iodeto de Cobre (I) e o ligante PZA produziu
um complexo uninuclear que pertence ao sistema monoclínico e grupo espacial P21/m, onde
observa-se para o centro metálico geometria tetraédrica levemente distorcida. A coordenação
ocorre via átomo de nitrogênio delta do anel pirazínico de dois ligantes PZA. A estrutura
apresenta ainda dois iodetos coordenando-se ao íon metálico central, como mostra a Figura
12.
Figura 12 - Estrutura Ortep do complexo [Cu(PZA)2I2]n estabilizado por interações do tipo
ligação de hidrogênio.
Fonte: Goher; Mautner (2000)
Yilmaz et al, (2008a) relataram a síntese do complexo de Ag(I) com a pirazinamida
(PZA) (Figura 13). A estrutura molecular do complexo possui quatro ligantes com átomos
doadores “NO”. Esta combinação resulta no complexo dinuclear, onde os centros metálicos
estão coordenados por duas moléculas do ligante PZA de maneira monodentada via
nitrogênio delta do anel heterocíclico e por duas moléculas do ligante sacarina atuando como
bidentada via átomos de nitrogênio e oxigênio. Além da ligação entre os átomos de nitrogênio
e oxigênio aos centros metálicos, também estão presentes as interações entre os dois centros
metálicos (Ag-Ag). Ambos os metais centrais apresentam geometria distorcida em forma de
T e a estrutura do complexo pertence ao sistema cristalino triclínico pertinente ao grupo
espacial P1-.
42
Genickson Borges de Carvalho
Figura 13 - Representação da estrutura molecular do complexo de Ag(I) com a PZA.
Fonte: Yilmaz et al, (2008a)
Kristiasson (2002) descreve o complexo de cobre (II), cuja fórmula é
[Cu(PZA)2](CF3SO3)2.H2O. A estrutura do complexo pertence ao sistema cristalino
ortorrômbico com grupo espacial Pbcn. O número de coordenação é seis e a geometria de
coordenação adotada pelo centro metálico é octaédrica levemente distorcida, que por sua vez
é coordenado por átomos de oxigênio do ligante (CF3SO3) na posição axial e átomos de
oxigênio e nitrogênio alfa do anel de cada uma das duas moléculas do ligante PZA na posição
equatorial. A Figura 14 mostra a estrutura cristalina do complexo.
Figura 14 - Representação da estrutura molecular do complexo [Cu(PZA)2](CF3SO3)2.H2O.
Fonte: Kristiasson (2002)
43
Genickson Borges de Carvalho
Brandi-Blanco et al, (2003) relataram a estrutura do complexo, cuja fórmula
molecular é [Cu(H2O)(IDA)(PZA)].H2O. O ligante IDA (íon iminodiacetato) atua como
tridentado frente ao íon Cu(II), que tem sua esfera de coordenação completada pela ligação
com uma molécula do ligante PZA atuando de forma monodentada e uma molécula de água,
como mostra a Figura 15. Nesta estrutura o cobre encontra-se coordenado pelos átomos de
oxigênio e nitrogênio azometina do ligante IDA, pelo nitrogênio delta do anel da pirazinamida
(PZA) e pelo átomo de oxigênio da molécula de água, conferindo geometria piramidal de base
quadrada. A estrutura apresenta sistema cristalino triclínico pertinente ao grupo espacial P-1.
Figura 15 - Representação da estrutura molecular do complexo [Cu(H2O)(IDA)(PZA)].H2O
estabilizada por ligações de hidrogênio.
Fonte: Brandi-Blanco et al, (2003)
Complexos apresentando os ligantes nicotinamida (NA) e picolinamida (PA) (Figura
16), cujas estruturas são bastante semelhantes ao da pirazinamida (PZA), são relatados na
literatura com o íon metálico zinco (II) (PASAOGLU et al, 2006). Os complexos
apresentaram sistema cristalino monoclínico e grupamento espacial C2/c e P21/n
respectivamente. Para o complexo de Zn(II) com a nicotinamida ([Zn(NA)2I2]), o centro
metálico é coordenado por dois íons iodetos, sendo que a molécula de nicotinamida (NA)
coordena-se de forma monodentada pelo átomo de nitrogênio do anel piridínico. Este
complexo exibe uma geometria tetraédrica levemente distorcida. Já para o complexo de Zn(II)
com a picolinamida ([Zn(PA)2(H2O)2]I2), o metal central adotou geometria octaédrica
distorcida. Dois ligantes PA ocupam as posições equatoriais coordenando-se ao centro
44
Genickson Borges de Carvalho
metálico como quelante bidentado através do átomo de nitrogênio do anel heterocíclico e
oxigênio do grupo carbonila. A posição axial é ocupada por duas moléculas de água que se
coordenam através do átomo de oxigênio. As estruturas moleculares para estes dois
complexos são mostradas na Figura 17.
Figura 16 - Fórmula estrutural (a) nicotinamida (b) picolinamida.
Figura 17 - Representação da estrutura molecular do complexo (a) [Zn(NA)2I2] (b)
[Zn(PA)2(H2O)2]I2].
Fonte: Pasaoglu et al, (2006)
Budhani et al, (2010) sintetizaram o ligante pirazinamida-salicilaldimina (PZM-SA),
uma base de schiff derivada da reação de condensação da pirazinamida (PZA) com o
salicilaldeído, que apresenta uma variedade de formas em atuar como ligante na preparação
de compostos de coordenação. Após a síntese, o coordenaram aos cátions metálicos Ag(I),
Co(II), Fe(II), Cu(II), Zn(II), Au(II) e Hg(II). O ligante PZM-SA apresenta uma esfera de
coordenação quelante bidentado, ligando-se através do átomo de oxigênio e pelo nitrogênio
do grupo azometina. A interação entre os ligantes e o centro metálico Cu(II) é praticamente
45
Genickson Borges de Carvalho
quadrado planar. Para os complexos de Zn(II), Au(II) e Hg(II) a interação ligante-metal é
tetraédrica. E para os complexos de Co(II) e Fe(II) a geometria adotada pelos centros
metálicos é octaédrica como mostra a Figura 18.
Figura 18 - Representação da estrutura molecular dos complexos (a) M= Ag+(b) M= Cu
2+,
Zn2+
, Hg2+
eAu2+
(c) M= Co2+
e Fe2+
.
Fonte: Budhani et al, (2010)
No trabalho de Liang et al, (2002) é reportado a estrutura do complexo obtido com o
ligante pirazinacarboxilato (PZCA) (Figura 19) com os cátions metálicos Co(II) e Mn(II),
onde obtiveram estruturas que pertencem ao sistema cristalino ortorrômbico pertinente aos
grupos espaciais P212121 e P21/c respectivamente. Os complexos formados possuem
geometria octaédrica distorcida, sendo as unidades estruturais representadas por
[Co(PZCA)2H2O]n e [Mn(PZCA)2]n. Para o complexo formado com Co(II), o centro metálico
é coordenado pelos átomos de oxigênio e nitrogênio alfa do anel de duas moléculas do ligante
PZCA na posição equatorial. Na posição apical o Co(II) é coordenado pelo átomo de
nitrogênio delta do anel pirazínico e por uma molécula de água. No complexo de Mn(II), o
metal central encontra-se coordenado pelo átomo de oxigênio do grupo carboxilato e pelo
nitrogênio alfa do anel pirazínico. A Figura 20 mostra a representação estrutural dos
complexos.
46
Genickson Borges de Carvalho
Figura 19 - Estrutura molecular da pirazinacarboxilato (PZCA).
Figura 20 - Representação da estrutura molecular do complexo (a) PZCA com Co(II) (b)
PZCA com Mn(II).
Fonte: Liang et al, (2002)
Seward et al, (2008) relatam a estrutura do complexo cujo ligante pirazinacarboxilato
(PCA) atua como bidentado frente ao íon Ni(II), que tem sua esfera de coordenação
completada pela ligação com uma molécula de água. Nesta estrutura o níquel encontra-se
coordenado pelo átomo de oxigênio do grupo carboxilato e pelo nitrogênio alfa do anel
pirazínico de duas moléculas do ligante PCA na posição equatorial. O complexo formado
possui geometria octaédrica distorcida, sistema cristalino ortorrômbico e grupo espacial
P212121, como mostra a Figura 21.
47
Genickson Borges de Carvalho
Figura 21 - Representação da estrutura molecular do complexo [Ni(PCA)2(H2O)]n.
Fonte: Seward et al, (2008)
3.3.1.3 Isoniazida (INH)
A isoniazida - INH (4-hidrazida ácida piridincarboxílica) é uma hidrazida do ácido
isonicotínico, cuja estrutura pode ser observada na Figura 22. Foi sintetizada pela primeira
vez por Fox e Gibas em 1952 (FERNANDES, 2006). Possui fórmula mínima C6H7N3O e
massa molecular 137,14 g.mol-1
. Apresenta-se como um pó cristalino branco, inodoro, solúvel
em água (125 mg.L-1
a 25ºC), ligeiramente solúvel em etanol e praticamente insolúvel em éter
e benzeno. Suas soluções em água na proporção 1:10 possuem pH entre 6,0 a 7,5; valores de
pKa de 2,0 e 3,5 e log P (pH 7,4) de 1,1 (UNITED STATES PHARMACOPEIA DI, 2007).
Figura 22 - Fórmula estrutural da isoniazida INH.
Fonte: Lavor (2010)
A Figura 23 mostra as diferentes formas de coordenação da isoniazida (INH). Este
ligante pode ser usado na produção de variadas topologias de rede através de ligações de
hidrogênio intermoleculares e interação de empacotamento π. Na literatura existem relatos de
compostos de coordenação em que a INH pode coordenar-se através do átomo de oxigênio
48
Genickson Borges de Carvalho
carbonílico, pelo nitrogênio terminal do grupo hidrazida ou até mesmo pelo átomo de
nitrogênio do anel piridínico.
Figura 23 - Modos característicos de coordenação da isoniazida (INH).
3.3.1.4 Complexos com a isoniazida e seus derivados
No trabalho realizado por Hanson e colaboradores (1981) foi relatado a síntese e
caracterização estrutural de um complexo de Cu(II) com a isoniazida, que apresentou a
fórmula [CuINHCl2].HCl, onde observou-se que dois cloros estão coordenados ao metal
central; e que a coordenação do ligante INH ocorre pelo oxigênio da carbonila e nitrogênio
terminal do grupo hidrazida, formando um anel quelato de cinco membros, onde o centro
metálico adotou uma geometria quadrática planar (Figura 24).
Figura 24 - Estrutura conformacional do complexo [CuINHCl2]. HCl.
Fonte: Hanson; Camerman; Carmeman (1981)
Bhatia e colaboradores (1986) descreveram a síntese e caracterização estrutural de
complexos organomercúrio(II) derivados da INH, onde observa-se que a isoniazida atua como
ligante bidentado, coordenando-se ao íon metálico através do átomo de oxigênio do grupo
carbonílico e pelo nitrogênio terminal do grupo hidrazínico. A estrutura proposta para o
complexo é mostrada na Figura 25.
49
Genickson Borges de Carvalho
Figura 25 - Representação estrutural do complexo (R= C6H5, p-HOC6H4, p-AcOC6H4).
Fonte: Bhatia; Kaushik; Sodhi (1986)
Donia; El-Rayes (1989) descreveram em seu trabalho o complexo de fórmula
[Co(C6H7N3O)Cl2. 2H2O], onde observa-se para o centro metálico geometria octaédrica e
número de coordenação seis. O íon Co(II) é coordenado por uma molécula do ligante
isoniazida atuando como quelante bidentado através do átomo de oxigênio do grupo carboníla
e nitrogênio terminal da hidrazina, completando a esfera de coordenação dois cloros e duas
moléculas de água. A Figura 26 mostra a estrutura molecular do complexo.
Figura 26 - Representação da estrutura molecular do complexo [Co(C6H7N3O)Cl2. 2H2O].
Fonte: Donia; El-Rayes (1989)
Garg et al, (2011) relatam a estrutura do complexo cujo o ligante INH atua como
bidentado frente ao íon Cu2+
, que tem sua esfera de coordenação completada pela ligação com
dois átomos de cloro para o complexo obtido na proporção 1:1; já para o complexo obtido na
proporção 1:2 metal:ligante, o metal central é rodeado por duas moléculas de isoniazida, e em
ambos os casos o ligante se coordenou via oxigênio da carbonila e nitrogênio terminal da
amina, conferindo geometria quadrado planar aos complexos (Figura 27).
50
Genickson Borges de Carvalho
Figura 27 - Representação da estrutura molecular dos complexos (a) Cu(II)-INH na razão 1:1
(b) Cu(II)-INH na razão 1:2.
Fonte: Garg et al, (2011)
Kriza et al, (2010a) prepararam e caracterizaram complexos de Cu2+
, Zn2+
, Co2+
, Ni2+
e Mn2+
contendo o ligante INH. Com base nos estudos espectrais e de análise térmica em
conjunto com as medidas de susceptibilidade magnética, foi proposto que em todos os
complexos o átomo central apresentou geometria octaédrica. Os autores concluíram que o
ligante INH atua como bidentado coordenando-se através do oxigênio carbonílico e nitrogênio
terminal amínico. Os complexos de Cu2+
e Zn2+
apresentaram estruturas monoméricas e os
complexos de Co2+
, Ni2+
e Mn2+
estruturas diméricas. A Figura 28 mostra as estruturas
propostas para os complexos estudados nesta série.
Figura 28 - Estruturas para os complexos com o ligante INH e os cátions: Cu2+
, Zn2+
, Co2+
,
Ni2+
e Mn2+
.
Fonte: Kriza et al, (2010a)
Kriza et al, (2010b) prepararam e caracterizaram quatro novos complexos da INH
com os metais Cu(II), Co(II), Ni(II) e Zn(II). Os dados obtidos nas análises mostraram que em
todos os complexos os íons metálicos estão em um ambiente octaédrico e mais uma vez o
ligante INH atua como bidentado neutro coordenando-se pelo átomo de oxigênio do grupo
carbonila e pelo nitrogênio terminal do grupo amina. Os autores concluíram que para todos os
51
Genickson Borges de Carvalho
complexos estudados o nitrogênio do anel piridínico não está envolvido no processo de
coordenação. A fórmula estrutural proposta para os complexos são apresentadas na Figura 29.
Figura 29 - Estruturas para os complexos com o ligante INH e os íons (a) Cu2+
(b) Co2+
, Ni2+
e Zn2+
.
Fonte: Kriza et al, (2010b)
Kriza et al, (2009) descreveram a síntese e a caracterização de complexos com o
ligante INH com os percloratos dos cátions Cu2+
, Co2+
, Ni2+
, Mn2+
e Zn2+
. De acordo com os
resultados obtidos os autores propuseram que os íons metálicos se encontram em um
ambiente octaédrico. Para todos os complexos, o ligante INH coordenou-se via oxigênio do
grupo carbonila e nitrogênio terminal do grupo hidrazida, formando um anel de cinco
membros. Os resultados obtidos através da análise térmica indicaram a presença de moléculas
de água coordenadas. A fórmula estrutural proposta para os complexos encontra-se na Figura
30.
52
Genickson Borges de Carvalho
Figura 30 - Estrutura do complexo formado entre o ligante INH e os centros metálicos Cu(II),
Co(II), Ni(II), Mn(II) e Zn(II).
Fonte: Kriza et al, (2009)
Kriza et al, (2009) sintetizaram o ligante H2L (glioxalbis-isonicotinoilhidrazona),
uma base de schiff derivada da reação de condensação da isoniazida (INH) com aldeídos e
cetonas, na qual representa uma importante classe de ligantes quelatos na complexação de
metais, sendo de grande interesse na área biológica e farmacêutica. Logo após a síntese, a
base schiff (H2L) foi coordenada com nitratos dos cátions metálicos Cu(II), Co(II), Ni(II),
Zn(II), Cd(II) e Hg(II). O ligante H2L possui uma esfera de coordenação quelante
tetradentado, ligando-se através do átomo de oxigênio da carboníla e pelo nitrogênio
azometina. A interação entre os ligantes e o centro metálico Cu(II), Co(II) e Ni(II) é
praticamente octaédrica. Para os complexos de Zn(II), Cd(II) e Hg(II) a interação ligante-
metal é tetraédrica. Na Figura 31 estão expostas as estruturas para os complexos desta série.
Figura 31 - Representação da estrutura molecular do complexo: (a) [M(H2L)(H2O)2](NO3)2. x
H2O (M=Cu(II),Co(II), Ni(II)) (b) [M(H2L)](NO3)2 (M=Zn(II), Cd(II) e Hg(II) ).
Fonte: Kriza et al, (2009)
53
Genickson Borges de Carvalho
Dianu et al, (2010) sintetizaram o composto ácido isonicotínico 2-(9-antrylmetileno)-
hidrazida (Figura 32), um ligante polidentado com átomos de “NO-doadores”. Novos
complexos com este ligante foram preparados e caracterizados utilizando os metais Co2+
, Ni2+
e Cu2+
, onde os contra íons foram o nitrato, perclorato e acetato. Em todos os complexos
observou-se que o átomo de nitrogênio do anel piridínico não participa da coordenação aos
centros metálicos. Para os complexos de Cu2+
e Ni2+
com o contra íon nitrato, o ligante atua
como monodentando, ligando-se aos centros metálicos pelo nitrogênio azometina, onde o
metal central assumiu geometria tetraédrica. Para os complexos de Co2+
, Ni2+
e Cu2+
com o
contra íon perclorato, propõem-se que a molécula do ligante tenha coordenado-se via átomo
de oxigênio do grupo carbonila e nitrogênio azometina, sendo que os centros metálicos
adotaram geometria octaédrica. Para os complexos de Co2+
, Ni2+
e Cu2+
com o contra íon
acetato, observa-se que o ligante coordena-se ao centro metálico através do átomo de
nitrogênio azometina atuando de forma monodentada e o metal central assumiu
geometriaoctaédrica. A estrutura ainda apresenta dois íons acetato atuando de maneira
bidentado, ligando-se através de seus átomos de oxigênio. A Figura 33 mostra as estruturas
moleculares dos complexos.
Figura 32 - Estrutura molecular do ácido isonicotinico 2-(9-antrylmetileno)-hidrazida.
Fonte: Dianu et al, (2010)
54
Genickson Borges de Carvalho
Figura 33 - Representação da estrutura molecular dos complexos (a) M= Cu2+
; x=2 e
M=Ni2+
; x=4 (b) M=Co2+
; Ni2+
;Cu2+
e (c) M= Co2+
; x=2, M= Ni2+
; x=0 e
M=Cu2+
; x=0.
Fonte: Dianu et al, (2010.)
Complexos apresentando o ácido isonicotínico e o ligante isonicotinato (INA) cujas
estruturas químicas são bastante semelhantes ao da isoniazida são relatados na literatura. O
íon isonicotinato é formado pela perda de um hidrogênio ligado ao oxigênio do grupo
carboxila da molécula do ácido isonicotínico. A Figura 34 mostra os modos mais comuns de
coordenação da molécula do ácido isonicotínico e do ligante isonicotinato.
Figura 34 - Modos de coordenação do ácido isonicotínico e seu derivado.
Fonte: Dakovic; Popovic; Smrecki-Lolic (2008)
55
Genickson Borges de Carvalho
Dakovic e colaboradores (2008) descreveram os complexos de níquel,
[Ni(NCS)2(H2O)2L2].L.2(H2O) e [Ni(NCS)2(H2O)2L2]2.4L.3(H2O), onde o ligante L é o ácido
isonicotínico. Os complexos neutros de sistemas cristalinos monoclínico apresentam grupo
espacial C2/c e P21/c respectivamente. O número de coordenação é seis e a geometria é
octaédrica. Os átomos de níquel são coordenados por átomos de nitrogênio de dois ligantes
isotiocianato que se encontram na posição axial, sendo um átomo de nitrogênio de cada uma
das duas moléculas do ligante L na posição equatorial e apresentam ainda duas moléculas de
água na posição trans, como mostra a Figura 35.
Figura 35 - Representação Ortep da estrutura cristalina do complexo (a)
[Ni(NCS)2(H2O)2L2].L.2(H2O) (b) [Ni(NCS)2(H2O)2L2]2.4L.3(H2O).
Fonte: Dakovic; Popovic; Smrecki-Lolic (2008)
Hao e colaboradores (2007) sintetizaram um complexo de Co(II) com o ligante
isonicotinato. Este composto apresenta-se num sistema cristalino tetragonal e no grupo
espacial P43212. O íon Co(II) encontra-se coordenado octaedricamente e esta situado sobre o
eixo de ordem dois. Nesta estrutura encontram-se quatro moléculas do ligante INA
coordenadas, formando um polímero de coordenação; sendo que os ligantes coordenam-se
pelo átomo de nitrogênio do anel piridínico e pelos átomos de oxigênio do grupo carboxilato
formando um anel quelato. Na Figura 36 está representada a estrutura cristalina para o
complexo de cobalto (II).
56
Genickson Borges de Carvalho
Figura 36 - Estrutura cristalina do complexo formado entre o INA e o centro metálico Co(II).
Fonte: Hao; Peng; Chen (2007)
Das et al, (2006) reportam a estrutura cristalina de compostos isoestruturais com os
íons bivalentes Mn, Fe, Co, Ni, Cu e Zn e o ligante isonicotinato (INA). Nesses complexos o
ligante INA coordena-se de forma monodentada pelo nitrogênio do anel piridínico. Nestas
estruturas encontram-se quatro moléculas de água de coordenação e duas moléculas do ligante
isonicotinato (INA) ligadas ao metal central. Cada centro metálico encontra-se coordenado de
forma octaédrica e estão situados cristalograficamente no centro de inversão, formando um
arranjo supramolecular através das ligações de hidrogênio intermoleculares e empacotamento
π. Estes compostos apresentam-se num sistema cristalino triclínico e ao grupo espacial P1-.
Na Figura 37 está representada a estrutura cristalina do composto [Cu(C6H4O2N)2(H2O)4]
similar as estruturas dos complexos formados com os demais metais da série.
Figura 37 - Representação Ortep do complexo formado entre o ligante INA e o cátion
metálico Cu(II).
Fonte: Das et al, (2006)
57
Genickson Borges de Carvalho
Yan (2004) descreveu em seu trabalho um complexo de Co(II) com o ligante INA. O
complexo é formado por dois ligantes INA e quatro moléculas de água, onde duas destas
moléculas são consideradas água de hidratação, que pode ser justificado devido à distância de
ligação entre o centro metálico e os oxigênios das moléculas de água, sendo as outras duas
consideradas de coordenação. O centro metálico encontra-se coordenado de maneira quadrado
planar e está situado no centro de inversão, como mostra a Figura 38.
Figura 38 - Representação Ortep da estrutura cristalina do complexo entre o íon metálico
Co(II) e o íon isonicotinato.
Fonte: Yan (2004)
Souza et al, (2010) descreveram a estrutura cristalina do complexo trans-
[Pd(N3)2(ISN)2], onde o ligante isonicotinamida (ISN) (Figura 39) é monodentado de
estrutura monomérica. A estrutura do complexo foi resolvida por difração de raios X de
monocristal, e apresenta um sistema cristalino monoclínico e grupo espacial C2/c. O
complexo formado com paládio exibe uma geometria quadrado planar e estereoquímica trans.
O centro metálico é coordenado por dois ligantes ISN através do nitrogênio piridínico, além
de dois ligantes azida coordenados de modo terminal, via nitrogênio. A estrutura cristalina do
complexo se estende por ligações de hidrogênio intermoleculares, resultando em arranjos
supramoleculares bidimensionais via N-H...
O e arranjos tridimensionais, decorrentes de
interações C-H...
Nazida, como mostra a Figura 40.
58
Genickson Borges de Carvalho
Figura 39 - Representação estrutural da isonicotinamida (ISN).
Fonte: Souza et al, (2010)
Figura 40 - Representação da estrutura molecular do complexo trans-[Pd(N3)2(ISN)2] (a);
Representação das interações supramoleculares entre moléculas de planos
distintos (b).
Fonte: Souza et al, (2010)
59
Genickson Borges de Carvalho
3.4 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS METAIS
3.4.1 Metais de transição
Os metais da primeira série de transição possuem cinco orbitais d representados por
dz2 e dx
2–y
2, que apresentam seus lóbulos orientados sobre os eixos. Os outros três orbitais são
designados por dxy, dxz e dyz e seus lóbulos estão orientados entre os eixos cartesianos.
Entretanto, na presença de um campo octaédrico, os orbitais d são desdobrados, originando
dois tipos de orbitais eg (duplamente degenerado) e t2g (triplamente degenerado) de energias
diferentes.
A maioria dos complexos dos metais divalentes da primeira série de transição
apresentam variadas colorações em solução, principalmente quando coordenado aos mais
diferentes ligantes. Os metais da primeira série de transição apresentam uma grande
diversidade de geometrias de coordenação. Podemos observar que dos metais utilizados neste
trabalho, o Co2+
apresenta preferencialmente a geometria octaédrica, enquanto o Ni2+
, com
ligantes de campo fortes, normalmente a geometria encontrada é a quadrada planar, passando
pelo Cu2+
que pode formar complexos pentacoordenados (pirâmide de base quadrada ou
bipirâmide trigonal), hexacoordenados (octaédricos) e tetracoordenados (tetraédricos ou
quadrado planar) (ATKINS; SHRIVER, 2008; ANASTASSIYA et al, 2006; NANDA; RAY,
2005).
3.4.1.1 Cobalto
O elemento químico cobalto apresenta a configuração [Ar]3d74s
2 e pode ser
encontrado nos estados de oxidação 1+, 2+, 3+ e 4+, sendo o segundo (2+) o mais estável. A
dissolução do cobalto (II), de seu hidróxido ou carbonato, em ácidos diluídos gera o íon
aquoso de coloração rosada, [Co(H2O)6]2+
, que forma vários sais hidratados. A adição de OH-
à uma solução de Co2+
forma o hidróxido, que pode ser azul ou rosa, dependendo das
condições, é fracamente anfótera, dissolvendo-se em soluções alcalinas bastante concentradas,
resultando em uma solução azul que contém o íon [Co(OH)4]2-
(LEE, 1999).
Os complexos tetraédricos, [CoX4]2-
são formados por haletos, pseudohaletos e íons
hidróxido. O cobalto (II) forma complexos tetraédricos mais facilmente do que qualquer outro
íon metálico de transição. O íon Co(II) é o único íon d7 de ocorrência comum. Para um íon d
7,
60
Genickson Borges de Carvalho
as energias de estabilização do campo ligante desfavorecem a configuração tetraédrica em
relação à octaédrica numa extensão menor do que para qualquer outra configuração dn (1≤ n
≥9). Esse argumento, segundo Cotton (1995), só é valido na comparação do comportamento
de um íon metálico com outro, e não para se deduzir as estabilidades absolutas das
configurações de um íon em particular.
Todos os complexos de Co(I) envolvem ligantes do tipo π-ácido, com exceção da
vitamina B12 e modelos semelhantes. A coordenação é trigonal bipiramidal ou tetraédrica. Os
compostos são obtidos geralmente através da redução do CoCl2 em presença do ligante por
agentes como N2H4, Zn, S2O42-
ou alquil.
Na ausência de agentes complexantes, a oxidação do [Co(H2O)6]2+
é pouco
favorável, e o Co(III) é reduzido pela água. Entretanto, uma oxidação eletrolítica ou por O3 de
soluções ácidas frias de Co(ClO4)2 fornecem o íon aquoso [Co(H2O)6]3+
em equilíbrio com
[Co(OH)(H2O)5]2+
. Em 0 ºC, a meia vida destes íons diamagnéticos é da ordem de um mês.
Na presença de agentes complexantes, como NH3, a estabilidade do Co(III) é bastante
aumentada. Este íon mostra uma afinidade em particular com doadores nitrogenados, como
NH3, etilenodiamino (en), EDTA e NCS-, e seus complexos são bastante numerosos, sendo
quase todos octaédricos (MOURA et al, 2006).
3.4.1.2 Níquel
O elemento químico níquel possui configuração eletrônica [Ar]3d84s
2, podendo ser
encontrado nos estados de oxidação 2+ e 3+, sendo o primeiro, o mais estável. Portanto, os
complexos de níquel 2+ se formam mais facilmente, sendo estável às reações de oxi-redução.
O Ni(II) forma sais com vários ânions, e tem uma extensiva participação na química dos
compostos de coordenação em solução, que são baseados no íon verde [Ni(H2O)6]2+
, o qual
está sempre presente na ausência de ligantes fortes.
Os compostos de Ni(II) tem normalmente número de coordenação 4, podendo ser
tetraédrico (hibridização sp3, paramagnético com 2 elétrons desemparelhados) ou quadrado
planar (hibridização dsp2, diamagnético). Além disso, podem também ser octaédricos.
Para uma vasta maioria dos complexos de Ni(II) com número de coordenação 4, a
geometria quadrado planar é preferível. Isto é conseqüência da configuração d8. O ligante é
colocado planarmente, o que faz o orbital d(dx2-y
2) tornar-se o de mais alta energia e vazio.
61
Genickson Borges de Carvalho
Assim, os 8 elétrons ocupam 4 orbitais d (dxy, dyz, dxz, dz2) de menor energia (COTTON;
WILKINSON, 1999).
Alguns complexos de níquel (II) são tetraédricos, com hibridação sp3 e
paramagnéticos, apresentando coloração verde. A formação do tipo de estrutura quadrado
planar ou tetraédrica, parece depender de efeitos estéricos e eletrônicos de átomos nas
moléculas dos ligantes. Quando a cadeia do ligante é longa e apresenta vários radicais alquila
ligados a ametais de moderada eletronegatividade, os complexos de forma quadrado planar e
diamagnéticos são favorecidos, enquanto que, com cadeias menores e com ametais mais
eletronegativos, os complexos de forma tetraédrica e paramagnéticos são formados mais
facilmente (GREENWOOD; EARNSHAW, 1997).
3.4.1.3 Cobre
O cobre é um elemento químico que possui configuração eletrônica [Ar]3d10
4s1e
pode ser encontrado nos estados de oxidação 0, 1+, 2+ e 3+, sendo o terceiro (2+) o mais
comum. O íon cúprico (Cu2+
) é o estado de oxidação mais importante, geralmente encontrado
no complexo aquacobre [Cu(H2O)6]2+
e coordena-se com seis moléculas de água. O arranjo é
distorcido e possui quatro moléculas intimamente ligadas ao cobre em uma matriz planar. As
outras estão ligadas menos fortemente na posição polar (MAHAN, 1995).
A química do cobre no estado de oxidação 2+ é semelhante à química dos outros íons
2+ de metais de transição. O íon cúprico hidratado é colorido e reage com espécies doadoras
de elétrons para formar complexos. A adição de base a uma solução de Cu2+
leva a um
precipitado de Cu(OH)2. Esse hidróxido dissolve-se facilmente em ácidos e bases para formar
o ânion [Cu(OH)42-
]. Assim como os outros sulfetos de metais de transição, o CuS é bastante
insolúvel em água (LEE, 1999).
Os haletos cuprosos, CuCl, CuBr e CuI são bastante diferentes dos haletos dos metais
alcalinos. Em primeiro lugar, estes haletos são apenas ligeiramente solúveis em água. Em
segundo lugar, eles apresentam a estrutura cristalina da blenda, ZnS, no qual o número de
coordenação é apenas quatro. Em terceiro lugar, embora as energias reticulares dos haletos
alcalinos possam ser calculadas com bastante exatidão, considerando que são cristais iônicos,
as energias reticulares dos haletos cuprosos são rapidamente maiores do que seriam esperadas
a partir do modelo iônico. Isso sugere que, em contraste com os haletos alcalinos, os haletos
cuprosos apresentam maior grau de ligação covalente (MAHAN, 1995).
62
Genickson Borges de Carvalho
O fluoreto cúprico é um composto iônico que tem estrutura cristalina semelhante ao
do rutilo, TiO2 e MgF2, em que a coordenação octaédrica ao redor do íon Cu2+
com quatro
ligações mais curtas e duas mais longas. Essa distorção é encontrada mais comumente para os
íons Cu2+
com coordenação octaédrica, assim como para o caso do complexo [Cu(H2O)62+
].
Em contraste, o cloreto e o brometo cúprico anidros, CuCl2 e CuBr2, consistem de cadeias
infinitas de átomos. Esse tipo de estrutura é um desvio em relação às encontradas nos
dihaletos de metais alcalinos terrosos e metais da primeira série de transição. O baixo número
de coordenação do cobre no CuCl2 e CuBr2 é interpretado por alguns químicos como uma
indicação da existência de covalência nesses compostos. O iodeto cúprico não é conhecido,
visto que a adição de I- a soluções de Cu
2+ resulta na produção rápida, e quantitativa de CuI e
I2 (MAHAN, 1995).
3.5 PRINCÍPIOS BÁSICOS DAS TÉCNICAS INSTRUMENTAIS UTILIZADAS
3.5.1 Análise Térmica
Análise térmica consiste em um grupo de técnicas analíticas experimentais, tais
como a Termogravimetria (TG), Análise Térmica Diferencial (DTA) e Calorimetria
Exploratória Diferencial (DSC), que permitem medir a mudança de uma propriedade física ou
química de uma substância, ou de seus produtos de reação, em função do tempo ou da
temperatura, enquanto a substância é submetida a uma programação controlada de
temperatura (ALMEIDA; MOTHÉ, 2008). Sendo, portanto, bastante utilizada tanto no meio
científico como no industrial, devido a eficácia em caracterizar uma variedade de materiais
utilizando uma ampla faixa de temperatura, pequenas quantidades de amostras (0,1µ-10mg),
obtendo resultados relativamente rápidos, o que lhe confere grande aceitação como técnica
analítica em uma ascendente faixa de aplicação (HATAKEYAMA; QUINN, 1999; SILVA et
al, 1999).
A análise térmica é utilizada para caracterizar uma vasta gama de materiais, de
polímeros biológicos a outras classes comuns de materiais orgânicos ou inorgânicos, como
cerâmicas, fibras, plásticos, compósitos, vidros, metais, ligas e etc. As áreas de aplicações da
Análise Térmica estendem-se desde o domínio científico ao industrial, sendo que adquire
importância particular na indústria farmacêutica, de cosmético, alimentar e de polímeros, seja
na fase de investigação e desenvolvimento de um processo, ou na fase de controle de
63
Genickson Borges de Carvalho
qualidade de matérias primas e produtos, além de caracterizar qualitativa e quantitativamente
uma grande variedade de materiais (CASIMIRO et. al, 2005). A Figura 41 mostra os
componentes básicos de um instrumento de análise térmica.
Figura 41 - Componentes básicos de um instrumento de análise térmica.
Fonte: Carvalho (2006)
3.5.1.1 Termogravimetria (TG)
A termogravimetria (TG) é uma técnica de análise térmica na qual a variação de
massa sofrida pela amostra (perda ou ganho) referente a uma transformação física e/ou
química é determinada em função da temperatura e/ou tempo enquanto a amostra é submetida
a uma programação controlada de temperatura. As medidas são feitas usando-se uma
termobalança, a qual consiste de uma microbalança de precisão, um forno de temperatura
programável e um controlador que permite que a amostra seja simultaneamente aquecida e
pesada.
Os eventos térmicos referentes às perdas de massa podem ser físicos ou químicos:
absorção, adsorção, sublimação, vaporização, dessorsão, que são referentes a processos
físicos, já a polimerização, oxidação, redução, decomposição dentre outros, correspondem a
processos químicos. Porém alguns eventos térmicos podem ocorrer sem variação de massa,
como é o caso da fusão, cristalização, transição da capacidade calorífica e transição vítrea, de
maneira que estes não podem ser detectados por uma termobalança.
As curvas TG obtidas fornecem informações referentes à composição, estabilidade
térmica da amostra, produtos intermediários e do resíduo final. As características exibidas
pelas curvas termogravimétricas de uma dada amostra podem ser influenciadas pelos fatores
64
Genickson Borges de Carvalho
instrumentais: razão de aquecimento, atmosfera (N2, ar ou outros), geometria do porta
amostra, vazão de gás, composição do cadinho, forma e tamanho do forno, e a fatores
relacionados às características da amostra: quantidade, empacotamento, solubilidade dos
gases liberados pela amostra, granulometria e calor de reação envolvido (SILVA; PAOLA;
MATOS, 2007; HATAKEYAMA; QUINN, 1999).
Os métodos termogravimétricos são classificados em: dinâmico, isotérmico e quase
isotérmico. No método dinâmico a perda de massa é registrada de maneira continua à medida
que a temperatura aumenta. Este método é o mais geral, quando se utiliza o termo
termogravimetria normalmente refere-se à termogravimetria dinâmica. No método isotérmico,
a variação de massa da amostra é registrada em função do tempo, mantendo-se a temperatura
constante, sendo geralmente usado em trabalhos cinéticos. No método quase isotérmico, a
partir do momento em que começa a perda de massa da amostra (Δm≠0), a temperatura é
mantida constante até que a massa se estabilize novamente (Δm=0), neste momento
recomeça-se o aquecimento e este procedimento pode ser repetido em cada etapa da
decomposição (YOSHIDA, 1993; CONCEIÇÃO et al, 2007).
3.5.1.2 Termogravimetria derivada (DTG)
A termogravimetria derivada DTG (primeira derivada da curva TG) é dada pela
derivada da variação de massa em relação ao tempo dm/dt, que é continuamente registrada em
função da temperatura ou do tempo (Equação 1). As variações de massas observadas na curva
TG indicadas por degraus em relação ao eixo das ordenadas são substituídas por picos, cujas
áreas são proporcionais as alterações de massas sofridas pela amostra (IONASHIRO, 2005).
= f(T ou t) (1)
Dessa maneira tem-se o objetivo de esclarecer cada passo da curva TG através de
picos relacionados a cada alteração de massa, permitindo uma melhor precisão no respectivo
intervalo de temperatura, uma vez que as reações sobrepostas são difíceis de serem
interpretadas pela curva TG. Em alguns casos a resolução pode ser melhorada através de
alterações nos parâmetros escolhidos, no entanto, não é desejável alterar as condições
experimentais otimizadas. Os picos da curva DTG ocorrem somente quando a taxa de
variação de massa é máxima, que são caracterizados pela temperatura máxima e inicial de
65
Genickson Borges de Carvalho
pico. As curvas DTG são utilizadas para comparar os resultados das curvas DTA devido à
semelhança entre elas (ALMEIDA; MOTHÉ, 2008; BROWN, 1988; HATAKEYAMA;
QUINN, 1999).
De acordo com IONASHIRO (2005), podem ser citadas como as principais
vantagens da Termogravimetria derivada:
As curvas DTG indicam com exatidão, as temperaturas correspondentes ao inicio e ao
instante em que a velocidade de reação é máxima;
Os picos agudos permitem distinguir claramente uma sucessão de reações que muitas
vezes não podem ser claramente distinguidas nas curvas TG;
As áreas dos picos são proporcionais à perda ou ganho de massa e podem ser
utilizadas em determinações quantitativas.
3.5.1.3 Análise Térmica Diferencial (DTA)
Nesta técnica a temperatura da amostra é comparada com a de um material de
referência, enquanto ambas são submetidas ao mesmo processo de aquecimento. Durante a
ocorrência de alguma transição de fase da amostra, sua temperatura (Ta) não varia e ela pode
absorver energia em forma de calor (processo endotérmico) ou liberar energia (processo
exotérmico). A medida da diferença de temperatura entre a amostra e um material de
referência termicamente inerte é o principio básico de funcionamento de um equipamento
DTA, sendo a técnica mais empregada para auxiliar os resultados obtidos na curva TG.
A mudança de temperatura na amostra com relação à referência deve-se a processos
físicos e químicos e é detectado por um método diferencial, conforme ilustrado na Figura 42.
Figura 42 - Esquema de um aparelho de Análise Térmica Diferencial (DTA).
Fonte: Antonino (2007)
66
Genickson Borges de Carvalho
As variações de temperatura da amostra são causadas por transições entálpicas,
endotérmicas ou exotérmicas, registrando-se a diferença de temperatura entre a amostra e a
referência em função da temperatura (ΔT = Ta – Tr), daí o termo diferencial (MOTHÉ;
AZEVEDO, 2002).
Quando não há diferença de temperatura entre a amostra e a referência, não ocorre
alteração física ou química na amostra. Se existir reação, ocorre uma variação de temperatura
(ΔT) entre a amostra e a referência. No caso da fusão ou desidratação, que são eventos
referentes a mudanças endotérmicas, a temperatura da amostra fica mais baixa do que a do
material inerte termicamente e quando a reação se completa, a amostra atinge novamente a
mesma temperatura da referência. As reações químicas de natureza oxidativa apresentam na
maioria das vezes picos exotérmicos. Porém, os picos endotérmicos agudos correspondem a
mudanças de cristalinidade ou a processos de fusão e picos endotérmicos largos são referentes
a reações de desidratações (VOGEL, 2002).
3.5.1.4 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
A calorimetria exploratória diferencial (DSC) é uma técnica de análise térmica que
registra o fluxo de energia calorífica associada às transições nos materiais em função da
temperatura, sendo uma técnica que mede variação entálpica entre uma substância e um
material de referência em função da temperatura ou do tempo. Estas medidas fornecem dados
qualitativos e quantitativos em processos endotérmicos (absorção de calor) e exotérmicos
(liberação de calor), permitindo obter informações sobre mudanças de propriedades físicas ou
químicas (CASIMIRO et al, 2005; VOGEL, 2002). As curvas de DSC e DTA apresentam
muitas semelhanças, incluindo a aparência, porém, o principio de energia compensada no
DSC é diferente daquela da DTA. Os resultados obtidos pelas curvas podem ser comparados,
uma vez que são qualitativamente similares, no entanto, as curvas DSC contêm informações
quantitativas mais seguras que a curva DTA.
A técnica DSC é amplamente aplicada na caracterização de materiais orgânicos,
inorgânicos, cristalinos e amorfos, assim como nas indústrias farmacêuticas, de cosméticos,
de alimentos e polímeros (CASIMIRO et al, 2005). Segundo Heidelberg (1987) as principais
aplicações da técnica DSC referem-se à determinação do calor específico, polimorfismo,
transição vítrea, ponto de fusão, efeitos térmicos, estabilidade oxidativa e cristalização.
67
Genickson Borges de Carvalho
De acordo com o método de medição, existem dois tipos de sistemas DSC
normalmente utilizados: DSC com compensação de potência e DSC com fluxo de calor
(IONASHIRO, 2005). As Figuras 43 e 44 apresentam os dois tipos de sistemas.
Figura 43 - Desenho esquemático do tipo de DSC com compensação de potência.
Fonte: Alves (2007)
Figura 44 - Desenho esquemático do tipo de DSC com fluxo de calor.
Fonte: Alves (2007)
No DSC com compensação de potência as temperaturas da amostra e da referência
são controladas independentemente usando fornos separados e idênticos. As temperaturas da
amostras e das referências são idênticas variando o potencial na entrada dos dois fornos. A
energia necessária para fazer isto é medida através da variação da entalpia ou de calor na
amostra relativo à referência. No DSC com fluxo de calor, a amostra e a referência são
conectadas por um disco de metal sendo que, o conjunto é incluído em um único forno. A
troca de calor que ocorre entre o forno e a amostra é preferencialmente pelo disco termelétrico
(BERNAL, et al, 2002).
68
Genickson Borges de Carvalho
3.5.2 Espectroscopia na Região do Infravermelho (IV) – Médio
A região do espectro eletromagnético no infravermelho corresponde à parte do
espectro situada entre a região do visível e das microondas. A região do espectro que tem
interesse principal para fins analíticos é a que vai de 2,5 a 25 µm, ou seja, parte situada entre
4000 a 400 cm-1
(VOGEL, 2002).
A partir de bandas características associadas a cada grupo funcional, consegue-se
determinar as estruturas das moléculas de uma amostra desconhecida fazendo consulta à
tabela que informa o número de onda característico a cada grupo funcional referente a cada
banda observada no espectro. Assim, um gráfico de intensidade de radiação versus a
freqüência permite caracterizar os grupos funcionais de um padrão ou de um material
desconhecido. As vibrações moleculares podem ser classificadas em deformações axiais e
deformações angulares. Tais modos vibracionais podem ser simétricos ou assimétricos. Uma
vibração de deformação axial é um movimento rítmico ao longo do eixo da ligação que faz
com que a distância interatômica aumente ou diminua alternadamente. As vibrações de
deformação angular correspondem às variações ritmadas de ligações que tem um átomo em
comum ou ao movimento de um grupo de átomos em relação ao resto da molécula sem que as
posições relativas dos átomos do grupo se alterem. Somente as vibrações que levam à
alteração rítmica do momento de dipolo da molécula são observadas no infravermelho
convencional.
As bandas características de grupamentos químicos úteis para identificação da
estrutura molecular envolvem frequentemente vibrações acopladas. Interações de
acoplamento ocorrem entre deformações axiais, entre deformações angulares, ou entre
deformações angulares e axiais. Podem ocorrer também interações entre modos fundamentais
e modos harmônicos ou modos de combinação (SILVERSTEIN;BASSLER; MORRIL,1994).
Caracteristicamente, as posições das bandas no espectro do infravermelho são
apresentadas em número de onda ou em comprimento de onda. A aparência do espectro muda
quando a escala é linear em número de onda ou linear em comprimento de onda. As
intensidades das bandas podem ser expressas como transmitância (T) ou absorbância (A). A
transmitância é a razão entre a energia radiante transmitida por uma amostra e a energia
radiante que nela incide. A absorbância é o logaritmo decimal do inverso da transmitância que
é dada pela equação 2. Termos semiquantitativos como forte, médio e fraco são usados para
indicar as intensidades (SILVERSTEIN; WEBSTER; KIEMLE, 2007).
69
Genickson Borges de Carvalho
A =
(2)
Os espectrofotômetros de infravermelho avançados produzem o espectro de
infravermelho devido ao procedimento conhecido como a espectroscopia de infravermelho
com transformada de Fourier (FT-IR), que é baseado na interferometria (VOGEL, 2002). Em
uma seção do interferômetro, parte da radiação que atravessa o divisor de feixe é refletida
para o espelho fixo e desviada pelo divisor de feixe, passando pela amostra em direção ao
transdutor. Na outra seção, parte da radiação é refletida pelo divisor de feixe em direção ao
espelho móvel, passando pelo divisor de feixe e pela amostra, atingido o transdutor. Se a
diferença de fase for adequada, os dois feixes podem sofrer interferência entre eles ao se
encontrarem novamente no divisor de feixe. O interferograma corresponde o gráfico do sinal
versus o deslocamento do espelho e contém as informações sobre todas as freqüências. A
transformada de Fourier do interferograma é o espectro da intensidade versus o número de
onda (SKOOG; HOLLER; CROUCH, 2009).
A Figura 45 mostra o esquema de um espectrofotômetro FT-IR de feixe simples.
Figura 45 - Esquema de um espectrofotômetro de FT-IR de feixe simples.
Fonte: Skoog; Holler; Crouch (2009)
70
Genickson Borges de Carvalho
3.5.3 Difratometria de Raios-X (DRX)
As radiações denominadas como “raios X” foi descoberta em 1895 pelo professor
Wilhelm Konrad Rontgen (1845-1923) na Universidade de Wurzburg (Alemanha). Rontgen
observou que os raios X são “produzidos” a partir do bombardeamento do ânodo por elétrons
que provinha do cátodo. Depois da descoberta houve dúvida em relação à natureza dos raios
X. Alguns achavam que uma hipótese corpuscular explicaria melhor sua propriedade,
enquanto que outros achavam que os raios X provinham da luz, mas com comprimentos de
onda muito menores. Alguns anos mais tarde, 1912, mostrou-se que a segunda hipótese era
correta (AZAROFF; BUERGER, 1958).
Os raios X produzidos podem ser acelerados por alta tensão que são polarizados,
refratados e refletidos. As radiações mais utilizadas na difração de raios X são os Kα, com
comprimento de onda entre 0,56 e 2,29 Ẳ. Em geral, a força de penetração da radiação
aumenta com a diminuição do comprimento de onda. Em difratometria, utiliza-se em geral
raios X de comprimento de onda grandes (chamados de raios X “moles”) ou de comprimento
de onda pequenos (chamados de raios X “duros”). É indispensável que a radiação seja
monocromática, porque normalmente as linhas (Kα e Kβ) são emitidas simultaneamente, por
isso há a necessidade de filtrar o feixe para a eliminação de radiação indesejável (AZAROFF;
BUERGER, 1958).
A Figura 46 contém uma representação esquemática de um difratômetro de raios X.
A técnica consiste em fazer incidir os raios X na forma de um feixe praticamente paralelo,
sobre a amostra em um ângulo θ. Ao encontrar os átomos da amostra, os raios X são
desviados (difratados), formando um ângulo entre amostra e detector denominado.
Figura 46 - Esquema de funcionamento de um difratômetro de raios-X.
Fonte: Skoog; Holler; Nieman (2002)
71
Genickson Borges de Carvalho
A interação dos raios X com a amostra cria feixes de radiação secundária difratada
relacionada com os espaços interplanares na estrutura cristalina de acordo com uma relação
matemática denominada Lei de Bragg:
nλ =2d (3)
onde n é um integrador; λ é o comprimento de onda dos raios X; d é o espaço interplanar que
gera a difração e θ é o ângulo de difração. A equação deduzida por Bragg pode ser obtida pela
análise matemática da Figura 47.
Figura 47 - Esquema representativo para dedução da Lei de Bragg.
Fonte: Skoog; Holler; Nieman (2002)
Conforme colocado anteriormente, o ângulo de difração (denominado 2θ por
convenção) é relacionado ao espaço interplanar d por meio da Lei de Bragg. Por outro lado, a
intensidade máxima de difração está relacionada com a força desta difração na amostra. Os
ângulos e intensidades de difração são gravados eletronicamente por um detector e, por meio
de um software plota-se os valores de 2θ versus a intensidade da difração, sendo obtido um
gráfico que representa o padrão de difração daquela amostra.
A difração de raios-X tem grande utilidade na obtenção de informações a respeito da
estrutura cristalina dos materiais. Suas principais aplicações incluem: A identificação de
materiais de fase única, como minerais, compostos químicos ou cerâmicas; identificação de
fases múltiplas em misturas microcristalinas, como rochas; determinação de estrutura
cristalina de materiais conhecidos; identificação e análise estrutural de minerais do solo e
identificação de materiais amorfos em misturas parcialmente cristalinas (CONNOLY, 2007).
72
Genickson Borges de Carvalho
3.5.4 Análise Elementar (CHN)
Vários fabricantes produzem instrumentos automáticos para a análise de um ou mais
elementos comumente encontrados em compostos orgânicos, incluindo carbono, hidrogênio,
oxigênio, enxofre e nitrogênio. Esses instrumentos estão baseados na oxidação em alta
temperatura dos compostos orgânicos, que converte os elementos de interesse em moléculas
gasosas. Na grande parte de instrumentos, a detecção da condutividade térmica serve para
completar as determinações. Geralmente estão equipados com dispositivos que
automaticamente carregam amostras de massa determinada para área de combustão (SKOOG;
HOLLER; NIEMAN, 2002).
No caso de amostras que contenha nitrogênio, este é convertido em nitrogênio
elementar (N2) a partir da redução de óxidos de nitrogênio pelo cobre metálico aquecido. Para
absorver a água, esta passa através de um tubo contendo uma substância higroscópica
(perclorato de magnésio) que não absorve CO2. Em seguida, os gases passam através de um
tubo contendo cal sodada (mistura de óxido de cálcio e hidróxido de sódio) que converte CO2
em carbonato sólido. Para determinar a quantidade de CO2 e de H2O, os tubos contendo
MgClO4 e cal sodada devem ser pesados, antes e depois do processo; a diferença encontrada
fornecerá a massa de H2O e de CO2 formados durante a combustão. Conhecendo-se a massa
de CO2 e de H2O formadas, é possível calcular a porcentagem dos elementos C e H presentes
na amostra (CONSTANTINO, 2006).
A Figura 48 mostra um esquema simplificado de um analisador elementar de CHN.
Figura 48 - Esquema simplificado para análise elementar quantitativa de CHN.
Fonte: Adaptado de Constantino (2006)
4 PARTE
EXPERIMENTAL
74
Genickson Borges de Carvalho
4 PARTE EXPERIMENTAL
Neste capítulo serão apresentados os reagentes e materiais utilizados e,
posteriormente a metodologia de síntese para preparação de seis compostos de coordenação,
envolvendo metais divalentes da primeira série de transição (Co2+
, Ni2+
e Cu2+
) com os
ligantes PZA e INH. Também serão descritas as principais medidas e os modelos dos
equipamentos utilizados na caracterização dos complexos formados.
4.1 DESIDRATAÇÃO DOS REAGENTES
Alguns dos sais utilizados foram os produtos comerciais desidratados apenas através
de secagem a vácuo quando necessários, como foi o caso do cloreto de níquel hexahidratado.
Os demais sais foram empregados sem qualquer tipo de tratamento prévio.
Os ligantes utilizados na preparação dos complexos não passaram por nenhuma
purificação prévia, pois os mesmos apresentam bastante estabilidade ao ar. Os ligantes foram
analisados e caracterizados através da Espectroscopia na região do Infravermelho Médio (FT-
IR); Análise Térmica: Termogravimetria, Análise Térmica Diferencial simultânea (TG-DTA)
e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC); Ponto de Fusão e Análise Elementar (CHN).
Na Tabela 1 estão listados todos os reagentes empregados neste trabalho, inclusive os
solventes utilizados.
Dos solventes utilizados, nenhum passou por um tratamento prévio, sendo todos
especificados como de alto teor de pureza.
4.2 REAGENTES E MATERIAIS
4.2.1 Reagentes
Os reagentes utilizados neste trabalho estão listados na tabela a seguir:
75
Genickson Borges de Carvalho
Tabela 1 - Dados referentes aos reagentes utilizados neste estudo. Substância Pureza (%) Fómula Molecular (g.mol
-1) Fabricante
Álcool Metílico P.A 99,8 CH4O QEEL
Éter Etílico P.A
Acetona P.A
Acetonitrila P.A
Brometo de Potássio
99,5
99,5
99
99,5
C4H10O
C3H6O
C2H3N
KBr
Isofar
Synth
Synth
Vetec
Cloreto de Níquel
Hexahidratado P.A
98
NiCl2. 6H2O
Merck
Cloreto de Cobalto
Hexahidratado P.A
98
CoCl2. 6H2O
Vetec
Cloreto de Cobre
Dihidratado P.A
99
CuCl2. 2H2O
Vetec
Clorofórmio P.A 99 CHCl3 Merck
Cloreto de Zinco 99 ZnCl2 Vetec
Alaranjado de xilenol 99,5 C14H14N3NaO3S Merck
EDTA, sal dissódico 99,5 C10H14N2O8Na2 Merck
Acetato de amônio 99 NH4Ac Vetec
Tetracloreto de Carbono
P.A
99,5
CCl4
Vetec
Álcool Etílico P.A
Pirazinamida (PZA)
Isoniazida (INH)
99
99,8
99,5
C2H6O
C5H5N3O
C6H7N3O
Synth
Calyx
Farmos
4.2.2 Materiais
Bastão de vidro Barra magnética
Vidro de relógio Gral e pistilo de porcelana
Estufa Maçarico
Papel de filtro (quantitativo) Micro cadinhos de alumínio (DSC)
Bécker Micro cadinhos de alumina (TG)
Kitassato Agitador magnético
Dessecador Bomba de vácuo
Espátulas Prensador
Proveta
Funil analítico
76
Genickson Borges de Carvalho
4.3 SÍNTESE DOS COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
Os compostos em sua maioria foram sintetizados do seguinte modo: o sal metálico e
os ligantes PZA e INH foram dissolvidos separadamente na menor quantidade de solvente
possível, e após a dissolução essas soluções foram misturadas. Algumas dessas misturas
produziram precipitado imediato, enquanto outras não formaram, sendo necessário deixá-las
em repouso para evaporação do solvente. Os sólidos formados foram filtrados e/ou triturados
e lavados com solvente adequado. Por fim, foram secos e guardados em dessecador sob
vácuo.
4.3.1 Síntese dos complexos com o ligante pirazinamida (PZA)
Para os complexos de Co2+
e Ni2+
, a estequiometria metal:ligante foi igual a 1:1, já
para o complexo de Cu2+
, a proporção metal:ligante foi igual a 1:2.
A Figura 49 mostra a reação resumida para estas sínteses. O produto obtido recebe a
nomenclatura genérica MPZACl2 e M(PZA)2Cl2.
Figura 49 - Reação de obtenção dos complexos formados com a PZA.
4.3.1.1 Síntese do complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2]
Para a síntese do complexo, pesou-se exatamente 0,1233 g de PZA (1mmol), que
foram dissolvidos em 10 mL de metanol, obtendo uma solução incolor. Em seguida
adicionou-se sobre essa solução 0,2374 g de cloreto de cobalto hexahidratado CoCl2.6H2O
(1mmol), obtendo-se uma solução límpida de coloração rosa. Deixou-se a mistura em
agitação constante por aproximadamente duas horas. Após esse tempo, a solução resultante
foi filtrada e deixada em repouso em temperatura ambiente e após cinco dias observou-se um
sólido de coloração rosa. O sólido formado foi triturado e lavado com pequenas porções de
77
Genickson Borges de Carvalho
éter etílico (25 mL), seco à pressão reduzida e guardado em dessecador contendo sílica.
(Rendimento: 75%).
4.3.1.2 Síntese do complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O
Para obter-se o complexo de Níquel (II) com a PZA, 0,1233 g (1mmol) de PZA foi
dissolvido em 10 mL de metanol sob agitação. Pesou-se 0,2373 g (1mmol) do cloreto de
níquel hexahidratado NiCl2.6H2O, o qual foi dissolvido em quantidade mínima de metanol.
Lentamente, a solução do metal foi adicionada a solução incolor contendo o ligante,
resultando em uma solução límpida de coloração verde. A mistura reacional foi deixada sob
agitação constante a temperatura ambiente por duas horas. Logo após, a mistura foi filtrada e
deixada em repouso à temperatura ambiente para evaporação do solvente. Após um período
de quatro dias observou-se a formação de um sólido de coloração verde. Esse produto foi
triturado e lavado com porções de éter etílico (25 mL), seco sob vácuo e guardado em
dessecador. (Rendimento: 75%).
4.3.1.3 Síntese do complexo [Cu(PZA)2Cl2]
Na síntese do complexo, 0,2463 g (2 mmol) de PZA foi dissolvido em 20 mL de
metanol com agitação. A massa de 0,1702 g de cloreto de cobre dihidratado CuCl2.2H2O (1
mmol) foi dissolvido em 10 mL do mesmo solvente. A solução do sal contendo o metal foi
juntada lentamente à solução do ligante. Após a mistura das duas soluções, deixou-se
reagindo sob agitação magnética por duas horas. Após esse tempo, a mistura resultante de cor
verde-clara foi deixada em repouso e após um período de cinco dias observou-se a formação
de um sólido de coloração esverdeada. O produto formado foi lavado com metanol (40 mL) e,
posteriormente, seco em dessecador sob vácuo por 24 horas. (Rendimento: 80%).
78
Genickson Borges de Carvalho
4.3.2 Síntese dos complexos com o ligante isoniazida (INH)
Para os complexos de Co2+
e Ni2+
, a estequiometria metal:ligante foi igual a 1:2. Para
o complexo de Cu2+
a estequiometria metal:ligante estabelecida foi 1:1.
As reações das sínteses dos complexos contendo o ligante INH são ilustradas na
Figura 50. Os complexos sintetizados foram nomeados genericamente como M(INH)2Cl2 e
MINHCl2.
Figura 50 - Reação de obtenção dos complexos formados com a INH.
4.3.2.1 Síntese do complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O
Realizou-se a solubilização de 0,2748 g (2 mmol) do ligante INH em 10 mL de
metanol à temperatura ambiente, obtendo-se uma solução incolor. Adicionou-se sobre esta
solução a massa correspondente a 0,2372 g (1 mmol) de cloreto de cobalto hexahidratado
CoCl2.6H2O, que foi dissolvido em 10 mL de metanol, obtendo-se uma solução
inicialmente azul que, após agitação magnética por duas horas, tornou-se roxa. Após um dia
de repouso, observou-se a formação de um precipitado de coloração rosa, que foi separado da
solução por filtração, lavado várias vezes com o próprio solvente (40 mL) e seco em
dessecador sob vácuo por 24 horas. (Rendimento: 70%).
4.3.2.2 Síntese do complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O
Para a síntese do complexo de Niquel (II) com a isoniazida, 0,2745 g (2 mmol) de
INH foi dissolvido em 20 mL de metanol sob agitação. Pesou-se 0,2375g do NiCl2.6H2O (1
mmol), o qual foi dissolvido em 10 mL de metanol. Lentamente, a solução contendo íons Ni2+
foi adicionada à solução contendo o ligante. Deixou-se a mistura por uma hora sob agitação
79
Genickson Borges de Carvalho
magnética. Logo foi possível observar a formação de uma solução de coloração verde
cristalina. A solução foi transferida para uma cuba, e deixada em repouso para evaporação
lenta do solvente. Após cinco dias foi possível observar a formação do complexo que se
apresentou na forma de um pó azul, que foi lavado varias vezes com o próprio solvente (40
mL) e, finalmente seco em dessecador sob vácuo. (Rendimento: 75%).
4.3.2.3 Síntese do complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O
O complexo foi sintetizado em meio metanólico a partir da mistura de 0,5008 g (2,93
mmol) de cloreto de cobre dihidratado (CuCl2.2H2O), dissolvido em aproximadamente 10 mL
de metanol e 0,4022 g (2,93 mmol) de isoniazida, dissolvido no mesmo solvente (30 mL). A
solução contendo o metal foi adicionada lentamente a solução do ligante, onde houve a
formação de um precipitado verde azulado. A mistura reacional foi deixada sob agitação
constante a temperatura ambiente por duas horas. Logo após, o precipitado formado foi
separado por filtração simples e lavado várias vezes com metanol (50 mL). Em seguida foi
seco sob vácuo e deixado em dessecador contendo sílica. (Rendimento: 80%).
4.4 ANÁLISES DOS COMPLEXOS
4.4.1 Instrumentação
4.4.1.1 Teste de Solubilidade Relativa
A verificação da solubilidade dos compostos foi realizada qualitativamente com
alguns solventes à temperatura ambiente, tomando-se pequenas quantidades de amostras em
tubos de ensaios e acrescentando volumes praticamente iguais dos respectivos solventes
selecionados para o teste.
4.4.1.2 Análise Elementar de CHN
As análises elementares foram realizadas usando um microanalisador Elementar
Analysis CHN Perkin Elmer modelo 2400 série 2, que permite a determinação das
80
Genickson Borges de Carvalho
porcentagens de carbono, hidrogênio e nitrogênio com precisão de 0,01%. A quantidade de
amostra utilizada foi em torno de 2 mg.
4.4.1.3 Medidas dos intervalos de Fusão
Os intervalos de fusão dos ligantes e complexos foram medidos utilizando-se um
medidor digital de ponto de fusão da marca Micro-Química, modelo MQAPF – 301,
colocando-se pequenas porções do composto entre lamínulas de vidro e observando contra luz
com uma lente de aumento, verificando o início e o final do processo de fusão. Usou-se para
todas as análises a mesma velocidade de aquecimento 5ºC/min e as medidas foram feitas em
duplicata.
4.4.1.4 Análise de Metal
O teor de metal nos complexos foi determinado por titulação complexométrica
utilizando-se como agente complexante uma solução de EDTA 0,0098 mol.L-1
, um tampão
(pH = 5 - 6, NH4+Ac
- 0,1 mol.L
-1), e como indicador o alaranjado de xilenol. As titulações
foram realizadas em triplicatas utilizando uma bureta de pistão com precisão de 1 x 10-3
mL.
4.4.1.5 Medidas de Condutividade
As medidas de condutividade dos compostos foram efetuadas à temperatura
ambiente utilizando-se um condutivímetro da marca Tecnopon modelo mCA-150. As
soluções dos complexos foram preparadas em água e acetonitrila na concentração de 1,0 x 10-
3 mol.L
-1.
4.4.1.6 Espectroscopia na Região do Infravermelho (FT-IR) - Médio
As análises de infravermelho foram feitas utilizando-se pastilhas de KBr. O sal foi
seco em estufa de circulação forçada à temperatura de 115ºC por várias horas.
Para obtenção dos espectros dos complexos estudados, preparou-se pastilhas de KBr
contendo cerca de 2% dos compostos com o auxilio de uma prensa. Os espectros foram
81
Genickson Borges de Carvalho
obtidos na faixa de 4000 a 400 cm-1
utilizando um espectrofotômetro de infravermelho com
transformada de Fourier da marca Perkin Elmer, modelo Spectrum 65 FT-IR.
4.4.1.7 Difração de Raios X (Método do Pó)
Os difratogramas de raios-X das amostras foram obtidos à temperatura ambiente em
um difratômetro da marca Shimadzu modelo XRD-7000, com radiação de KαCu (λ=1,54056
Ǻ). As fendas utilizadas em todas as medidas foram DS=1º, SS=1º, RS=0,3 mm. A tensão
aplicada foi de 30 KV e a corrente de 30 mA. As medidas foram realizadas na região de 5 a
80º em 2θ, com passo angular de 0,02º e tempo de contagem de 0,6 segundos por passo
angular.
4.5 ANÁLISE TÉRMICA
4.5.1 Termogravimetria (TG-DTA)
As curvas termogravimétricas dos ligantes e dos complexos foram obtidas
utilizando-se uma termobalança do tipo DTG-60H da Shimadzu. Para realização das análises
foram utilizados cadinhos de alumina, massa da amostra de aproximadamente 4,0 mg, razão
de aquecimento de 10ºC.min-1
em atmosfera de N2 com vazão de 50 mL.min-1
. As amostras
foram aquecidas da temperatura ambiente até 900ºC.
4.5.2 Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
As curvas DSC dos ligantes e dos complexos sintetizados foram feitas utilizando-se
cerca de 1,0 mg de amostra em cadinhos de alumínio que foram vedados com uma tampa de
alumínio através de um prensador. Estas foram realizadas em um calorímetro tipo DSC-50 da
Shimadzu, sob atmosfera dinâmica de nitrogênio, vazão de gás de 50 mL.min-1
, razão de
aquecimento de 10ºC.min-1
e no intervalo de temperatura de 30 a 500ºC.
5 RESULTADOS
E DISCUSSÃO
83
Genickson Borges de Carvalho
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste capítulo são apresentados os resultados das caracterizações realizadas, assim
como as discussões a respeito dos dados obtidos para os complexos sintetizados segundo o
descrito no capítulo 4.
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS LIGANTES
A caracterização dos ligantes consistiu da interpretação de resultados utilizando as
seguintes técnicas: Análise Elementar de CHN; Espectroscopia de absorção na região do
Infravermelho médio; Termogravimetria e Análise Térmica Diferencial simultânea (TG-
DTA); Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e medidas do ponto de fusão.
5.1.1 Pirazinamida
5.1.1.1 Análise Elementar
Os teores de C, H e N foram determinados por análise elementar com o objetivo de
avaliar se a pirazinamida empregada nesse trabalho apresentava a composição e pureza
correspondente ao referido fármaco. Os resultados de CHN obtidos para a pirazinamida estão
apresentados na Tabela 2.
Tabela 2 - Resultados da análise elementar da pirazinamida (PZA). pirazinamida (PZA)
%C %H O% %N
Experimental 48,6 4,13 13,3 34,0
Calculado
% Erro
48,8
0,41
4,09
1,71
13,0
2,25
34,1
0,29
Pode ser observado que os valores obtidos experimentalmente são concordantes com
aqueles calculados para a pirazinamida, que apresenta fórmula C5H5N3O. As pequenas
variações observadas estão dentro dos limites de erro da técnica empregada.
84
Genickson Borges de Carvalho
5.1.1.2 Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR-MID) da pirazinamida (PZA)
O espectro de absorção da PZA na região do infravermelho médio (FTIR-MID) foi
registrado no intervalo de 4000 a 400 cm-1
e está apresentado na Figura 51.
Figura 51 - Espectro vibracional na região do infravermelho da pirazinamida (PZA).
O espectro de absorção da PZA apresenta bandas de média intensidade de absorção
na região em 3422, 3287 e 3163 cm-1
, que são referentes aos estiramentos assimétricos e
simétricos da ligação N-H do grupo NH2, respectivamente.
As bandas de absorção em 3087, 3065 e 3050 cm-1
são atribuídas às vibrações de
estiramento da ligação C(sp2)-H do anel piridínico. As bandas que aparecem na região situada
em 1579, 1526, 1478 e 1439 cm-1
são referentes aos estiramentos simétricos e assimétricos do
anel aromático da molécula. As bandas em 620 e 547 cm-1
são atribuídas às deformações fora
do plano do anel.
A banda de forte intensidade na região de 1718 cm-1
corresponde à vibração de
estiramento da ligação C=O do grupo amida; a banda em 1614 cm-1
é referente à deformação
do grupo NH2 da amida; a banda em 1381 cm-1
à vibração de estiramento C-N e a banda em
1166 cm-1
corresponde à vibração da ligação C-H do anel piridínico. A posição da banda em
786 cm-1
é referente às vibrações NCC fora do plano do anel.
A banda de absorção em 1024 cm-1
está relacionada às deformações no plano do anel
aromático da molécula, sendo que a vibração de estiramento referente à ligação C-H fora do
plano do anel é atribuída na posição 786 cm-1
.
85
Genickson Borges de Carvalho
A banda na posição 668 cm-1
é referente às vibrações N-H fora do plano do anel e em
808 cm-1
a flexão do CO no plano do anel. Os valores estão em concordância com a literatura
(AKYUZ et al, 2007).
5.1.1.3 Avaliação do comportamento térmico da pirazinamida (PZA)
As Figuras 52 e 53 mostram as curvas DSC e TG / DTG / DTA da pirazinamida,
respectivamente, em atmosfera dinâmica de N2.
Figura 52 - Curva DSC da pirazinamida em atmosfera dinâmica de N2, vazão do gás de 50
mL.min-1
, massa da amostra de 2 mg, suporte da amostra de alumínio e razão de
aquecimento de 10 ºC.min-1
.
A curva DSC da pirazinamida apresentou um evento endotérmico atribuído à
transição de fase sólido-sólido do composto entre 146-156 ºC (Tpico = 152 ºC), com calor de
+5,36 J/g. Em seguida um outro evento endotérmico referente a fusão da pirazinamida entre
188-195 ºC (Tpico = 191 ºC), com calor de +175 J/g e a endoterma correspondente a
decomposição entre 226 -234 ºC (Tpico = 227 ºC), com calor de +167 J/g.
86
Genickson Borges de Carvalho
Figura 53 - Curvas TG, DTG e DTA da pirazinamida em atmosfera de N2, vazão do gás 50
mL.min-1
, massa da amostra de 5 mg, cadinho de alumina e razão de
aquecimento de 10 ºC.min-1
.
Pode-se observar nas curvas TG/DTG da PZA que a decomposição ocorreu em uma
única etapa no intervalo de 169-227 ºC, com perda de massa correspondente a 98,3%
(DTGpico = 217 ºC). A antecipação da decomposição em relação à fusão da PZA é devido a
transição de fase sólido-sólido que ocorre em 147 ºC. A curva DTA da pirazinamida está em
concordância com a DSC, na qual inicialmente apresentou um pico endotérmico referente à
transição de fase (Tpico = 158 ºC), seguido por dois picos endotérmicos (Tpico = 192 ºC e Tpico =
224 ºC) referentes às etapas de fusão e decomposição, respectivamente.
As curvas TG/DTG apresentadas por Miotti et al, (2002) demonstraram que a
pirazinamida funde próximo à 200 ºC. A sobreposição das curvas TG/DTG e DSC mostra que
a fusão da pirazinamida ocorreria simultaneamente com sua decomposição térmica. Os
resultados obtidos corroboram com os relatados pelos autores.
O valor do ponto de fusão encontrado para a amostra de pirazinamida concorda com
os determinados pela análise térmica TG-DTA e DSC, e está em conformidade com a faixa de
fusão (188-191 ºC) descrita pela literatura (UNITED STATES PHARMACOPEIA, 2008).
87
Genickson Borges de Carvalho
5.1.2 Isoniazida
5.1.2.1 Análise Elementar
Os teores de C, H e N foram determinados por análise elementar com o objetivo de
avaliar se a isoniazida utilizada nesse trabalho apresentava composição e pureza
correspondente ao referido fármaco. Os resultados de análise elementar (porcentagem de C, H
e N) e os valores calculados para a isoniazida estão apresentados na Tabela 3.
Tabela 3 - Resultados da análise elementar da isoniazida (INH). isoniazida (INH)
%C %H %O %N
Experimental 52,8 5,25 11,1 30,9
Calculado
% Erro
52,5
0,57
5,14
2,14
11,7
5,40
30,6
0,98
Os valores obtidos experimentalmente estão de acordo com aqueles calculados para a
substância em questão, que apresenta fórmula molecular C6H7N3O. As diferenças observadas
entre os valores experimentais e calculados estão dentro da faixa de erro da técnica utilizada.
5.1.2.2 Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR-MID) da isoniazida (INH)
O espectro de absorção da INH na região do infravermelho médio (FTIR-MID) foi
registrado no intervalo de 4000 a 400 cm-1
(Figura 54).
88
Genickson Borges de Carvalho
Figura 54 - Espectro vibracional na região do infravermelho da isoniazida (INH).
O espectro de absorção da INH apresenta bandas de média intensidade de absorção
em 3304, 3234 e 3112 cm-1
que são atribuídas às vibrações de estiramento da ligação N-H do
grupo hidrazida.
As bandas em 3016 e 2947 cm-1
são atribuídas às vibrações do estiramento da
ligação C(sp2)-H do anel aromático. As bandas em 1556, 1602 cm
-1 estão relacionados com o
estiramento simétricos e assimétricos do anel aromático da molécula enquanto as bandas em
749 e 675 cm-1
são atribuídas às flexões fora do plano do anel.
A banda de forte intensidade em 1667 cm-1
refere-se à vibração do estiramento da
carboxila da azida; a banda em 1637 cm-1
é atribuída à deformação do grupamento (-NH2) da
hidrazida (-CONHNH2) e a banda em 1336 cm-1
, à vibração de estiramento do C-N. As
bandas em 1493, 1414 e 1223 cm-1
correspondem às vibrações (-C-CH) dentro do anel. A
posição da banda em 1146 cm-1
corresponde às vibrações de N-N que estão localizadas fora
do plano de flexão do anel aromático da molécula da isoniazida.
A banda em 997 cm-1
está relacionada às deformações no plano do anel aromático da
molécula, sendo que a vibração C-H fora do plano de flexão do anel é atribuída à banda na
posição 888 cm-1
. A banda em 844 cm-1
corresponde ao grupamento NH2 do espectro de
infravermelho.
A banda na posição 662 cm-1
é atribuída à vibração do N-H fora do anel e em 505
cm-1
pela flexão do CO no plano do anel. Os valores dos estiramentos observados no espectro
da INH são concordantes com outros autores (YILMAZ; BOLUKBASI; BAKILER, 2008b;
AKALIN; AKYUZ, 2007).
89
Genickson Borges de Carvalho
5.1.2.3 Avaliação do comportamento térmico da isoniazida (INH)
As Figuras 55 e 56 mostram as curvas DSC e TG / DTG / DTA da isoniazida,
respectivamente, em atmosfera dinâmica de N2.
Figura 55 - Curva DSC da isoniazida em atmosfera dinâmica de N2, vazão do gás de 50
mL.min-1
, massa da amostra de 2 mg, suporte da amostra de alumínio e razão de
aquecimento de 10 ºC.min-1
.
A curva DSC da INH mostrou um evento endotérmico entre 169-178 ºC (Tpico = 172
ºC), com calor de +233 J/g referente à fusão da isoniazida, seguida pelas duas endotermas de
decomposição, em 234-239 ºC (Tpico = 235 ºC) e 242-251 ºC (Tpico = 246 ºC), com calores de
+41,1 J/g e +24,3 J/g, respectivamente.
90
Genickson Borges de Carvalho
Figura 56 - Curvas TG, DTG e DTA da isoniazida em atmosfera de N2, vazão do gás 50
mL.min-1
, massa da amostra de 5 mg, cadinho de alumina e razão de
aquecimento de 10 ºC.min-1
.
As curvas TG/DTG da INH apresentaram duas perdas de massas consecutivas
cineticamente diferentes. A primeira, mais acentuada, ocorreu na faixa de 199 ºC a 281 ºC, o
que corresponde a uma perda de 78,4% (DTGpico = 262 ºC); e a segunda, mais lenta, ocorreu
na faixa de 301 ºC a 330 ºC, que corresponde a uma perda de 17,5% (DTG pico = 320 ºC). Ao
final do experimento não houve detecção de resíduos. A curva DTA apresentou três eventos
principais, sendo o primeiro endotérmico, referente à fusão, o qual apresentou máxima
velocidade de reação a 172 ºC em concordância com os resultados observados na DSC. Na
faixa de 244 ºC a 251 ºC e 288 ºC a 308 ºC (Tpico = 265 ºC e Tpico = 327 ºC) ocorreram eventos
endotérmicos correspondentes à decomposição do composto.
No estudo termoanalítico (TG/DTG e DSC) realizado por Alves (2007) a DSC da
isoniazida apresentou um evento endotérmico correspondente à fusão, Tpico = 171 ºC, e em
seguida ocorreu à primeira etapa de decomposição térmica evidenciada pelo pico endotérmico
com Tpico = 247 ºC. As curvas TG/DTG da isoniazida indicaram que o composto é estável
termicamente até 175 ºC, ocorrendo a partir daí sua decomposição térmica. Estes resultados
estão de acordo com os obtidos neste trabalho.
O valor do ponto de fusão encontrado para a isoniazida está em concordância com os
determinados pela análise térmica TG-DTA e DSC e está em conformidade com a faixa de
fusão (170-174 ºC) descrita pela literatura (UNITED STATES PHARMACOPEIA, 2008).
91
Genickson Borges de Carvalho
5.2 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS COMPLEXOS
Nesta seção os compostos obtidos neste trabalho serão representados por PZA-Co,
PZA-Ni e PZA-Cu para os complexos com a pirazinamida; INH-Co, INH-Ni e INH-Cu para
os complexos com a isoniazida.
5.2.1 Solubilidade dos complexos
Os complexos sintetizados apresentaram alta solubilidade em solventes como água,
acetonitrila, etanol e metanol. No entanto, apresentaram solubilidade reduzida em solventes
como: acetona, éter etílico, tetracloreto de carbono e clorofórmio. Os complexos de níquel e
cobre apresentaram comportamentos semelhantes quanto à solubilidade nos solventes
testados, a única diferença observada foi quanto à solubilidade dos compostos em
clorofórmio. A Tabela 4 mostra a solubilidade dos compostos de PZA e INH com as espécies
metálicas utilizadas neste trabalho.
Tabela 4 - Solubilidade dos compostos da PZA e INH sintetizados. SOLVENTES COMPLEXOS
INH-Co INH-Ni INH-Cu PZA-Co PZA-Ni PZA-Cu
Água * * * * * *
Metanol * * * * * *
Etanol * * * * * *
Acetona ** ** ** ** ** **
Acetonitrila * * * * * *
Éter etílico ** ** ** ** ** **
Clorofórmio ** * * ** * *
Tetracloreto de carbono ** ** ** ** ** **
* solúvel ** insolúvel
5.2.2 Informações gerais sobre os complexos
Os compostos sintetizados apresentaram coloração correspondente aos cátions
hidratados, porém com tonalidades menos pronunciadas, e em sua maioria, apresentaram-se
estáveis ao ar, à temperatura ambiente. As fórmulas moleculares dos complexos e outros
dados gerais como, aspecto físico, massa molar e cor estão apresentados na Tabela 5.
92
Genickson Borges de Carvalho
Tabela 5 - Características Físico-químicas dos Compostos. COMPLEXOS FÓRMULA ASPECTO FISICO MM (g.mol
-1) COR
INH-Co C12H22O6N6Cl2Co Pó 476,14 Rosa claro
PZA-Co C5H9O3N3Cl2Co Pó 288,94 Rosa
INH-Ni C12H18O4N6Cl2Ni Pó 439,91 Azul
PZA-Ni C5H11O4N3Cl2Ni Pó 306,76 Verde
INH-Cu C6H15O5N3Cl2Cu Pó 343,66 Verde escuro
PZA-Cu C10H10O2N6Cl2Cu Pó 380,62 Verde
5.2.3 Determinação dos teores de metais e dos pontos de fusão
Os teores dos íons Co2+
, Ni2+
e Cu2+
nos compostos sintetizados foram determinados
pelo procedimento descrito na seção 4. A Tabela 6 mostra de forma resumida o procedimento
utilizado na titulação de cada íon metálico.
Tabela 6 - Titulação complexométrica de cada íon metálico estudado. Íon metálico Titulação Indicador pH do meio Viragem
Co2+
Retorno c/ZnCl2 Alar. Xilenol 5 a 6 – NH4+Ac
- Amarelo p/rosa
Ni2+
Retorno c/ZnCl2 Alar. Xilenol 5 a 6 – NH4+Ac
- Amarelo p/rosa
Cu2+
Retorno c/ZnCl2 Alar. Xilenol 5 a 6 – NH4+Ac
- Amarelo p/rosa
A temperatura de fusão pode variar para valores maiores ou menores que aquela do
ligante não coordenado, pois dependendo das forças de interações envolvidas o ponto de
fusão dos complexos pode indicar alterações nas características físico-químicas dos
compostos. A fusão dos ligantes pirazinamida (PZA) e isoniazida (INH) ocorre numa faixa
de temperatura entre 188-191 ºC e 170-174 ºC, respectivamente. Todos os complexos
sintetizados foram submetidos a tratamento térmico até 350 ºC (temperatura limite do
aparelho) e nenhum deles fundiram próximos da temperatura de fusão dos ligantes isolados.
Estas mudanças químicas dão fortes indícios da ocorrência de coordenação entre os ligantes e
o íon metálico. Os valores dos teores de metais e das faixas de fusão dos complexos
sintetizados estão apresentados na Tabela 7.
93
Genickson Borges de Carvalho
Tabela 7 - Valores dos teores de metais e dos pontos de fusão dos compostos. Compostos Metal Ponto de Fusão
Cal. TG EDTA ºC
PZA-Co 20,4 21,8 19,2 207
PZA-Ni 19,1 20,7 17,2 317
PZA-Cu 16,7 16,3 15,2 250
INH-Co 13,3 13,4 11,8 325
INH-Ni 13,3 13,4 12,2 314*
INH-Cu 18,5 19,7 17,8 260*
*com carbonização
A determinação dos teores de metais através da titulação complexométrica com
EDTA apresentou um resultado menor quando comparado ao valor esperado. Isto pode ser
atribuído à interferência ocasionada pelos ligantes.
94
Genickson Borges de Carvalho
5.3 COMPLEXOS CONTENDO O LIGANTE PIRAZINAMIDA (PZA)
5.3.1 Espectros na região do infravermelho dos complexos
Os espectros de infravermelho para os compostos estudados são apresentados a
seguir. Verificou-se a partir dos mesmos que muitas das bandas presentes no espectro da
pirazinamida também estão presentes nos espectros dos compostos, apenas estão deslocadas.
5.3.1.1 PZA-Co
A molécula da pirazinamida (PZA) pode se coordenar pelos átomos de nitrogênio (α
e δ) do anel pirazínico, pelo átomo de oxigênio carbonílico (C=O) e/ou pelo átomo de
nitrogênio do grupo NH2. Quando o nitrogênio do anel da pirazina está envolvido na
formação do complexo, certas bandas referentes aos modos vibracionais do anel,
principalmente dois modos de estiramento próximo de 1400-1600 cm-1
e o modo respiração
do anel, aparecem deslocados para frequências mais altas devido ao acoplamento com a
ligação Metal-N(ligante) (AKYUZ, 2003). Quando a coordenação ocorre pelo oxigênio do
grupo carbonila, o modo vibracional sofre um deslocamento negativo ν(C=O) (Δ = νligante -
νcomplexo) (AKYUZ 2003). Quando o nitrogênio do grupo amida (NH2) está envolvido na
coordenação, observam-se mudanças nos números de ondas referentes aos modos das
vibrações envolvendo o grupo amino (AKYUZ; DAVIES 1982; AKALIN; AKYUZ, 2001).
Na Figura 57 encontram-se os espectros vibracionais na região do infravermelho,
tanto do ligante livre PZA, quanto do complexo formado com o íon metálico cobalto (II). Na
Tabela 8 estão presentes as principais bandas e suas respectivas intensidades relativas
juntamente com as prováveis atribuições de alguns modos vibracionais, tanto para o ligante
PZA como para o complexo.
95
Genickson Borges de Carvalho
Figura 57 - Espectros vibracionais na região do infravermelho do ligante PZA e do
complexo PZA-Co.
96
Genickson Borges de Carvalho
Tabela 8 - Atribuições de alguns modos vibracionais, infravermelho, para o ligante PZA e
para o complexo PZA-Co.
PZA Intensidade PZA-Co Intensidade Atribuições
IV / cm-1 IV / cm
-1
- 3454 M ν(OH)
3422 mF - νass(NH2)
3287 m 3398 M νsim(NH2)
3163 m 3160 M νsim(NH2)
3087 mF - ν(CH)
1718 mF 1687 mF ν(CO)
1579 m 1587 M νanel
1515 m 1617 M νanel
1381 m 1398 M ν(CN)
1166 f - ν(CH)
1055 m 1035 M δanel
1024 F - Respiração do anel
786 m 746 M γ(NCC)
620 m 657 M δanel
m = média; mF = média forte; f = fraca; F = forte
A análise dos espectros no IV do ligante livre e do complexo permitiu obter
informações importantes acerca da coordenação do ligante PZA ao metal central. Ao
comparar o modo referente ao estiramento ν(C=O) do ligante livre e do complexo PZA-Co no
espectro na região do infravermelho, observou-se um deslocamento significativo para
menores números de onda, sugerindo então que a coordenação do ligante PZA tenha ocorrido
pelo átomo de oxigênio da carbonila. A ocorrência de complexos de outros íons metálicos da
primeira série de transição é relatada por Akyuz et al, (2007) onde de fato, a pirazinamida
coordenou-se através do oxigênio do grupo carbonílico. Outro resultado interessante obtido
seria à coordenação da PZA pelo átomo de nitrogênio do anel pirazínico, uma vez que o modo
referente ao estiramento ν(CN) sofre um deslocamento para maiores números de onda. De
acordo com Corrêa et al, (2007) esse deslocamento pode ser apontado como indício de
coordenação via nitrogênio em anéis heterocíclicos. Este fato sugere que o nitrogênio do anel
heterocíclico próximo ao grupo –CONH2 deve estar interagindo com o metal. Outra
observação importante está relacionada com a pequena variação dos modos vibracionais
referentes aos estiramentos simétricos ν(Ν-H) (do grupo NH2), evidenciando que não houve
envolvimento do átomo de nitrogênio do grupo amida na coordenação. Cabe mencionar que a
97
Genickson Borges de Carvalho
presença de água (coordenação e/ou hidratação) no complexo foi diagnosticada pelo
aparecimento de uma banda em 3454 cm-1
referente ao modo de estiramento ν(OH).
Conforme relatado por Atkins (2003); Huheey (1993), normalmente espécies
químicas que podem funcionar como ligantes mono ou polidentados geram compostos de
coordenação entropicamente mais estáveis na forma de quelatos. Então, pode-se dizer que
elementos da primeira série de transição no estado de oxidação 2+, ao se coordenarem com o
ligante PZA, caso não ocorra impedimento estérico, deve gerar anéis de cinco membros com
átomos metálicos se coordenando simultaneamente ao átomo de oxigênio da carbonila e
nitrogênio alfa do anel heterocíclico, que são classificados como bases duras e intermediarias
respectivamente. Esta coordenação será preferível em relação à coordenação de forma
monodentada.
5.3.1.2 PZA-Ni e PZA-Cu
A Figura 58 apresenta os espectros vibracionais na região do infravermelho dos
complexos abreviados genericamente como PZA-Ni e PZA-Cu. Na Tabela 9 são exibidas as
principais bandas vibracionais, assim como as possíveis atribuições.
Figura 58 - Espectros vibracionais na região do infravermelho dos complexos PZA-Ni e
PZA-Cu.
98
Genickson Borges de Carvalho
Tabela 9 - Bandas vibracionais e atribuições espectroscópicas para os principais modos ativos
no IV dos complexos PZA-Ni e PZA-Cu (AKYUZ et al, 2007). PZA Intensidade PZA-Ni Intensidade PZA-Cu Intensidade Atribuições
IV / cm-1
IV / cm-1
IV / cm-1
- 3357 F - ν(OH)
3422 mF - 3429 F νass(NH2)
3287 m 3272 m 3286 m νsim(NH2)
3163 m 3103 m 3169 m νsim(NH2)
3087 mf 3103 mf 3073 mf ν(CH)
1718 mF 1678 mF 1710 mF ν(CO)
1579 m 1579 m 1593 m νanel
1515 m 1619 mF 1617 mF νanel
1381 m 1411 m 1413 m ν(CN)
1166 F - - ν(CH)
1055 m - δanel
1024 F - 1022 F Respiração do
anel
786 m 775 m 796 m γ(NCC)
620 m 670 m 670 m δanel
m = média; mF = média forte; f = fraca; F = forte
Nos espectros de IV dos complexos representados por PZA-Ni e PZA-Cu, os modos
vibracionais atribuídos ao estiramento ν(C=O) sofreu um deslocamento significativo para
menores números de onda quando comparado a do ligante livre, sendo que essa alteração é
típica da coordenação do metal ao átomo de oxigênio do grupo carbonila presente no ligante
(PZA). Aparentemente outro sítio que deve estar interagindo com os centros metálicos seria o
nitrogênio alfa do anel pirazínico, uma vez que o modo atribuído ao estiramento ν(CN)
apresentou-se deslocado para maiores números de onda e, como citado anteriormente, este
deslocamento positivo após a interação do ligante com o íon metálico vem sendo descrito
também como forte indicativo da coordenação do ligante ao metal central através deste sítio.
Muito provavelmente a coordenação deva ter ocorrido da mesma forma no complexo de PZA-
Co, em que o ligante PZA coordenou-se pelo nitrogênio alfa do anel heterocíclico, assim
como pelo oxigênio do grupo carbonílico, formando um anel quelato de cinco membros. Para
o complexo PZA-Ni, o espectro vibracional mostrou um deslocamento negativo bastante
pronunciado do modo referente ao estiramento νC=O (1678 cm-1
), quando comparado a do
ligante livre (1718 cm-1
), indicando que a coordenação da pirazinamida ao íon níquel ocorreu
através do átomo de oxigênio da carbonila. Deslocamentos para maiores frequências
99
Genickson Borges de Carvalho
referentes ao modo vibracional da PZA livre, de 1515 cm-1
, 1381 cm-1
e 620 cm-1
para 1619
cm-1
, 1411cm-1
e 670 cm-1
indicam que a coordenação ocorreu através do átomo de nitrogênio
próximo do grupo –CONH2 do anel pirazínico. A presença de água (coordenação e/ou
hidratação) na estrutura do complexo PZA-Ni foi atribuída ao aparecimento de uma banda
relativamente larga em 3357 cm-1
associada ao modo de estiramento ν(OH). Já para o
complexo PZA-Cu, o espectro de infravermelho mostrou um deslocamento negativo da banda
atribuída ao estiramento ν(C=O) da PZA livre, de 1718 cm-1
para 1710 cm-1
, indicando a
coordenação do ligante PZA ao íon cobre por meio do oxigênio do grupo carbonílico; e um
deslocamento das bandas atribuídas à vibração do anel da PZA livre, de 1515 cm-1
, 1381cm-1
e 620 cm-1
para 1617 cm-1
, 1413 cm-1
e 670 cm-1
, indicando que a coordenação do ligante
PZA ocorreu via nitrogênio alfa do anel pirazínico.
A formação do anel quelato de cinco membros para os complexos de cobalto, níquel
e cobre são reportados na literatura, onde as estruturas de todos os complexos foram
determinadas pela técnica de difração de raios-X em monocristais, as quais apresentaram
quatro ligantes. Dois desses ligantes encontra-se em posições equatoriais em relação ao centro
metálico coordenando-se através do átomo de oxigênio carbonílico e pelo nitrogênio alfa do
anel pirazínico, formando um anel quelato, enquanto que os outros dois ligantes estão
fracamente coordenados pelo nitrogênio delta do anel heterocíclico ocupando as posições
axiais (LIANG et al, 2002; SEWARD et al, 2008; TANASE et al, 2005).
O deslocamento da banda para maiores valores de números de onda, referente ao
modo de estiramento assimétrico ν(N-H), não implica necessariamente que o átomo de
nitrogênio do grupo amida esteja interagindo com o íon metálico central. Esse deslocamento
pode ser ocasionado pela alteração na força de ligação atribuída a existência de ligações de
hidrogênio do tipo inter ou intramoleculares, que pode provocar mudanças não muito
pronunciadas no número de onda associada à vibração de estiramento da ligação N-H
(AKYUZ, 2003).
100
Genickson Borges de Carvalho
5.4 COMPLEXOS CONTENDO O LIGANTE ISONIAZIDA (INH)
5.4.1 Espectros na região do infravermelho dos complexos
5.4.1.1 INH-Co, INH-Ni e INH-Cu
A molécula de isoniazida (INH) pode se coordenar pelo átomo de oxigênio da
carbonila, bem como através dos átomos de nitrogênio do grupo –NH2 e/ou do anel piridínico.
No que diz respeito à participação destes grupos na coordenação a centros metálicos, a
espectroscopia no IV médio nos permite obter informações importantes. Alguns dos modos
vibracionais do anel piridínico observados em torno de 1600-1400 cm-1
sofrem pequenos
deslocamentos para números de ondas maiores durante a formação do complexo (AKYUZ,
2003). Também sofre um deslocamento positivo referente ao modo de estiramento ν(C=O) (Δ
= νligante - νcomplexo) (DONIA; EL-RAYES, 1989). Um deslocamento positivo do modo ν(N-N)
pode ser observado em torno de 1015 cm-1
, indicando a redução na repulsão entre os pares de
elétrons livres dos átomos de nitrogênio (LANFREDI; TIRIPICCHIO; CAMELLINI, 1977).
Verificou-se também que quando o nitrogênio terminal do grupo hidrazina (-NH2) está
envolvido na coordenação, há um deslocamento negativo referente ao modo ν(N-H) (Δ =
νligante - νcomplexos) (YADAV; SENGUPTA; TRIPATHI, 1987).
Na Figura 59 encontram-se os espectros vibracionais na região do infravermelho dos
complexos formados entre o ligante INH e os metais Co(II), Ni(II) e Cu(II) e do ligante
isolado. Já na Tabela 10 são apresentados os principais números de onda das bandas e suas
respectivas atribuições.
101
Genickson Borges de Carvalho
Figura 59 - Espectros vibracionais na região do infravermelho do ligante INH livre e dos
complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu.
102
Genickson Borges de Carvalho
Tabela 10 - Número de onda (cm-1
) e atribuições espectroscópicas na região do
infravermelho dos complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu (AKALIN;
AKYUZ, 2007; KRIZA et al, 2010a). Complexos ν(OH) ν(N-H) ν(C=O) νanel δH2O ν(N-N) νNH2
INH - 3304 m
3112 m
1667 mF 1602 m - 888 m 1637m
INH-Co
3444 F 3121 m 1649 mF 1603 m - 861 m 1603 m
INH-Ni
3415 F 3123 m 1656 mF 1601 m - 845 m 1601 m
INH-Cu 3416 F 3121 m 1646 mF 1605 m 911 m 864 m 1605 m
m = média; mF = média forte; F = forte
Em todos os complexos foi observado uma banda de forte intensidade em torno de
3120 cm-1
. Já para o ligante livre, encontra-se em 3112 cm-1
que é uma banda característica
atribuída ao modo de estiramento ν(N-H) do grupo NH2. Nos espectros no IV dos complexos
INH-Co, INH-Ni e INH-Cu observou-se que a banda referente ao modo de estiramento
ν(NH2) apresentou um deslocamento de 1637 cm-1
para 1603 cm-1
, 1601 cm-1
e 1605 cm-1
respectivamente, sendo um indicativo da coordenação do metal via grupo amino (–NH2). As
absorções no IV relacionadas às vibrações associadas ao modo ν(C=O) para todos os
complexos sofreram deslocamentos para menores números de onda (Tabela 5.9) sugerindo
que a carbonila do ligante (INH) participa da coordenação.
As absorções no IV associadas ao anel piridínico da isoniazida (νanel) (Tabela 5.9)
sofrem deslocamentos pouco pronunciados, sugerindo que o átomo de nitrogênio do anel
piridinico (-CNC) não participa da coordenação do ligante INH ao centro metálico. Estes
resultados estão de acordo com os encontrados por Kriza et al, (2010a).
Os modos atribuídos aos estiramentos referentes à vibração ν(N-H) foram deslocados
em todos os complexos. O deslocamento para menores números de onda por comparação com
o espectro do ligante livre sugere a coordenação por meio do nitrogênio terminal do grupo
amino (-NH2), o que justifica o deslocamento da freqüência de vibração referente ao modo
ν(N-N) para menores valores nos complexos (Tabela 5.9). A presença de água coordenada ou
não nos complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu é evidenciada pela presença de uma banda
larga próximo a 3444 cm-1
, 3415 cm-1
e 3416 cm-1
respectivamente, referente ao modo de
estiramento ν(O-H). A ocorrência da banda em 911 cm-1
associada ao modo de deformação
δ(H2O) geralmente são relacionadas à presença de moléculas de água coordenadas. Os
resultados encontrados apresentam proximidades com os reportados por Kriza et al, (2010a).
103
Genickson Borges de Carvalho
Kriza et al, (2010a) fizeram um extensivo trabalho sobre a formação de complexos
metal-isoniazida (M-INH) e verificaram que as vibrações dos modos ν(M-O) e ν(M-N) para
os complexos da isoniazida com os metais utilizados neste trabalho aparecem na faixa entre
400-500 cm-1
, fornecendo evidências para coordenação do oxigênio e do nitrogênio ao íon
metálico.
5.5 DIFRATOMETRIA DE RAIOS-X DOS COMPLEXOS
A fim de caracterizar os compostos e de obter informações acerca da cristalinidade,
determinou-se os difratogramas de raios-X pelo método do pó de todos os compostos
preparados.
5.5.1 Complexos de cobalto, níquel e cobre com a pirazinamida
Os difratogramas de raios-X dos complexos de cobalto (II), níquel (II) e cobre (II),
como representativos da série estudada, encontram-se nas Figuras 60 à 62.
Figura 60 - Difratograma de raios-X do complexo PZA-Co.
O difratograma de raios-X, revelou que o complexo PZA-Co apresenta picos de
difração, indicando que o composto apresenta certo grau cristalinidade. O perfil de difração
revela a possibilidade do composto possuir mais de uma fase cristalina, devido à presença de
picos finos e intensos.
104
Genickson Borges de Carvalho
Figura 61 - Difratograma de raios-X do complexo PZA-Ni.
Analisando o difratograma de raios-X do complexo PZA-Ni, podemos observar que
o mesmo apresentou picos de difração, revelando certo grau de cristalinidade para esse
composto. O perfil de difração revelou a possibilidade do composto possuir mais de uma fase
cristalina, devido à presença de picos finos e intensos.
Figura 62 - Difratograma de raios-X do complexo PZA-Cu.
Observou-se no difratograma de raios-X do complexo PZA-Cu, ilustrado na Figura
62 a presença de linhas de difração, indicando certo grau de cristalinidade para esse material
policristalino.
105
Genickson Borges de Carvalho
A Figura 63 apresenta os difratogramas de todos os complexos sintetizados nesta
série. Para os complexos PZA-Co e PZA-Ni, as posições dos picos de Bragg apresentados nos
difratogramas praticamente coincidem, podendo-se concluir que os empacotamentos
cristalinos desses compostos apresentam a mesma simetria, logo os grupos espaciais são
idênticos entre os mesmos (evidências da formação de compostos isomórficos). Em relação ao
complexo PZA-Cu, ele apresenta empacotamentos cristalinos diferentes quando comparado
com os compostos anteriormente mencionados. Outra conclusão a respeito das estruturas é
que o complexo de Cu(II) apresentou maior simetria que os complexos de Co(II) e Ni(II), pois
este apresentou menor quantidade de picos de Bragg no respectivo difratograma.
Figura 63 - Difratogramas de pó das amostras policristalinas PZA-Co, PZA-Ni e PZA-Cu.
106
Genickson Borges de Carvalho
5.5.2 Complexos de cobalto, níquel e cobre com a isoniazida
Os difratogramas de raios-X dos complexos de cobalto (II), níquel (II) e cobre (II)
encontram-se ilustrados nas Figuras 64 à 66.
Figura 64 - Difratograma de raios-X do complexo INH-Co.
O difratograma de raios-X obtido para o complexo INH-Co, revelou que o mesmo
não é cristalino, já que foi observado apenas a presença do halo de amorficidade. A baixa
cristalinidade apresentada pelo complexo INH-Co muito provavelmente pode ser justificada
por se tratar de um composto higroscópico.
Figura 65 - Difratograma de raios-X do complexo INH-Ni.
107
Genickson Borges de Carvalho
O difratograma de raios-X do complexo INH-Ni revelou a possibilidade do composto
possuir mais de uma fase cristalina, devido à presença de picos finos e intensos, indicando que
o complexo apresentou certo grau de cristalinidade, contrastando com picos largos e poucos
intensos, característicos de amostras pouco cristalinas.
Figura 66 - Difratograma de raios-X do complexo INH-Cu.
O difratograma de raios-X do complexo INH-Cu indica que o mesmo apresentou
picos de difração, revelando certo grau de cristalinidade para esse material policristalino.
Os difratogramas de todos os complexos sintetizados nesta série estão apresentados
na Figura 67. Para os complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu, as posições dos picos de Bragg
apresentados nos difratogramas, não coincidem. Pode-se concluir que os empacotamentos
cristalinos desses compostos não apresentam a mesma simetria, logo os grupos espaciais são
diferentes entre os mesmos. Portanto, não há evidência da formação de compostos
isomórficos nesta série.
108
Genickson Borges de Carvalho
Figura 67 - Difratogramas de pó das amostras policristalinas INH-Co , INH-Ni e INH-Cu.
109
Genickson Borges de Carvalho
5.6 DETERMINAÇÃO DA CONDUTIVIDADE MOLAR
As medidas de condutividade em solventes orgânicos ou inorgânicos permitem
investigar o comportamento eletrolítico ou não, e auxiliam na determinação da estrutura dos
complexos de coordenação. De fato, complementam as informações obtidas dos espectros de
absorção na região do infravermelho dos compostos de coordenação, pelas quais podemos
sugerir a coordenação ou não do ânion ao íon metálico. A condutância (C) relaciona-se com a
habilidade de uma solução em conduzir corrente elétrica. A condutividade (κ) e a condutância
de uma solução estão relacionadas pela seguinte equação:
(4)
onde, A é área transversal e l o comprimento do condutor. Nesta equação a razão A/l pode ser
substituída pelo parâmetro chamado de constante de célula (ҡc). Neste caso, a nova equação
obtida nos permite determinar a condutividade (κ) de uma solução.
(5)
No entanto, a grandeza mais utilizada para expressar a condutividade de uma solução
é a condutividade molar (ΛM). Esta grandeza pode ser definida como:
ΛM =
(6)
onde, c é a concentração do eletrólito expressa em função da quantidade de matéria por
unidade de volume da solução. Uma equação mais geral (7) pode ser obtida operando-se
alguns rearranjos e incluindo as correções da condutividade do solvente, levando em
consideração que a condutividade (κ) é expressa em S.cm-1
e a concentração (c) em mol.L-1
(ATKINS, 1990).
De acordo com Geary (1971) os solventes para medidas de condutividade devem
apresentar alta constante dielétrica, baixa viscosidade, baixa condutividade específica, fácil
110
Genickson Borges de Carvalho
purificação e fraca capacidade doadora perante íons metálicos. Particularmente a acetonitrila e
o nitrometano são os solventes mais adequados para essa finalidade.
A Tabela 11 mostra os valores de condutividade molar, propostos por Geary (1971),
característicos para cada tipo de eletrólito possível de existir em solução 1,0 X 10-3
mol.L-1
em acetonitrila e água. A comparação entre os intervalos estabelecidos pelo autor com os
valores obtidos para os compostos aqui estudados nos permite classificá-los quanto aos tipos
de eletrólitos que eles possam ser quando em soluções no solvente empregado.
Tabela 11 - Valores aceitáveis de condutividade molar (ΛM) para alguns tipos de eletrólitos
em acetonitrila e água (soluções 1,0 x 10-3
mol.L-1
, a 25ºC). TIPO DE ELETRÓLITO ACETONITRILA
ΛM: Ω-1
. cm2. mol
-1
ÁGUA
ΛM: Ω-1
. cm2. mol
-1
Não Eletrólito
< 100 < 87
1:1
100 – 160 87 – 168
1:2
220 – 300 150 – 310
1:3
340 – 420 350 – 425
1:4 500 -
Fonte: Geary (1971)
As medidas foram realizadas em acetonitrila e em solução aquosa, apesar da água ser
um agente coordenante relativamente forte. As medidas foram expressas conforme a equação
7. Os resultados obtidos foram comparados com os valores aceitáveis de condutividade molar
para alguns tipos de eletrólitos em solução 1,0 x 10-3
mol.L-1
em acetonitrila e água a 25 ºC.
ΛM = (
-
)
(7)
ΛM = Condutividade Molar (Ω-1
. cm2. mol
-1);
Rslç = Resistência da Solução (Ω);
Rslv = Resistência do Solvente (Ω);
KC = Constante da Cela (cm-1
);
Cm = Concentração Molar da Solução (mol.L-1
).
111
Genickson Borges de Carvalho
5.6.1 Complexos metálicos com a pirazinamida (PZA)
As medidas de condutividade molar para as soluções dos complexos em acetonitrila
e água estão apresentadas na Tabela 12.
Tabela 12 - Condutividades molares (ΛM) obtidas para soluções dos complexos da PZA 1,0 x
10-3
mol.L-1
em acetonitrila e água a temperatura de 25ºC. ACETONITRILA (27ºC)
COMPLEXOS CONCENTRAÇÃO
(10-3
mol.L-1
)
ΛM
(Ω-1
.cm2.mol
-1)
PZA-Co
0,98 36,82
PZA-Ni
1,00 16,46
PZA-Cu 1,01 14,5
ÁGUA (26ºC)
COMPLEXOS CONCENTRAÇÃO
(10-3
mol.L-1
)
ΛM
(Ω-1
.cm2.mol
-1)
PZA-Co
1,01 171,2
PZA-Ni
1,00 234,6
PZA-Cu 1,00 186,7
κ (acetonitrila) = 7,10 x 10-7
S.cm-1
κ (água) = 2,45 x 10-6
S.cm-1
As medidas de condutividade referentes aos compostos PZA-Co, PZA-Ni e PZA-Cu
em água, situam-se no intervalo de eletrólitos 1:2. Este comportamento pode ser justificado
pela formação de pares iônicos uma vez que a água, bem como outras propriedades, tem como
a desvantagem a hidrólise, que tornam as medidas não confiáveis.
Os complexos PZA-Co, PZA-Ni e PZA-Cu comportam-se como não eletrólitos em
acetonitrila, uma vez que os valores de condutividades obtidos situam-se na faixa de espécies
não eletrolíticas. Portanto, para estes complexos pode-se concluir que os íons cloretos
possivelmente permanecem ou não coordenados ao metal dependendo das interações com o
solvente. Como a acetonitrila é um solvente pouco coordenante, os íons cloretos nesses
complexos estão coordenados ao centro metálico mesmo em solução.
112
Genickson Borges de Carvalho
5.6.2 Complexos metálicos com a isoniazida (INH)
As medidas de condutividade molar para as soluções dos complexos em acetonitrila
e água estão apresentadas na Tabela 13.
Tabela 13 - Condutividades molares (ΛM) obtidas para soluções dos complexos da INH 1,0 x
10-3
mol.L-1
em acetonitrila e água a temperatura de 25ºC. ACETONITRILA (27ºC)
COMPLEXOS CONCENTRAÇÃO
(10-3
mol.L-1
)
ΛM
(Ω-1
.cm2.mol
-1)
INH-Co
1,00 8,39
INH-Ni
0,99 10,85
INH-Cu 1,01 5,96
ÁGUA (26ºC)
COMPLEXOS CONCENTRAÇÃO
(10-3
mol.L-1
)
ΛM
(Ω-1
.cm2.mol
-1)
INH-Co
0,98 185,6
INH-Ni
1,01 206,8
INH-Cu 1,00 179,0
κ (acetonitrila) = 7,10 x 10-7
S.cm-1
κ (água) = 2,45 x 10-6
S.cm-1
Através das medidas de condutividade pode-se observar que os valores referentes aos
complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu em água mostram que estes compostos comportam-se
como eletrólitos 1:2. Isto possivelmente indica a existência de pares iônicos devido ao efeito
de hidrólise provocado pela água, já que um solvente de elevada capacidade doadora pode
alterar o meio pelo deslocamento ou agrupamento das espécies, dando origem a compostos de
composição diferentes, nas quais o solvente pode está coordenado. Sendo a água um agente
doador em relação ao metal relativamente forte pode-se concluir que os íons cloretos não
permanecem coordenados ao metal nesse meio.
Os complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu comportam-se como não eletrólitos em
acetonitrila, uma vez que as condutividades medidas estão abaixo do valor limite de 100 Ω-1
.
cm2.mol
-1 aceito para espécies não eletrolíticas. Pode-se concluir, portanto, que os íons
cloretos nesses complexos estão possivelmente coordenados ao metal central, o que pode ser
justificado pelo fato da acetonitrila ser um solvente pouco coordenante.
113
Genickson Borges de Carvalho
5.7 TERMOGRAVIMETRIA DOS COMPLEXOS
5.7.1 Termogravimetria dos complexos com a pirazinamida (PZA)
5.7.1.1 Termogravimetria do [Co(PZA)(H2O)2Cl2]
A Figura 68 mostra as curvas TG, DTG e DTA do complexo obtida em atmosfera de
N2. Os dados das temperaturas iniciais, finais, de picos da curva DTA e DTG estão na Tabela
14.
A curva termogravimétrica do complexo apresenta a primeira perda de massa em
torno de 117 ºC até 157 ºC, que está em concordância com a eliminação de dois mols de água
de coordenação para cada mol do complexo. A perda determinada experimentalmente é de
13,5% em massa, sendo próxima do valor calculado de 12,5%. Após o qual um patamar é
obtido até a temperatura de 247 ºC, quando uma segunda perda de massa é observada,
atribuída à saída de um terço do ligante PZA que corresponde a 15,9% (calculado 14,2%). O
terceiro estágio de perda de massa ocorre em três etapas consecutivas em torno de 336 ºC até
605 ºC, correspondentes à eliminação de dois terços do ligante PZA, dois mols dos grupos
aniônicos (cloretos) e um ganho de oxigênio. A soma das porcentagens de perdas de massas
nesse estágio é 42,8% (calculado 43,6%). O resíduo final foi atribuído à formação do óxido de
cobalto. A porcentagem de produto final foi de 27,8%, valor próximo ao esperado de 25.9%.
O resultado da análise termogravimétrica concorda com a estequiometria proposta pela
análise elementar de CHN.
A curva DTA apresentou cinco picos principais, sendo a primeira perda de massa
associada a um pico endotérmico em 149 ºC referente à desidratação do composto. Seguido
de dois picos endotérmicos, o primeiro em 325 ºC referente à saída de parte do ligante e o
segundo em 386 ºC correspondente à eliminação de cloretos e do restante do ligante que
permaneceu na etapa anterior. Os picos exotérmicos em 512 ºC e 594 ºC, respectivamente
podem ser atribuídos à queima de resíduos orgânicos, levando a formação de óxido metálico
como produto final.
114
Genickson Borges de Carvalho
Figura 68 - Curvas TG, DTG e DTA do complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2] em atmosfera de N2,
vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg, cadinho de alumina e
razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
Tabela 14 - Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2]
em atmosfera de N2. Eventos TG DTA DTG
Intervalo/ºC Pico/ºC Pico/ºC
Endotérmico 117-157 149 146
Endotérmico
Endotérmico
247-328
336-365
325
386
321
354
Exotérmico
Exotérmico
365-557
557-605
512
597
524
594
5.7.1.2 Termogravimetria do [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O
As curvas TG, DTG e DTA do composto obtida em atmosfera de N2 encontra-se na
Figura 69. As temperaturas iniciais, finais e de picos são mostrados na Tabela 15.
A curva termogravimétrica do composto sugere quatro etapas de perdas de massa. A
primeira perda de massa de 12,8% (calculado 11,7%) corresponde à saída de dois mols de
moléculas de água, sendo uma delas de coordenação. A segunda perda ocorreu com um
máximo em aproximadamente 376 ºC e é acompanhada por uma perda de 6,81% (calculado
5,87%) referente à eliminação de um mol de molécula de água coordenada. O terceiro estágio
de perda de massa ocorreu em duas etapas sucessivas iniciadas em torno de 383 ºC até 530 ºC
correspondente à eliminação do ligante PZA, juntamente com 4/3 do grupo aniônico (cloreto)
115
Genickson Borges de Carvalho
e um ganho de oxigênio. A soma das porcentagens de perdas de massas nesse estágio é 47,6%
(calculado 52,1%).
A 900ºC o resíduo final da decomposição térmica corresponde à formação de 1/3 do
oxicloreto do metal. A porcentagem do resíduo final é de 32,7%, valor próximo do calculado
de 30,3%. A proposta estequiométrica inferida a partir dos resultados obtidos pela
termogravimetria corrobora com os da análise elementar de CHN.
A curva DTA exibiu quatro picos, sendo a primeira e a segunda perda de massa
associadas a picos endotérmicos em 192 ºC e 376 ºC respectivamente, referentes à
desidratação do composto e a termodecomposição do ligante. Seguido de um pico exotérmico
em 442 ºC e um pico endotérmico pouco pronunciado em 529 ºC, que podem ser atribuídos à
queima da matéria orgânica levando a formação de oxicloreto de níquel como resíduo final.
Figura 69 - Curvas TG, DTG e DTA do complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O em atmosfera
de N2, vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg, cadinho de
alumina e razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
Tabela 15 - Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2]
H2O em atmosfera de N2 . Eventos TG DTA DTG
Intervalo/ºC Pico/ºC Pico/ºC
Endotérmico 158-205 192 188
Endotérmico 325-383 376 374
Exotérmico 383-436 442 420
Endotérmico 436-530 529 532
116
Genickson Borges de Carvalho
5.7.1.3 Termogravimetria do [Cu(PZA)2Cl2]
As curvas TG, DTG e DTA do complexo obtida em atmosfera de N2 encontra-se na
Figura 70. As temperaturas iniciais, finais e de picos são mostrados na Tabela 16.
A curva termogravimétrica mostra que a decomposição térmica ocorreu em quatro
etapas. A primeira perda de massa em torno de 223 ºC até 251 ºC está em concordância com a
saída dos grupos aniônicos (cloretos). O valor experimental referente a essa primeira perda é
de 17,3% (calculado 18,6%). A segunda ocorreu entre 251 ºC a 290 ºC e é acompanhada por
uma perda de massa de 32,1% (calculado 32,3%) correspondente a saída de um ligante PZA.
O terceiro estágio referente a terceira e a quarta perda de massas ocorreu em duas etapas
consecutivas iniciadas em 290 ºC até 512 ºC referente à saída do segundo ligante PZA e um
ganho de oxigênio. A soma das porcentagens de perdas correspondentes a este estágio é de
30,2% (calculado 28,1%). O resíduo final foi atribuído à formação do óxido do metal. A
porcentagem do resíduo final é de 20,4%, valor próximo ao calculado de 20,9%. O resultado
termogravimétrico esta de acordo com o estabelecido pela análise elementar de CHN para
estequiometria do composto.
A curva DTA, por sua vez exibiu um pico endotérmico em 228 ºC que pode ser
sugerido como a saída de dois mols de cloretos. A ausência de um evento térmico compatível
com a segunda perda de massa sugere que nessa etapa devem ocorrer simultaneamente
eventos endo e exotérmicos, cujo saldo de calor não é suficiente para provocar o surgimento
de um pico. Para essa etapa pode-se sugerir a saída dos ligantes PZA. Os picos exotérmicos
em 330 ºC e 510 ºC, respectivamente são atribuídos à queima de resíduos orgânicos levando a
formação do respectivo óxido do metal como produto final.
117
Genickson Borges de Carvalho
Figura 70 - Curvas TG, DTG e DTA do complexo [Cu(PZA)2Cl2] em atmosfera de N2, vazão
de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg, cadinho de alumina e razão
de aquecimento de 10°C.min-1
.
Tabela 16 - Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo [Cu(PZA)2Cl2] em
atmosfera de N2. Eventos TG DTA DTG
Intervalo/ºC Pico/ºC Pico/ºC
Endotérmico 223-251 228 234
- 251-290 - 280
Exotérmico 290-341 330 325
Exotérmico 341-512 510 500
Na Figura 71 podem-se observar as três curvas termogravimétricas correspondentes
os complexos de cobalto, níquel e cobre com a pirazinamida (PZA). A primeira etapa de
decomposição do complexo PZA-Co se iniciou e terminou muito antes da primeira etapa dos
outros compostos. Pode-se concluir que o complexo, cujo centro metálico é o cobalto, é
menos estável quando comparado com os complexos de níquel e cobre. O complexo de cobre
é o que apresenta maior estabilidade térmica, pois a primeira etapa de decomposição iniciou-
se muito depois que as dos demais compostos.
118
Genickson Borges de Carvalho
Figura 71 - Curvas TG para os complexos PZA-Co, PZA-Ni e PZA-Cu em atmosfera de N2,
vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg, cadinho de alumina e
razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
5.7.2 Termogravimetria dos complexos com a isoniazida (INH)
5.7.2.1 Termogravimetria do [Co(INH)2Cl2] 4H2O
As curvas TG, DTG e DTA do composto INH-Co obtida em atmosfera de N2
encontra-se na Figura 72. As temperaturas iniciais, finais e de picos são mostrados na Tabela
17.
A curva termogravimétrica do complexo apresentou sete etapas de decomposição. A
primeira ocorreu entre 31 ºC - 83 ºC, correspondendo a um percentual de 7,47% (calculada
7,56%) atribuída à eliminação de dois mols de moléculas de água. A segunda ocorreu entre 95
ºC - 141 ºC, que corresponde a um percentual de perda de 6,68% (Calculado 7,56%) referente
à saída de mais dois mols de água. Devido à diferença de temperatura destes processos, todas
essas águas são consideradas de hidratação. A terceira perda de massa ocorreu em
aproximadamente 224 ºC até 267 ºC, atribuída provavelmente à saída do fragmento C6H4NO,
correspondente a 22,2% (calculada 22,3%). A quarta perda corresponde à eliminação do
fragmento N2H3, que ocorreu entre 339 ºC - 360 ºC, referente a uma perda de 7,62%
(calculada 6,52%). A quinta perda ocorreu entre 362 ºC - 434 ºC, e é acompanhada pela
eliminação de um grupo aniônico (cloreto), correspondendo a um percentual de 7,43%
(calculada 7,44%). A sexta e a sétima perdas ocorreram em aproximadamente 434 ºC até 710
ºC, correspondendo ao sexto estágio de perda de massa, que pode ser sugerida como sendo à
saída de um ligante INH, um grupo aniônico (cloreto) e um ganho de oxigênio. Este estágio
119
Genickson Borges de Carvalho
apresentou uma perda total de 32,4% (calculada 32,8%). O resíduo final foi atribuído à
formação de um mol de óxido do metal. O valor experimental de 16,2% está em boa
concordância com o valor calculado de 15,7%. Os resultados concordaram com a
estequiometria proposta pela análise de CHN.
A curva DTA apresentou sete picos em correspondência às perdas de massas
exibidas pela curva TG. Os dois primeiros picos endotérmicos, que aparecem em 73 ºC e 128
ºC, respectivamente são atribuídos à desidratação. Os picos endotérmicos em 257 ºC e 355 ºC
são referentes ao calor utilizado na termodecomposição do complexo anidro. Os picos
exotérmicos em 424 ºC, 500 ºC e 676 ºC são atribuídos à queima da matéria orgânica, com a
formação simultânea do óxido de cobalto como resíduo final.
Figura 72 - Curva TG, DTG e DTA do complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O em atmosfera de N2,
vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg, cadinho de alumina e
razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
Tabela 17 - Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O
em atmosfera de N2. Eventos TG DTA DTG
Intervalo/ºC Pico/ºC Pico/ºC
Endotérmico 31 – 83 73 69
Endotérmico 95 – 141 128 124
Endotérmico
Endotérmico
Exotérmico
224 – 267
339 - 360
362 – 434
257
355
424
259
348
423
Exotérmico
Exotérmico
434 – 556
556 – 710
500
676
494
668
120
Genickson Borges de Carvalho
5.7.2.2 Termogravimetria do [Ni(INH)2Cl2] 2H2O
As curvas TG, DTG e DTA do complexo obtido em atmosfera de N2 encontra-se na
Figura 73. As temperaturas iniciais, finais e de picos DTA e DTG são mostrados na Tabela
18.
A curva termogravimétrica do complexo mostrou seis etapas diferentes de perda de
massa. A primeira etapa iniciando-se por volta de 31 ºC e terminado por volta de 103 ºC,
correspondendo a uma perda de 8,98% (calculado 8,19%) é referente à saída de duas
moléculas de água de hidratação. A segunda, ocorrendo entre 278 ºC - 298 ºC,
correspondendo a um percentual de perda de 18,7% (calculada 18,6%) é referente à saída de
3/5 do ligante INH. A terceira etapa, começando em 298 ºC e terminando em 334 ºC,
correspondendo a 11,5% (calculada 12,5%) é atribuída à saída de 2/5 do ligante INH. A
quarta etapa ocorreu em 334 ºC até 383 ºC, correspondendo a uma perda de 16,2% (calculado
16,1%), provavelmente devido à saída de dois mols de cloretos. O último estágio de perda é
referente a quinta e a sexta etapa de perda de massa, que começa por volta de 383 ºC até 548
ºC que pode ser atribuído à saída de um ligante INH e um ganho de oxigênio. A soma das
porcentagens dessas duas etapas é de 27,5% (calculado 27,4%). A relação estequiométrica do
complexo indica a formação de NiO como resíduo final. O valor observado foi de 17,1%, que
está em boa concordância com o valor calculado 16,9%. A estequiometria proposta pela
análise elementar de CHN está de acordo com a estabelecida pela termogravimetria.
A curva DTA do complexo de níquel com a isoniazida apresentou seis picos. O
primeiro pico endotérmico apareceu em 74 ºC devido à desidratação do complexo. A
decomposição térmica do composto anidro ocorreu em 288 ºC, 353 ºC e 389 ºC referentes a
três picos endotérmicos que são atribuídos a absorção de calor para termodecomposição do
complexo. Os picos exotérmicos em 421 ºC e 530 ºC correspondem à queima de resíduos
orgânicos, levando a formação do resíduo final que foi atribuído como sendo o óxido de
níquel.
121
Genickson Borges de Carvalho
Figura 73 - Curva TG, DTG e DTA do complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O em atmosfera de N2,
vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg, cadinho de alumina e
razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
Tabela 18 - Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O
em atmosfera de N2. Eventos TG DTA DTG
Intervalo/ºC Pico/ºC Pico/ºC
Endotérmico 31 – 103 74 69
Endotérmico 278 – 298 288 286
Endotérmico 298 – 334 353 326
Endotérmico
Exotérmico
334 – 383
383 – 457
389
421
377
436
Exotérmico 457 – 548 530 525
5.7.2.3 Termogravimetria do [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O
As curvas TG, DTG e DTA do composto obtido em atmosfera de N2 encontram-se na
Figura 74. As temperaturas iniciais, finais e de picos são mostrados na Tabela 19.
A curva termogravimétrica do complexo apresentou cinco etapas de perdas de massa.
A primeira ocorreu entre 26 ºC - 77 ºC, correspondendo a um percentual de 5,58% (calculado
5,24%) atribuída à eliminação de um mol de moléculas de água de hidratação. A segunda
ocorreu entre 77 ºC - 170 ºC, que corresponde a um percentual de perda de 15,2% (calculado
15,7%) referente à saída de mais três mols de moléculas de água. A diferença de temperatura
nesta etapa indica que duas dessas águas são de coordenação e uma de hidratação. A terceira
perda de massa ocorreu em aproximadamente 170 ºC até 263 ºC, atribuída à saída do
fragmento C6H4NO, correspondente a 31,2% (calculado 30,8%). A quarta perda corresponde
122
Genickson Borges de Carvalho
à eliminação do fragmento N2H3, que ocorreu entre 263 ºC - 312 ºC, referente a uma perda de
8,31% (calculado 9,06%). O quinto estágio de perda massa ocorreu entre 312 ºC - 529 ºC, e é
acompanhada pela eliminação de 4/3 do grupo aniônico (cloreto) e um ganho de oxigênio,
correspondendo a um percentual de 9,32% (calculado 10,6%). O resíduo final foi atribuído à
formação de 1/3 de oxicloreto do metal. O valor experimental é de 30,4% (calculado 28,5%).
Os resultados concordaram com a estequiometria proposta pela análise de CHN.
A curva DTA do complexo de cobre com a isoniazida apresentou seis picos. Os picos
endotérmicos em 91 ºC e 125 ºC, respectivamente são referentes à desidratação do complexo.
A decomposição térmica do composto anidro ocorreu em 262 ºC referente ao pico
endotérmico, que é atribuído à absorção de calor para termodecomposição do complexo. Os
picos exotérmicos em 295 ºC, 422 ºC e 533 ºC atribui-se à queima da matéria orgânica com a
formação simultânea do oxicloreto de cobre como produto final.
Figura 74 - Curva TG, DTG e DTA do complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O em atmosfera
de N2, vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4mg, cadinho de
alumina e razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
Tabela 19 - Dados obtidos nas curvas de Análise Térmica do complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2]
2H2O em atmosfera de N2. Eventos TG DTA DTG
Intervalo/ºC Pico/ºC Pico/ºC
Endotérmico 26 – 77 91 86
Endotérmico 77 – 170 125 129
Endotérmico 170 – 263 262 254
Exotérmico
Exotérmico
263 – 312
312 – 428
295
422
297
419
Exotérmico 428 – 529 533 532
123
Genickson Borges de Carvalho
Na Figura 75 pode-se observar as três curvas termogravimétricas correspondentes os
complexos de cobalto, níquel e cobre com a isoniazida (INH). A primeira etapa de
decomposição para os complexos praticamente se iniciou à mesma temperatura, mas as curvas
apresentaram etapas de decomposição diferentes.
Figura 75 - Curva TG para os complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu em atmosfera de N2,
vazão de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 4 mg, cadinho de alumina e
razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
Convêm salientar que é difícil descrever com muita certeza as reações que ocorrem,
porque não disponhamos de acessórios acoplados aos canais de registro capaz de analisar os
gases resultantes da termodecomposição. As discussões qualitativas aqui apresentadas devem
ser tomadas com cautela, pois a não ser que seja feito um estudo dos intermediários e
produtos finais por métodos físicos e químicos de análise, não se podem tirar conclusões
definitivas.
124
Genickson Borges de Carvalho
5.8 CALORIMETRIA EXPLORATÓRIA DIFERENCIAL (DSC)
As curvas DSC dos complexos sintetizados encontram-se nas Figuras 76 a 81. Essas
curvas mostram picos endotérmicos e exotérmicos em correspondência com os observados ou
não nas curvas DTA. Os perfis dos eventos exotérmicos nas curvas DSC diferem dos
observados nas curvas DTA. Essas diferenças são provocadas pelas condições experimentais,
isto é, as curvas TG-DTA foram obtidas utilizando suporte de amostra sem tampa.
5.8.1 Complexos metálicos da pirazinamida (PZA)
5.8.1.1 Complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2]
A Figura 76 mostra a curva DSC do complexo de cobalto com a PZA em atmosfera
de N2 e razão de aquecimento de 10 °C.min-1
, onde inicialmente apresentou dois picos
endotérmicos correspondentes à desidratação com máximos em 49 °C e 152 ºC
respectivamente. Os picos endotérmicos observados em 325 ºC e 423 ºC podem ser atribuídos
à decomposição térmica do composto anidro; seguido por um pico exotérmico com o máximo
em 472 ºC atribuído à queima da matéria orgânica. Alguns destes eventos não foram
observados em temperaturas próximas aos da curva DTA.
Figura 76 - Curva DSC do complexo [Co(PZA)(H2O)2Cl2] em atmosfera de N2, vazão de gás
de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte da amostra de alumínio e
razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
125
Genickson Borges de Carvalho
5.8.1.2 Complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O
A Figura 77 mostra a curva DSC do complexo de níquel com a PZA em atmosfera de
N2 e razão de aquecimento de 10 °C.min-1
. Os picos endotérmicos com máximos em 45 ºC, 72
ºC e 188 ºC são atribuídos à desidratação do composto. Os picos endotérmicos em 360 ºC e
408 ºC são correspondentes à decomposição térmica do complexo anidro. Os picos
exotérmicos observados em 434 ºC e 454 ºC podem ser atribuídos à queima de resíduos
orgânicos. Alguns desses eventos não foram evidenciados em temperaturas próximas daquelas
obtidas na curva DTA.
Figura 77 - Curva DSC do complexo [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O em atmosfera de N2, vazão
de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte da amostra de
alumínio e razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
5.8.1.3 Complexo [Cu(PZA)2Cl2]
A Figura 78 mostra a curva DSC do complexo de cobre com a PZA em atmosfera de
N2 e razão de aquecimento de 10 °C.min-1
, no qual apresentou dois picos endotérmicos com
máximos em 231 °C e 257 ºC, referentes ao processo de termodecomposição do composto;
seguido por três picos exotérmicos em 299 ºC, 408 ºC e 445 ºC, respectivamente, que podem
ser atribuídos à combustão da matéria orgânica. Um dos eventos observado na curva DSC não
foi evidenciado na curva DTA.
126
Genickson Borges de Carvalho
Figura 78 - Curva DSC do complexo [Cu(PZA)2Cl2] em atmosfera de N2, vazão de gás de 50
mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte da amostra de alumínio e razão de
aquecimento de 10°C.min-1
.
5.8.2 Complexos metálicos da isoniazida (INH)
5.8.2.1 Complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O
A Figura 79 mostra a curva DSC do complexo de cobalto com a INH em atmosfera
de nitrogênio e razão de aquecimento de 10 ºC.min-1
, onde se apresentou de maneira bastante
complexa, de modo que dificultou a análise para as devidas atribuições. Os eventos que
provavelmente tenham ocorrido, podem ser a desidratação do composto, seguido da
decomposição térmica do composto anidro e queima de resíduos orgânicos. Estes eventos
ocorreram próximos daquelas observadas na curva DTA.
127
Genickson Borges de Carvalho
Figura 79 - Curva DSC do complexo [Co(INH)2Cl2] 4H2O em atmosfera de N2, vazão de gás
de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte da amostra de alumínio e
razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
5.8.2.2 Complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O
A Figura 80 mostra a curva DSC do complexo de níquel com a INH em atmosfera de
N2 e razão de aquecimento de 10 °C.min-1
, em que inicialmente apresentou um pico
endotérmico em 78 °C correspondente à desidratação do complexo. Em seguida observou-se
três picos endotérmicos em 282 °C, 319 ºC e 367 ºC, que podem ser referentes às etapas de
termodecomposição do composto anidro. Acima de 367 ºC não foi evidenciado nenhum pico
referente a quaisquer tipos de eventos. Alguns desses eventos não foram observados em
temperaturas similares às encontradas na curva DTA.
Figura 80 - Curva DSC do complexo [Ni(INH)2Cl2] 2H2O em atmosfera de N2, vazão de gás
de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte da amostra de alumínio e
razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
128
Genickson Borges de Carvalho
5.8.2.3 Complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O
A Figura 81 mostra a curva DSC do complexo de cobre com a INH em atmosfera de
N2 e razão de aquecimento de 10 °C.min-1
, onde foram observados dois picos endotérmicos
com máximos em 86 °C e 134 ºC que são atribuídos à desidratação do complexo. Os três
picos endotérmicos observados em 194 ºC, 246 ºC e 325 ºC são sugeridos como sendo
referentes à decomposição térmica do composto anidro. O pico exotérmico com máximo em
403 ºC é atribuído à queima da matéria orgânica. Alguns desses eventos não foram
observados em temperaturas similares às encontradas na curva DTA.
Figura 81 - Curva DSC do complexo [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O em atmosfera de N2, vazão
de gás de 50 mL.min-1
, massa da amostra de 1 mg, suporte da amostra de
alumínio e razão de aquecimento de 10°C.min-1
.
5.9 ESTEQUIOMETRIA DOS COMPOSTOS
A estequiometria dos complexos foi estabelecida a partir dos resultados da análise
elementar de CHN, resultados experimentais (% H2O e % Ligante) obtidos pelas curvas
termogravimétricas (TG), teores de metais obtidos por complexometria por EDTA e curvas
TG, que estão apresentados na Tabela 7 na subseção 5.2.3, os quais foram comparados aos
valores teóricos obtidos.
Na Tabela 20 encontram-se os resultados da análise elementar de CHN para os
complexos PZA-Co, PZA-Ni e PZA-Cu. De acordo com os resultados para o complexo PZA-
Co, propõe-se que para cada mol do complexo está presente um mol do ligante PZA, dois
mols de cloreto e dois mols de água coordenada. Para o complexo PZA-Ni, propõe-se que por
129
Genickson Borges de Carvalho
cada mol do complexo está presente um mol do ligante PZA, dois mols de cloreto e três mols
de moléculas de água, sendo que uma dessas está presente na esfera de coordenação como
água de hidratação. Para o complexo PZA-Cu, propõe-se a presença de dois mols do ligante
PZA e dois mols de cloreto para cada mol do complexo.
Tabela 20 - Resultados de CHN para os complexos PZA-Co, PZA-Ni e PZA-Cu. PZA-Co PZA-Ni PZA-Cu
[Co(PZA)(H2O)2Cl2] [Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O [Cu(PZA)2Cl2]
Exp Cal % Erro Exp Cal % Erro Exp Cal % Erro
%C
20,5 20,8 1,44 22,1
23,5 5,96 31,3 31,6 0,95
%H
3,00 3,14 4,46 3,61
3,61 0,00 2,86 2,65 7,92
%N 14,2 14,5 2,07 13,1 13,7 4,37 21,1 22,1 4,52
Na Tabela 21 são apresentados os resultados das análises elementares de CHN dos
complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu. Com base nos resultados obtidos para o complexo
INH-Co, propõe-se que para cada mol do complexo estejam presentes dois mols do ligante
INH, dois mols de cloreto e quatro mols de água de hidratação. Para o complexo INH-Ni,
propõe-se que por mol do complexo estejam presentes dois mols do ligante INH, dois mols de
cloreto e dois mols de moléculas de água de hidratação. Para o complexo INH-Cu, propõe-se
que a cada mol do composto estejam presentes um mol do ligante INH, dois mols de cloreto e
quatro mols de água, sendo que duas dessas estão presentes na forma de água de hidratação.
Tabela 21 - Resultados de CHN para os complexos INH-Co, INH-Ni e INH-Cu. INH-Co INH-Ni INH-Cu
[Co(INH)2Cl2] 4H2O [Ni(INH)2Cl2] 2H2O [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O
Exp Cal % Erro Exp Cal % Erro Exp Cal % Erro
%C
31,2 30,3 2,97 31,9 32,8 2,74 21,3 20,9 1,91
%H
4,15 4,66 10,9 4,25 4,13 2,90 4,08 4,37 6,64
%N 16,8 17,6 4,54 18,1 19,1 5,23 11,7 12,2 4,10
As porcentagens de perdas de água e de ligantes nos complexos são apresentadas na
Tabela 22.
130
Genickson Borges de Carvalho
Tabela 22 - Resultados termoanalíticos dos complexos estudados. Compostos H2O (% Perda)* LIGANTES (% Perda)*
Cal. TG Cal. TG
[Co(PZA)(H2O)2Cl2] 12,6 13,5 57,8 58,7
[Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O 17,6 19,6 52,1 47,6
[Cu(PZA)2Cl2] - - 79,0 79,6
Compostos H2O (% Perda)* LIGANTES (% Perda)*
Cal. TG Cal. TG
[Co(INH)2Cl2] 4H2O 15,1 14,1 69,1 69,6
[Ni(INH)2Cl2] 2H2O 8,19 8,98 74,6 73,9
[Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O 20,9 20,8 50,5 48,8
* Soma total das porcentagens de perdas de massa.
5.10 PROPOSIÇÃO ESTRUTURAL
Com base nos resultados obtidos das análises de espectroscopia no infravermelho e
termogravimetria; e em concordância com os resultados obtidos de análise elementar de CHN
e de condutividade molar, sugere-se as seguintes estruturas para os complexos. Para todos os
compostos, os íons metálicos encontram-se em ambiente de coordenação octaédrico com uma
forte distorção tetragonal devido ao efeito de Jahn-Teller no sítio do metal.
5.10.1 Complexos com a pirazinamida (PZA)
Os sítios de coordenação estão ocupados por dois átomos de cloro, duas moléculas
de água e por uma molécula de pirazinamida coordenada via oxigênio da carbonila e
nitrogênio alfa do anel heterocíclico para os complexos (1) e (2). Para o complexo (3), os
sítios de coordenação estão ocupados por dois átomos de cloro e por duas moléculas de
pirazinamida coordenadas através do átomo de oxigênio do grupo carbonila e nitrogênio alfa
do anel pirazínico (Figura 82).
131
Genickson Borges de Carvalho
Figura 82 - Estruturas propostas para os complexos [Co(PZA)(H2O)2Cl2] (1),
[Ni(PZA)(H2O)2Cl2] H2O (2) e [Cu(PZA)2Cl2] (3).
5.10.2 Complexos com a isoniazida (INH)
Os sítios de coordenação estão ocupados por dois átomos de cloro e por duas
moléculas de isoniazida coordenadas através do oxigênio da carbonila e nitrogênio do grupo
hidrazida para os compostos (1) e (2). Para o composto (3), os sítios de coordenação estão
ocupados por dois átomos de cloro, duas moléculas de água e por uma molécula de isoniazida
coordenada através do átomo de nitrogênio terminal do grupo hidrazida e oxigênio da
carbonila (Figura 83).
132
Genickson Borges de Carvalho
Figura 83 - Estruturas propostas para os complexos [Co(INH)2Cl2] 4H2O (1), [Ni(INH)2Cl2]
2H2O (2) e [Cu(INH)(H2O)2Cl2] 2H2O (3).
6 CONCLUSÃO
134
Genickson Borges de Carvalho
6 CONCLUSÃO
Com base nos resultados obtidos pela análise elementar de CHN, curvas
termogravimétricas e da complexometria com EDTA, foi possível estabelecer a
estequiometria geral destes compostos, que apresentaram fórmula geral: MLCl2.nH2O, sendo
M = Co(II), Ni(II) e Cu(II); L = PZA, com n = 2 para o composto de Co(II), n = 3 para o de
Ni(II) e n = 0 para o composto de Cu(II). Os complexos da isoniazida apresentaram as
fórmulas gerais: ML2Cl2.nH2O, sendo M = Co(II) e Ni(II); L = INH; com n = 4 para o
composto de Co(II), n = 2 para o de Ni(II) e MLCl2.nH2O, sendo M = Cu(II) e L = INH, com
n = 4.
As medidas dos pontos de fusão forneceram informações importantes quanto à
formação dos compostos de coordenação. Nenhum dos complexos estudados fundiram em
temperaturas próximas daquelas dos ligantes livres, indicando uma forte tendência da
formação dos compostos.
Conforme os difratogramas de raios X (método do pó), todos os complexos dos
metais da série estudada com o ligante pirazinamida (PZA) apresentaram linhas de difração,
indicando que os compostos possuem cristalinidade. Dos complexos dos metais da série com
o ligante isoniazida (INH), somente o de cobalto não possui padrão de difração, já os demais
apresentaram reflexões em seus difratogramas, indicando que estes compostos se
apresentaram no estado cristalino.
As curvas TG-DTA e DSC permitiram elucidar eventos térmicos que podem ser
atribuídos aos processos de desidratação, termodecomposição parcial do complexo anidro e
degradação oxidativa da matéria orgânica.
Com relação à coordenação metal-ligante pode-se sugerir, baseados nos espectros de
absorção na região do infravermelho, que no geral a coordenação dos íons metálicos nos
compostos com a pirazinamida é feita principalmente pelo átomo de oxigênio da carbonila e
pelo nitrogênio alfa do anel heterocíclico. Nos compostos com a isoniazida a coordenação é
feita através de forma bidentada pelo átomo de oxigênio da carbonila e pelo nitrogênio
terminal do grupo hidrazida. Em todo caso, a justificativa é feita pelo deslocamento da
freqüência observada quando se compara os espectros desses compostos com o do ligante
livre, permitindo de acordo com valores de deslocamento sugerir qual o sítio está coordenado
ao metal.
135
Genickson Borges de Carvalho
As medidas de condutividade para os complexos em solução aquosa sugerem para
todos eles, comportamento de eletrólitos do tipo 1:2, que pode ser atribuído à presença de
pares iônicos. Já em acetonitrila, todos os complexos tiveram comportamento de não
eletrólitos.
Tomando como base a conclusão, acreditamos que o objetivo deste trabalho tenha
sido alcançando no que diz respeito à contribuição para síntese inorgânica de complexos
metálicos que apresentam possivelmente atividade biológica e a caracterização destes.
REFERÊNCIAS
137
Genickson Borges de Carvalho
REFERÊNCIAS
AKALIN, E.; AKYUZ, S. Experimental and theoretical study of the vibrational spectra of
paraphenylediamine transition metal (II) complexes. Journal of molecular structure, v. 563-
564, p.579-586, 2001. Disponível em:
<http://ac.els-cdn.com/S0022286000008024/1-s2.0-S0022286000008024-
main.pdf?_tid=5598a1f0-1d33-11e2-8be8-
00000aab0f27&acdnat=1351011889_6515f70e02948bc10a38c2dd6f04affe>. Acesso em: 13
dez. 2010.
AKALIN, E.; AKYUZ, S. Vibrational structure of free and hydrogen bonded complexes of
isoniazid : FT-IR, FT-Raman and DFT study. Journal of molecular structure, v. 834-836,
p.492-497, 2007. Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271369&_user=68733
5&_pii=S0022286007000051&_check=y&_origin=search&_zone=rslt_list_item&_coverDat
e=2007-05-27&wchp=dGLzVlB-zSkzk&md5=4e7e32e0a9b78485a6eaf7ff0cc88109/1-s2.0-
S0022286007000051-main.pdf>. Acesso em: 15 maio. 2011.
AKYUZ, S.; DAVIES, J. E. D. Solid-state vibrational spectroscopy: Part 11. An infrared and
raman vibrational spectroscopic study of metal (II). Journal of molecular structure, v. 95,
p.157-168, 1982. Disponível em:
< http://ac.els-cdn.com/0022286082901417/1-s2.0-0022286082901417-
main.pdf?_tid=586b467a-1d34-11e2-bb0a-
00000aab0f02&acdnat=1351012323_2b572a41b0ccbb1b958d5856e3d74aad>. Acesso em: 19
dez. 2010.
AKYUZ, S. The FT-IR spectra of pyrazinamide complexes of transition metal (II)
tetracyanonickelate. Journal of Molecular Structure, v.651-653, p.541-545, 2003.
Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271369&_user=68733
5&_pii=S0022286002006750&_check=y&_origin=search&_zone=rslt_list_item&_coverDat
e=2003-06-01&wchp=dGLzVlV-zSkzS&md5=e5578e4b884ae68fb1a85d1ce5d0b3e2/1-s2.0-
S0022286002006750-main.pdf >. Acesso em: 20 out. 2011.
AKYUZ, S.; et al. Vibrational spectroscopic study of two dimensional polymer compounds of
pyrazinamide. Journal of Molecular Structure, v.834-836, p.399-402, 2007. Disponível
em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271369&_user=68733
5&_pii=S0022286006009410&_check=y&_origin=search&_zone=rslt_list_item&_coverDat
e=2007-05-27&wchp=dGLzVlV-zSkzS&md5=4c2673b87be89ed7a4d676438f7f0599/1-s2.0-
S0022286006009410-main.pdf >. Acesso em: 20 out. 2011.
ALMEIDA, C. C.; MOTHÉ, C.G. Avaliação de Compósitos Odontológicos por Análise
Térmica e Microscopia Eletrônica de Varredura. Polímeros: Ciência e Tecnologia. v. 19, n. 1,
p.85-93, 2008. Disponível em:
<http://www.scielo.br/pdf/po/v19n1/18.pdf>. Acesso em: 07 out. 2010.
138
Genickson Borges de Carvalho
ALVES, R. Estudo termoanalítico e de Compatibilidade fármaco-excipiente de
rifampicina e alguns medicamentos utilizados na terapêutica da tuberculose. 2007. 90 f.
Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) – Programa Fármaco e Medicamentos,
Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007. Disponível em:
<http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9139/tde-31032008-162730/pt-br.php>. Acesso
em: 08 out. 2010.
ANASTASSIYA, V.; et al. Ni(II)-Mediated nitrosation of oximes bearing an α-CH2 group.
Inorganic Chemistry Communications, v.9, p. 869-871, 2006. Disponível em:
< http://ac.els-cdn.com/S1387700306001390/1-s2.0-S1387700306001390-
main.pdf?_tid=b628794c-1d3c-11e2-ad74-
00000aab0f6b&acdnat=1351015916_ea6461e959ed7b87742192c310ed00d4>. Acesso em: 23
mar. 2011.
ANTONINO, N. A. Otimização do Processo de Obtenção de Quitina e Quitosana de
Exoesqueleto de Camarões Oriundos da Indústria Pesqueira Paraibana, 2007. 89 f.
Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade
Federal da Paraíba, João Pessoa, 2007. Disponível em:
<http://www.ppgq.quimica.ufpb.br/dissertacoes/Dissertacao_Nilton_Andrade.pdf>. Acesso
em: 23 abr. 2011.
ATKINS, P. W. Physical Chemistry. 4. ed. Oxford: Oxford University Press, 1990.
ATKINS, P. W.; SHRIVER, D. F. Química Inorgânica. 3. ed. Porto Alegre: Bookman,
2003.
ATKINS, P. W.; SHRIVER, D. F. Química Inorgânica. 4. ed. Porto Alegre: Bookman,
2008.
AZAROFF, L. V.; BUERGER, M. J. The powder method in X ray crystallography. New
York: McGraw-Hill, 1958. 342 p.
BENITE, A. M. C.; MACHADO, S. P.; BARREIRO, E. J. Considerações Sobre a Química
Bioinorgânica Medicinal, v. 4, n. 2, p.131-142, 2007. Disponível em:
<http://www.revistas.ufg.br/index.php/REF/article/viewFile/3027/3049..>. Acesso em: 16
nov. 2010.
BERNAL, C.; et al. Influência de Alguns Parâmetros Experimentais nos Resultados de
Análises Calorimétricas Diferenciais - DSC. Quimica Nova, v. 25, n. 5, p. 849-855, 2002.
Disponível em:
< http://www.scielo.br/pdf/qn/v25n5/11418.pdf>. Acesso em: 16 nov. 2010.
BHAGWAN, S. G.; et al. Synthesis, characterization and biological activity of complexes of
2-hydroxy-3,5-dimethylacetophenoneoxime (HDMAOX) with copper(II), cobalt(II),
nickel(II) and palladium(II). Spectrochimica Acta Part A, v. 68, p. 63-73, 2007.
<http://www.deepdyve.com/lp/elsevier/synthesis-characterization-and-biological-activity-of-
complexes-of-2-20dfWkPe8P >. Acesso em: 20 out. 2010.
139
Genickson Borges de Carvalho
BHATIA, S., KAUSHIK, N. K.; SODHI, G.S. Thermal studies on organomercury(II)
complexes of isoniazid. Thermochimica Acta. v. 116, p. 357-362, 1987. Disponível em:
<http://ac.els-cdn.com/0040603187881960/1-s2.0-0040603187881960-
main.pdf?_tid=b4bf259a-fdc7-11e1-983f-
00000aab0f6b&acdnat=1347557177_b8f116f9a536d45c2b48c902cc859324>. Acesso em: 20
ago. 2011.
BRANDI-BLANCO, M. P.; et al. Two intra-molecular inter-ligand C(aromatic)-
H...O(Carboxyl) interactions reinforce the formation of a single Cu(II)-N4(pza) bond in the
molecular recognition between pyrazine-2-carboxamide (pza) and the
(iminodiacetato)copper(II) chelate. Synthesis, molecular and crystal structure and properties
of [Cu(IDA)(pza)(H2O)].H2O. Inorganic Chemistry Communications, v.6, n.3, p. 270-273,
2003. Disponível em:
<http://www.usc.es/giqimo/PDF/murry18.pdf>. Acesso em: 19 out. 2011.
BROWN, M. E. Introduction to THERMAL ANALYSIS: Técnicas e aplicações. New
York: Champman and Hall Ltda; 1988.
BUDHANI, P.; et al. Synthesis, characterization and spectroscopic studies of pyrazinamide
metal complexes. Journal of Saudi Chemical Society, v. 14, p. 281-285, 2010. Disponível
em:
<http://ac.els-cdn.com/S1319610310000244/1-s2.0-S1319610310000244-
main.pdf?_tid=20f75f2c-fdc6-11e1-a980-
00000aab0f27&acdnat=1347556499_db28868943fb85e8e67b43c858c4b881>. Acesso em: 25
mar. 2011.
CAIRES, A.C.F. et al. Síntese e atividade citotóxica de alguns azido-ciclopaladados
estabilizados com ligantes bifosfínicos. Química Nova, v. 22, n. 3, p. 329-334, 1999.
< http://scielo-
log.scielo.br/scielolog/scielolog.php?script=sci_statart&lng=pt&nrm=iso&pid=0100-
4042&dti=20040101&dtf=200910$&cpage=9&nlines=80&tpages=35&maccess=78497&app
=scielo&server= >. Acesso em: 13 jan. 2011.
CARVALHO, C. T. Síntese, Caracterização e Estudo do Comportamento Térmico do 2-
Metoxibenzoatos de Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) e Zn(II) no estado sólido. 2006. 57f.
Dissertação (Mestrado em Química) – Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista,
Araraquara, 2006.
CASIMIRO, M. H.; et al. Análise Calorimétrica Aplicada a Polímeros Biológicos. Parte 1:
Fundamentos Teóricos. Química - Boletim da Sociedade Portuguesa de Química, v. 98,
p.29-35, 2005. Disponível em:
<http://www.spq.pt/boletim/docs/boletimSPQ_101_068_25.pdf >. Acesso em: 13 nov. 2010.
CHERUKUVADA, S.; THAKURIA, R.; NANGIA, A. Pyrazinamide Polymorphs : Relative
Stability and Vibrational Spectroscopy. Crystal Growth & Design, v. 10, n.9, p. 3931-3941,
2010. Disponível em: < http://repository.ias.ac.in/24580/>. Acesso em: 18 nov. 2011.
140
Genickson Borges de Carvalho
CONCEIÇAO, M. M.; et al. Dynamic Kinetic Calculation of Castor oil Biodiesel. Journal of
Thermal Analysis and Calorimetry, v. 87, n. 3, p.865-869, 2007. Disponível em:
<http://www.akademiai.com/content/kq4u464317x250u1/fulltext.pdf?page=1 >. Acesso em:
02 nov. 2010.
CONNOLLY, J. R. Introduction to X-ray Powder Diffraction. Material in this document is
borrowed from many sources. p. 1-9, 2007. Disponível em:
<http://epswww.unm.edu/xrd/xrdclass/01-XRD-Intro.pdf >. Acesso em: 25 out. 2011.
CORRÊA, C. C.; et al. Transition metal complexes with squarate anion and the pyridyl-donor
ligand 1,3-bis(4-pyridyl)propane (BPP): Synthesis, crystal structure and spectroscopic
investigation. Polyhedron, v. 26, n. 5, p. 989-995, 2007. Disponível em:
<http://www.ccp14.ac.uk/ccp/web-mirrors/lcells/reprints/olex_reprint.pdf>. Acesso em: 18
jul. 2011.
CORRÊA, T. A. Síntese de amino-álcoois derivados de carboidratos, potenciais agentes
antituberculose. 2009. 161f. Dissertação (Mestrado em Química) - Programa de Pós-
Graduação em Química, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 2009. Disponível
em: < http://www.bdtd.ufjf.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=388>. Acesso em: 05 mar.
2010.
CONSTANTINO, M. G. Química Orgânica: Curso Básico Universitário. Rio de Janeiro:
editora LTC, v.3, 2006.
COTTON, F. A. Basic Inorganic Chemistry. 3. ed. New York: John Wiley & Sons 1995.
COTTON, F. A.; WILKINSON, C. A.; MURILLO, C. A.; BOCHMANN, M. Advanced
Inorganic Chemistry. 6 ed. New York: John Willey & Sons, Inc, 1999.
DAKOVIC, M.; POPOVIC, Z.; SMRECKI-LOLIC, N. Synthesis, spectroscopic and
structural investigation of two nickel (II) thiocyanate complexes with isonicotinic acid.
Journal of Molecular Structure, v. 888, p. 394-400, 2008. Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271369&_user=68733
5&_pii=S0022286008000392&_check=y&_origin=&_coverDate=15-Oct-
2008&view=c&wchp=dGLzVlB-zSkWA&md5=4633a93287ee783de303a4df9b8fd78c/1-
s2.0-S0022286008000392-main.pdf >. Acesso em: 12 jul. 2011.
DAS, B. K.; et al. Structural, thermal and spectroscopic properties of supramolecular
coordination solids. Journal chemistry science, v.118, n.6, p.487-494, 2006. Disponível em:
< http://www.ias.ac.in/chemsci/Pdf-Nov2006/487.pdf>. Acesso em: 10 jul. 2011.
DIANU, M. L.; et al. Transition metal M(II) complexes with isonicotinic acid 2-(9-
anthrylmethylene)-hidrazide. Journal of the Serbian Chemical Society, v. 75, n. 11, p.
1515-1531, 2010. Disponível em:
<http://www.doiserbia.nb.rs/img/doi/0352-5139/2010/0352-51391000121D.pdf >. Acesso
em: 07 ago. 2011.
141
Genickson Borges de Carvalho
DONIA, A. M.; EL-RAYES, M. Themochromism of the cobalt (II)-isoniazid complex in the
solid state. Thermochimica Acta, v.147, p. 65-70, 1989. Disponível em:
<http://ac.els-cdn.com/0040603189851639/1-s2.0-0040603189851639-
main.pdf?_tid=e0884f08-fdc7-11e1-983f-
00000aab0f6b&acdnat=1347557250_c64bbfff0a26c1ccd0c945ba463908d1>. Acesso em: 20
ago. 2011.
EFTHIMIADOU, E. K.; KARALIOTA, A.; PSOMAS, G. Structure, antimicrobial activity
and DNA-binding properties of the cobalt (II) – sparfloxacin complex. Bioorganic &
Medicinal Chemistry Letters, v. 18, p. 4033-4037, 2008. Disponível em:
<http://ac.els-cdn.com/S0960894X08006343/1-s2.0-S0960894X08006343-
main.pdf?_tid=9d3c5182-d39a-11e2-a275-
00000aab0f27&acdnat=1371067359_24ad340aa092e995eefd6fc4d6d735b3 >. Acesso em: 20
jul. 2011.
FARIAS, R. F. Química de Coordenação Fundamentos e Atualidades. 1. ed. Campinas
São Paulo: Editora Átomo, 2005, 313p.
FARMACOPÉIA BRASILEIRA. 4. ed. São Paulo, 2000.
FERNANDES, J. P. S. Síntese e atividade antimicobacteriana de ésteres do ácido
pirazinóico e quinolonas. 2006. 144 f. Dissertação (Mestrado em Fármacia) - Programa de
Pós-Graduação em Ciências farmacêuticas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.
Disponível em:
<http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9138/tde-14112006-134536/pt-br.php>. Acesso
em: 15 out. 2010.
FRIEDEN, T. R.; DRIVER, C. R. Tuberculosis Control: past 10 years and future progress.
Tuberculosis, v. 83, p. 82-85, 2003. Disponível em:
<http://ac.els-cdn.com/S1472979202000604/1-s2.0-S1472979202000604-
main.pdf?_tid=6e34dbf6-81c5-11e2-a35a-
00000aab0f02&acdnat=1362069753_1588e974da5d1e312198b1ba6839ebd6 >. Acesso em:
30 out. 2010.
GAO, F.; et al. Synthesis, characterization and antibacterial activity of novel Fe(III), Co(II) e
Zn(II) complexes with norfloxacin. Journal of Inorganic Biochemistry, v. 60, n. 1, p. 61-
67, 1995. Disponível em:
<http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7595471>. Acesso em: 10 ago. 2011.
GARG, A.; et al. Polarographic study of Cu(II)-isoniazid complex at D.M.E. International
Journal of ChemTech Research, v.3, n. 1, p. 70-74, 2011. Disponível em:
< http://www.sphinxsai.com/Vol.3No.1/chem_jan-mar11/pdf/CT=12(70-74)%20JMCT11.pdf
>. Acesso em: 08 jul. 2011.
142
Genickson Borges de Carvalho
GEARY, W. J. The use of conductivity measurements in organic solvents for the
characterization of coordination compounds. Coordination Chemistry Reviews, v. 7, n. 1, p.
81-122, 1971. Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=RelatedArtURL&_pii=S0010854500800090&_
orig=search&_origin=rslt_list&_zone=rslt_list_item&_mlktType=NoRefwork&_isSubscribe
d=N&_acct=C000037878&_version=1&_userid=687335&md5=20cbe784474b1e5dff787f34
904aa79c>. Acesso em: 16 abr. 2011.
GILMAN, A. G.; HARDMAN, J. G.; LIMBIRD, L. E. As Bases Farmacológicas da
Terapêutica. 10. ed. Rio de Janeiro: McGraw Hill, 2005.
GLOBAL tuberculosis control: surveillance, planning, financing: WHO report 2007,
geneva, World Healt Organization, Geneva, 2007. Disponível em:
< http://icmr.nic.in/ijmr/2007/september/book_reviews.pdf>. Acesso em: 08 abr. 2011.
GOHER, M. A. S.; MAUTNER, F. A. A novel polymeric copper (I) complex with an unusual
azid bridge. Synthesis and crystal structure of [Cu(pyza)(m-1,1,3-N3)] -
(pyza=pyrazinecarboxamide). Journal of the American Chemical Society – Dalton
Transactions, v.10, p.1535-1536, 1999. Disponível em:
<http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1999/dt/a901425j/unauth>. Acesso em: 19 out.
2011.
GOHER, M. A. S.; MAUTNER. F. A. Spectral and structural characterization of copper(I)
halide, nitrate and perchlorate complexes of pyrazine carboxamide (pyza) and X-ray crystal
structure of polymeric [Cu(pyza)2I]n complex. Polyhedron, v.19, n.6, p. 601-606, 2000.
Disponível em: < http://144.206.159.178/FT/861/20203/364469.pdf>. Acesso em: 19 out.
2011.
GREENWOOD, N. N.; EARNSHAW, W. A. Chemistry of the Elements. 2. ed. New York:
Butterworth Heinemarm, p. 1156-1160, 1997.
HANSON, J. C.; CAMERMAN, N.; CAMERMAN, A. Structure of a Copper-Isoniazid
Complex. Journal of Medicinal Chemistry, v.24, n.11, p.1369-1371, 1981. Disponível em:
< http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jm00143a021>. Acesso em: 18 out. 2011.
HAO, H-Q.; PENG, M-X.; CHEN, Z-Y. Poly[bis-(µ2-4-pyridinecarboxylato-
к3N:O,O`)Cobalt(II)]: a triply interpenetrated structure with diamonoid topology. Acta
Crystallographica Section E, v. 63, n.10, p.m2605, 2007. Disponível em:
<http://journals.iucr.org/e/issues/2007/10/00/tk2191/tk2191sup0.html>. Acesso em: 13 set.
2011.
HATAKEYAMA, T.; QUINN, F. X. Thermal Analysis: Fundamentals and Applications to
Polymer Science. 2. ed. England: John Wiley & Sons Ltd., 1999.
HEIDELBERG, A. H. V. Thermal Analysis: Terms, Methods, Aplications. Germany:
Friedric Oehme, 1987.
HUHEEY, J. E.; KEITER, E. A.; KEITER. R. L. Inorganic Chemistry: Principles of
Structure and Reactivity. 4. ed. New York: Harper Collins Colege Publisher, 1993.
143
Genickson Borges de Carvalho
IONASHIRO, M. Giolito. Fundamentos da termogravimetria, análise térmica diferencial
e calorimetria exploratória diferencial. São Paulo: GIZ, 2005.
JAIN, S.; JAIN, N. K.; PITRE, K. S. Eletrochemical Analysis of Sparfloxacin in
pharmaceutical formulation and biochemical screening of its Co(II) complex. Journal of
Pharmaceutical and Biomedical Analysis, v. 29, n. 5, p. 795-801, 2002. Disponível em:
<http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12093511 >. Acesso em: 15 ago. 2011.
JONES, C. J. A química dos elementos do bloco d e f. 1. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002,
184p.
KRIZA, A.; et al. Complex Combinations of Some Transitional Metals with the Isonicotinic
Acid Hydrazide. Revista Chimie, v. 60, n.8, p.774-777, 2009. Disponível em:
<http://www.revistadechimie.ro/pdf/KRIZA%20ANG%208.pdf>. Acesso em: 19 out 2011.
KRIZA, A.; et al. Spectral and Thermal Studies About The Complexes of Some Divalent
Transitional Metals with Isonicotinic Acid Hydrazide. Revista Chimie, v.61, n.1, p.21-26,
2010a. Disponível em:
<http://www.revistadechimie.ro/pdf/KRIZA%20ANG..pdf>. Acesso em: 19 out. 2011.
KRIZA, A.; et al. Synthesis and structural studies of complexes of Cu, Co, Ni and Zn with
isonicotinic acid hydrazide and isonicotinic acid (1-naphthylmethylene)hydrazide. Journal of
the Serbian Chemical Society, v.75, n.2, p.229-242, 2010b. Disponível em:
<http://www.shd.org.rs/JSCS/Vol75/No2/08_4404_3955.pdf>. Acesso em: 19 out. 2011.
KRISTIANSSON, O. Bis-(pyrazine-2-carbox-amide)-bis-(tri-fluoro-methanesulfonato)
copper (II) monohydrate. Acta Crystallographica Section E, v. 58, n.3, p. m130-m132,
2002. Disponível em: < http://scripts.iucr.org/cgi-bin/paper?cm6000>. Acesso em: 08 set.
2011.
LANFREDI, A. M. M.; TIRIPICCHIO, A.; CAMELLINI, M. T. X-Ray and infrared
structural studies on the methyl ester of dithiocarbazic acid and its N-substituted derivatives.
Journal of Chemical Society Dalton Transactions, v. 1, p. 417-422, 1977. Disponível em:
< http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/1977/dt/dt9770000417 >. Acesso em: 20 mar. 2011.
LAVOR, E. P. Estudo de pré-formulação para dose fixa combinada dos tuberculostáticos
- Rifampicina, Isoniazida, Pirazinamida e Etambutol (4 em 1). 2010. 122f. Dissertação
(Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Programa de Pós-Graduação em Ciências
Farmacêuticas, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2010. Disponível em:
<http://bdtd.bczm.ufrn.br/tedesimplificado/tde_arquivos/33/TDE-2011-05-03T231253Z-
3393/Publico/EdilenePL_DISSERT.pdf>. Acesso em: 12 set. 2011.
LEE, J. D. Química Inorgânica não tão Concisa. 5. ed. São Paulo: Edgard Blücher 1999.
527p.
LEHNINGER, A.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 4. ed.
São Paulo: sarvier, 2006.
144
Genickson Borges de Carvalho
LI, Y. X.; et al. A mononuclear complex of norfloxacin with Silver(I) and its properties.
Inorganic Chemistry Communications, v.6, n.7, p. 819-822, 2003. Disponível em:
< http://ac.els-cdn.com/S1387700303001151/1-s2.0-S1387700303001151-
main.pdf?_tid=0310187c-1d39-11e2-bf1f-
00000aab0f26&acdnat=1351014327_ebe57442056f769777c75b120fd5ad0f>. Acesso em: 03
jun. 2010.
LI, L.; et al. Synthesis, crystal structure and third-order nonlinear optical properties of a novel
coordination polymer [Cd(en)(NO3)2(4,4’-bpy]n containing three kinds of ligands
(en=ethylenediamine). Inorgânica Chimica Acta, v. 344, p. 95-101, 2003. Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271401&_user=68733
5&_pii=S0020169302013166&_check=y&_origin=search&_zone=rslt_list_item&_coverDat
e=2003-02-20&wchp=dGLzVlV-zSkWb&md5=2e8e4e70eaf420465c88b48209a8f38d/1-
s2.0-S0020169302013166-main.pdf>. Acesso em: 18 out. 2011.
LIANG, Y-C.; et al. Hydrothermal syntheses, structural characterizations and magnetic
properties of cobalt (II) and manganese (II) coordination polymeric complexes containing
pyrazinecarboxylate ligand. Inorganica Chimica Acta, v.328, n.1, p. 152-158, 2002.
Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271401&_user=68733
5&_pii=S0020169301007162&_check=y&_origin=&_coverDate=30-Jan-
2002&view=c&wchp=dGLbVlt-zSkzk&md5=f654a098f483f87460c774a12f92241e/1-s2.0-
S0020169301007162-main.pdf >. Acesso em: 19 out. 2011.
MA, H. H. M.; CHIU, F. C. K.; LI, R. C. Mechanistic Investigation of the Reduction in
Antimicrobial Activity of Ciprofloxacin by Metal Cations. Pharmaceutical Research, v.14,
n. 3, p. 366-370, 1997. Disponível em:
<http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1012014608733?LI=true#page-1>.
Acesso em: 12 ago. 2011.
MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química: um curso universitário. 4. ed. São Paulo: Editora
Edgard Blucher Ltda, 1995.
MIN, K. S.; SUH, M. P. Self-Assembly, Structures, and Magnetic Properties of Ladder-Like
Copper (II) Coordination Polymers. Journal of Solid State Chemistry, v. 152, n.1, p. 183-
190, 2000. Disponível em: < http://mpsuh.snu.ac.kr/pdf_file/JSSC-2000-183_minks.pdf>.
Acesso em: 08 jun. 2010.
MIOTTI, R. D.; et al. Compostos Organolantanídeos Contendo o Ligante Pirazinamida:
Síntese, Caracterização e Atividade Catalítica na Polimerização do Etileno. Química Nova, v.
25, n. 5, p. 762-765, 2002. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v25n5/11406.pdf >.
Acesso em: 16 set. 2010.
MOURA, A. O.; et al. Estudos Cinéticos da Aquação do trans-[Co(en)2Cl2]Cl. Química
Nova, v. 29, n. 2, p. 385-387, 2006. Disponível em:
< http://www.scielo.br/pdf/qn/v29n2/28462.pdf>. Acesso em: 15 set. 2011.
MOTHÉ, C. G.; AZEVEDO, A. D. Análise Térmica de Materiais. 1. ed. São Paulo: edicão-
comercial Ltda, , 2002.
145
Genickson Borges de Carvalho
NANDA, P. K.; RAY, D. Synthesis and crystal structure of a cis-oxime-oximate bridged tetra
coordinated open-book shaped new dicopper (II/II) complex [Cu2(µ-Hdmg)2(Hdmg)]ClO4:
First report of unusual oxime OH bridging. Inorganica Chimica Acta, v.358, n. 13, p.4039-
4044, 2005. Disponível em:
< http://ac.els-cdn.com/S0020169305002483/1-s2.0-S0020169305002483-
main.pdf?_tid=2f735090-1d3a-11e2-afc2-
00000aab0f27&acdnat=1351014833_c0845e6c5d450323adf26be8d20ac6ab>. Acesso em: 20
jun. 2011.
PASAOGLU, H.; et al. Synthesis, spectroscopic and structural investigation of
ZnI2(nicotinamide)2, ZnI2(isonicotinamide)2 and [Zn(H2O)2(picolinamide)2]I2. Journal of
Molecular Structure, v. 794, p. 270-276, 2006. Disponível em:
<http://ac.els-cdn.com/S0022286006002316/1-s2.0-S0022286006002316-
main.pdf?_tid=b3ca8ee4-1312-11e2-96c3-
00000aacb361&acdnat=1349898362_25f51a34ce9ceedc4e9b16692896ced7>. Acesso em: 23
jun. 2011.
PAVAN, F. R. Atividade anti-Mycobacterium Tuberculosis intra e extracelular e
citotoxicidade dos compelxos de Rutênio e Vanádio e seus ligantes. 2009. 93 f. Dissertação
(Mestrado em Biociências e Biotecnologia aplicadas à Farmácia) - Programa de Pós-
Graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia, Universidade Estadual
Paulista-UNESP “Júlio de Mesquita Filho”, Araraquara, 2009. Disponível em:
<http://www.posgraduacao.fcfar.unesp.br/biociencias/Disertacoes/2009/fernando_pavan-
completo.pdf >. Acesso em: 14 jul. 2011.
SAHA, D. K.; et al. Hydrothermal synthesis, crystal structure, spectroscopy, electrochemistry
and antimycobacterial evaluation of the copper (II) ciprofloxacin complex: [Cu(cf)2(BF4)2].
6H2O. Inorganic Chemistry Communications, v. 5, n.12, p. 1022-1027, 2002. Disponível
em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271934&_user=68733
5&_pii=S1387700302006354&_check=y&_origin=search&_zone=rslt_list_item&_coverDat
e=2002-12-31&wchp=dGLbVlB-zSkWb&md5=43ab391029a213e233bd01678085db30/1-
s2.0-S1387700302006354-main.pdf>. Acesso em: 19 set. 2011.
SEKIZAKI, M. The Crystal Structure of bis(Pyrazine-2-Carboxamide) copper (II)
perchlorate. Acta Crystallographica Section B, v. 29, n.2, p. 327-331, 1973. Disponível em:
<http://www.deepdyve.com/lp/international-union-of-crystallography/the-crystal-structure-of-
bis-pyrazine-2-carboxamide-copper-ii-bQJKGhR7w8>. Acesso em: 18 out. 2010.
SEWARD, K. L.; et al. Nickel Pyrazinecarboxylate: A New 1D Coordination Polymer.
Journal of Chemical Crystallography, v.38, n.4, p.239-242, 2008. Disponível em:
<http://www.springerlink.com/content/g847vv4k6412747j/>. Acesso em: 19 set. 2010.
SHAIKH, A. R.; GIRIDHAR, R.; YADAV, M. R. Bismuth-norfloxacin complex: Synthesis,
physicochemical and antimicrobial evaluation. International Journal Pharmaceutical, v.
332, n. 1-2, p. 24-30, 2007. Disponível em:
<http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17174046 >. Acesso em: 08 ago. 2011.
SHRIVER, D. F.; ATKINS, P. W. Química Inorgânica. Porto Alegre: Bookman, 2003.
146
Genickson Borges de Carvalho
SMITH, C. V.; SHARMA, V.; SACCHETTINI, J. C. TB drug discovery: addressing issues of
persistence and resistance. Tuberculosis, v. 84, n. 1-2, p. 45-55, 2004. Disponível em:
<http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14670345>. Acesso em: 10 abr. 2011.
SKOOG, D.A.; HOLLER F. J.; NIEMAN T. Princípios de Análise Instrumental. 5. ed.
Porto Alegre: Bookman, 2002.
SKOOG, D. A.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Princípios de Análise Instrumental. 6. ed.
Porto Alegre: Bookman, 2009.
SILVA, S.A.; et al. Calorimetric and kinetic parameters of manioc derivatives.
Thermochimica Acta, v. 328, p. 177-181, 1999. Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MImg&_imagekey=B6THV-3W6F74Y-
V7&_cdi=5292&_user=687335&_pii=S004060319800639X&_orig=search&_coverDate=03
%2F22%2F1999&_sk=996719998&view=c&wchp=dGLbVzz-
zSkzS&md5=15f80dc1914c9b78b13fab8cd5583f15&ie=/sdarticle.pdf>. Acesso em: 28 out.
2010.
SILVA, E. C.; PAOLA, M. V. R. V.; MATOS, J. R. Análise Térmica Aplicada à
Cosmetologia. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, v. 43, n. 3, p.347-356, 2007.
Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rbcf/v43n3/a04v43n3.pdf >. Acesso em: 13 nov.
2010.
SILVA, A. L.; et al. Observatório Epidemiológico. Publicação Cientifica do Curso de
Bacharelado em Enfermagem do CEUT, Ed.8, p.1-5, 2010. Disponível em:
<http://www.ceut.com.br/observatorio/edicao%2008.pdf >. Acesso em: 12 out. 2010.
SILVA, J. J. F. D.; SILVA, J. A. L. D. A Química Inorgânica do Cérebro - Os Elementos
Químicos e o sistema Nervoso Central. Lisboa: Gradiva Publicações, 2008. (Ciência Aberta,
171)
SILVERSTEIN, R. M.; BASSLER, G. C.; MORRIL, T. C. Identificação Espectrométrica
de Compostos Orgânicos. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara, 1994.
SILVERSTEIN, R. M.; WEBSTER, F. X.; KIEMLE, D. J. Identificação Espectrométrica
de Compostos Orgânicos. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.
SOUZA, M. V. N.; VASCONCELOS, T. R. A. Fármacos No Combate à Tuberculose :
Passado, Presente e Futuro. Química Nova, v. 28; n. 4 , p.678-682, 2005. Disponível em:
<http://www.scielo.br/pdf/qn/v28n4/25117.pdf>. Acesso em: 12 jun. 2011.
SOUZA, M. V. N. Tuberculosis in pregnancy: an important problem of global public health.
Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, v. 87, n. 4, p. 132-138, 2006. Disponível em:
<http://www.revbrasfarm.org.br/pdf/2006/N42006/pag_132a138_TUBERCULOSE.pdf>.
Acesso em: 12 jun. 2011.
147
Genickson Borges de Carvalho
SOUZA, R. A.; et al. Antimycobacterial and antitumor activities of Palladium(II) complexes
containing isonicotinamide (isn): X-ray structure of trans-[Pd(N3)2(ISN)2]. European
Journal of Medicinal Chemistry, v. 45, p. 4863-4868, 2010. Disponível em:
<http://ac.els-cdn.com/S0223523410005532/1-s2.0-S0223523410005532-
main.pdf?_tid=d0af3f7a-fdc6-11e1-af62-
00000aacb35f&acdnat=1347556794_d1bf4434c3f2c0aa81c2dd2b7f3b94d6>. Acesso em: 10
jul. 2011.
TANASE, S.; et al. A new polymeric copper (II) complex containing pyrazine-2-
carboxyamide (pzca): Synthesis and crystal structure of [Cu(pzca)(CH3CN)3](ClO4)2. H2On.
Inorganic Chemistry Communications, v. 8, p.680-683, 2005. Disponível em:
<http://www.orgchem.science.ru.nl/pubs/10.1016_j.inoche.2005.05.004.pdf>. Acesso em: 18
abr. 2011.
TUREL, I.; et al. Antibacterial tests of Bismuth(III) - Quinolone (Ciprofloxacin, (cf))
compounds against Helicobacter pylori and some other bacteria. Crystal structure of
(cpf)2[Bi2Cl10].4H2O. Journal of Inorganic Biochemistry, v. 71, n. 1-2, p.53-60, 1998.
Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0162013498100326>. Acesso em: 14 ago.
2011.
UNITED STATE Pharmacopéia: USP 24. Rockville: United States Pharmacopeial
Convention, 1999, 2569p.
UNITED STATES Pharmacopeia DI. Aproved drug products and legal requirements. 27.
ed. Thompson Micromedex, v. 1, 2007, p. 347.
VOGEL, A. I. Análise Química Quantitativa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002.
YADAV, H. D. S.; SENGUPTA, S. K.; TRIPATHI, S. C. Oxozirconium(IV) complexes of
terephthalic acid dihydrazide and their reactions with β-diketones. Synthesis and Reactivity
in Inorganic and Metal-Organic Chemistry, v. 17, n. 1, p. 115-127, 1987. Disponível em:
< http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00945718708059417#preview>. Acesso em:
05 mar. 2011.
YAN, Z. Q. Trans-Di-aqua-bis-(pyridine-4-carboxyl-ato)-cobalt(II) dehydrate:
Co(C6H4NO2)2(H2O)2.2H2O. Acta Crystallographica Section E, v. 60, n.1, p. m116-m117,
2004. Disponível em: <http://www.citeulike.org/article/69997>. Acesso em: 16 mar. 2011.
YILMAZ, V. T.; et al. Two fluorescent silver(I)-saccharinato complexes of 2-methylpyrazine
and pyrazine-2-carboxamide with Ag…
Ag interactions. Inorganic Chemistry
Communications, v. 11, n.11, p. 1330-1333, 2008a. Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271934&_user=68733
5&_pii=S1387700308003213&_check=y&_origin=search&_zone=rslt_list_item&_coverDat
e=2008-11-30&wchp=dGLzVlV-zSkzS&md5=1cb5649a2d9e3168638b78dce6ddaafc/1-s2.0-
S1387700308003213-main.pdf>. Acesso em: 07 jun. 2011.
148
Genickson Borges de Carvalho
YILMAZ, A.; BOLUKBASI, O.; BAKILER, M. An experimental and theoretical vibrational
spectra of isoniazide. Journal of Molecular Structure, v.872, n. 2-3, p. 182-189, 2008b.
Disponível em:
<http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MiamiImageURL&_cid=271369&_user=68733
5&_pii=S0022286007002074&_check=y&_origin=&_coverDate=29-Jan-
2008&view=c&wchp=dGLzVlt-zSkWA&md5=f3e5890dd1116f095ceebe5773ec306c/1-s2.0-
S0022286007002074-main.pdf>. Acesso em: 19 jun. 2011.
YOSHIDA, M. I. Cinética e Mecanismo de reações de decomposição térmica no estado
sólido, Instituto de Ciências Exatas. 1993, 202f. Tese (Doutorado em Química) – Programa
de Pós Graduação em Química, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 1993.
ZHANG, Y. The magic bullets and tuberculosis drug targets. Annual. Revista
Pharmacologic toxicol, v.45, p.529, 2005. Disponível em:
<http://redetb.org/attachments/084_PUBLIC_ARTIGO_The_magic_bullets_and_tuberculosis
.pdf>. Acesso em: 20 nov. 2010.
ZINK. A. R.; et al. Characterization of Mycobacterium tuberculosis complex DNAs from
Egyptian mummies by Spoligotyping. Journal of Clinical Microbiology, v. 41, n.1, p. 359-
367, 2003. Disponível em: < http://jcm.asm.org/content/41/1/359.full#sec-11>. Acesso em: 07
set. 2010.