Este projeto tem como objetivo sintetizar compostos orgânicos (nitrogenados) e utilizá-los na síntese de compostos de coordenação, usando para isso metais de transição.

• Sintetizar diferentes Tiouréias e Guanidinas;
• Sintetizar compostos de coordenação com diferentes metais de transição, inicialmente, Cobre (I e II), Níquel (II) e Cobalto (II).
• Aplicar a técnica de espectrometria de massas para determinar o mecanismo das reações de formação das guanidinas, e de obtenção das 1,3,5-triazinas.

A produção industrial e o uso de elementos metálicos como Fe, Co, Cu, Ni, Zn, Cd e Pb podem causar poluição ambiental. Por outro lado, alguns destes metais estão presentes como elementos traços essenciais para  sistemas biológicos, além de que, esses íons metálicos também desempenham um papel importante na química bioinorgânica. Para entender o papel desses íons metálicos em sistemas biológicos, estudos estruturais dos compostos biológicos e seus complexos metálicos são extremamente importantes [ARSLAN, H., et al, 2009].

Os compostos que contém grupos carbonila e/ou tiocarbonila ocupam uma posição importante entre reagentes orgânicos como potenciais ligantes doadores de elétrons para íons de metais de transição [OZER, C. K., et al., 2009]. Entre esses ligantes, os derivados de tioureia são potencialmente versáteis, pois são capazes de se coordenar a uma variedade de centros metálicos, como ligantes neutros, monoânions ou diânions [HENDERSON, W.; et al., 2002; ZHANG, Y. M.; et al., 1998]. Os átomos doadores de elétrons (oxigênio, nitrogênio e enxofre) dos derivados de tioureia proporcionam uma multiplicidade de possibilidades de ligação tanto para os ligantes quanto o seu metal. Esses complexos apresentam uma ampla gama de atividades biológicas, incluindo antibacterianas, antifúngicas, antitubercular, antitireoidismo, anti- helmíntico, rodenticida, inseticida, herbicida, etc [ZHOU, W. Q., et al., 2004; EWEIS, M., et al., 2006; LIMBAN, C., et al., 2011].

Além de serem extremamente versáteis em química de coordenação, existem metodologias sintéticas que empregam tiouréas e seus análogos como blocos na construção de guanidinas [RAFIEE, E., ey al., 2008, ZHANG, Y., et al, 2008; PALIMAR, S. S., et al., 2008; CUNHA, S., et al., 2007; Cunha, S., et al., 2007; Cunha S., et al., 2003; Cunha, S., et al., 2002, 13, 629-634; Cunha, S., KASCHERES, A., 2001]. As guanidinas são compostos nitrogenados que apresentam uma gama de propriedades interessantes, atribuídas principalmente à sua estrutura que contém o fragmento CN3 (HN=C(NH2)2). Os derivados substituídos de guanidinas, RN=C(NR'R'')NHR''', recebem cada vez mais atenção por causa do efeito estéril e eletrônico ajustável de acordo com os substituintes (R-R''').[ ZHANG, W.; XU, L.; XI, L., 2015]. Guanidinas possuem três campos de aplicações características:

1. Servem como blocos de construção de vários fármacos, produtos naturais, agroquímicos e, explosivos, etc. Por exemplo, a Rosuvastatina, um colesterol inibidor de biossíntese, e a L-Arginina, um aminoácido com grupo básico guanidino, que está envolvido em muitos processos fisiologicamente relevantes [PERTELIN-MASIE, L.; KIKELJ, D., 2001; ALONSO-MOERNO, et al, 2014].
2. Existem alguns derivados de guanidina atuam como superbases orgânicas, devido à sua estabilização dos seus ácidos conjugados por efeito de resonância e, por isso, catalisam vários tipos de reações orgânicas. Um exemplo é a N,N,N’,N’-Tetrametilguanidina (TMS) utilizadada como catalisador em diversas reaações [TAYLOR, J. E.; BULL, S. D.; WILLIANS, J. M. J., 2012].
3. Guanidinas neutras são bons ligantes em química de coordenação e química de organometálicos. E, quando aniônicas desempenham papel importante na estabilizaçao de complexos de vários elementos da tabela periódica [BEST, M. D. et al., 2003; COLES, M. P., 2006; EDELMANN, F. T., 2012; ZHANG, J. e ZHOU, X., 2011].

Além da aplicação em química de coordenação, guanidinas e tiouréias são bastante utilizadas na obtenção de heterocíclicos nitrogenados. E a obtenção dos mesmos tem atraído atenção em química orgânica devido à diversidade de atividades biológicas observadas em  compostos que possuem esses núcleos, os alcalóides. A eficiência com que esses heterociclos podem ser construídos é importante, não só porque afeta o custo de produção para o material desejado, mas também pelo impacto ambiental associado com a eliminação de resíduos, conservação de matérias-primas e consumo de energia [DEWICK, P. M., 2012; KATRITZKLY, A.; REES, C. W.; SCRIVEN, E. F., 1996; FUCHS, P. L., 2001].

Dentre os sistemas heterocíclicos mais estudados encontram-se os triazóis que são moléculas que possuem em sua estrutura um anel com seis átomos sendo três deles átomos de nitrogênio. Especificamente pirido-1,3,5-triazinas substituídas nas posições 2,3,4 são uma classe rara de heterociclos e que despertam interesse por possuírem um vasto campo de aplicações, que vão do uso como explosivos, até produtos agroquímicos e fármacos. [MELO, J. O. F., ET AL., 2006].

 A cicloadição cruzada [4 + 2] de N-(2-piridil)-N'-fenil-carbodiimida como uma via para btenção de 2,4-bis(arilimino)-3-(2-piridil)pirido-1,3,5-triazinas atrai a nossa atenção devido ao nosso interesse em reações de cicloadições formais e suas aplicações na síntese de heterociclos nitrogenados. Deste modo, nós previmos que as 2-piridil-tiouréias deveriam ser precursoras práticas para síntese de piridilcarbodiimidas quando tratados com um composto inorgânico tiofílico. Assim, a utilização de 2-piridil-tiouréias como uma nova rota para a síntese de pirido-1,3,5-triazinas foi proposta.

Para a formação dessas 1,3,5-triazinas, foram propostos dois mecanismos: no primeiro, mecanismo iônico, a carbodiimida gerada pela perda de uma molécula de H2S da molécula de tiouréia 8(a-f) sofre ataque nucleofílico do nitrogênio (-NH2) de outra tiouréia, seguido de movimentação eletrônica e nova perda de H2S formando a pirido-1,3,5-triazina . Enquanto no segundo, a carbodiimida 5a gerada in situ sofre uma cicloadição cruzada para a formação da triazina 7.

O largo avanço da espectrometria de massas, dirigida pelo melhoramento dos métodos de ionização a pressão atmosférica (API – atmospheric pressure ionization), como ionização por elestrospray (ESI – eletrospray ionization) (FENN, et al., 1989), ionização química a pressão atmosférica (APCI - atmospheric pressure chemical ionization) (HORNING, et al., 1974) e fotoionização a pressão atmosférica (APPI – atmospheric pressure photoionization) (ROBB, et a.l, 2000; KAUPPILA, et al., 2002), viabiliza a investigação direta de reações químicas em solução, tornando possível a detecção e estudo não apenas de reagentes e produtos de reações, mas também de intermediários transientes, dando luz a investigações dos mecanismos de reações.

O sucesso da aplicação da espectrometria de massas para elucidar ou ajudar a consolidar propostas de mecanismos de reações orgânicas pode ser vista em diversos trabalhos, nos quais várias reações clássicas de química foram estudadas e incluem reações de substituição nucleofílica (BOWIE, 1980; RIVEROS, et al., 1985; DEPUY, et al., 1990; GOZZO, et al., 2000; DAVICO e BIERBAUM, 2000) acilação de Friedel-Crafts,V (SPERANZA, M.; SPARAPANI, C., 1981], cicloadição de Diels-Alder, (EBERLIN e COOKS, 1993; EBERLIN, 2004; CASTLE e GROSS, 1989; BOUCHOUX, et al. 2000), reaçãode Wittig, (JOHLMAN, et al., 1983; LUM e GRABOWSKI, 1993), reação de Reformatsky (CASTLE, et al., 1990), adição de Michael [MCDONALD, et al., 1980; DEPUY, et al., 1989), condensação de Kolbe (SHEN, et al., 1999), reação de Claisen-Shmidt (HASS e GROSS, 1996), Morita−Baylis−Hillman, (AMARANTE, et al., 2009; SANTOS, et al., 2004, 2006), entre outras.

Com base no que foi exposto, esse projeto propõe a síntese de compostos de coordenação utilizando como ligantes tiouréias e guanidinas, além do estudo do mecanismo por ESI-MS das reações de guanilação, mediadas por mercúrio.