Sintesi di complessi carbenici N-eterociclici di rame(I)

Il rame svolge un ruolo di fondamentale importanza per le funzioni di diversi enzimi e proteine, oltre a essere coinvolto in molti processi fisiologici. È un metallo endogeno e poco tossico per gli organismi. Inoltre, è più economico rispetto a metalli come il platino, comunemente usato come antitumorale, e i suoi complessi carbenici del tipo Cu(I)-(NHC) risultano abbastanza stabili da raggiungere indenni i target cellulari.116 _{Potrebbe quindi} essere un’ottima soluzione trovare complessi a base di rame(I) che siano farmacologicamente attivi.

In questo progetto di tesi è stato deciso di preparare una serie di complessi di Cu(I), analoghi alla serie di complessi carbenici di Au(I), per comparare le proprietà chimiche e biologiche di complessi contenenti lo stesso legante ma con un centro metallico differente. Le strategie di sintesi sono analoghe a quelle utilizzate per i carbeni di metalli di transizione, ovvero transmetallazione a partire da carbeni di argento con (Me2S)CuBr, o attraverso la deprotonazione del sale di imidazolio con una base e successiva coordinazione al centro metallico di CuBr.

I sali di imidazolio scelti per questo lavoro di tesi sono gli stessi utilizzati per i carbeni di oro: BMIm·HCl, i_{Pr·HCl (5) e} i_Pr(SO

3Na)·HCl (13). Figura 3.14. Spettro FT-IR di i_Pr(SO

Risultati e discussione 39

La preparazione di 9 è già stata riportata in letteratura117 _{ed è stata condotta a partire dal} sale di imidazolio 5, in presenza di NaOBut _{e CuBr ed utilizzando THF come solvente. La} sintesi di 9 è stata condotta da noi in maniera simile, mediante dissoluzione del sale di imidazolio (5) in CH2Cl2 e successiva aggiunta di una quantità equivalente di base (tBuOK) e CuBr. Dopo filtrazione e lavaggio è stato ottenuto un prodotto pulito sotto forma di solido bianco con rese superiori al 90 %.

Il complesso carbenico 9 è stabile se mantenuto in atmosfera inerte ma se esposto all’aria assume lentamente una colorazione verde, segnale dell’ossidazione del rame. Il complesso è solubile in solventi organici come CH2Cl2, EtOH, MeOH, DMSO, acetonitrile e insolubile in acqua, Et2O e n-esano.

Schema 3.6. Sintesi di (NCH)CuBr.

Risultati e discussione 40 Il complesso è stato analizzato tramite spettroscopia 1_{H NMR e FT-IR. I segnali NMR} (figura 3.16) a campi bassi sono relativi ai protoni arilici e, in particolare, il tripletto a 7.47 ppm ai due protoni in posizione para dell’anello fenilico. Un doppietto a 7.30 ppm è attribuibile a protoni arilici in posizione meta e il singoletto a 7.13 ppm ai due protoni dell’anello imidazolico. Il settetto a 2.56 ppm e i due doppietti a 1.33 e 1.23 ppm sono dovuti alla presenza del sostituente isopropilico.

Del composto i_{PrCuBr (9) sono stati ottenuti dei cristalli adatti all’indagine difrattometrica} stratificando n-esano su una soluzione di 7 in CH2Cl2. I dati strutturali per il carbene di rame 9 sono già stati riportati in letteratura e sono stati confrontati con quelli da noi ottenuti, riportati in tabella 3.2.

1. 21 1. 25 1. 29 1. 33 2. 50 2. 54 2. 57 2. 60 2. 64 7. 12 7. 28 7. 32 7. 46 7. 49 7. 54 Figura 3.16. Spettro 1_{H-NMR in CDCl} 3 di iPrCuBr (9).

Risultati e discussione 41 In tabella 3.2 sono riportate le lunghezze di

legame e gli angoli più significativi. Il complesso 9 cristallizza in una struttura di tipo ortorombico ed è costituito da una centro metallico di rame(I) con coordinazione lineare (N-Cu-Br pari a 180°). I sostituenti arilici sono perpendicolari al piano costituito dall’anello imidazolico, come risultato di un arrangiamento favorevole con il centro metallico. La distanza di legame Cu-C pari a 1.884 Å è nel range dei legami Cu-C singoli e

comparabile con altri lavori di letteratura.118,119 _{In figura 3.17 è riportata la} rappresentazione ‘ball-and-stick’ del complesso i_PrCuBr.

Lo spettro FT-IR del composto 9 (figura 3.18) mostra bande analoghe a quelle del composto 6: le bande a 2955, 2927 e 2869 cm-1 _{e la coppia di bande a 1076 e 1059 cm}-1 sono dovute a movimenti dei gruppi metilici del sostituente isopropilico, mentre le bande a 1468 cm-1 _{e 1456 cm}-1 _{derivano daglistretching dei doppi legami aromatici. Il sistema} di bande deboli compreso tra 1278 e 1076 cm-1 _{e il sistema di bande forti compreso tra} 807 e 680 cm-1 _{sono relativi a movimenti di bending dei protoni arilici.}

Legame Cu(1)-C(1) 1.884(2) Å N(1)-C(1) 1.352(2) Å N(2)-C(1) 1.352(2) Å C(2)-C(3) 1.352(2) Å Cu(1)-Br 2.2090(4) Å N(1)-C(1)-N(2) 104.5(2)° C(1)-Cu(1)-Br 180.0°

Tabella 3.2. Lunghezze e angoli di legame di iPrCuBr (9).

Figura 3.17.Rappresentazione ball-and-stick di iPrCuBr (9). Quasi tutti gli atomi di idrogeno sono stati omessi per chiarezza.

Risultati e discussione 42

Il complesso 16 è stato ottenuto a partire dall’analogo carbene di argento (14) attraverso una reazione di transmetallazione con (Me2S)CuBr in MeOH in presenza di NaCl.

Figura 3.19. Spettro 1_{H-NMR in DMSO-d}

6 di iPr(SO3Na)CuBr (16).

Risultati e discussione 43 Lo spettro 1_{H NMR di 16 (figura 3.19) mostra un singoletto a 7.88 ppm riconducibile ai} due protoni imidazolici equivalenti e un singoletto a 7.58 ppm attribuibile ai protoni arilici. I segnali relativi al gruppo isopropilico cadono a 1.21 e 1.18 ppm.

Lo spettro 13_{C NMR (figura 3.20) evidenzia la presenza di un carbonio particolarmente} deschermato con un segnale a 178.1 ppm, il quale attribuibile al carbonio carbenico. Il segnale a 28.3 ppm e la coppia di singoletti a 24.3 e 23.3 ppm sono attribuibili, rispettivamente, al carbonio centrale del gruppo isopropilico e agli atomi di carbonio dei gruppi metilici. I quattro segnali a 149.5, 144.7, 134.3 e 124.4 ppm sono stati attribuiti ai protoni arilici, mentre il segnale a 120.9 ppm ai protoni imidazolici.

Lo spettro FT-IR mostrato in figura 3.21 mostra la presenza di doppi legami aromatici con il set di bande vicine a 1410 cm-1 _{e protoni arilici con il sistema di bande compreso tra} 807 e 680 cm-1_{. Le tre bande vicine a 2964 cm}-1 _{e una coppia di bande vicina a 1125 cm}-1 sono attribuibili al gruppo isopropilico. La conferma della presenza di gruppi solfonato è data dalla presenza di una banda di forte intensità a 1194 cm-1 _{relativa allo stretching} asimmetrico dell’unità O=S=O, mentre la banda a 1041 cm-1 _{è dovuta allo stretching} simmetrico dello stesso gruppo.

23 .3 4 24 .2 9 28 .3 1 12 0. 92 12 4. 42 13 4. 32 14 4. 67 14 9. 49 17 8. 14

Figura 3.20. Spettro 13_{C NMR in DMSO-d}

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