Estabilidade cinética e termodinãmica de benzilcobinamida e derivados

C U R S O D E P Ô S - G R A D U A Ç Ã O E M F Í S I C O - Q U Í M I C A

EST ABI L W AVE CIA/ÉTICA E TERMODINÂMICA VE

8EWZIÍC08IWAMÍÍJÂ E VERÎVAVOS T e s e s u b m e t i d a à U n i v e r s i d a d e F e d e r a l d e S a n t a C a t a r i na p a r a a o b t e n ç ã o do g r a u d e " M e s t r e e m C i ê n c i a s " . C L A U D I A M A R I A S A B Ô I A F L O R I A N Ó P O L I S S A N T A C A T A R I N A - B R A S I L fíÔVEMBRO-1983

C L A U D I A M A R I A S A B Õ I A

E S T A T E S E F O I J U L G A D A E A P R O V A D A E M S U A F O R M A F I ­ N A L P E L O O R I E N T A D O R E M E M B R O S D A B A N C A E X A M I N A D O R A

B A N C A E X A M I N A D O R A :

ÓVKjff______________

PRCF. FARUK JOSE NOVE AGUILERA, Ph.D. (Orientador

^ P R O F . LUIS TAYÜOfc S. SIEDLER, Ph. 57 Coordenador

PROF. FARUK JOSE NCME AGUILERA, Fh.D.

PROF. MAURO C. M. LARANJEIRA ,Cífr. D.

■ Cyuxio,

A G R A D E C I M E N T O S - A o p r o f e s s o r F a r u k N o m e A g u i l e r a p o r sua o r i e n t a ç ã o e p r i n c i p a l m e n t e p e l o c o n h e c i m e n t o c i e n t í f i c o t r a n s m i t i d o . - A o s p r o f e s s o r e s R o s e n d o Yunes, E d u a r d o Ilumeres e J a n u s F e n d l e r p e l o m a t e r i a l c e d i d o e u s o de a p a r e l h o s q u e p e r m i t a r a m a r e a l i z a ç ã o d e s t e t r a b a l h o . - A b a n c a e x a m i n a d o r a . - A o s c o l e g a s do c u r s o p e l o a p o i o r e c e b i d o . __ - A o s c o l e g a s da s e c r e t a r i a e b i b l i o t e c a : D i v a , L e o n e t e , Graça, J a d i r e S i l v o n e t e . - A o s p r o f e s s o r e s J u e r g e n H e i n r i c h Meiar, S ô n i a Htickel P r o b s t e A l d o S c h ü t z q u e i n c e n t i v a r a m e s t e t r a b a l h o . - Ã E l i a n e L. N u n e s e A r g e m i r o B a t i s t a p e l o t r a b a l h o p r e s t a d o . - A o CNPq, C A P E S e F I N E P p e l o a u x í l i o f i n a n c e i r o .

Gnande.6 E 6 p Z n Z t o 6 e n c o n t r a m 6<im- pne. u m a vZ.ole.nta o p o s i ç ã o d a 6 mzmte.6 mzdZoc.n.z6 . Alberto Einstein A o s m e u s av ó s e p a d r i n h o s M a u r í c i o e M- de L o u r d e s (in m e m o r i a n )

R E S U M O F o r a m c a l c u l a d o s os p a r â m e t r o s t e r m o d i n â m i c o s de a t i ­ v a ç ã o p a r a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a de a l g u n s d e r i v a d o s da b e n z i l c o b i n a m i d a na p r e s e n ç a de d i f e r e n t e s l i g a n t e s na p o s i ç ã o t r a n s a p a r t i r d o s v a l o r e s e n c o n t r a d o s p a r a as c o n s t a n t e s de v e l o c i d a d e e s p e c i f i c a d e p r i m e i r a o r d e m (k^) , n a s d i f e r e n t e s t e m p e r a t u r a s . Os s e g u i n t e s l i g a n t e s u t i l i z a d o s foram: O H - , C N - , N^, NH^, i m i d a z o l , p i r i d i n a e H^O. E n q u a n t o q u e a e n t a l p i a d e a t i v a ção v a r i a d e 17 , 3 K c a l / m o l , a e n e r g i a l i v r e de a t i v a ç ã o v a r i a 4,3 K c a l / m o l , i n d i c a n d o que a s r e a ç õ e s são c o m p e n s a d a s p o r u m a m u d a n ç a no s e n t i d o o p o s t o d a e n t r o p i a d e a t i v a ç ã o . E s t e c o m p o r ­ t a m e n t o e x p e r i m e n t a l s u g e r e a p r e s e n ç a de u m a r e l a ç ã o isocinêti^ ca, que j u s t i f i c a u m m e c a n i s m o ú n i c o p a r a as r e a ç õ e s e s t u d a d a s . A o r d e m de e f e i t o t r a n s p a r a os s u b s t i t u i n t e s é : C N " > p i r i d i n a > i m i d a z o l > O H - > > N H ^ > E^O. A o r d e m obti^ d a é p a r a l e l a c o m a c a p a c i d a d e de d o a ç ã o de e l é t r o n s d o l i g a n t e a o me t a l , u m r e s u l t a d o q u e é c o n t r á r i o a o e f e i t o d o s u b s t i t u i n - te o b s e r v a d o . Õ e f e i t o do s u b s t i t u i n t e m u d a a e n t a l p i a de d i s s o c i a ç ã o a t r a v é s da d e s e s t a b i l i z a ç ã o d o s r e a g e n t e s . T ô d a s as r e a ç õ e s f o r a m m a i s l e n t a s e m a m b i e n t e n i t r o g e n a d o , fato q u e c a r a c t e r i z a u m a q u e b r a h o m o l l t i c a da l i g a ç ã o C o - C . O m e c a n i s m o p a r a as r e a ç õ e s e s t u d a d a s é h o m o l l t i c o , t e n d o c o m o i n t e r m e d i á r i o c o b i n a m i d a C o (II) e u m r a d i c a l livre.

A B S T R A C T The t h e r m o d y n a m i c a c t i v a t i o n p a r a m e t e r s for t h e r m a l d e c o m p o s i t i o n of so m e d e r i v a t i v e s o f b e n z i l c o b i n a m i d e , i n the p r e s e n c e of d i f f e r e n t l i g a n d s in t r a n s p o s i t i o n , w e r e d e t e r m i ­ n e d f r o m the s p e c i f i c f i r s t o r d e r r a t e c o n s t a n t s (k^), a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s . The f o l l o w i n g l i g a n d s w e r e used: O H - , C N - , N^, N H ^ , i_ m i d a z o l e , p y r i r i n e a n d 1^0. W h i l e the a c t i v a t i o n e n t h o l p h y c h a n ges 17,3 K c a l / m o l , the free a c t i v a t i o n e n e r g y c h a n g e s 4,3 K c a l / m o l , i n d i c a t i n g t h a t the r e a c t i o n are b a l a n c e d b y a c h a n g e o f the e n t r o p y of a c t i v a t i o n in the o p p o s i t e d i r e c t i o n . T h i s e x p e r i m e n t a l b e h a v i o r s u g g e s t s i s o k i n e t i c r e l a ­ t i o n s h i p , w i c h in t u r n s u p p o r t s a s i n g l e i n t e r a c t i o n m e c h a n i s m for the r e a c t i o n s s t u d i e d . Th e o r d e r of d e c r e a s i n g t r a n s e f f e c t is C N ~ > py > i- m i d a z o l e > O H - > > N H ^ > i^O. The o r d e r o b t a i n e d is p a r a l e e l w i t h the e l e c t r o n d o n a t i n g a b i l i t y o f the l i g and. A r e s u l t t h a t is o p p o s i t e to the o b s e r v e d s u b s t i t u e n t e f f e c t . T h e s u b s t i t u e n t e f f e c t c h a n g e s the d i s s o c i a t i o n e n t h a l p y t h r o u g e s the d e s t a b i l ^ z a t i o n of the r e a c t a n t s . A l l r e a c t i o n w e r e s l o w e r u n d e r a n e r o b i c c o n d i t i o n s ,an e x p e r i m e n t a l f a c t t h a t r e i n f o r c e s a r e a c t i o n m e c h a n i s m involving h o m o l y t i c C o - C b o n d c l e a v a g e .

The h o m o l y t i c t y p e m e c h a n i s m for the r e a c t i o n s studied g o e s t h r o u g h a (II) i n a m i d e a n d a f r e e r a d i c a l i n t e r m e d i a ­ tes .

S U M Ã R I 0 PAG. C A P Í T U L O I I N T R O D U Ç Ã O 1.1 - O b j e t i v o s ... ... 01 1.2 - V i t a m i n a B ^ 2 ... ... 01 1.3 - E s t a d o s d e o x i d a ç ã o d o c o b a l t o ... ... 05 1.4 - C o b a l o x i m a s , c o m p o s t o s m o d e l o s d a v i t a m i n a B-^ 05 1.5 - E s t r u t u r a e l e t r ô n i c a de a l q u i l c o b a l a m i n a s e co b a l o x i m a s ... ... ... 06 1.6 - N a t u r e z a da l i g a ç ã o C o - C ... ... ... ... 07 1.7 - F o r m a ç ã o e q u e b r a d a l i g a ç ã o C o - C . . ... ... 07 1.8 - R e a ç õ e s de o r g a n o c o r r i n õ i d e s ... ... 08 1.9 - R e a ç õ e s c o m c i a n e t o ... ... 10 1 . 1 0 - F o t o q u í m i c a d a l i g a ç ã o C o - C ... ... ... 10 1 . 1 1 - R e a ç õ e s de d e s a l q u i l a ç ã o e s p o n t â n e a . ... .... H 1 .12- E f e i t o s de ba s e a x i a l na e s t a b i l i d a d e de o r g a n o c o r r i n õ i d e s . . ... ...1 2 1 . 1 3 - E q u i l í b r i o c o n f o r m a c i o n a l e m a l q u i l c o r r i n ó i d e s 16 1 . 1 4 - H o m õ l i s e e s p o n t â n e a de o r g a n o c o b a l a m i n a s p r i m á ­ ri a s e s e c u n d á r i a s . R u p t u r a t é r m i c a d a l i g a ç ã o C o - C ... ... ... ... ... 17 1 . 1 5 - C o n s i d e r a ç õ e s s o b r e o e f e i t o t r a n s e m e c a n i s m o de r e a ç õ e s i n o r g â n i c a s ... . .. 26 1 . 1 6 - C o m p l e x o s o c t a é d r i c o s . ... ... 26 1 . 1 7 - M e c a n i s m o s das r e a ç õ e s de s u b s t i t u i ç ã o . . . . ... ... 27 1 . 1 8 - R e l a ç õ é s i s o c i n é t i c a s ... ...31 C A P l T U L O II P A R T E E X P E R I M E N T A L 2.1 - M a t e r i a l ... . ... 35 2.2 - I n s t r u m e n t a ç ã o ... ... ... 35 2.3 - S í n t e s e ... ... 36 2 . 3.1 - O b t e n ç ã o do c o m p o s t o b e n z i l c o b i n a m i d a ... 36 2.3.2 - O b t e n ç ã o do c o m p o s t o p - m e t i l b e n z i l c o b i n a m i d a 36 2.4 - C i n é t i c a s ...•. . . . ... ... 37 C A P l T U L O III R E S U L T A D O S E D I S C U S S Ã O ... ... ... ... 53 C A P Í T U L O IV C O N C L U S Õ E S ... ... ... ... 87 C A P Í T U L O V B I B L I O C p & F Í Ã í

... ...88

I N D I C E D A S F I G U R A S PAG. F i g u r a 1 - E s t r u t u r a da v i t a m i n a B} ? ... 0 3 F i g u r a 2 - E s t r u t u r a a b r e v i a d a d a c o e n z i m a B ^ ( D B C ) ... ®4 F i g u r a 3 - Bis ( d i m e t i l g l i o x i m a t o ) de C o (III)... 06 F i g u r a 4 - C o n f o r m a ç ã o d o b r a d a na d i r e ç ã o do l i g a n t e o r g â n i c o d o a n e l c o r r í n i c ó i n d u z i d a p e l a b a s e a x i a l 13 F i g u r a 5 - E s t r u t u r a d a c o b a l o x i m a . . . ... ... 22 F i g u r a 6 - E s t r u t u r a d o o r g a n o s a l o p h e n ... ... . 25 F i g u r a 7 - V e l o c i d a d e d e h i d r ó l i s e p a r a u m a s é r i e de c o m p l e x o s d e C o ( e n )2L C l + c o m o u m a f u n ç ã o de poder, de L n a d o a ç ã o o u a c e i t a ç ã o de e l é t r o n s ... 30 F i g u r a 8 - E s p e c t r o U V - v i s x v e l d a d i a q u o c o b i n a m i d a e m á g u a a 2 5 ° C ... . ... ... 38 F i g u r a 9 - E s p e c t r o U V - v i s í v e l d a b e n z i l c o b i n a m i d a em á g u a a 2 5 ° C ... ... ... 39 F i g u r a 10 - E s p e c t r o U V - v i s da p - m e t i l b e n z i l c o b i n a m i d a e m á g u a a 2 5 ° C ... ... 40 F i g u r a 11 - E s p e c t r o U V - v i s I v e l de aquohidroxicobinamida p r o d u 2í d a p o r d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a ­ m i d a e m á g u a a 25°C, na p r e s e n ç a de N a O H = l , 5 M 41 F i g u r a 12 — E s p e c t r o U V - v i s de d i a q u o c o b i n a m i d a p r o d u z i d a p o r d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a da b e n z i l c o b i n a d a e p “ffiétilbênzilcobinamida, e m á g u a a 2 5 ° C ... . 42

F i g u r a 13 - E s p e c t r o U V - v i s i v e l d e d i c i a n o c o b i n a m i d a p r o d u zida p o r d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a da b e n z i l c o b i n a - m ida, e m á g u a a 2 5°C, n a p r e s e n ç a d e K C N = 3 ,5 M 4 3 F i g u r a 14 - E s p e c t r o U V - v i s í v e l d e b i p i r i d i l c o b i n a m i d a p o r d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a m i d a , e m á g u a a 25°C, n a p r e s e n ç a d e p i r i d i n a = 2 M. 44 F i g u r a 15 - E s p e c t r o U V - v i s í v e l de d i a z i l c o b i n a m i d a p r o d u zida p o r d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a - m i d à , e m á g u a a 25°C, na p r e s e n ç a de N a N ^ l , 5 M 45 F i g u r a 16 - E s p e c t r o U V - v i s í v e l de d i m i d a z o l c o b i n a m i d a p r o d u z i d a p o r d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a da benzilcobi_ namida, e m á g u a a 25°C, n a p r e s e n ç a d e i m i d a zol = 2 M ... . ... , 46 F i g u r a 17 - E s p e c t r o U V - v i s í v e l d e d i a m i n o c o b i n a m i d a p r o d u zida p o r d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a ­ mida, e m á g u a a 25°C, n a p r e s e n ç a d e N H3= 3 , 5 M 4 7 F i g u r a 18 - E s p e c t r o U V - v i s í v e l d a c o b i n a m i d a (CoII) p r o d u z i d a p o r d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a a n a e r ó b i c a de b e n z i l c o b i n a m i d a e m á g u a a 2 5 ° C ... 49 F i g u r a 19 - D e t e r m i n a ç ã o d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e de p s e u do p r i m e i r a o r d e m p a r a a d e c o m p o s i ç ã o da b e n z i l c o b i n a m i d a na p r e s e n ç a de: a m ô n i c a 3,5 M a 70 ° C ( & ) ; i m i d a z o l 2 M a 4 4 ° C ( □ ) ; c i a n e t o de p o t á s s i o 0,5 M a 3 4 , 5 ° C ( Q ) / 2 9 , 5 ° C ( ® ) , 2 5 ° C (

A) . .

F i g u r a F I G U R A F I G U R A F I G U R A F I G U R A F I G U R A F I G U R A z i l c o b i n a m i d a na p r e s e n ç a de: n i r i d i n a 2 M a 2 5 ° C ( A ) , 2 9 , 5 ° C (Si); h i d r ó x i d o de s ó d i o 1,5 M a 4 5 ° C ( □ ) ; a m ó n i a 3,5 M a 65°C ( @ ) ... 51 21 - V a r i a ç ã o da c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , ^obs' P a r a a d e c o m p o s i ç ã o d a b e n z i l c o b i n a m i d a e m f u n ç ã o da c o n c e n t r a ç ã o d a p i r i d i n a a 4 3 , 5 ° C 58 22 - V a r i a ç ã o da c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , k o bs' P ara a d e c o m p o s i ç ã o d a b e n z i l c o b i n a m i d a e m f u n ç ã o da c o n c e n t r a ç ã o d e h i d r ó x i d o de s ó d i o a 7 0 ° C ... ... ... ... 59 23 - V a r i a ç ã o da c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , l:o b s f P a ^a a d e c o m p o s i ç ã o d a b e n z i l c o b i n a m i d a e m f u n ç ã o da c o n c e n t r a ç ã o d e a z o t e t o de s ó d i o a 6 6, 5°C . ... . ... ... . 60 24 - V a r i a ç ã o da c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , k0b s ' P ara a d e c o m p o s i ç ã o d a b e n z i l c o b i n a m i d a e m f u n ç ã o d a c o n c e n t r a ç ã o de c i a n e t o de p o t á s s i o a 2 5 ° C . ... ... ... ... ... 61 25 - V a r i a ç ã o da c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , k Q b s ' P ara a d e c o m p o s i ç ã o da b e n z i l c o b i n a m i d a e m f u n ç ã o da c o n c e n t r a ç ã o de a m ó n i a a 6 5 ° C ... 62 26 - V a r i a ç ã o d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , ^obs' P a r a a d e c o m p o s i ç ã o d a b e n z i l c o b i n a m i d a ; e m f u n ç ã o da c o n c e n t r a ç ã o de i m i d a z o l a 49°C . . . 63 27 - V a r i a ç ã o do r e c i p r o c o da c o n s t a n t e d e v e l o c i d a de o b s e r v a d a , p a r a a d e c o m p o s i ç ã o da b e n

F I G U R A 28 - V a r i a ç ã o do r e c í p r o c o d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a de o b s e r v a d a , p a r a d e c o m p o s i ç ã o d a b e n z i l c o b i n a m i d a e m f u n ç ã o d o r e c í p r o c o d a c o n c e n t r a ç ã o de c i a n e t o de p o t á s s i o a 2 5 ° C ... 65 F I G U R A 29 - V a r i a ç ã o do r e c í p r o c o d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a de o b s e r v a d a , p a r a a d e c o m p o s i ç ã o da b e n z i l c o b i n a m i d a e m f u n ç ã o d o r e c í p r o c o d a c o n c e n t r a ç ã o de i m i d a z o l a 2 9 ° C ... 66 F I G U R A 30 - V a r i a ç ã o do r e c í p r o c o d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a de o b s e r v a d a , p a r a d e c o m p o s i ç ã o da b e n ­ z i l c o b i n a m i d a e m f u n ç ã o do r e c í p r o c o d a c o n c e n t r a ç ã o d e a m ó n i a a 6 5 ° C ... ... 67 F I G U R A 31 - D e p e n d ê n c i a do l o g a r i t m o n a t u r a l da c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , no r e c í p r o c o d a t e m p e r a t u r a p a r a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a benzilcobinairú da na p r e s e n ç a de í^O. ... ... 70 F I G U R A 32 - D e p e n d ê n c i a do l o g a r i t m o n a t u r a l d a c o n s t a n t e d e v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , no r e c í p r o c o da t e m p e r a t u ­ ra p a r a a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a da p-metilbenzil^ c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de í ^ O ...71 F I G U R A 33 - D e p e n d ê n c i a do l o g a r i t m o n a t u r a l da c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , n o r e c í p r o c o d a t e m p e r a t u ra p a r a a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a m í d a n a p r e s e n ç a de a m ó n i a 3,5 M ... ... 77

F I G U R A 34 - D e p e n d ê n c i a do l o g a r i t m o n a t u r a l da c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , no r e c í p r o c o d a t e m ­ p e r a t u r a , p a r a a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a m i d a na p r e s e n ç a de a z o t e t o de s ódio 1,5 M ... ... 78 F I G U R A 35 - D e p e n d ê n c i a do l o g a r i t m o n a t u r a l d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , no r e c í p r o c o d a t e m p e r a t u r a , p a r a a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n - z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de h i d r ó x i d o de só d i o 1,5 M ... ... 79 F I G U R A 36 - D e p e n d ê n c i a do l o g a r i t m o n a t u r a l d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , no r e c í p r o c o d a t e m ­ p e r a t u r a , p a r a a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de p i r i d i n a 2 M . ... 80 F I G U R A 37 - D e p e n d ê n c i a do l o g a r i t m o n a t u r a l d a c o n s t a n t e d e v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , n o r e c í p r o c o d a t e m p e r a t u r a , p a r a a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a da b e n - z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a d e i m i d a z o l 2 M . ... 81 F I G U R A 3 8 - D e p e n d ê n c i a d o l o g a r i t m o n a t u r a l d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a , no r e c i p r o c o d a t e m ­ p e r a t u r a , p a r a a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a da b e n z i l c o b i n a m i d a na p r e s e n ç a de cianeto de p o t á s s i o 0,5 M ... ... 82 F I G U R A 39 - G r á f i c o d o l o g a r i t m o n a t u r a l d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e a t e m p e r a t u r a T2 = 3 1 2 , 5 ° K versus o logaritmo n a t u r a l d a c o n s t a n t e de v e l o c i d a d e a temperatiá#â s 298, Q°K. * ... 85

I N D I C E D A S T A B E L A S PAG. T A B E L A I - V a l o r e s p a r a p k a e k CQ p a r a n e o p e n t i l , b e n z i l e o u t a s c o b a l a m i n a s ... 2 0 T ABELA II - V a l o r e s de kç,0 a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e e t e m p o de m e i a v i d a p a r a a l q u i l c o b a l a m i n a s . . . . ... 20 TA B E L A III - C o n s t a n t e de v e l o c i d a d e o b s e r v a d a e p a r â m e t r o s de a t i v a ç ã o c a c u l a d o s p a r a d e c o m p o s i ç ã o térmiL ca a e r ó b i c a de a l g u n s o r g a n o c o r r í n i c o s e m so l u ç ã o a q u o s a ... ... 2 1 T A B E L A IV - D a d o s c i n é t i c o s p a r a a d ê c o m p o s i ç ã o ^ d e a r i l c o b a l a m i n a s , L ( d m g )2C0- C H ( C H ^ ) C g H ^ e m a c e t o n a . . 23 TABELA V - D a d o s c i n é t i c o s p a r a a d e c o m p o s i ç ã o de a l g u n s c o m p o s t o s R-Co ( s a l o p h ) p y ... 24 T A BELA VI - C o n s t a n t e de v e l o c i d a d e p a r a h i d r ó l i s e á c i d a de C o ( e n )2L C l + a 2 5 ° C ... 29 T A B E L A V I I - B a n d a s de a b s o r ç ã o d o s p r o d u t o s ... . 37 T A B E L A V I I í “ C e n i t a n t e de v e l o c i d a d e de p r i m e i r a o r d e m p a ra a r e a ç ã o de d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i.1 e õ b í n a m í d a n a p r e s e n ç a de d i f e r e n t e s c o n c e n ­ t r a ç õ e s d e p i r i d i n a a 4 3 , 5 ° C ... 5 3 T A B E L A IX - C o n s t a n t e de v e l o c i d a d e de p r i m e i r a o r d e m p a r a a r e a ç ã o de d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b l n a m i d a na p r e s e n ç a d e d i f e r e n t e s c o n c e n t r a dê hi-dr©Kido de s ó d i o a 7

0°c

T A B E L A X T A B E L A XI T A B E L A X I I T A B E L A X I I I T A B E L A X I V T A B E L A XV T A B E L A XVI T A B E L A X V I I C o n s t a n t e de v e l o c i d a d e ;de p r i m e i r a o r d e m p a r a a r e a ç ã o de d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a da b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a d e d i f e r e n t e s c o n c e n t r a ç õ e s de a z o t e t o de s ó d i o a 6 6 , 5 ° C ... 5 4 C o n s t a n t e de v e l o c i d a d e de p r i m e i r a o r d e m p a r a a r e a ç ã o de d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de d i f e r e n t e s c o n c e n t r a ç õ e s de c i a n e t o de p o t á s s i o a 2 5 ° C ... . 54 C o n s t a n t e de v e l o c i d a d e de p r i m e i r a o r d e m p a r a a r e a ç ã o de d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de d i f e r e n t e s c o n c e n t r a ç õ e s de a m ó n i a a 6 5 ° C ... 5 5 C o n s t a n t e de v e l o c i d a d e de p r i m e i r a o r d e m p a r a a r e a ç ã o de d e c o m p o s i ç ã o ;t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de d i f e r e n t e s c o n c e n t r a ç õ e s de i m i d a z o l a 4 9 ° C ... . 55 C o n s t a n t e s de e q u i l í b r i o p a r a a f o r m a ç ã o das b e n z i l c o b i n a m i d a s s u b s t i t u í d a s n a p o s i ç ã o t r a n s 6 8 P a r â m e t r o s t e r m o d i n â m i c o s d e a t i v a ç ã o p a r a a de_ c o m p o s i ç ã o da b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de H 20 ... ... . 69 P a r â m e t r o s t e r m o d i n â m i c o s de a t i v a ç ã o p a r a a de c o m p o s i ç ã o da p - m e t i l b e n z i l c o b i n a m i d a na p r e s e n ç a de H 2o ... ... . 69 P a r á m t t r o s t e r m o d i n â m i c o s de a t i v a ç ã o p a r a a de c o m p o s i ç i © d a b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de âffiêfiiâ 1/Í M u i , , ... ... 73

T A B E L A X V I I I - P a r â m e t r o s t e r m o d i n â m i c o s de a t i v a ç ã o p a r a a de c o m p o s i ç ã o d a b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de a z o t e t o de s ó d i o 1,5 M ... . T A B E L A X I X - P a r â m e t r o s t e r m o d i n â m i c o s de a t i v a ç ã o p a r a a de c o m p o s i ç ã o da b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a d e h i d r ó x i d o de s ó d i o 1,5 M ... T A B E L A XX P a r â m e t r o s t e r m o d i n â m i c o s de a t i v a ç ã o p a r a a de c o m p o s i ç ã o da b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de p i r i d i n a 2 M ... . T A B E L A X X I - P a r â m e t r o s t e r m o d i n â m i c o s de a t i v a ç ã o p a r a a de c o m p o s i ç ã o d a b e n z i l c o b i n a m i d a na p r e s e n ç a de i m i d a z o l 2 T A B E L A X X I I - P a r â m e t r o s t e r m o d i n â m i c o s de a t i v a ç ã o p a r a a de c o m p o s i ç ã o da b e n z i l c o b i n a m i d a na p r e s e n ç a de c i a n e t o de p o t á s s i o 0,5 M ... T A B E L A X X I I I - P a r â m e t r o s de a t i v a ç ã o e c o n s t a n t e de v e l o c i d a de o b s e r v a d a p a r a a d e c o m p o s i ç ã o t é r m i c a d a b e n z i l c o b i n a m i d a n a p r e s e n ç a de d i f e r e n t e s li- g a n t e s ... ... ... . 76

I N T R O D U Ç Ã O 1.1 - O B J E T I V O O o b j e t i v o do p r e s e n t e t r a b a l h o é e s t u d a r a e s t a b i l i ­ d a d e c i n é t i c a e t e r m o d i n â m i c a de a l g u n s d e r i v a d o s da benzilcobj. n a m i d a na p r e s e n ç a de d i f e r e n t e s l i g a n t e s n a p o s i ç ã o t r a n s . P a r a m e l h o r e n t e n d e r os n o s s o s r e s u l t a d o s e d i s c u s s ã o s e r ã o a p r e s e n t a d o s b r e v e m e n t e a l g u n s a s s u n t o s c o n s i d e r a d o s r e l e v a n t e s , tais como: a) Q u í m i c a da v i t a m i n a e o r g a n o c o b a l a m i n a s e m g e r a l b) C o n s i d e r a ç õ e s s o b r e o e f e i t o t r a n s e m e c a n i s m o de r e a ç õ e s i- n o r g â n i c a s c) R e l a ç õ e s i s o c i n é t i c a s 1 .2 - V I T A M I N A B i2 U m t ó p i c o q u e t e m a t r a í d o o s q u í m i c o s i n o r g â n i c o s ê a q u í m i c a da v i t a m i n a B ^ • M u i t a s p e s q u i s a s t e m sido f e i t a s na á r e a d a bioquími_ c a p a r a e n t e n d e r o p a p e l b i o l ó g i c o da m o l é c u l a e t a m b é m d e s c o ­ b r i r o m e c a n i s m o q u í m i c o de ação, p o r é m n e n h u m d e s t e s p r o b l e m a s e s t ã o c o m p l e t a m e n t e e n t e n d i d o s a t é o m o m e n t o 0 t r a t a m e n t o c o m B ^ nos s e r e s h u m a n o s p r e v i n e a o c o r r ê n c i a de a n e m i a p e r n i c i o s a , e n t r e t a n t o a e x a t a r e l a ç ã o e n t r e a d e f i c i ê n c i a de B ^ e a d o e n ç a r e q u e r e s t u d o s m a i s c o m p l e t o s a n ­ tes de p o d e r e x p l i c ã - l a s a t i s f a t o r i a m e n t e P a r a õ s q u í m i c o s o r g â n i c o s , o c o m p l i c a d o a n e l c o r r í a i

co p r o p o r c i o n a um g r a n d e d e s a f i o q u a n t o ao p r o b l e m a d a s í n t e s e . W o o d w a r d e se u s c o l a b o r a d o r e s s i n t e t i z a r a m a v i t a m i n a e m 19 72 2 . M u i t a s p e s q u i s a s e n f o c a m a p r e p a r a ç ã o e i n v e s t i g a ç ã o de c o m p l e x o s m o d e l o s , a l g u n s d e s t e s m o d e l o s são b a s t a n t e s i m ­ p l es, e n q u a n t o q u e o u t r o s c o n t ê m l i g a n t e s m a c r o c l c l i c o s m a i s c o m p l i c a d o s . Is t o ê m u i t o g r a t i f i c a n t e p a r a os q u í m i c o s i n o r g â n i c o s p o r q u e a l g u n s d e s t e s s i s t e m a s não b i o l ó g i c o s e x i b e m p r o ­ p r i e d a d e s q u e a B-^ p o s s u i . P o r u m l o n g o p e r í o d o , n ã o e r a m co n h e c i d a s l i g a ç õ e s e s t á v e i s c o b a l t o - c a r b o n o , a d e s c o b e r t a q u e a c o e n z i m a B-^ c o n t ê m uma l i g a ç ã o e s t á v e l c o b a l t o - c a r b o n o i n d u z i u os q u í m i c o s de m e t a i s de t r a n s i ç ã o a e s t u d o s m a i s i n t e n s i v o s ^ . H o j e são c o n h e c i d o s u m g r a n d e n ú m e r o de c o m p l e x o s c o n t e n d o l i g a ç õ e s o r g a n o c o b a l t o , m u i t a s d e s t a s são e s t á v e i s A v i t a m i n a B ^ é u m c o m p l e x o o r g a n o m e t ã l i c o c o n t e n d o o á t o m o de c o b a l t o no c e n t r o d a m o l é c u l a . A e s t r u t u r a t r i d i m e n s i o n a l é s e m d ú v i d a de g r a n d e s i g n i f i c a d o no c o n t r o l e de a ç ã o b i o l ó g i c a da B ^ . A e s t r u t u r a g e r a l da m o l é c u l a é m o s t r a d a na f i g u r a 1, t e n d o o íon c e n t r a l C o ( III) l i g a d o o q u a t r o g r u p o s p i r r õ l i c o s , a t r a v é s do n i t r o g ê n i o d e s t e s a n é i s . Os q u a t r o anêi.s p i r r õ l i c o s f o r m a m u m l i g a n t e t e t r a d e n t a d o m a c r o c í c l i c o d e n o m i n a d o an e l c o r r í n i c o . O anel c o r r í n i c o não é p l a n a r , sua p l a n a r i d a d e d e p e n d e dos g r u p o s l i g a d o s na p e r i f e r i a do anel. D e v i d o a f a l t a de c o n j u g a ç ã o o a n e l c o r r í n i c o ê b a s t a n t e f l e x í v e l e p o d e m o c o r r e r m u d a n ç a s c o n f o r m a c i o n a i s

A l é m dos q u a t r o l i g a n t e s e q u a t o r i a i s , a m a i o r i a dos de r i v a d o s da B-^^> t e m d o i s l i g a n t e s a x i a i s : a p o s i ç ã o de c o o r d e n a ção q u e n a f i g u r a 1 e s t á r e p r e s e n t a d a p o r R, que p o d e ser C N - ,

O H - , H2O, e t c e a q u i n t a p o s i ç ã o é o c u p a d a p e l o l i g a n t e ct-5,6- d i m e t i l b e n z i m i d a z o l ( B z m ) , q u a n d o e s t e ú l t i m o l i g a n t e e s t á pre sente, a m o l é c u l a é d e n o m i n a d a c o b a l a m i n a . Se R = C N ” a m o l é c u l a é a c i a n o c o b a l a m i n a , q u e é a f o r m a q u í m i c a c o n h e c i d a p o r v i t a m i n a O u t r a s c o b a l a m i n a s c o n h e c i d a s são metilcobalamina ( R ^ H ^ ) , a q u o c o b a l a m i n a (R = H2O) , h i d r o x i c o b a l a m i n a (R = OH~), e 5 ' -dioxi^ a d e n o s i l c o b a l a m i n a ( R = 5 ' - d e o x i a d e n o s i n a ). E s t a ú l t i m a é t a m b é m d e n o m i n a d a c o e n z i m a B-^ (DBC) (Figura 2). F a z e n d o - s e a h i d r ó l i s e FIGURA. 2 - E s t r u t u r a a b r e v i a d a d a c o e n z i m a B^ 2 (DBC) , o r e t â n g u lo r e p r e s e n t a n d o o a n e l c o r r í n i c o e a se t a o g r u p o B z m . á c i d a o B z m p o d e ser r e t i r a d o da m o l é c u l a a t r a v é s d a q u e b r a da l i g a ç ã o i s o p r o p i l a do g r u p a m e n t o f o s f a t o (ver s e t a f i g u r a l ) o r i g i n a n d o as c o b i n a m i d a s , n e s t a s a m o l é c u l a de H2O s u b s t i t u i o li_

.0

2

g a n t e a x i a l Bziri. Do m e s m o m o d o c o m o n a s c o b a l a m i n a s , o n o m e d a s d e r i v a d a s c o b i n a m i d a s , d e p e n d e d a n a t u r e z a do l i g a n t e a x i a l , is to é, m e t i l c o b i n a m i d a , a q u o c o b i n a m i d a , etc. O u t r o s l i g a n t e s t a m b é m p o d e m o c u p a r a 6 p o s i ç ã o axial, se R = C N “ d i c i a n o c o b i n a m i -3 da, R = H2 0 a q u o c o b i n a m i d a 1.3 - E S T A D O S D E O X I D A Ç Ã O D O C O B A L T O 0 c o b a l t o nas c o b a l a m i n a s e d e r i v a d o s c o r r l n i c o s p o d e se e n c o n t r a r e m três e s t a d o s de o x i d a ç ã o , de a c o r d o c o m o e s q u e m a 1 ^ . R Vitamina B-^b (coordenação 6) R=OH" Vitamina B-^r (coordenação 5) E S Q U E M A 1 - E s t a d o s de o x i d a ç a o do c o b a l t o nas c o b a l a m i n a s e de r i v a d o s c o r r í n i c o s . 1.4 - C O B A L O X I M A S , C O M P O S T O S M O D E L O S D A V I T A M I N A B1 2 D e s d e 1963 foi o b s e r v a d o q u e o b i s ( d i m e t i l g l i o x i m a t o ) de c o b a l t o (III) (Figura 3) a p r e s e n t a v a m u i t a s r e a ç õ e s s e m e l h a n tes as d o c o b a l t o d o a n e l c o r r l n i c o D e v i d o a s e m e l h a n ç a c o m as c o b a l a m i n a s , e p o r c o n v e n i

1.5 - E S T R U T U R A E L E T R Ô N I C A D E A L Q U I L C O B A L A M I N A S E C O B A L O X I M A S A n o t á v e l a n a l o g i a q u í m i c a e n t r e c o b a l a m i n a s e c o b a i o x i mas tem si d o e s s e n c i a l m e n t e a t r i b u í d a a f o r t u i t a i d e n t i d a d e d o p o d e r de c o o r d e n a ç ã o d o p l a n o c o r r í n i c o e do p l a n o l i g a n t e b i s d i m e t i l g l i o x i m a t o 5 , 6 ^ 'H, 0 ' 0

H 3 C ^

X

|

i

8

-

9

-n a s e c o b a l o x i m a s ^ • Foi d e m o n s t r a d o q u e c o b a l o x i m a s t e m u m a g r a n d e c a r g a p a r c i a l p o s i t i v a no c o b a l t o e n o s á t o m o s de n i t r o g ê n i o d o p l a n o . A d i s t r i b u i ç ã o e l e t r ô n i c a n o s l i g a n t e s a x i a i s é v i r t u a l m e n t e i d ê n t i c a . A c a r g a s o b r e o c o b a l t o j u s t i f i c a r i a a r í g i d a u n i ã o d a s b a s e s a x i a i s nas c o b a l o x i m a s e a b a i x a r e a t i v i d a d e c i n é t i c a 1 3 - 1 5 de c o b a l o x i m a s e m r e a ç õ e s de t r o c a de l i g a n t e s a x i a i s 1.6 - N A T U R E Z A D A L I G A Ç Ã O C o - C A d e t e r m i n a ç ã o da e s t r u t u r a m o l e c u l a r d a c o e n z i m a m o s t r o u uma l i g a ç ã o C o - C a p a r e n t e m e n t e e s t á v e l . E s t e ê o ú n i c o c o m p o s t o o r g a n o m e t ã l i c o i s o l a d o de s i s t e m a s b i o l ó g i c o s .U m a s p e c to s u r p r e e n d e n t e no s i s t e m a Bj^ ê a g r a n d e e s t a b i l i d a d e d a l i g a ção Co-C, d o n d e a m e t i l c o b a l a m i n a n ã o ê d e c o m p o s t a t e r m i c a m e n t e s o b a l t a s t e m p e r a t u r a s . 0 p r i m e i r o c o m p o s t o s i m p l e s d e s c r i t o c o n t e n d o uma l i g a ç ã o m e t i l - c o b a l t o ê m e t i l t e t r a c a r b o n i l c o b a l t o (CH^Co(CO)^) o q u a l é e s t á v e l s o m e n t e a b a i x o de - 3 5 ° C 1.7 - F O R M A Ç Ã O E Q U E B R A D A L I G A Ç Ã O C o - C A l i g a ç ã o C o - C p o d e ser f o r m a d a o u q u e b r a d a a t r a v é s de d i f e r e n t e s c a m i n h o s ^ . O l i g a n t e o r g â n i c o R p o d e ser r e v e r s í v e l ou i r r e v e r s í v e l m o d i f i c a d o p a r a R ' . E s t a s r e a ç õ e s de q u e b r a da l i g a ç ã o C o - C são m o s t r a d a s no e s q u e m a 2. A l i g a ç ã o C o - C p o d e ser f o r m a d a p o r m u i t o m é t o d o s . Os _ ~ 17 m é t o d o s m a i s c o m u n s sao :

c) R e a ç õ e s de c o m p l e x o s de Co (III) c o m r e a g e n t e s n u c l e o f Í l i c o s .

Co-R' 11

C o (I) + R+ ^==i C o - R ± = 9 Co (III) +

R-jr

^ i 17

da luz

A f o t õ l i s e da m e t i l c o b a l o x i m a na p r e s e n ç a de cobalami_ n a c o b a l t o (II) p r o d u z m e t i l c o b a l a m i n a , que po d e ser t o m a d a co m o e v i d ê n c i a p a r a a r e a ç ã o de Co (II) c o m r a d i c a l m e t i l p a r a for m a r a l i g a ç l õ Co-C. A f o t o q u l m i c a d a m e t i l c o b a l a m i n a p o d e ser in t e r p r e t a d a e m t ê r m o s de u m a h o m õ l i s e i n i c i a l p a r a d a r C o (II) e o r a d i c a l m e t i l s e g u i d o da r e a ç ã o c o m 0 2 , o u se f e i t a e m condi^ ç õ e s a n a e r õ b i c a s o c o r r e r a p i d a m e n t e r e f o r m a ç ã o da m e t i l c o b a l a m i na. A p o s i ç ã o dê e q u i l í b r i o da e q u a ç ã o 1 e s t á d e s l o c a d a p a r a a

e s q u e r d a , e o e q u i l í b r i o s o m e n t e se r á d e s l o c a d o p a r a a d i r e i t a se a e n e r g i a for s u p r i d a na f o r m a de luz o u c a l o r p a r a c o b r i r a n a t u r e z a e n d o t é r m i c a d a h o m õ l i s e o u se u m d o s p r o d u t o s for: r e m o v i d o p o r r e a ç õ e s a d i c i o n a i s C o - R í=? Co (II) + R* (1) C o m e x c e s s ã o de p o u c o s o r g a n o c o r r i n õ i d e s que se d e c o m p õ e m l e n t a m e n t e m e s m o e m s o l u ç õ e s n e u t r a s , a f i s s ã o h e t e r o l í t i - ca da l i g a ç ã o C o - C ê i n d u z i d a p e l a a d i ç ã o d e l i b e r a d a de n u c l e õ fi los o u e l e t r õ f i l o s . E s t a s r e a ç õ e s p o d e m s e r c l a s s i f i c a d o s de a c o r d o c o m a n a t u r e z a do a g e n t e a t a c a n t e . C e r t a s d i f e r e n ç a s t e m si d o n o t a d a s e n t r e c o b a l a m i n a s e c o b i n a m i d a s e n ã o p o d e m o s as s u m i r q u e os d o i s g r u p o s o r g a n o c o r r i n õ i d e s t e n h a m c o m p o r t a m e n t o s e m e l h a n t e s . 0 e q u i l í b r i o n a s r e a ç õ e s o b s e r v a d a s no t r a t a m e n t o de u m o r g a n o c o r r i n õ i d e c o m u m r e a g e n t e q u a l q u e r p o d e s e r b a s t a n te c o m p l i c a d o , d e s d e q u e e x i s t a m m u i t o s p o n t o s s u s c e t í v e i s de a t a q u e na m o l é c u l a a s a b e r ^ : a) 0 l i g a n t e o r g â n i c o . E l e t r õ f i l o s p o d e m a d i c i o n a r a u m p a r de e l é t r o n s d e s e m p a r e l h a d o s (e x e m p l o C o - ( C H 2 ) 2O H + H + ) , a d i c i o ­ na r a uma d u p l a l i g a ç ã o ( C o - C H = C H2 + A g (I)), d e s l o c a r u m p r ó ton (C o - C = C H + Ag (I)) o u a t a c a r o á t o m o de c a r b o n o c o o r d e n a n a d o n u m a r e a ç ã o de t r a n s f e r ê n c i a de alquila ( e xemplo C o - C H ^ + H g (II)). U m a s é r i e s e m e l h a n t e de r e a ç õ e s são c o n h e c i d a s c o m r e a g e n t e s n u c l e o f í l i c o s . b) O í o n c o b a l t o . U m n u c l e õ f i l o tal c o m o C N ~ p o d e c o o r d e n a r c o m o íon c o b a l t o p a r a f o r m a r um c o m p l e x o e s t á v e l , co m o n o c a s o de fflêtileiánocobinamida o u p a r a l a b i l i z a r a l i g a ç ã o C o-C, co

m o na d e c o m p o s i ç ã o do D B C p a r a d i c i a n o c o b a l a m i n a . c) O g r u p o Bzm. O á t o m o N-3 no B z m p o d e ser p r o t o n a d o o u c o o r d e n a r - s e p o r í o n s tais c o m o A g (10 e Hg (II) q u e p o d e m s i m u l t a n e a m e n t e a t a c a r o l i g a n t e o r g â n i c o . 1.9 - R E A Ç Õ E S C O M C I A N E T O Q u a n d o t r a t a d o s c o m c i a n e t o a m a i o r i a d o s o r g a n o c o r r i n ó i d e s c o n s e r v a m i n t a c t a a l i g a ç ã o C o - R e o í o n c i a n e t o c o o r d e ­ na r e v e r s i v e l m e n t e n a p o s i ç ã o t r a n s ao r a d i c a l o r g â n i c o c o m d e £ l o c a m e n t o de H2O o u Bzm. T o d o s o s o r g a n o c o r r i n õ i d e s são s e n s í ­ v e i s a l u z e p e l o m e n o s no c a s o de a l q u i l c o r r i n õ i d e s , t o r n a m - s e e x t r e m a m e n t e s e n s í v e i s n a p r e s e n ç a de c i a n e t o . O s a l q u i l c o r r i n õ i des s o f r e m uma r e a ç ã o t é r m i c a no e s c u r o c o m a l t a s c o n c e n t r a ç õ e s de c i a n e t o n a p r e s e n ç a de o x i g ê n i o . P r o v a v e l m e n t e e s t a r e a ç ã o o

6

18

-19

t o q u í m i c a d a l i g a ç ã o Co-C, d e s d e q u e a m b a s são p r o m o v i d a s p e l o . ~ . 17

c i a n e t o e o x i g ê n i o

E m b o r a os a l q u i l c o r r i n ô i d e s são e s t á v e i s e m s o l u ç õ e s á c i d a s ou. b á s i c a s , a l i g a ç ã o C o - C ê q u e b r a d a f a c i l m e n t e s o b a luz v i s í v e l . A n a t u r e z a dos p r o d u t o s f o r m a d o s d e p e n d e m das c o n ­ d i ç õ e s nas q u a i s a f o t õ l i s e ê feita. U m e x e m p l o b a s t a n t e c o n h e e i d o ê a f o t õ l i s e da m e t i l c o b a l a m i n a , a q u a l n a p r e s e n ç a d e e x c e s s o de o x i g ê n i o é f o t o l i z a d a r a p i d a m e n t e (t1/2 = 1 m i n ) p a r a p r o d u z i r a q u o c o b a l a m i n a e f o r m a l d e i d o c o m o p r o d u t o s p r i n c i p a i s .P o r o u t r o la d o a f o t õ l i s e na a u s ê n c i a d e o x i g ê n i o ê l e n t a (ti/ 2 = 2 0 20 h) e p r o d u z v i t a m i n a B ^2r ' m e t a n o e e t a n o A r á p i d a o x i d a ç ã o d a B - ^ r d u r a n t e a f o t õ l i s e d a metil^ c o b a l a m i n a n a p r e s e n ç a de o x i g ê n i o ê a t r i b u í d a a r e a ç ã o d a c o m r a d i c a i s h i d r o x i l a o u a l q u i l p e r õ x i d o . A f o r m a ç ã o de m e t a n o e e t a n o o c o r r e p r o v a v e l m e n t e v i a a b s t r a ç ã o d e h i d r o g ê n i o d o sol^ v e n t e o u do an e l c o r r í n i c o e do a c o p l a m e n t o de r a d i c a i s metil. P a r a t o d o s o s a l q u i l c o r r i n ô i d e s a c o n s t a n t e de veloci_ d a d e da r e a ç ã o f o t o q u í m i c a d e p e n d e da n a t u r e z a d a l i g a ç ã o a . , 21 x i a l 1 .H - R E A Ç Õ E S D E D E S A L Q U I L A Ç Ã O E S P O N T Â N E A E m b o r a as a l q u i l c o b a l a m i n a s p r i m á r i a s são n o r m a l m e n t e c o n s i d e r a d a s c o m o e s t á v e i s , foi e n c o n t r a d o q u e a m a i o r i a de fa to são m e t a è s t ã v e i s , d e s a l q u i l a n d o - s e e m s o l u ç ã o e s t o q u e a t e m 22 p e r a t u r a a m b i e n t e na a u s ê n c i a de luz S o m e n t e a m e t i l c o b a l a m i n a q u e p o s s u i u m i m p e d i m e n t o e s t é r i c o m í n i m o â n ã o p o s s u i h i d r o g ê n i o 3, n ã o m o s t r o u m u d a n ç a

e s p e c t r a l e m s o l u ç ã o e s t o q u e a p H 7, na a u s ê n c i a de luz d u r a n t e 6 meses. A s a l q u i l c o b a l a m i n a s p r i m á r i a s c o m m a i o r n ú m e r o d e car b o n o s s o f r e m uma d e c o m p o s i ç ã o l e n t a s o b as m e s m a s c o n d i ç õ e s . Os t e m p o s de m e i a v i d a p a r a a l g u n s d e r i v a d o s d a B^ 2 são os seguin tes: m e t i l (ro) , e t i l (6 m e s e s ) , n - p r o p i l ( 4 - 5 m e s e s ) , n - o c t i l (11 m e s e s ) , i s o p e n t i l (anos). A i s o b u t i l c o b a l a m i n a ê c o n s i d e r a v e l m e n t e m e n o s e s t á v e l , s e n d o q u e a d e s a l q u i l a ç ã o e m s o l u ç õ e s n e u t r a s t e m t-jy2 = 14 dias. A n e o p e n t i l c o b a l a m i n a d e c o m p õ e - se p a r a g e r a r v i t a m i n a B - ^ a ( a q u o c o b a l a m i n a ) e m s o l u ç õ e s n e u t r a s a e r õ b i c a s c o m t-jy2 = 30 min. C o m p a r a n d o a s é r i e etil, n - p r o p i l , i s o b u t i l e n e o p e n t i l o b s e r v a - s e u m e f e i t o c r í t i c o d o c a r b o n o 3 na l a b i l i z a ç ã o da l i g a ç ã o C o - C p a r a u m a r e a ç ã o de q u e b r a e s p o n - 22 t anea 1.12 - E F E I T O S D A B A S E A X I A L N A E S T A B I L I D A D E DE O R G A N O C O R R I N Ô I D E S R e s u l t a d o s e x p e r i m e n t a i s t e m d e m o n s t r a d o que a estab:L l i d a d e d e a l q u i l c o b a l a m i n a s s e c u n d á r i a s e o u t r o s d e r i v a d o s e s t e r i c a m e n t e i m p e d i d o s d e p e n d e m da c o o r d e n a ç ã o d a b a s e a x i a l c o m o c o b a l t o . Q u a n d o a b a s e a x i a l e s t á a u s e n t e (isto é, p o r p r o t o n a - ç ã o o u a l q u i l a ç ã o ) , a v e l o c i d a d e e s p o n t â n e a d e d e s a l q u i l a ç ã o d_i m i n u i p o r o r d e m de m a g n i t u d e . E s t e f e i t o n ã o p o d e ser e l e t r ô n i ­ co , d e s d e que a c o o r d e n a ç ã o d o n i t r o g ê n i o d o B z m a u m e n t a a d e n s i d a d e e l e t r ô n i c a s o b r e o c o b a l t o e e n t ã o d e s f a v o r e c e a q u e b r a - 2 2 h o m o l i t i c a da l i g a ç a o C o - C A o r i g e m da a c e l e r a ç ã o da r e a ç ã o de d e s a l q u i l a ç ã o pe la c o o r d e n a ç ã o d a b a s e a x i a l ê e v i d e n t e a p a r t i r de d a d o s c r i s t a l o g r á f í @ © § i ô b r e c o r r i n õ i d e s . E m d e r i v a d o s c o r r l n i c o s d e n í

q u e l e á c i d o c o b í r i c o , q u a n d o a b a s e a x i a l e s t á ausente, o s i s t e 2 3 m a c o r r l n i c o a d o t a u m a c o n f i g u r a ç a o p l a n a r E m d e r i v a d o s de c o b a l a m i n a s c o n t a t o s e n t r e o á t o m o de h i d r o g ê n i o e c a r b o n o 4 d o B z m e os c a r b o n o s C-5 e C- 6 d o an e l c o r r l n i c o c a u s a m u m a d i s t o r ç ã o d o a n e l c o r r í n i c o de u m a c o n f i g u r a ç ã o d o b r a d a na d i r e ç ã o d o l i g a n t e o r g â n i c o (Figura 4). F I G U R A 4 - C o n f o r m a ç ã o d o b r a d a na d i r e ç ã o d o l i g a n t e o r g â n i c o do anel c o r r í n i c o i n d u z i d a p e l a b a s e axial. Na v i t a m i n a B-^ e s t a i n c l i n a ç ã o e q u i v a l e a u m â n g u l o de 1 9 ° e n t f ê ©g d e i s p l a n o s d o a n e l c o r r í n i c o .

N a DBC q u e c o n t ê m u m l i g a n t é a x i a l v o l u m o s o n a 6- p o s i ç ã o e u m a l i g a ç ã o m a i s l o nga C o - N ( B - 3 ) , a i n c l i n a ç ã o d o a n e l c o r r í n i c o é r e d u z i d a p a r a 15° 1 13 E s t u d o s c o m r e s s o n a n c i a m a g n é t i c a n u c l e a r de H e C s u g e r e m q u e e s t a s c a r a c t e r í s t i c a s e s t r u t u r a i s são p r e s e r v a d a s em , ~ 25 s o l u ç o e s a q u o s a s Q u a n d o o á t o m o de c o b a l t o e s t á u n i d o a u m s u b s t i t u i n -te a l q u í l i c o v o l u m o s o , u m a i n c l i n a ç ã o p a r a c i m a do l i g a n t e corri. n i c o é c a u s a d a p e l a c o o r d e n a ç ã o d a b a s e a x i a l q u e a u m e n t a as in t e r a ç õ e s e s t é r i c a s r e p u l s i v a s , i s t o p o d e ser i m a g i n a d o c o m o efe:L to m e c a n o q u í m i c o de a l a v a n c a q u e c o n d u z a q u e b r a da l i g a ç ã o C o - C . A a d i ç ã o de i m i d a z o l , b e n z i m i d a z o l e Bzm, a c e l e r a a v e l o c i d a d e de d e s a l q u i l a ç ã o da i s o p r o p i l c o b i n a m i d a c o m a m e s m a e x t e n s ã o . A r e d u ç ã o e s t é r i c a de d e s a l q u i l a ç ã o e s p e r a d a n o c a s o d o i m i d a z o l é a p a r e n t e m e n t e c o m p e n s a d a p e l a m a i o r c o o r d e n a ç ã o c o m o c o b a l t o . - 22 to se d e v e a a l t a b a s i c i d a d e e u m p e q u e n o r e q u i s i t o e s t e r i c o M u i t o s a u t o r e s t e m c o n c o r d a d o q u e o á t o m o de c o b a l t o n a v i t a m i n a B 1 2 P oc^e a l g u m a m a n e i r a m o v e r - s e s i g n i f i c a t i v a m e n t e p a r a fo r a , ,. ' 26, 27 do l i g a n t e c o r r í n i c o . Porém, o á t o m o de c o b a l t o e s t á u n i d o de uma f o r m a m o i to m a i s r í g i d a ao a n e l c o r r í n i c o q u a n d o c o m p a r a d o c o m o f e r r o nas p o r f i r i n a s . E s t e é u m f o r t e a r g u m e n t o c o n t r a a m o b i l i d a d e d o co b a l t o d e s d e q u e o anel c o r r í n i c o é t a m b é m m a i s f l e x í v e l q u e as p o r f i r i n a s t o t a l m e n t e i n s a t u r a d a s , s e n d o e n t ã o m a i s p l a u s í v e l a £ s u m i r q u e a m u d a n ç a c o n f o r m a c i o n a l no c o r r í n i c o s e j a d e v i d o a in c l i n a ç ã o do a n e l c o r r í n i c o , s e m u m m o v i m e n t o d o c o b a l t o p a r a fo 22 r a d o p l a n o dos n i t r o g e n i o s c o r r í n i c o s A c o o r d e n a ç ã o a x i a l ê a c o m p a n h a d a p o r u m e f e i t o b a t o

-c r ô m i -c o na p r i m e i r a t r a n s i ç ã o 11-11* (711 - 8U) do c r o m õ f o r o corrí_ nico. 0 o r b i t a l 1% e s t á d e s l o c a l i z a d o s o b r e t o d a a m o l é c u l a t e n ­ do c o n t r i b u i ç ã o n ã o s o m e n t e o s i s t e m a 1f e l e t r ô n i c a do a n e l m a s do á t o m o de c o b a l t o (3dz^, 4s, 4 p z ) . A s s i m , u m a m u d a n ç a c o n f o r m a c i o n a l do a n e l c o r r í n i c o r e s u l t a n u m a m u d a n ç a do n í v e l e n e r g ê t i -22 co . S a l e m e seus c o l a b o r a d o r e s r e c e n t e m e n t e d e n o m i n a r a m o o r b i t a l 7H de " o r b i t a l t e n s i o n a d o " e f o r m u l a r a m u m m e c a n i s m o hi p o t ê t i c o p a r a r e a ç õ e s e n z i m á t i c a s da c o e n z i m a b a s e a d o n e s t a m u d a n ç a de e n e r g i a c o m a c o o r d e n a ç ã o da b a s e a x i a l e o s u p o s t o 27 m o v i m e n t o a x i a l do Co p a r a f o r a do a n e l c o r r í n i c o S c h r a u z e r e c o l a b o r a d o r e s d e m o n s t r a r a m q u e a estabili. d a d e da l i g a ç ã o C o - C e m a l q u i l c o b a l a m i n a s é d e t e r m i n a d a p o r f a t o res e s t é r i c o s , e l e t r ô n i c o s d a n a t u r e z a i n d u t i v a , e l e v e m e n t e p o r 22 f a t o r e s de r e s s o n a n c i a Se o s i s t e m a l i g a n t e é f l e x í v e l e m a m b a s as d i r e ç õ e s do e i x o v e r t i c a l , s u b s t i t u i n t e s a l q u í l i c o s g r a n d e s u n i d o s a o co b a l t o i n c l i n a r i a m o a n e l c o r r í n i c o p a r a b a i x o , r e s u l t a n d o n a q u e b r a da l i g a ç ã o c o o r d e n a d a e n t r e a b a s e a x i a l e o á t o m o de coba_l to c o r r í n i c o . D e p e n d e n d o do g r a u d e d i s t o r ç ã o , as alquil c o b a l a m i _ n a s s e c u n d á r i a s p o d e m e x i s t i r t o t a l m e n t e na f o r m a c o o r d e n a d a s i2 22 n i f i c a t i v a m e n t e n a f o r m a d e b a s e n a o c o o r d e n a d a P r e v i a m e n t e , as v a r i a ç õ e s n a c o o r d e n a ç ã o d a b a s e a x i a l e m c o b a l a m i n a s e r a m a t r i b u i d a s a c a p a c i d a d e d e d o a ç ã o cr de e l é ­ t r o n s de l i g a ç ã o na p o s i ç ã o trans, c o m p o u c a c o n t r i b u i ç ã o d e fa t o r e s e s t é r i c o s S e m d ú v i d a , a f a l t a de c o o r d e n a ç ã o da b a s e a x i a l e m i s o p r o p i l ê c í c l o h e x i l c o b a l a m i n a s t e m si d o d e s c r i t o p o r a l g u n s

a u t o r e s c o m o e f e i t o i n d u t i v o d e s t e s g r u p o s . C o n s i d e r a n d o a p e q u e n a m u d a n ç a r e l a t i v a na c o o r d e n a ç ã o da b a s e c o m e f e i t o i n d u t i ­ vo v i s t o e n t r e n - a l q u i l c o b a l a m i n a s , p a r e c e p o u c o p r o v á v e l q u e so m e n t e o e f e i t o i n d u t i v o s e j a o ú n i c o c o n t r i b u i n t e . A l é m d i s s o , o g r u p o c i c l o p e n t i l ê m e l h o r d o a d o r de e l é t r o n s q u e o i s o p r o p i l o u c i c l o h e x i l p o r é m , a i n d a a c i c l o p e n t i l c o b a l a m i n a t e m u m a p r e c i a ■ - 30 v e l c a r a t e r de c o m p l e x o de b a s e - c o o r d e n a d a e m s o l u ç o e s neutras 1 .13.- E Q U I L Í B R I O C O N F O R M A C I O N A L E M A L Q U I L C O R R I N Õ I D E S M u d a n ç a s c o n f o r m a c i o n a i s n o a n e l c o r r í n i c o f o r a m p r i ­ m e i r a m e n t e d i s c u t i d a s p o r W i l l i a n s e c o l a b o r a d o r e s q u e caracter:L z a r a m o e s p e c t r o d e a b s o r ç ã o de c o r r i n õ i d e s c o m o s o f r e n d o v a r i a ç ã o de n o r m a l p a r a n ô m a l o , d i c i a n o c o b i n a m i d a e isopropilcobínarrii d a r e p r e s e n t a n d o os d o i s e x t r e m o s . E n t r e as a l q u i l c o b i n a m i d a s o c a r á t e r a n ô m a l o a u m e n t a na o r d e m de m e t i l , etil, i s o p r o p i l . S e ­ g u n d o W i l l i a n s as o r g a n o c o b i n a m i d a s de c a r á t e r i n t e r m e d i á r i o so f r e m m u d a n ç a s c o n f o r m a c i o n a i s d e p e n d e n d o da t e m p e r a t u r a e m u d a m r e v e r s i v e l m e n t e e n t r e o s d o i s e x t r e m o s . U m a e s p é c i e de c o o r d e n a ção 5 de c a r á t e r a n ô m a l o é f a v o r e c i d a p e l o a u m e n t a d a t e m p e r a t u ~ 19 31 ra e p e l a d o a ç a o de e l e t r o n s d a l i g a ç a o a x i a l ' E x a m i n a n d o a d e p e n d ê n c i a de t e m p e r a t u r a dos s i n a i s d e NMR-C-*-^ de o r g a n o c o r r i n Ó i d e s e n r i q u e c i d o s c o m C ^ , H o g e n k a m p e co l a b o r a d o r e s c o n c l u i r a m q u e as m u d a n ç a s são m e l h o r e s d e s c r i t a s , d e v i d a a u m a m u d a n ç a c o n f o r m a c i o n a l do l i g a n t e c o r r í n i c o s e m e n v o l - 3 2 v e r u m a m u d a n ç a no n u m e r o de c o o r d e n a ç a o . De a c o r d o c o m o cri t ê r i o de F i r t h e c o l a b o r a d o r e s as a l q u i l c o b a l a m i n a s a u m e n t a m o c a r á t e r aíiêmãlô fiõ e s p e c t r o c o m o a u m e n t o d o v o l u m e do g r u p o al.

q u l l i c o , da m e s m a m a n e i r a q u e d i m i n u e a c o o r d e n a ç ã o ' d a b a s e a x i a l 31 e c o n s e q u e n t e m e n t e a u m e n t a a v e l o c i d a d e de d e s a l q u i l a ç a o . E n ­ tão, e n t r e as c o b a l a m i n a s e s t u d a d a s p o r S c h r a u z e r , u m a u m e n t o do c a r á t e r a n ô m a l o p a r e c e e s t a r a s s o c i a d o c o m u m a u m e n t o d a i n c l i n a 22 ç a o p a r a b a i x o d o a n e l c o r r í n i c o 1.14 - H O M Õ L I S E E S P O N T Â N E A D E O R G A N O C O B A L A M I N A S P R I M Ã R I A S E S E ­ C U N D Á R I A S . R U P T U R A T É R M I C A D A L I G A Ç Ã O C o - C E m c o n d i ç õ e s e s t r i t a m e n t e a n a e r õ b i c a s o l u ç õ e s a q u o s a s ! i n e u t r a s de n e o p e n t i l e b e n z i l c o b a l a m i n a p a r e c e m ser tão e s t á v e i s 1 c o m o o r g a n o c o b a l a m i n a s n ã o i m p e d i d a s e s t e r i c a m e n t e . P o r ê m aerób_i c a m e n t e d e c o m p õ e m - s e c o m v i d a s m é d i a s de m i n u t o s a ho r a s . A s co b a l a m i n a s c o r r e s p o n d e n t e s t e m v i d a m é d i a m a i o r e m c o n d i ç õ e s 1a e r ó bicas, s e m e l h a n t e s a n e o p e n t i l e b e n z i l c o b a l a m i n a na f o r m a p r o t o 33 n a d a c o m o B z m n a o c o o r d e n a d o ( s o l u ç o e s acidas) E m s o l u ç õ e s n e u t r a s a l i g a ç ã o C o - C d a n e o p e n t i l e b e n z i l c o b a l a m i n a ê n o t a v e l m e n t e m e n o s e s t á v e l p e l a c o o r d e n a ç ã o do B z m ao Co, j u s t a m e n t e c o m o foi o b s e r v a d o n o e s t u d o de a l q u i l c o b a - 22 l a m i n a s s e c u n d a r i a s A q u e b r a da l i g a ç ã o C o - C ê i n i c i a d a p e l a m o v i m e n t a ç ã o p a r a c i m a d o l i g a n t e c o r r í n i c o n a f o r m a de b a s e c o o r d e n a d a p r o d u 33 z i n d o v i t a m i n a B^ 2 e r a d i c a l b e n z i l o u n e o p e n t i l (E s q u e m a 3) E m c o n d i ç õ e s e s t r i t a m e n t e a n a e r õ b i c a s e m s o l u ç õ e s n e u tras e r e c o m b i n a ç ã o d a s d u a s e s p é c i e s p a r a d a r o o r g a n o c o r r i n õ i - de o r i g i n a l o c o r r e c o m a l t a e f i c i ê n c i a . A e r o b i c a m e n t e a r e a ç ã o de o x i d a ç ã o c a u s a d e c o m p o s i ç ã o i r r e v e r s í v e l d e v i d o a r e a ç ã o de o x i g ê n i o c o m © s r a d Í G â i s f o r m a d o s . A b a i x a v e l o c i d a d e de d e c o m p o