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Qumica Bioinorgnica

Angel R, Higuera-PadillaLaboratorio de qumica bioinorgnicaPostgrado en QumicaComplejos metlicos en medicina2

Complejos metlicos en medicinaMedicinaComplejos metlicos

Dos o ms componentes unidos por un enlace de coordinacintomo central (catin metlico)Ligandos (iones o molculas que aportan su par de electrones)Cienciadedicada al estudio de la vida, la salud, las enfermedades y la muerte del ser humanoImplica el arte de crear nuevos compuestos ejerciendo conocimiento tcnicopara el mantenimiento y recuperacin de la salud, aplicndolos al diagnostico, tratamiento y prevencin de las enfermedades.

Bculo de Asclepio Esculapio, smbolo de la medicina3

Complejos metlicos en medicinaMetalesElementos qumicos

Buen conductor de calor y electricidad

Alta densidad y punto de fusin

Mercurio

Slidos a temperatura ambiente4

Complejos metlicos en medicina

Orbitales dGeometra octadrica

Geometra tetradricaNmeros de coordinacinMetales de transicin5

Complejos metlicos en medicinaMetales en medicina

Chinos

Arabes

Egipcios

Cobre

Hierro

OroArtritis

Enzo Alessio. Bioinorganic Medicinal Chemistry. Edited by Wiley-VCH Verlag & Co. Weinheim, Germany, 20116

Complejos metlicos en medicina

ZincCuracin de heridas

Mercurio

Compuesto diurtico

Sales de oro

Antibacteriales

Enzo Alessio. Bioinorganic Medicinal Chemistry. Edited by Wiley-VCH Verlag & Co. Weinheim, Germany, 20117

Complejos metlicos en medicinaEnzo Alessio. Bioinorganic Medicinal Chemistry. Edited by Wiley-VCH Verlag & Co. Weinheim, Germany, 2011K[Au(CN)2]

Antimonio

Leishmania

Platino Uso exitoso en el tratamiento del cncer

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Complejos metlicos en medicinaChris Orvig y Michael J. Abrams. Medicinal Inorganic Chemistry: Introduction. Chemical Reviews, 1999, Vol. 99, No. 9Paul Ehrlich(Premio Nobel 1908)

Structure-activity relationship

Arsfenamina (Salvarsan o Ehrlich 606)

Sfilis

Quimioterapia

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Complejos metlicos en medicinaCis-diamino-dicloro-platino(II)

Barnett Rosenberg (1965)

Escherichia coli

Anti cancergenoComo ciencia tiene slo unos 50 aos

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Complejos metlicos en medicinaQumica BioinorgnicaEstudia la qumica de los compuestos de carbono

Estudia los compuestos qumicos de los sistemas vivientes

Estudia la qumica de todos los compuestos qumicos excepto el carbono

Una contradiccin?11

Qumica Bioinorgnica

Qumica bioinorgnica

Estudio de la funcin bioqumicaElementos inorgnicos

Sistemas biolgicos

Rosette M. Roat-Malone. Bioinorganic Chemistry. 2da Edicin. John Wiley & Sons, New Jersey. 2007. Pp: 1-28 12

Qumica BioinorgnicaBioqumica Inorgnica

Qumica Inorgnica Medicinal

Qumica Bioinorgnica13

Tener conocimiento

Qumica inorgnica

Para el entendimientoTpicos de qumica bioinorgnica

BioqumicaR. Crichton. Biological inorganic chemistry. An introduction. First edition, 2008. Pp. 241-255Qumica Bioinorgnica14

Complejos metlicos en medicinaConceptos bsicos de qumica inorgnicaTeora del campo cristalino (TCC)

Una aproximacin usada para una presentacin bsica de conceptos de enlace en los metales de transicin.

tomo central (catin metlico)Ligandos (iones o molculas que aportan su par de electrones)James C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, LtdEjemplo de Complejo hexacoordinado

Ejemplo de Complejos pentacoordinadosEjemplo de Complejos tetracoordinados

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Complejos metlicos en medicina

Geometras comunes de complejos metlicos y productos intermedios encontrados en qumica inorgnicaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd16

Complejos metlicos en medicina

Iones de metales de transicin y sus configuraciones electrnicas para varios estados de oxidacinPuesto que los iones de estos elementos tienen electrones ocupando el nivel d, que se considera el nivel de 'valencia del in, la TCC se centra en el cambio en la energa de los orbitales d cuando cargas que representan los ligandos se acercan al in metlico y forman enlaces.James C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd17

Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, LtdSuperficies de enlace de los 5 orbitales d

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Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd

Estructura octadricaEnlaces a las caras de un cubo

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Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd

Enlaces a los vrtices de un cubo

Estructura tetradrica20

Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd

Estructura planar cuadrada

Enlaces a 4 caras de un cubo

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Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, LtdFactores que afectan el desdoblamiento del campo cristalino

Ligandos de campo fuerte y ligandos de campo dbil, de bajo espn y de alto espn respectivamente.El orden es obtenido de resultados experimentales

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Complejos metlicos en medicinaTeora del orbital molecular (TOM)

Esta teora utiliza los orbitales atmicos de todos los tomos en un compuesto para la construccin de orbitales moleculares, las formas dependen del tamao, la forma y la distancia entre los orbitales atmicos.James C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd23

Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd

Diagrama parcial de OM para el complejo [Co(NH3)6]3+

Forma aproximada de los enlaces por OM para [Co(NH3)6]3+24

Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, LtdReacciones de complejos metlicos

Suponga la reaccin hipotticaLa mayora de los complejos metlicos que han encontrado su lugar en la medicina ejercen sus efectos biolgicos mediante la reaccin con nuclefilos presentes en el cuerpo.25

Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, LtdVelocidades de reaccin y equilibrio

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Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, LtdReacciones de sustitucin y efecto transEl efecto trans corresponde a la capacidad de un ligando en un complejo direccionar la sustitucin en frente o trans, a s mismo. Se da especialmente en compuestos planar cuadrados, como los anticancergenos de platino.

Sntesis de transplatino

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Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd

Sntesis de cisplatino28

Complejos metlicos en medicinaRosette M. Roat-Malone. Bioinorganic Chemistry. 2da Edicin. John Wiley & Sons, New Jersey. 2007. Pp: 1-28 Principios bioinorgnicos importantes son los tipos de coordinacin del centro metlico, y las preferencias de los ligandos. Estrechamente relacionada a la naturaleza acido-base y dura-blanda de los metales y ligandos.

En general, cidos duros y bases duras (ad-bd) o cidos blandos y bases blandas (ab-bb), reaccionan unos con otros rpidamente (cintica) y forman compuesto estable (termodinmica)cidos duros y bases blandas (ad-bb) y cidos blandos y bases duras (ab-bd), reaccionan unos con otros lentamente (cintica) y forman compuesto poco estable (termodinmica) 29

Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd

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Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, LtdInquietudes, dudas, preguntas?31

Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, LtdEjercicios1. Dar el nmero de electrones no apareados en los complejos [Ni(en)3]2+, octadrico, [NiCl4]2+, Tetradrico y [Ni(CN)4]2+, planar cuadrado. La abreviatura en' es H2NCH2CH2NH2 etilendiamina, que acta como un ligando bidentado con dos puntos de unin al in Ni+2.2. El nucletido del ADN adenosin trifosfato, ATP, reacciona con el complejo metlico [ML3Cl] en medio acuoso por la prdida del ligando cloruro de acuerdo con la reaccin siguiente:

a) Si la velocidad inicial de esta reaccin es 3,6 x 10-2 Ms-1 a 37 C y la concentracin inicial de tanto el nucletido y el complejo metlico en el medio de reaccin es 3,0 x 10-3 M, calcular la constante de velocidad de segundo orden, K2, para la reaccin.b) Despus de 24 horas, la reaccin alcanza el equilibrio y la constante de equilibrio, K, se determina que es 102. Calcular la energa libre, DG, para la reaccin R = 8,314 Jkmol-1.

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Complejos metlicos en medicinaJames C. Dabrowiak. Metals in Medicine. 2009 John Wiley & Sons, Ltd4. La constante de velocidad de seudo primer orden para la reaccin del ligando glutatin, que contiene tiol, con un complejo metlico es 1,2 x 10-2 s-1 a 37 C. Si la concentracin de tiol en el medio de reaccin es de 1 mM y la concentracin de complejo metlico es de 1 mm, calcular la constante de velocidad de segundo orden para la reaccin a partir de los datos dados.3. Utilizando la serie de efecto trans, prediga los productos de las reacciones siguientes: Supongamos la relacin de material de partida a reactivo 1:1.