Sntesis-y-caracterizacion-de-compuestos-de-coordinacion-de-cobreII-con-diiminas-aromaticas-casiopenas-con-posible-actividad-antitumoral

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE 
MÉXICO 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE COMPUESTOS DE 
COORDINACIÓN DE COBRE(II) CON DIIMINAS 
AROMÁTICAS (CASIOPEÍNAS®) CON POSIBLE ACTIVIDAD 
ANTITUMORAL. 
 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
Q U Í M I C A 
 
PRESENTA 
YOKARI GODINEZ LOYOLA 
 
 
 CIUDAD DE MÉXICO 2016 
 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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2 
 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
LABORATORIO 210 Y LABORATORIO 05 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÁNICA Y NUCLEAR. 
FACULTAD DE QUÍMICA, UNAM. 
 
 
________________________ 
DRA. LENA RUIZ AZUARA 
ASESOR DEL TEMA 
 
 
________________________ 
YOKARI GODINEZ LOYOLA 
SUSTENTANTE 
 
 
 
 
PRESIDENTE: Dra. Lena Ruiz Azuara 
VOCAL: Dr. José Luz González Chávez 
SECRETARIO: Dra. Silvia Elena Castillo Blum 
1er. SUPLENTE: Dr. Armando Marín Becerra 
2° SUPLENTE: Dr. Víctor Manuel Ugalde Saldívar 
 
3 
Índice 
Abreviaturas ................................................................................ 5 
Introducción ................................................................................ 7 
Capítulo I Antecedentes ............................................................. 8 
1.1 Cáncer .................................................................................. 8 
1.1.1 Tipos de tratamiento contra el cáncer ............................ 11 
1.1.1.1 Quimioterapia ................................................................ 12 
1.2 Química bioinorgánica ........................................................... 15 
1.2.1 Compuestos metálicos con propiedad antitumoral ............... 15 
1.2.1.1 Cobre ............................................................................ 20 
1.3 Casiopeínas ......................................................................... 21 
1.3.1 Mecanismo de acción de las Casiopeínas® .......................... 23 
1.3.1.1 Intercalación .................................................................. 23 
1.3.1.2 Generación de especies reactivas de oxígeno ..................... 26 
1.4 Justificación ......................................................................... 29 
1.5 Hipótesis ............................................................................. 30 
1.6 Objetivos ............................................................................ 31 
1.6.1 Objetivo general ............................................................. 31 
1.6.2 Objetivos particulares ..................................................... 31 
Capítulo II Desarrollo experimental .......................................... 32 
2.1 Reactivos ............................................................................ 32 
2.2 Síntesis ............................................................................... 32 
2.3 Caracterización .................................................................... 33 
2.3.1 Espectroscopia de infrarrojo ............................................. 33 
2.3.2 Espectroscopia electrónica de absorción en el Ultravioleta-
Visible ................................................................................... 34 
2.3.3 Análisis elemental ........................................................... 34 
2.3.4 Conductividad eléctrica .................................................... 34 
2.3.5 Momento magnético ........................................................ 34 
2.3.6 Temperatura de fusión .................................................... 35 
 
4 
2.3.7 Resonancia paramagnética electrónica .............................. 35 
2.3.8 Voltamperometría cíclica .................................................. 35 
2.3.9 Pruebas biológicas .......................................................... 37 
Capítulo III Resultados y Discusión .......................................... 39 
3.1 Síntesis ............................................................................... 39 
3.2 Caracterización .................................................................... 39 
3.2.1 Espectroscopia de Infrarrojo ............................................... 39 
3.2.2 Análisis elemental .............................................................. 44 
3.2.3 Conductividad eléctrica ...................................................... 46 
3.2.4 Momento magnético .......................................................... 47 
3.2.5 Temperatura de fusión ....................................................... 49 
3.2.6 Espectroscopia electrónica de absorción en el UV-Vis ............. 50 
3.2.7 Resonancia paramagnética electrónica ................................. 56 
3.2.8 Voltamperometría cíclica .................................................... 59 
3.2.8.1 Voltamperometría de los ligantes ................................... 63 
3.2.8.2 Voltamperometría del compuesto Cu(fen)(met) ............... 64 
3.2.8.3 Voltamperometría de los compuestos Cu(4Me-fen)(met), 
Cu(5Me-fen)(met), Cu(5NO2-fen)(met), Cu(4,7-difenil-fen)(met), 
Cu(4,7-dimetil-fen)(met) y Cu(5,6-dimetil-fen)(met) .................. 65 
3.2.8.4 Voltamperometría cíclica de los compuestos Cu(5Cl-
fen)(met), Cu(bipy)(met) y Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) ................ 67 
3.2.9 Pruebas biológicas ............................................................. 68 
3.3 Correlaciones ....................................................................... 69 
Capítulo IV Conclusiones ........................................................... 72 
Capítulo V Perspectivas ............................................................. 73 
Capítulo VI Bibliografía ............................................................ 74 
Anexo I. Espectros de infrarrojo ................................................ 80 
Anexo II. Espectros electrónicos de absorción en el UV-Vis ...... 88 
Anexo III. Espectros de resonancia paramagnética electrónica 92 
Anexo IV. Voltamperogramas .................................................. 102 
 
 
5 
Abreviaturas 
Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) Nitrato de 4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina-L-
metioninato de cobre(II) 
Cu(4,7-difenil-fen)(met) Nitrato de 4,7-difenil-1,10-fenantrolina-L-
metioninato de cobre(II) 
Cu(4,7-dimetil-fen)(met) Nitrato de 4,7-dimetil-1,10-fenantrolina-L-
metioninato de cobre(II) 
Cu(4Me-fen)(met) Nitrato de 4-metil-1,10-fenantrolina-L-
metioninato de cobre(II) 
Cu(5,6-dimetil-fen)(met) Nitrato de 5,6-dimetil-1,10-fenantrolina-L-
metioninato de cobre(II) 
Cu(5Cl-fen)(met) Nitrato de 5-cloro-1,10-fenantrolina-L-
metioninato de cobre(II) 
Cu(5Me-fen)(met) Nitrato de 5-metil-1,10-fenantrolina-L-
metioninato de cobre(II) 
Cu(5NO2-fen)(met) Nitrato de 5-nitro-1,10-fenantrolina-L-
metioninato de cobre(II) 
Cu(bipy)(met) Nitrato de 2,2’-bipiridina-L-metioninato de 
cobre(II) 
Cu(fen)(met) Nitrato de 1,10-fenantrolina-L-metionato 
de cobre(II) 
[Cu(fen)2](NO3)2 
 
Nitrato de bis(1,10-fenantrolina) de 
cobre(II) 
[Cu(bipy)2](NO3)2 Nitrato de bis(2,2’-bipiridina) de cobre(II) 
[Cu(Met)2] bis(L-metioninato)cobre(II) 
Acac Acetil acetonato 
∆E Diferencia de potencial 
® Marca registrada 
ADN Ácido desoxirribonucléico 
ARN Ácido ribonucléico 
 
6 
Bipy 2,2’-bipiridinaCI50 Concentración inhibitoria media 
Cis-platino Cis-diaminodicloroplatino(II) 
D Coeficiente de difusión 
Ɛ Coeficiente de absortividad molar 
E1/2 Potencial de media onda 
ERO Especies reactivas de oxígeno 
Fen 1,10-fenantrolina 
ipa Corriente de pico anódica 
ipc Corriente de pico catódica 
IR Infrarrojo 
MeOH Metanol 
met Aminoacidato metionina 
mM Milimolar 
nm Nanómetro 
OMS Organización Mundial de la Salud 
RPE Resonancia paramagnética electrónica 
UV Ultravioleta 
UV-Vis Ultravioleta-visible 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
Introducción 
El cáncer hoy en día es una de las principales causas de muerte a 
nivel mundial. Entre los tratamientos empleados destaca la quimioterapia, 
la cual ha demostrado ser muy eficaz, sobre todo en combinación con 
radioterapia y cirugía. Los quimioterapéuticos empleados presentan 
inconvenientes como un alto nivel de toxicidad para el organismo y la 
generación de resistencia, por lo que continúa la búsqueda de nuevas 
moléculas con una mayor actividad y una menor toxicidad. 
La química bioinorgánica medicinal busca desarrollar 
quimioterapéuticos empleando metales. En nuestro grupo de trabajo se 
utilizan metales esenciales, para los cuales el cuerpo tiene un mecanismo 
homeostático, hecho que podría disminuir considerablemente su 
toxicidad. 
Las Casiopeínas® son una familia de compuestos anticancerosos de 
coordinación cuyo centro metálico es de cobre(II), con un ligante primario 
bidentado de tipo diimina (N-N) y ligante secundario que puede ser α-
aminoácido (N-O), acetilacetonato o salicilaldehído (O-O). Estudios in 
vitro e in vivo han comprobado que las Casiopeínas® poseen actividad 
citotóxica, genotóxica y antitumoral; cuyo mecanismo de acción involucra 
un intercalamiento de las Casiopeínas® entre las bases del ADN además 
de la generación de ERO. 
Al estudiar la reactividad de la Casiopeína III-ia con metionina, se 
observó que había un desplazamiento del ligante acac de la Cas III-ia por 
la metionina, obteniéndose así la Cas IV-Met. El objetivo de este trabajo 
es sintetizar y caracterizar una serie de casiopeínas con diferentes 
diiminas sustituidas y metionina y posteriormente, estudiar la actividad 
de estas casiopeínas frente a una línea tumoral y comparar su actividad 
con las casiopeínas reportadas con la misma diimina, pero con ligante 
secundario acac y gly. 
 
 
8 
Capítulo I 
Antecedentes 
 
1.1 Cáncer 
El cáncer es un término genérico que designa un conjunto de 
enfermedades caracterizadas por la división y diseminación incontrolada 
de las células. Adicionado a esto, algunas células cancerosas pueden 
desprenderse y moverse a lugares distantes del cuerpo por medio del 
sistema circulatorio o del sistema linfático y formar nuevos tumores lejos 
del tumor original, a este proceso se le llama metástasis [figura 1]. 
 Actualmente se conocen más de 100 tipos de cáncer y éstos 
reciben, en general, el nombre de los órganos o tejidos en donde se 
encuentra el tumor. 
 
Figura 1. Cáncer primario y metástasis. 
 
 
9 
Las estadísticas de la Organización Mundial de la Salud (OMS) 
reportan que entre 2000 y 2012, el cáncer ocupó el quinto lugar en causas 
de defunción a nivel mundial; tan sólo en 2012 se presentaron 14 millones 
de casos nuevos y se le atribuyeron 8.2 millones de muertes [5]. Se prevé 
que el número de nuevos casos aumente en aproximadamente un 70 % 
en los próximos 20 años. 
Figura 2. Las 10 causas principales de defunción en el mundo (2012) [5]. 
En 2012, los países con mayor incidencia de cáncer fueron 
Dinamarca, Francia, Australia, Bélgica y Noruega [29] [figura 3]. Los tipos 
de cáncer que se diagnosticaron más frecuentemente a nivel mundial 
fueron el de pulmón (1.8 millones de casos, esto es, el 13.0 % del total), 
el de mama (1.7 millones, esto es, el 11.9 %) y el cáncer colorectal (1.4 
millones, esto es, el 9.7 %). Así mismo, los que provocaron un mayor 
número de muertes fueron los de pulmón (1.6 millones, esto es, el 19.4 
% del total), hígado (0.8 millones, esto es, el 9.1 %) y estómago (0.7 
millones, esto es, el 8.8 %) [28]. 
 
10 
 
Figura 3. Incidencia de cáncer a nivel mundial (tasa por 100 000) [29]. 
 
En México el panorama es similar, durante el mismo año el cáncer 
fue el responsable de casi 72 000 muertes [figura 4], 33 mil 900 hombres 
y 38 mil mujeres, siendo los principales tipos de cáncer en hombres: 
próstata (17.0 %), tráquea, bronquios y pulmones (11.7 %) y el de 
estómago (9.2 %). Por otro lado, las principales defunciones por cáncer 
en mujeres fueron: mama (15.8 %), el cervicouterino (12.0 %) y el de 
hígado (7.9 %). 
 
11 
 
 
Figura 4. Muertes por cáncer en México 2012 [6]. 
 
1.1.1 Tipos de tratamiento contra el cáncer 
 
Existen diferentes tipos de tratamientos contra el cáncer y el que se 
suministre dependerá del tipo, la etapa en que se encuentre e inclusive si 
se tiene algún otro problema de salud [9,30]: 
 Cirugía: Es el tratamiento más eficaz para el tratamiento de 
tumores sólidos y se puede llevar a cabo a diferentes niveles: 
cirugía de diagnóstico (se subdivide en laparoscopia y biopsia, 
ambas son empleadas para el análisis del tumor), cirugía curativa 
 
12 
(extirpación del tumor primario), cirugía reconstructiva (o cirugía 
oncoplástica, principalmente empleada en aquellos casos cuyo 
procedimiento quirúrgico daña la imagen cosmética del paciente) y 
cirugía paliativa (procedimiento quirúrgico o colocación de 
dispositivos cuya finalidad es disminuir padecimientos relacionados 
con el cáncer o procedimientos quirúrgicos para la resección de un 
tumor). 
 Radioterapia: Consiste en suministrar altas dosis de radiación para 
destruir células cancerosas y reducir tumores. Puede ser 
administrada mediante la radioterapia externa (emplea fotones, 
electrones o protones), la implantación de radioisótopos 
(braquiterapia) o la inyección de éstos (radioterapia inyectada). 
 Quimioterapia: Tratamiento que emplea fármacos citotóxicos, 
causando la muerte celular mediante diferentes mecanismos y cuyo 
objetivo es disminuir la población de células cancerosas. 
 Inmunoterapia: Tratamiento basado en la expresión de proteínas 
mutadas o sobreexpresión de antígenos por parte de células 
cancerosas, los cuales pueden ser reconocidos por anticuerpos o 
células T, desarrollando así una respuesta inmune contra el tumor. 
Los tratamientos más comúnmente utilizados son cirugía, radioterapia 
y quimioterapia; generalmente en combinación. 
1.1.1.1 Quimioterapia 
La quimioterapia se utiliza para detener o hacer más lento el 
crecimiento de las células cancerosas, así como reducir el tamaño de 
tumores antes de una cirugía o radioterapia. Los quimioterapéuticos se 
clasifican basándose en factores como su mecanismo de acción, 
estructura química u origen [11, 14]: 
 
 
13 
 Agentes alquilantes: Dañan directamente el ADN para evitar que la 
célula se reproduzca. 
 Antimetabolitos: Inhibidores de enzimas que participan en la 
síntesis del ADN y del ARN. 
 Antibióticos antitumorales: Alterar el ADN dentro de las células 
cancerosas para impedir que crezcan y se multipliquen; las más 
comunes son las antraciclinas, que interfieren con las enzimas 
involucradas en la replicación de ADN. 
 Inhibidores de la topoisomerasa: Interfieren con las enzimas 
topoisomerasas, las cuales ayudan a separar las hebras del ADN. 
 Inhibidores de la mitosis o agentes antimicrotubulares: Detienen la 
mitosis en la fase M del ciclo celular; generalmente evitan la 
despolimerización de los microtúbulos, interrumpiendo así la 
división celular. 
 Misceláneos: Tienen efecto citotóxico mediante diferentes 
mecanismos de acción, afectando varios blancos moleculares al 
mismo tiempo o el mecanismo de acción no se encuentra definido 
en alguno de los grupos anteriores. 
 
En la figura 5 se muestran algunos de los quimioterapéuticos 
comúnmenteutilizados: la mecloretamina (agente alquilante), la 
citarabina o 5-fluorouracilo (antimetabolito), la mitoxantrona (antibiótico 
antitumoral) y el paclitaxel (inhibidor de la mitosis) [34]. 
 
 
 
 
 
14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. a) Mecloretamina b) 5-Fluorouracilo 
c) Mitoxantrona d) Paclitaxel [34]. 
 
El diseño de los quimioterapéuticos se encuentra enfocado, 
principalmente en interferir en las vías metabólicas de la proliferación 
celular; debido a que las células cancerosas se encuentran en constante 
replicación, aquellas células sanas que presenten replicación rápida como 
las de la médula ósea y la pared del intestino tienden a ser las más 
afectadas, produciendo así efectos secundarios, entre ellos: fatiga, 
nausea, vómito, mielosupresión, leucopenia, trombocitopenia, anemia, 
ulceración de mucosas y alopecia. Otro de los grandes problemas 
asociados a quimioterapéuticos es la resistencia que se genera a éstos, 
por ello continúa la búsqueda de nuevos compuestos que presenten una 
mayor actividad y una menor toxicidad. 
 
 
 
15 
1.2 Química bioinorgánica 
La química bioinorgánica surge como una rama de la química 
inorgánica que centra su estudio en la función de especies inorgánicas 
como iones metálicos, compuestos de coordinación e inclusive moléculas 
inorgánicas en los sistemas biológicos, así como diversos fenómenos 
naturales como el comportamiento de las metaloproteínas, la unión de 
éstas al sustrato, la activación química de la transferencia de átomos y 
grupos funcionales, las propiedades de los metales en la química biológica 
y su toxicidad al ser introducidos artificialmente, modelos inorgánicos o 
miméticos que imitan el comportamiento de algunos sistemas biológicos; 
así como la aplicación de metales en medicina, la cual es llamada química 
bioinorgánica medicinal[16,17,31]. 
Específicamente en el área de la química bioinorgánica medicinal, la 
primera molécula empleada fue el Salvarsan (Paul Ehrlich, 1909); un 
compuesto de arsénico para el tratamiento de la sífilis. 
1.2.1 Compuestos metálicos con propiedad antitumoral 
El cis-platino fue el primer quimioterapéutico anticanceroso de 
origen inorgánico, fue descrito por primera vez por M. Peyrone en 1845 y 
la estructura fue descubierta por A. Werner en 1893, no fue sino hasta 
1965 que B. Rosenberg estudió su efecto inhibitorio en el crecimiento de 
un cultivo de Escherichia coli, dando pauta a una nueva era de fármacos 
antitumorales basados en compuestos inorgánicos [15]; en 1971 entró a 
fase clínica y fue aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos 
de EE. UU. (FDA por sus siglas en inglés) en 1978 bajo el nombre de 
Platinol®. Actualmente continúa siendo utilizado para el tratamiento de 
varios tipos de cáncer entre los que se incluyen sarcomas y algunos 
carcinomas (pulmón, cáncer de vejiga, tumores germinales, cáncer de 
ovario, cáncer de cabeza y cuello, cáncer de esófago y cáncer de 
estómago) [12, 13]. 
 
16 
El cis-platino en el organismo intercambia los dos átomos de cloro 
por moléculas de agua, que posteriormente se sustituyen por los 
nitrógenos de las bases púricas y pirimídicas. Se propone que la 
modificación estructural generada por el cis-platino en la estructura del 
ADN detiene el ciclo celular en la fase G2, dando lugar a un proceso 
apoptótico, promoviendo así la muerte de las células cancerosas. 
Los compuestos de platino se encuentran clasificados como agentes 
alquilantes, ya que forman enlaces covalentes con el N7 de la guanina en 
el ADN. Se proponen diferentes tipos de interacción entre el cis-platino y 
el ADN [figura 6] como son: a) el monoaducto, b) aductos del complejo 
de platino con ADN y proteínas, c) cruzamientos intercatenarios, d), e) y 
f) cruzamientos intracatenarios. 
 
Figura 6. Interacción entre el cis-platino y el ADN. 
Monoaducto Cruzamiento 
proteína-ADN 
Cruzamiento 
Intercatenario 
Cruzamiento 
Intracatenario 
 
17 
Algunos de los inconvenientes del cis-platino es su elevada toxicidad 
(nefrotoxicidad y neurotoxicidad), la resistencia adquirida y su baja 
solubilidad en agua; por lo que una vez conocido el blanco molecular y los 
mecanismos implicados se diseñaron compuestos basados en él, pero con 
ciertas mejoras en las propiedades, dando lugar a sus derivados de 
segunda y tercera generación. 
Entre los compuestos de platino más destacados se encuentra el 
carboplatino (que pretende minimizar las interacciones con biomoléculas 
y fue aprobado por la FDA en 1998 bajo el nombre Paraplatino®), el 
oxaliplatino (aprobado en 2002 por la FDA), el nedaplatino (aprobado en 
Japón, fase II en EE. UU.), el lobaplatino (aprobado en China, fase III en 
EE. UU.) y el heptaplatino (aprobado en Corea del Sur) [figura 7]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7. Compuestos anticancerosos de platino a) Cis-platino b) Carboplatino 
c) Oxaliplatino d) Nedaplatino e) Lobaplatino f) Heptaplatino. 
A partir del cis-platino y sus derivados, así como con los avances de 
la química bioinorgánica medicinal, el desarrollo de quimioterapéuticos 
basados en centros metálicos se ha convertido en un área de gran interés. 
 
18 
El diseño de un compuesto debe considerar varios aspectos de la 
molécula, tales como el tamaño, la forma y la polaridad en principio. 
Posteriormente el tipo de sustituyentes y la naturaleza química de los 
átomos presentes; en caso de ser necesario el isómero, dependiendo de 
la morfología y la estereoquímica. 
 En 1979 Köpf y Köpf-Maier estudiaron la actividad citotóxica del 
diclorobis(ƞ5-pentadienil) titanio(IV), mejor conocido como titanoceno. El 
diseño de este compuesto consideró que por tratarse de un compuesto 
neutro con cloruros en posición cis presentaría una actividad similar a la 
del cis-platino, además no presentó nefrotoxicidad ni mielotoxicidad; 
convirtiéndose en el segundo compuesto inorgánico en entrar a fase 
clínica I[25]. 
Diversos quimioterapéuticos metálicos han logrado llegar a fases 
clínicas, entre ellos destacan: NAMI-A, auranofina, y KP46. El primero 
contiene en su estructura un centro metálico de rutenio(III) y fue 
descartado en fase II debido a que presentó efectos secundarios como 
neutropenia, anemia, elevación de enzimas hepáticas, elevación de 
creatinina transitoria, náuseas, vómitos, estreñimiento, diarrea, fatiga y 
toxicidad renal; además, al combinar el tratamiento con gemcitabina 
(quimioterapéutico antimetabolito utilizado para tratar cáncer de ovarios, 
mama, pulmón no microcítico y páncreas) no mostró una mejora 
significativa frente a los resultados únicamente con la gemcitabina[26,27]. 
La auranofina, como su nombre lo dice, posee un centro metálico de 
oro(I) y se encuentra en fase II en EE. UU. para el tratamiento de 
leucemia linfocítica crónica y el KP46, también conocido como FFC11 es 
un complejo de galio(III) que se encuentra en fase I para el tratamiento 
de melanomas [figura 8]. 
 
19 
 
Figura 8. a) Titanoceno b) NAMI-A c) Auranofina d) KP46 o FFC11. 
 
Debido a que los quimioterapéuticos actualmente utilizados 
presentan un alto nivel de toxicidad para el organismo, el reto de la 
química bioinorgánica medicinal consiste en desarrollar moléculas activas 
que presenten menor toxicidad; siendo una de las estrategias el uso de 
metales esenciales, para los cuales el organismo posee un mecanismo 
homeostático, hecho que podría disminuir considerablemente su 
toxicidad. 
Hoy en día se cuenta con la evaluación de citotoxicidad en 
compuestos desarrollados a partir de metales esenciales; entre ellos 
destacan compuestos de coordinación de Mn, Co, Cu con ligantes tipo 
salen, Cu y Mn con salicialdehído y algunos de Cr[23]. En esta tesis se 
abordará el desarrollo de quimioterapéuticos cuya estructura está 
compuesta por un centro metálico de cobre(II). 
 
20 
1.2.1.1 Cobre 
El cobre es el primer elemento del grupo 11 de la tabla periódica,posee una configuración electrónica [Ar]3d104s1 y sus estados de 
oxidación más comunes son I y II. El Cu(I) es un sistema d10 por lo que 
sus compuestos son diamagnéticos y generalmente incoloros. Los 
números de coordinación más comunes para el Cu(I) son 2 (lineal), 3 
(trigonal plana) y 4 (tetraédrica). Por otro lado, el Cu(II) es un sistema 
d9 que presenta números de coordinación 4 (tetraedro distorsionado y 
cuadrado plano), 5 (pirámide de base cuadrada) y 6 (octaédrica) [17]. 
El cobre es un metal esencial, por lo que un adulto sano de 
aproximadamente 70 kg de peso tiene 110 mg de éste, distribuidos 
principalmente en cerebro, riñón, corazón e hígado. 
El cobre en los sistemas biológicos se encuentra formando parte de 
numerosas proteínas y sus funciones están relacionadas 
fundamentalmente con la transferencia electrónica y con el transporte y 
activación del dioxígeno[22]. Algunos ejemplos en donde es posible 
encontrar cobre son Cu,Zn-SOD o SOD1, una enzima citoplasmática de 
cobre encargada de dismutar al radical superóxido en oxígeno molecular 
y peróxido de hidrógeno, la hemocianina que se encarga del transporte 
de oxígeno en moluscos y artrópodos[17]. 
Considerando la elevada toxicidad de los quimioterapéuticos y la 
importancia biológica del cobre surge el proyecto “Casiopeínas®”, 
encabezado por la Dra. Lena Ruiz Azuara, el cual tiene como objetivo el 
diseño de quimioterapéuticos a base de metales esenciales que presenten 
menor toxicidad y menor costo; así como el desarrollo de quimioterapia 
nacional. 
 
21 
1.3 Casiopeínas 
Las Casiopeínas® [figura 9] son una familia de más 100 compuestos 
de coordinación con fórmula general [Cu(N-N)(N-O)]NO3 y [Cu(N-N)(O-
O)]NO3[7,8]. Para el desarrollo de estos compuestos se intercambió el 
centro metálico de platino en compuestos como cis-platino por cobre(II); 
la esfera de coordinación del cobre en esta familia de compuestos 
presenta un ligante primario bidentado del tipo diimina aromática como 
2,2’-bipiridina o 1,10-fenantrolina con diferentes sustituyentes en los 
anillos aromáticos (N-N), y un ligante secundario que puede ser α-
aminoácido (N-O) o donador (O-O) como acetilacetonato y salicilaldehído. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9. Estructura general de las Casiopeínas® [31]. 
Estudios in vitro e in vivo han comprobado que las Casiopeínas 
poseen actividad citotóxica [35,36], genotóxica [36] y antitumoral [37,38]; el 
mecanismo de acción involucra un intercalamiento entre las bases del 
ADN concomitante con la generación de especies reactivas de oxígeno 
(ERO) catalizada por parte del centro metálico de cobre. 
 
22 
Las variaciones en los sustituyentes de las diiminas aromáticas y en 
el ligante secundario hacen de las Casiopeínas® una extensa familia de 
compuestos con una gran variedad de propiedades fisicoquímicas. En la 
siguiente tabla se describen de manera general la clasificación de estos 
compuestos: 
Tabla 1. Familias de las Casiopeínas®. 
Estudios de difracción de rayos X [figura 10] por el método de 
monocristal han permitido determinar la geometría que presentan las 
Casiopeínas® en estado sólido; en los cuales se ha observado que los 
ligantes conforman una geometría de pirámide de base cuadrada 
ligeramente distorsionada y que pueden cristalizar con moléculas de agua 
o el ion nitrato en las posiciones axiales. 
Familia Fórmula General 
Casiopeína I [Cu(4,7-difenil-1,10-fenantrolina)(N-O)]NO3 
Casiopeína II [Cu(4,7-dimetil-1,10-fenantrolina)(N-O)]NO3 
Casiopeína III-a [Cu(N-N)(acac)]NO3 
Casiopeína III-s [Cu(N-N)(salal)]NO3 
Casiopeína IV [Cu(4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina)(N-O)]NO3 
Casiopeína V [Cu(5-R-1,10-fenantrolina)(N-O)]NO3 
Casiopeína VI [Cu(5,6-dimetil-1,10-fenantrolina)(N-O)]NO3 
Casiopeína VII [Cu(1,10-fenantrolina)(N-O)]NO3 
Casiopeína VIII [Cu(3,4,7,8-tetrametil-1,10-fenantrolina)(N-O)]NO3 
Casiopeína IX [Cu(2,2’-bipiridina)(N-O)]NO3 
Casiopeína X [Cu(N-N)(péptidos)]NO3 
 
23 
 
Figura 10. Estructura cristalina casiopeína II-gly [20,32]. 
 
1.3.1 Mecanismo de acción de las Casiopeínas® 
 
1.3.1.1 Intercalación 
 
Se llevó a cabo el diseño y la optimización de la estructura de 21 
Casiopeínas® en Gaussian 09, y se realizaron cálculos con base en la 
teoría cuántica de átomos en moléculas, del cual se estableció que éstas 
poseen una geometría de pirámide de base cuadrada con distancias de 
enlace Cu-L de aproximadamente 1.9519 Å, siendo el intervalo de 
distancias encontradas de entre 1.908 Å y 1.998 Å; los resultados 
obtenidos son concordantes con las distancias de enlace correspondientes 
a los cristales obtenidos experimentalmente[24]. 
Posteriormente, por el mismo método se estudió la interacción de 
las Casiopeínas® con 12 pares de bases del ADN y se observó que la 
geometría de éstas cambia de pirámide de base cuadrada a octaédrica al 
intercalarse entre las bases del ADN. 
 
24 
 
Figura 11. Interacciones de las casiopeína® 
([Cu(2,2’-bipiridina)(acetilacetonato)(H2O)]+) con ADN[24]. 
 
La fila superior de la figura 11 representa las posiciones iniciales de 
la Casiopeína® dentro de la cadena de ADN: a) la intercalación con el 
ligante aromático, b) la intercalación con el ligante no aromático c) 
Casiopeína® en surco mayor d) Casiopeína® en surco menor. La segunda 
fila muestra los resultados obtenidos en los últimos 10 nanosegundos de 
la simulación e) la intercalación con un ligando aromático es el punto de 
partida para formación de aductos deformados, f) y g) la intercalación con 
el ligando no aromático y en el surco mayor pueden terminar en la 
solvatación de la Casiopeína, ubicándola aproximadamente a 10 Å del 
ADN h) la Casiopeína® que interactúa en el surco menor del ADN 
permanece formando el aducto. 
Las distancias obtenidas en este estudio coinciden con las distancias 
obtenidas para un apilamiento de tipo π-π; apilamiento esperado debido 
a la configuración cis y a la aromaticidad que presentan los ligantes de 
 
25 
tipo diimina. A partir de los resultados anteriormente descritos, se 
propone que estos compuestos interaccionan con el ADN preferentemente 
en el surco menor. 
Becco L. y su grupo de trabajo llevaron a cabo el estudio de la 
interacción de las bases del ADN utilizando el plásmido pBR322 con las 
casiopeínas CasII-gly, Cas III-ia y Cas III-Ea con una relación molar de 
compuesto Cas II-Gly: ADN, pares de bases 1:2 y 20 horas de incubación 
a 37 °C [19]. 
Las siguientes imágenes de microscopía de fuerza atómica (AFM por 
sus siglas en inglés) muestran los resultados obtenidos con las 
casiopeínas a) CasII-gly b) Cas III-ia y c) Cas III-Ea. 
 
Figura 12. Imágenes de AFM. 19 
En a) se observa que hay fragmentación del ADN, en b) aunque no 
es observable, los autores reportan que se genera una abertura y en c) 
se observa que hay una fragmentación del ADN mayor que en a). La 
capacidad de ruptura del ADN de los casiopeínas probados siguió el orden 
Cas II-gli> Cas III-Ea> Cas III-ia. Estos experimentos con AFM 
corroboran el mecanismo de intercalamiento propuesto [19]. 
 
26 
1.3.1.2 Generación de especies reactivas de oxígeno 
Experimentalmente se ha observado que las Casiopeínas® 
reaccionan con reductores endógenos (como glutatión) para formar 
especies reactivas de oxígeno, que, a su vez, favorecen la muerte celular. 
El mecanismo propuesto por Kachadourian y colaboradores [21] consiste 
en la reacción del glutatión (GSH) con la Cas-IIgly, resultando la 
reducción del complejo de cobre(II) a cobre(I) y la formación del radical 
glutatilo (GS·), que puede reaccionar con otro GS· para dar glutatión 
oxidado (GSSG), o con glutatión y oxígeno para dar superóxido. 
El superóxido por medio de la superóxido dismutasa endógena 
(SOD), es convertido en peróxido de hidrógeno que reacciona con la Cas-
IIgly reducida para producir el radical hidroxilo .OH, responsable de iniciar 
el daño al ADN mitocondrial; esto se traduceen un desequilibrio de la 
expresión de las proteínas de la cadena respiratoria mitocondrial (MRC) 
y, a su vez, todo esto en una producción excesiva de EROS. Disfunción 
mitocondrial sería el resultado de la disminución de los niveles de GSH y 
el incremento de los niveles de H2O2. A continuación, se muestra un 
esquema del mecanismo propuesto por Kachadourian: 
 
Figura 13. Generación de EROS por parte de la Cas-IIgly[21]. 
 
27 
Debido a que la familia de las casiopeínas es muy amplia, ha sido 
posible llevar a cabo estudios de correlación cuantitativa estructura-
actividad (QSAR por sus siglas en inglés); los cuales permitieron 
determinar que las casiopeínas cuya diimina correspondía a 1,10-
fenantrolina presentaron una mayor actividad antiproliferativa in vitro en 
diferentes líneas tumorales humanas que aquellas con 2,2’-bipiridina. En 
este mismo estudio se observó que sustituyentes en la diimina de tipo 
electrodonador desplazan el E1/2 hacia potenciales más negativos y que 
las casiopeínas con el E1/2 más reductor y con un carácter hidrofóbico 
mayor presentaron la mayor actividad y por tanto una IC50 menor [18]. 
Respecto a la modificación del ligante secundario, se llevó a cabo la 
comparación entre la actividad antiproliferativa en líneas tumorales HeLa, 
HCT-15 y SKL-U presentadas por casiopeínas con estructura general [Cu 
(4,7-dimethyl-fen)(α-aminoacidato)]+; observándose que la actividad 
antiproliferativa in vitro no presenta diferencias significativas al variar el 
aminoácido empleado [32,33]. 
La siguiente gráfica muestra que modificaciones en los 
sustituyentes de la 1,10-fenentrolina generan diferencias mayores que 
aquellas provocadas por el cambio de aminoácido como ligante 
secundario. 
 
28 
 
Figura 14. Actividad antiproliferativa de las Casiopeínas con variaciones 
en ligante primario y secundario [32]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
1.4 Justificación 
Al estudiar la reactividad selectiva de la Casiopeína III-ia con 
biomoléculas (entre ellas L-metionina) se observó que había un 
desplazamiento del ligante secundario acetilacetonato de la Cas III-ia por 
la L-metionina, obteniéndose así la Cas IV-Met, sugiriendo que ésta posee 
una mayor estabilidad que puede ser atribuida a su mayor carácter 
covalente [4]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15. Reacción de sustitución de L-metionina en Casiopeína III-ia. 
 
Se logró obtener cristales de la Cas IV-Met [figura 15] y al dilucidar 
la estructura se observó que presenta una geometría de pirámide de base 
cuadrada distorsionada, en la cual los dos átomos de nitrógeno de la 
diimina y el nitrógeno y el oxígeno de la metionina se encuentran 
localizados en las esquinas de la base cuadrada y la posición axial es 
ocupada por una molécula de agua. 
 
Figura 16. ORTEP de la Casiopeína IV-Met[4]. 
 
30 
 
La metionina es un aminoácido azufrado esencial, que se encuentra 
codificado únicamente por el codón AUG, desarrolla un papel importante 
en la traducción de una proteína desde el ARNm, siendo el codón AUG el 
marcador de inicio. También asiste en la descomposición de las grasas, 
ayudando a prevenir una acumulación de éstas en el hígado. El organismo 
emplea metionina para fabricar cisteína, componente del glutatión, 
necesario para la desintoxicación del hígado y de las células al neutralizar 
las toxinas, radicales libres y productos secundarios de los residuos 
metabólicos y hormonales. 
El SAM (S-adenosil metionina) se sintetiza por la transferencia del 
grupo adenosilo desde una molécula de adenosina trifosfato (ATP) al 
átomo de azufre de la metionina; así el átomo de azufre queda cargado 
positivamente y activa el grupo metilo vecino, haciendo que SAM sea un 
excelente donador del ion metilcarbonio [(CH3)+]. SAM es crucial para la 
eliminación de toxinas, metales pesados como plomo y arsénico y para 
estimular el sistema inmune. 
En 1992 Caubet y colaboradores sintetizaron y caracterizaron el 
compuesto [Pt(L-metionina)Cl2]; estudios posteriores indicaron que hay 
una eliminación del Pt acumulado por el tratamiento quimioterapéutico 
con cis-platino mediante la formación de complejos con metionina. Es por 
lo anterior que es importante estudiar la estabilidad y actividad de 
casiopeínas que posean metionina como ligante secundario. 
 
1.5 Hipótesis 
 Dado que la eliminación de metales se lleva a cabo a través de la 
formación de complejos metal-L-met; un posible intermediario en el 
metabolismo de las casiopeínas podría ser [Cu(diimina)(met)]+. 
 
 
31 
1.6 Objetivos 
1.6.1 Objetivo general 
Llevar a cabo la síntesis, purificación y caracterización de diversos 
compuestos quelatos mixtos de Cu(II), pertenecientes a la familia de las 
Casiopeínas® con metionina como ligante secundario y determinar su IC50 
en línea tumoral HeLa. 
1.6.2 Objetivos particulares 
Llevar a cabo la síntesis y purificación de los siguientes compuestos 
de coordinación de cobre(II): 
 [Cu(1,10-fenantrolina)(met)]NO3 
 [Cu(4-metil-1,10-fenantrolina)(met)] NO3 
 [Cu(5-metil-1,10-fenantrolina)(met)] NO3 
 [Cu(5-cloro-1,10-fenantrolina)(met)] NO3 
 [Cu(5-nitro-1,10-fenantrolina)(met)] NO3 
 [Cu(4,7-difenil-1,10-fenantrolina)(met)] NO3 
 [Cu(4,7-dimetil-1,10-fenantrolina)(met)] NO3 
 [Cu(5,6-dimetil-1,10-fenantrolina) (met)] NO3 
 [Cu(2,2’-bipiridina)(met)] NO3 
 [Cu(4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina)(met)] NO3 * 
Llevar a cabo la caracterización de los compuestos sintetizados 
mediante el uso de diferentes técnicas como análisis elemental, 
conductividad eléctrica, espectroscopia de infrarrojo (IR), susceptibilidad 
magnética, espectroscopia electrónica de absorción en el Ultravioleta-
Visible, resonancia paramagnética electrónica (RPE) y voltamperometría 
cíclica (VC). 
Determinar la IC50 en líneas tumorales humanas (HeLa, cáncer cérvico-
uterino). 
*Compuestos previamente sintetizados [4]. 
 
32 
Capítulo II 
Desarrollo experimental 
2.1 Reactivos 
 
Todas las síntesis se llevaron a cabo bajo condiciones ambientales. 
El nitrato de cobre(II) hemipentadihidratado Cu(NO3)2·2.5H2O(99.99+ 
%), la 1,10’-fenantrolina(99+ %), la 4-metil-1,10-fenantrolina(99 %), la 
5-metil-1,10-fenantrolina(99+ %), la 5-Cl-1,10-fenantrolina(98 %), la 5-
NO2-1,10-fenantrolina(98 %), la 4,7-difenil-1,10-fenantrolina(97 %), la 
4,7-dimetil-1,10-fenantrolina(98 %), la 5,6-dimetil-1,10-fenantrolina(98 
%), la 2,2’-bipiridina(99+ %), la 4,4’-dimetil-2,2’-bipiridina(99 %), la L-
metionina(98 %) y el hidróxido de sodio NaOH fueron adquiridos en 
Sigma-Aldrich Co. El bromuro de potasio KBr (grado FT-IR 99 %) se 
adquirió en J.T.Baker S.A. de C.V. y los disolventes fueron adquiridos de 
distribuidora química Alvi. Todos los reactivos fueron utilizados sin 
purificación previa. 
 
2.2 Síntesis 
 
La síntesis de las Casiopeínas® se llevó a cabo mezclando una 
cantidad estequiométrica de Cu(NO3)2 con el ligante primario 1,10-
fenantrolina, siguiendo el método de las patentes y se precipitó el 
producto a través de la evaporación del disolvente [figura 17]. El sólido 
obtenido se filtró, se recristalizó y se procedió a su caracterización [7,8]. 
 
33 
 
 
Figura 17. Esquemas generales para la síntesis de las Casiopeínas®. 
2.3 Caracterización 
 
2.3.1 Espectroscopia de infrarrojo 
Los espectros de infrarrojo se llevaron a cabo en el equipo Nicolet 
AVATAR 320 FT-IR en un intervalo de 4000 a 400 cm-1, las muestras se 
prepararon en pastillas de bromuro de potasio KBr grado espectroscópico. 
 
 
34 
2.3.2 Espectroscopia electrónica de absorción en el UV-Vis 
Los espectros electrónicos de absorción en el Ultravioleta-Visible se 
obtuvieron en un espectrofotómetro GENESYS THERMO SCIENTIFIC de 
arreglos de diodos en un intervalo de 190 nm a 1 100 nm a una 
temperatura controlada de 25 °C en una celda de cuarzo. Se prepararon 
disoluciones con una concentración aproximada de 10mmol L-1 para 
todos los compuestos de coordinación empleando como disolvente agua 
destilada. A partir de éstas disoluciones se llevaron a cabo diluciones para 
la obtención de las bandas características. 
2.3.3 Análisis elemental 
Los análisis elementales se llevaron a cabo en la Unidad de Servicios 
de Apoyo a la Investigación y a la Industria (USAII) de la Facultad de 
Química, UNAM. Se determinó el porcentaje de carbono, hidrógeno, 
nitrógeno y azufre empleando un analizador elemental EAGER 200 
(EAGER 200 chns/method). 
2.3.4 Conductividad eléctrica 
La conductividad eléctrica se obtuvo utilizando un conductímetro 
Jenway Conductivity and pH meter 4330, empleando disoluciones 1 mmol 
L-1 del compuesto y como disolvente metanol. Las determinaciones se 
llevaron a cabo a 25 °C. La conductividad en metanol para electrolitos 1:1 
se encuentra en el intervalo de 80 y 115 Ohm-1 cm2 mol-1 y para 
electrolitos 1:2 entre 160-220 µS [39]. 
2.3.5 Momento magnético 
La susceptibilidad magnética de los compuestos de coordinación se 
determinó por el método de Gouy en una balanza magnética Shrewoood-
Scientific modelo MK. I con una constante C=1.012367 a una temperatura 
de 23 °C (291.15 K). La literatura reporta que el momento magnético 
para compuestos de cobre con un electrón desapareado se encuentra en 
el intervalo de 1.70-2.20 MB [40]. 
 
35 
2.3.6 Temperatura de fusión 
 El punto de fusión se midió en un equipo Fisher-Jhons. 
2.3.7 Resonancia paramagnética electrónica 
Las mediciones de resonancia paramagnética electrónica (RPE) se 
realizaron en tubos de cuarzo a 77 K en soluciones de MeOH 3 mmol L-1 
utilizando un espectrómetro de RPE Jeol JES-TE300, en banda X a 100 
KHz de frecuencia de modulación con una cavidad cilíndrica del modo 
TE011. La calibración del campo magnético se realizó con un gaussmetro 
de precisión Jeol ES-FC5. La adquisición, manipulación y simulación de 
espectros se llevó a cabo con el programa ES-IPRITS-TE de Jeol Ltd. Los 
espectros se reportan como la primera derivada de la curva de absorción. 
La RPE se llevó a cabo con la asesoría de la M. en C. Virginia Gómez 
Vidales del Instituto de Química. 
2.3.8 Voltamperometría cíclica 
La voltamperometría cíclica se llevó a cabo utilizando un 
potenciostato/galvanostato PAR273 con un arreglo convencional de tres 
electrodos, empleando un electrodo de trabajo de carbón vítreo, un 
electrodo auxiliar de platino y un electrodo de referencia de AgCl|Ag (1M). 
Se empleó nitrato de potasio Aldrich como electrolito soporte y 
como disolvente una mezcla metanol agua 1:1. Se prepararon 10 mL de 
disoluciones 0.050 mol L-1 del electrolito soporte a la cual se le añadió la 
cantidad requerida de compuesto de coordinación para preparar una 
disolución 0.002 mol L-1. Para llevar a cabo las mediciones se burbujeó 
nitrógeno de alta pureza durante 10 minutos, esto con la finalidad de que 
desplace al oxígeno presente en la disolución y se eviten así las señales 
de reducción indeseadas correspondientes al oxígeno, así como la 
interferencia con las señales correspondientes al sistema de estudio. Se 
compensó la caída óhmica por retroalimentación positiva del sistema en 
 
36 
todos los experimentos, es decir, se medía la resistencia y se especificaba 
en el software antes de llevar a cabo la voltamperometría. 
Entre cada experimento el electrodo de trabajo se pulía con alúmina 
en forma de ocho 30 veces, se retiraba la alúmina con agua destilada y 
posteriormente se sonicaba durante 15 segundos en agua, se enjuagaba 
con agua destilada finalmente se retiraba el disolvente con un material 
absorbente que no deja residuos. 
 
Figura 18. Arreglo de electrodos empleado en VC. 
Los voltamperogramas fueron obtenidos a diferentes velocidades de 
barrido (25, 100, 250, 500, 750, 1000 y 1500 mV s-1); en dirección 
anódica y catódica iniciando en el potencial de corriente nula en todos los 
casos. 
De manera independiente, en 10 mL de una disolución de 
MeOH:H2O 1:1 y una concentración 0.050 mol L-1 de nitrato de potasio se 
llevó a cabo la determinación del E1/2 del sistema 
ferricinio(Fc+)/ferroceno(Fc) para poder emplearlo como referencia 
interna, siguiendo las recomendaciones de la IUPAC. 
 
37 
2.3.9 Pruebas biológicas 
Se sembraron 2x104 células HeLa (línea celular de cáncer 
cervicouterino humano) en placas de 96 pozos y se incubaron durante 24 
horas a 37 °C y 5 % de CO2. Transcurrido el tiempo de incubación se 
cambió el medio DMEM F-12 y se les agregó 10 µL de los compuestos en 
diferentes concentraciones y MeOH al 1 %. El control se preparó 
empleando una disolución acuosa de MeOH al 1 %. 
Las células fueron expuestas durante 24 horas a los compuestos en 
las mismas condiciones de incubación, una vez transcurridas se retiró el 
medio y se fijaron las células a la placa empleando 100 µL de ácido 
tricloroacético (TCA) al 10 % durante 1 hora a 4 °C. Posteriormente se 
retiró el TCA y se llevaron a cabo 3 lavados con agua destilada. Las placas 
se dejaron secar durante 12 horas y posteriormente se tiñeron con 100 
µL de sulforrodamina B al 0.4 % (en ácido acético al 1 %) durante 30 
minutos, se lavó 3 veces el exceso de colorante con ácido acético al 1 %. 
Una vez secas las placas se redisolvió el colorante con Tris base a 
pH=10.5 y se llevó a cabo la lectura de la absorbancia de los pozos con 
un lector de microplasma a 560 nm. 
A partir de las absorbancias de los pozos, se calculó el % de 
inhibición de acuerdo con la siguiente ecuación: 
% de Inhibición = 100 −
T x 100
C
 
Donde: 
T Absorbancia de los pozos con tratamiento 
C Absorbancia de pozos control 
Finalmente, se construye una curva dosis-respuesta en la cual se 
interpola el valor correspondiente a la concentración inhibitoria media 
(IC50), esto con ayuda del software CompuSyn. 
 
38 
Todas las pruebas biológicas se llevaron con la asesoría y apoyo de 
la M. en C. Silvia Graciela Dávila Manzanilla del Laboratorio de Química 
Inorgánica Medicinal, ubicado en el Departamento de Química Inorgánica 
y Nuclear de la Facultad de Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
Capítulo III 
Resultados y Discusión 
 
3.1 Síntesis 
 A la disolución de Cu(NO3)2 se le adicionó un equivalente de la 
diimina correspondiente y posteriormente un equivalente de la L-
metionina, se obtuvo una disolución color azul rey intenso. Mediante la 
evaporación parcial de disolvente se precipitó el producto deseado, el cual 
se filtró y se recristalizó por par de disolventes, obteniéndose compuestos 
sólidos color azul, excepto para el Cu(5-NO2-fen)(met), el cuál presentó 
una coloración verde. 
 
 
 
 
 
 
Figura 19. Síntesis general de los compuestos de coordinación. 
3.2 Caracterización 
3.2.1 Espectroscopia de Infrarrojo 
 
Para iniciar la caracterización se obtuvo el espectro de IR de los 
reactivos 1,10-fenantrolina, 2,2’-bipiridina y L-metionina, así como de los 
complejos [Cu(fen)2](NO3)2, [Cu(bipy)2](NO3)2 y [Cu(met)2]; esto con la 
finalidad de observar las bandas características de los ligantes libres en 
el espectro de IR y la modificación de éstas cuando el ligante se encuentra 
coordinado al centro metálico de cobre(II); todos los espectros de IR se 
encuentran en el anexo I. 
 
 
40 
A continuación, se muestran las posibles asignaciones: 
*Compuesto sintetizado por Q. Ana Luisa Alonso Sáenz. 
Tabla 2. Asignación de bandas de IR. 
 
Se observa un desplazamiento en las bandas de absorción en el 
espectro de IR, indicando que hay una modificación en la energía requerida 
para provocar vibraciones fundamentales o rotacionales una vez que los 
ligantes se encuentran coordinados al centro metálico de Cu(II). La aparición 
de la banda característica en 1384.70 cm-1 permitió afirmar que el anión 
nitrato se encontraba como contraion en los compuestos. 
Una vez observadas las variaciones que presentan los ligantescoordinados respecto a los coordinados, se comenzaron a realizar los 
espectros de los complejos mixtos aislados. A continuación se muestra el 
espectro del complejo Cu(4Me-fen)(met) y sus posibles asignaciones: 
 
Compuesto ᵛ (N-H) ᵛ (CH3) ᵛ (C=N) ᵛ (C=C) ᵛ (C=O) 
ᵛ (NO3-) 
iónico 
ᵛ (C-H) 
aromático 
1,10-fenantrolina _____ _____ 1645 1504 _____ _____ 854,739 
[Cu(fen)2](NO3)2 _____ _____ 1626 518 _____ 1385 852,723 
2,2’-bipiridina _____ _____ _____ 1578 _____ _____ 758 
*[Cu(bipy)2](NO3)2 ____ _____ 1637 1599 _____ 1385 771 
Metionina 3155 2916 _____ _____ 1610 _____ _____ 
[Cu(met)2] 3242 2914 _____ _____ 1620 _____ _____ 
 
41 
 
 
El resto de los compuestos presentaban las bandas características en 
los espectros de IR en valores muy similares. Las posibles asignaciones para 
todos los compuestos se muestran en la tabla 3: 
 
 
 
 
 
 
O-H 
N-H 
CH2 
C=O 
NO3- 
C-Harom 
Número de onda (cm-1) 
T
ra
n
s
m
it
a
n
c
ia
 
 
42 
Tabla 3. Bandas características de los complejos mixtos. 
Los compuestos mixtos presentan las bandas características de la 
diimina y la L-metionina coordinadas; es notorio que las bandas de los 
complejos mixtos aparecen en números de onda muy similares, pero con 
ligeros desplazamientos, hecho que se atribuye al carácter electrodonador 
o electroatractor del sustituyente en la diimina. 
Es posible observar las bandas características de los grupos 
funcionales presentes en el sistema. La absorción del estiramiento del 
enlace O-H aparece en aproximadamente 3420 cm-1; esta banda se 
atribuye a la posible presencia de agua en la estructura de las 
casiopeínas; la cual podría estar presente debido a que las casiopeínas 
Compuesto ᵛ (O-H) ᵛ (N-H) ᵛ (C=C) ᵛ (CH3) ᵛ (C=O) ᵛ (NO3-) ᵛ (C-H)arom ᵛ (S-CH3) 
Cu(fen)(met) 3419 3236 
3059 
1520 
2916 
1429 
1624 1383 
851 
723 
___ 
Cu(4Me-fen)(met) 
 
3442 3228 
3086 
1524 
2916 
1429 
1635 1385 
868 
725 
679 
Cu(5Me-fen)(met) 
 
3423 3238 
3066 
1524 
2914 
1429 
1622 1383 
808 
729 
662 
Cu(5Cl-fen)(met) 3429 3223 
3059 
1518 
2914 
1423 
1616 1385 
810 
727 
650 
Cu(5NO2-fen)(met) 3427 3253 
3057 
1520 
2920 
1421 
1632 1385 
841 
723 
654 
Cu(4,7-difenil-
fen)(met) 
3460 3234 
3059 
1524 
2916 
1427 
1624 1385 
854 
768 
635 
Cu(4,7-dimetil-
fen)(met) 
___ 3242 
3088 
1525 
2916 
1427 
1624 1385 
860 
727 
650 
Cu(5,6-difmetil-
fen)(met) 
___ 3234 
3076 
1524 
2916 
1433 
1622 1385 
816 
727 
650 
Cu(bipy)(met) 3425 3244 
3037 
1497 
2918 
1446 
1637 1385 
741 
731 
650 
Cu(4,4’-dimetil-
bipy)(met) 
3421 3236 
3032 
1491 
2918 
1435 
1618 1383 833 ___ 
 
43 
pueden cristalizar con una o más moléculas de agua en posiciones axiales 
vacantes que posee el centro metálico de Cu(II). 
Las bandas presentes es 3050 y 1500 cm-1 se atribuyen a la 
presencia de enlaces C=C en la diimina; la banda correspondiente al C=N 
se oculta debido a que es cubierta por la señal muy intensa presente en 
aproximadamente 1623 cm-1 correspondiente a la C=O. Se observan 
bandas de mediana intensidad correspondientes a las flexiones fuera del 
plano del enlace C-H presente en los anillos aromáticos de la diimina 
presente en 850 y 720 cm-1. 
Las bandas atribuidas a la presencia de L-metionina son: la banda 
presente en aproximadamente 3240 cm-1 que se atribuye al enlace N-H, 
la banda fina e intensa en aproximadamente 1623 cm-1 correspondiente 
al grupo carbonilo C=O, también es posible apreciar una banda débil en 
aproximadamente 650 cm-1; la cual corresponde al estiramiento S-CH3 
presente en la metionina. 
Es importante mencionar que los aminoácidos actúan como ligantes 
bidentados con una carga negativa, coordinándose a través de los grupos 
–NH2 y –COO-. En el caso de la metionina, puede usar diferentes pares 
de átomos donadores (N y O) o (S y N); sin embargo, al encontrarse el 
Cu(II) coordinado a una diimina, la densidad electrónica sobre el metal 
disminuye y por tanto, aumenta su dureza de acuerdo con la regla de 
ácidos y bases duros y blandos de Pearson; favoreciendo la coordinación 
con N y O, y dejando al S fuera de la esfera de coordinación. 
Debido a que los complejos mixtos son de carácter iónico, tienen 
como contra ion al anión nitrato, por ello en todos los complejos aislados 
se observa la presencia de la banda correspondiente a la vibración anión 
NO3- libre aproximadamente en 1384 cm-1. 
 
 
44 
 
3.2.2 Análisis elemental 
 
El análisis elemental permitió determinar el contenido relativo de 
carbono, nitrógeno, hidrógeno y azufre presente en los compuestos de 
coordinación. 
Considerando un error del 7 % como el máximo aceptado se 
observa que los porcentajes calculados y los obtenidos de manera 
experimental se asemejan entre sí, permitiéndonos proponer que los 
compuestos de coordinación se obtuvieron con una buena pureza. 
En algunos compuestos el ajuste de los porcentajes se mejoró al 
proponer que éstos se encontraban hidratados, lo cual coincide con las 
estructuras cristalinas reportadas para este tipo de compuestos. La 
hidratación que presentan los compuestos es variable. 
El resumen de los resultados obtenidos se muestra en la tabla 4: 
 
45 
Nota: Análisis elemental calculado, análisis elemental experimental 
(% de error). 
Tabla 4. Resultados de análisis elemental. 
 
Los compuestos de coordinación se obtuvieron con buena pureza, 
por lo que esta técnica analítica permitió determinar la fórmula molecular 
y, por ende, la masa molar de cada uno. 
En todos los casos se observa un error menor al esperado, excepto 
en el caso del compuesto Cu(5NO2-fen)(met), el cuál mostró un 
porcentaje de error mayor en hidrógeno (13.91 %); sin embargo, 
carbono, nitrógeno y azufre presentaban un buen ajuste. No fue posible 
obtener un mejor ajuste con moléculas de los disolventes empleados ni 
determinar cuál sería la posible impureza presente. 
Compuesto Fórmula 
Masa Molar 
(g/mol) 
%C %N %H %S 
Cu(fen)(met) C17H18N4O5CuS·2H2O 489.99 
42.45,41.16 
(3.30) 
11.64,11.31 
(3.06) 
4.40,4.55 
(2.87) 
6.66,6.75 
(1.27) 
Cu(4Me-fen)(met) C18H20N4O5CuS·3H2O 522.03 
41.41, 41.33 
(0.19) 
10.73,10.71 
(0.18) 
5.02,5.20 
(3.58) 
6.14,6.13 
(0.16) 
Cu(5Me-fen)(met) C18H20N4O5CuS·H2O 486.00 
44.48,43.10 
(3.10) 
11.52,11.90 
(3.25) 
4.56,4.72 
(3.5) 
6.59,6.93 
(5.15) 
Cu(5Cl-fen)(met) C17H17N4O5CuSCl·2H2O 524.43 
38.93,37.97 
(2.47) 
4.03,4.11 
(1.98) 
10.68,11.03 
(3.27) 
6.11,6.49 
(6.21) 
Cu(5NO2-
fen)(met) 
C17H17N5O7CuS·H2O 516.97 
39.49,39.01 
(0.72) 
13..54,13.52 
(0.14) 
3.70,3.19 
(13.91) 
6.20.5.80 
(6.53) 
Cu(4,7-difenil-
fen)(met) 
C29H26N4O5CuS 606.15 
57.46,56.13 
(2.31) 
4.32,4.12 
(4.56) 
9.24,9.04 
(2.08) 
5.28,5.55 
(5.11) 
Cu(4,7-dimetil-
fen)(met) 
C19H22N4O5CuS 482.01 
47.34,44.49 
(6.02) 
11.62,11.64 
(0.17) 
4.60,4.26 
(6.39) 
6.65,6.76 
(1.65) 
Cu(5,6-difmetil-
fen)(met) 
C19H22N4O5CuS 482.01 
47.34,47.89 
(1.16) 
4.60,4.42 
(3.91) 
11.62,11.81 
(1.63) 
6.65,6.35 
(4.51) 
Cu(bipy)(met) C15H18N4O5CuS·1.5H2O 456.96 
39.42,39.51 
(0.22) 
12.26,12.08 
(1.46) 
4.63,4.76 
(2.80) 
7.01,6.92 
(1.28) 
Cu(4,4’-dimetil-
bipy)(met) 
C17H22N4O5CuS·H2O 476.00 
42.89,43.79 
(2.09) 
11.77,12.00 
(1.95) 
5.08,5.21 
(2.55) 
6.73,7.07 
(5.05) 
 
46 
3.2.3 Conductividad eléctrica 
La determinación conductométrica se llevó a cabo en disoluciones 
1 mmol L-1 del compuesto de coordinación en MeOH a 25 °C, se obtuvo 
la conductividad de las disoluciones y el tipo de electrolito [39]. 
La siguiente tabla muestra la conductividad que presentaron cada 
uno de los compuestos y el tipo de electrolito: 
 
Tabla 5. Resultados de conductividad eléctrica a 25 °C. 
De acuerdo con la literatura [39], en una disolución de metanol un 
valor de conductividad menor a 80 Ohm-1 cm2 mol-1 corresponde a un 
compuesto neutro, es decir, que no se disocia en disolución y un valorde 
conductividad de entre 85 y 115 Ohm-1 cm2 mol-1 para un electrolito de 
tipo 1:1, es decir, que se disocia en un anión y un catión. Se observa que 
todos los compuestos de coordinación presentan una conductividad de 
entre 90 y 111 Ohm-1 cm2 mol-1, lo cual indica que todos ellos son 
electrolitos de tipo 1:1 y que, por ende, en la disolución existe la presencia 
de iones (un anión y un catión, para este caso en particular). 
 
 
Compuesto 
Conductividad 
(Ohm-1 cm2 mol-1) 
Tipo de electrolito 
Cu(fen)(met) 108.0 1:1 
Cu(4Me-fen)(met) 111.0 1:1 
Cu(5Me-fen)(met) 91.4 1:1 
Cu(5Cl-fen)(met) 102.6 1:1 
Cu(5NO2-fen)(met) 104.8 1:1 
Cu(4,7-difenil-fen)(met) 95.6 1:1 
Cu(4,7-dimetil-fen)(met) 109.9 1:1 
Cu(5,6-dimetil-fen)(met) 90.1 1:1 
Cu(bipy)(met) 93.1 1:1 
Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) 90.4 1:1 
 
47 
3.2.4 Momento magnético 
 
La medición de la susceptibilidad magnética se llevó a cabo con la 
finalidad de confirmar el estado de oxidación 2+ esperado para el centro 
metálico de Cu(II). 
El cálculo de la susceptibilidad magnética por gramo (Xg) se obtuvo 
mediante la siguiente ecuación [41]: 
Xg =
C ∗ h ∗ (R − R0)
109 ∗ (m − m0)
 
Donde: 
C Constante de la balanza 
h Altura del compuesto 
R Susceptibilidad del tubo vacío 
R0 Susceptibilidad del tubo con compuesto 
m Masa del tubo vacío 
m0 Masa de tubo con compuesto 
 
Una vez obtenida se multiplicó por la masa molecular (M.M.) para 
calcular la susceptibilidad magnética molar (XM): 
XM = Xg ∗ M. M. 
Es importante recordar que la susceptibilidad medida presenta una 
contribución diamagnética, por lo que se lleva a cabo el cálculo de la 
contribución diamagnética para cada uno de los compuestos y se resta a 
la susceptibilidad magnética molecular, obteniendo así la susceptibilidad 
magnética corregida (Xcorr). 
Xcorr = XM − ∑ correcciones diamagnéticas 
 
48 
Empleando la siguiente ecuación se obtiene el valor del momento 
magnético para cada uno de los compuestos. 
μeff = 2.84 ∗ √Xcorr ∗ T 
Donde: 
µeff Momento magnético efectivo 
T Temperatura absoluta 
 
El valor de momento magnético efectivo calculado se compara con 
los valores informados en la literatura; para un compuesto con un electrón 
desapareado como lo es el Cu(II) se espera un valor de momento 
magnético de entre 1.70 y 2.20 MB [41]. 
Se llevaron a cabo las mediciones de susceptibilidad magnética para 
los ligantes diimina y los compuestos de coordinación. Todos los ligantes 
presentaron una susceptibilidad magnética negativa, es decir, no 
presentan electrones desapareados en su estructura. 
En la siguiente tabla se muestran los valores de susceptibilidad 
magnética corregida y momento magnético para los compuestos de 
coordinación, así como el número de electrones desapareados y la 
configuración electrónica del centro metálico de Cu(II): 
 
 
 
 
 
49 
 
Tabla 6. Resultados de momento magnético. 
Se observa que el valor de momento magnético para todos los 
compuestos se encuentra en el intervalo de entre 1.70 y 2.20 MB, por lo 
que puede sugerirse que presentan un electrón desapareado, una 
configuración d9, un estado de oxidación 2+ y son complejos de alto espín. 
El compuesto Cu(4,7-difenil-fen)(met) presenta un valor de 
momento magnético inferior al esperado; sin embargo, el valor no se 
encuentra significativamente alejado de 1.70 MB y dista mucho del valor 
esperado en caso de no presentar electrones desapareados. 
3.2.5 Temperatura de fusión 
 
 Se midió el punto de fusión de los compuestos mixtos, sin embargo, 
se observó que como es común en los compuestos de coordinación, éstos 
presentan descomposición térmica. En la tabla 7 se muestra el intervalo 
de temperatura en el que se observó la descomposición de estos: 
 
Compuesto 
Xcorr 
(emu mol-1) 
µeff 
(MB) 
Número de electrones 
desapareados 
Configuración 
electrónica 
Cu(fen)(met) 0.002025 2.20 1 d
9 
Cu(4Me-fen)(met) 0.001771 2.06 1 d
9 
Cu(5Me-fen)(met) 0.001778 2.06 1 d
9 
Cu(5Cl-fen)(met) 0.001946 2.16 1 d
9 
Cu(5NO2-fen)(met) 0.001762 2.05 1 d
9 
Cu(4,7-difenil-fen)(met) 0.000990 1.54 1 d
9 
Cu(4,7-dimetil-fen)(met) 0.001655 1.99 1 d
9 
Cu(5,6-dimetil-fen)(met) 0.001748 2.04 1 d
9 
Cu(bipy)(met) 0.001597 1.95 1 d
9 
Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) 0.001684 2.01 1 d
9 
 
50 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 7. Intervalo de descomposición de los compuestos de coordinación. 
3.2.6 Espectroscopia electrónica de absorción en el UV-Vis 
Todos los espectros de absorción en el UV-Vis fueron obtenidos en 
disolución, empleando agua destilada como disolvente. Los valores del 
coeficiente de extinción molar para cada máximo se obtuvieron mediante 
la aplicación de la ecuación de Lambert-Beer: 
A = εlC 
Donde: 
A Absorbancia 
Ɛ Coeficiente de extinción molar en L mol-1 cm-1 
l Longitud del paso óptico = 1 cm 
C Concentración en mol L-1 
 
 
Compuesto Intervalo de descomposición (°C) 
Cu(fen)(met) 160-163 
Cu(4Me-fen)(met) 178-180 
Cu(5Me-fen)(met) 174-176 
Cu(5Cl-fen)(met) 174-176 
Cu(5NO2-fen)(met) 156-156 
Cu(4,7-difenil-fen)(met) 182-185 
Cu(4,7-dimetil-fen)(met) 160-162 
Cu(5,6-difmetil-fen)(met) 196-198 
Cu(bipy)(met) 156-159 
Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) 163-165 
 
51 
Se representaron gráficamente los resultados de absorbancia vs 
longitud de onda. Se seleccionó la longitud de onda de cada máximo y se 
llevó a cabo el gráfico de la absorbancia vs la concentración; 
posteriormente, mediante un ajuste lineal se obtuvo la pendiente del 
gráfico, la cual corresponde al valor del coeficiente de extinción molar. Se 
muestra el gráfico y la ecuación obtenidos para el λmax=624 nm del 
compuesto Cu(5Cl-fen)(met): 
 
Gráfica 1. Ajuste lineal del compuesto Cu(5Cl-fen)(met). 
Los espectros electrónicos de adsorción se encuentran en el anexo 
II. En general, los compuestos de coordinación presentan cuatro máximos 
en la región del UV. A continuación se presenta el espectro del compuesto 
Cu(5Cl-fen)(met) en la región del UV: 
y = 67.895x - 0.0354
R² = 0.9975
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012
A
b
so
rb
an
ci
a
Concentración [M]
624
Lineal (624)
 
52 
 
Espectro electrónico de adsorción del compuesto Cu(5Cl-fen)(met) 
en el UV (190-400 nm) en H2O a T=25 °C. 
La tabla 8 muestra los máximos de longitud de onda para cada uno 
de los compuestos, así como el valor correspondiente al coeficiente de 
extinción molar. 
Tabla 8. Resultados de los espectros electrónicos de absorción en el UV. 
Compuesto 
λmax 
(nm) 
Ɛ 
(L mol-1 cm-1) 
λmax 
(nm) 
Ɛ 
(L mol-1 cm-1) 
λmax 
(nm) 
Ɛ 
(L mol-1 cm-1) 
λmax 
(nm) 
Ɛ 
(L mol-1 cm-1) 
Cu(fen)(met) 204 26332 224 20550 272 20259 293 7288 
Cu(4Me-fen)(met) 206 49765 226 33945 272 38920 294 10314 
Cu(5Me-fen)(met) 206 51946 237 25697 278 33968 296 9253 
Cu(5Cl-fen)(met) 206 42152 
226 
229 
24738 
29628 
238 21046 299 7120 
Cu(5NO2-fen)(met) 201 45857 274 26205 
Cu(4,7-difenil-
fen)(met) 
 219 93297 300 90930 
Cu(4,7-dimetil-
fen)(met) 
207 
66999 
 
230 
237 
32363 
27671 
272 49356 297 10656 
Cu(5,6-difmetil-
fen)(met) 
207 66142 262 35924 282 40962 304 11294 
Cu(bipy)(met) 204 29660 243 24835 300 23706 310 23837 
Cu(4,4’-dimetil-
bipy)(met) 
208 40095 227 20050 295 12663 306 12572 
 
53 
En general, aquéllos compuestos de coordinación cuyo ligante 
primario es 1,10-fenantrolina sustituida presentan dos máximos de 
intensidad grande y dos de intensidad pequeña; a diferencia de aquéllos 
cuyo ligante primario es 2,2’-bipiridina, que presentan un máximo de 
intensidad grande, dos máximos de intensidad mediana y un máximo de 
intensidad pequeña. Esto es de esperarse debido a que las transiciones 
observadas en el UV son debidas al ligante diimina. 
Los máximos ubicados en el UV se asocian a los ligantes de tipo 
diimina debido a que este tipo de transiciones son típicas en compuestos 
orgánicos con sistemasaromáticos y enlaces π . Estas transiciones son de 
tipo π → π∗ y el valor obtenido de coeficiente de extinción molar lo 
confirma, ya que la literatura informa que para estas transiciones Ɛ debe 
ser mayor a 10 000 L mol-1 cm-1 [42,43]. 
En aproximadamente 220 nm se esperaría una señal débil asociada 
a la transición n → 𝜋∗ correspondiente al anión NO3- presente en todos los 
compuestos. Sin embargo, el valor para Ɛ es mucho mayor del informado 
para este tipo de transiciones (10 L mol-1 cm-1 a 1 000 L mol-1 cm-1), lo 
que indica que esta transición es enmascarada por las transiciones tipo 
π → π∗ debidas a la alta conjugación del sistema [42]. 
Las transiciones de tipo π → π∗ son de mayor energía que las de tipo 
n → π∗ y por lo mismo, presentan valores de Ɛ menores. A continuación, 
se muestra un esquema de los niveles energéticos y las transiciones 
electrónicas posibles. 
 
54 
 
Figura 20. Esquema de niveles energéticos en OM 
y transiciones electrónicas. 
En la región del visible todos los compuestos presentaron un 
máximo en aproximadamente 600 nm, a continuación se muestra el 
espectro del compuesto Cu(5Cl-fen)(met): 
 
Espectro electrónico de adrosción del compuesto Cu(5Cl-fen)(met) 
en el visible (380-1 100nm) en H2O a T=25 °C. 
 
 
55 
La tabla 9 muestra los máximos de longitud de onda para cada 
unos de los compuestos, así como el valor correspondiente al coeficiente 
de extinción molar. 
 
 
Tabla 9. Resultados de los espectros electrónicos de absorción 
en el visible. 
El máximo de adsorción en el visible se debe al centro metálico de 
Cu(II), esto debido a las transiciones dxy,yz → dxy y dx2−y2 → dxy que ocurren 
entre 550 y 600 nm y entre 600 y 640 nm respectivamente. De igual 
manera, el valor obtenido para Ɛ concuerda con la transición de tipo d-d, 
que la literatura informa debe de encontrarse entre 1 y 102 L mol-1 cm-
1[42,43]. 
En el espectro electrónico del compuesto Cu(5NO2-fen)(met) se 
observa un segundo máximo en 456 nm; el cuál se atribuye a una 
transición de tipo n → π∗, la cual coincidiría con el valor obtenido de Ɛ. 
 Se observa que hay un ligero desplazamiento entre los 
máximos de longitud de onda entre cada compuesto, esto puede 
atribuirse al carácter electroatractor o electrodonador de los sustituyentes 
presentes en el ligante diimina. 
Compuesto 
λmax 
(nm) 
Ɛ 
(L mol-1 cm-1) 
Cu(fen)(met) 611 60 
Cu(4Me-fen)(met) 625 48 
Cu(5Me-fen)(met) 653 78 
Cu(5Cl-fen)(met) 624 68 
Cu(5NO2-fen)(met) 611, 456 113, 111 
Cu(4,7-difenil-fen)(met) 604 54 
Cu(4,7-dimetil-fen)(met) 621 71 
Cu(5,6-dimetil-fen)(met) 615 78 
Cu(bipy)(met) 624 71 
Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) 627 34 
 
56 
3.2.7 Resonancia paramagnética electrónica 
Los compuestos de coordinación se estudiaron por resonancia 
paramagnética electrónica en disolución de MeOH 3 mmol L-1 a 77 K. A 
continuación, se muestra el espectro de RPE del compuesto Cu(5NO2-
fen)(met), el resto de los compuestos presentan una forma similar (anexo 
III): 
 
Espectro de RPE del complejo Cu(5NO2-fen)(met) 
En todos los casos se obtuvo un espectro anisotrópico característico 
de centros de Cu+2, con acoplamiento hiperfino en la posición paralela y 
todas las señales muestran la relación gǁ > gL > 2.0023 el cual es 
indicativo de la presencia de un estado basal dx2-y2 para Cu+2. 
Las líneas hiperfinas son el resultado de la interacción del electrón 
desapareado del Cu+2 (S=1/2) con el espín nuclear del cobre ICu=3/2, 
dando como resultado un cuarteto en la región paralela. 
Adicionalmente se observó desdoblamiento hiperfino en la región 
perpendicular del espectro; estas señales son características para 
especies monoméricas de Cu+2. 
 
57 
Los resultados obtenidos para todos los compuestos se muestran 
en la tabla 10. 
Compuesto gll gLx giso All (a) AL(a) Aiso(a) AN (a) g0 A0 
Cu(fen)(met) 2.242 2.058 2.119 192.087 11.52 71.715 11.52 1.433 67.869 
Cu(4Me-fen)(met) 2.240 2.059 2.119 192.902 11.53 71.990 12.00 1.433 68.144 
Cu(5Me-fen)(met) 2.243 2.053 2.117 192.175 11.50 71.727 12.00 1.432 67.892 
Cu(5Cl-fen)(met) 2.241 2.057 2.119 193.048 11.52 72.033 12.00 1.433 68.189 
Cu(5NO2-fen)(met) 2.238 2.058 2.118 192.988 11.52 72.00 12.00 1.432 68.169 
Cu(4,7-difenil-
fen)(met) 
2.241 2.056 2.118 191.942 11.52 71.59 12.00 1.432 67.821 
Cu(4,7-dimetil-
fen)(met) 
2.241 2.063 2.122 191.94 14.44 73.611 12.00 1.434 68.793 
Cu(5,6-dimetil-
fen)(met) 
2.243 2.059 2.120 192.11 13.93 73.328 12.00 1.434 68.680 
Cu(bipy)(met) 2.236 2.065 2.122 191.55 9.640 70.279 12.00 1.434 67.063 
Cu(4,4’-dimetil-
bipy)(met) 
2.236 2.062 2.120 193.33 12.514 72.78 12.00 1.433 68.615 
Cu(4,4’-dimetil-
bipy)(met) 
2.310 2.062 2.145 172.56 11.55 65.223 12.03 1.457 61.370 
(a) Unidades en 1x10-4 cm-1 
Tabla 10. Resultados de RPE. 
En todos los complejos se obtuvo desdoblamiento superhiperfino en 
la región perpendicular, éste es atribuido al acoplamiento de los dos 
nitrógenos de la diimina IN=1. Los valores presentados en la tabla 10 se 
obtuvieron por simulación del espectro experimental con ayuda del 
software ESPRIT-382 v1.916. En el caso de los complejos Cu(5Cl-
fen)(met), Cu(4,7-dimetil-fen)(met) y Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) se 
observaron señales adicionales, las cuales pueden deberse a una mezcla 
con otro complejo, en la tabla se reportan los mayoritarios. 
 
58 
El cálculo de la gǁ permite diferenciar un ambiente iónico del enlace 
del ion metálico con los átomos donadores gǁ > 2.3 de uno donde 
predomina un ambiente covalente gǁ < 2.3 [44]. 
Los resultados obtenidos muestran que los complejos Cu(fen)(met), 
Cu(5Me-fen)(met), Cu(4Me-fen)(met), Cu(5NO2-fen)(met), Cu(4,7-
difenil-fen)(met), Cu(5,6-dimetil-fen)(met) y Cu(bipy)(met) presentan la 
formación de un solo quelato y se determinó que el enlace entre el centro 
metálico y los átomos donantes presentan carácter predominantemente 
covalente. 
 Se graficó la g0 vs la A0: 
 
Gráfica 2. g0 vs A0 
Los valores de A0 se encuentran en el intervalo de 65 a 75 x10-4 cm-
1; además y los valores de giso y Aiso; se determinó que la geometría del 
centro metálico corresponde con el esperado de pirámide de base 
cuadrada ya que estos valores concuerdan con los reportados por García-
Ramos y colaboradores [45]. 
 
59 
3.2.8 Voltamperometría cíclica 
 
 La voltamperometría cíclica se llevó a cabo en disoluciones 0.050 
mol L-1 de nitrato de potasio y como disolvente una mezcla metanol agua 
1:1. La concentración de los compuestos de coordinación es de 
aproximadamente 0.002 mol L-1. 
A partir de los voltamperogramas se obtuvieron parámetros como 
Epa, Epc, ipa y ipc. En la figura 21 se muestran los parámetros que pueden 
ser obtenidos mediante esta técnica: 
 
Figura 21. Magnitudes de un voltamperograma cíclico de acuerdo con el 
convenio planteado por la IUPAC [46]. 
A partir de los valores obtenidos, se calculó el potencial de media 
onda E1/2 como una aproximación del potencial normal estándar E0’ del 
compuesto, como se muestra en la siguiente ecuación: 
E1/2 =
Epa + Epc
2
 
 
 
60 
 
Posteriormente empleando la ecuación de Randles-Sevcik se 
determinó el coeficiente de difusión. 
Ecuación de Randles-Sevcik: 
 ip = (2.69x10
5)n
3
2⁄ AD
1
2⁄ Cv
1
2⁄ 
Donde: 
 
 
 
 
 
Los parámetros empleados para determinar la reversibilidad del 
sistema fueron los siguientes: 
a) ∆E = Epa − Epc =
0.060V
n
 
Donde n es el número de electrones intercambiados. 
b) 
ipc
ipa
⁄ ≈ 1 
Para especies irreversibles la Ecuación de Randles-Sevcik se 
modifica, esto es debido a la corrección de términos cinéticos: 
 ip = (2.69x10
5)nα
1
2⁄ AD
1
2⁄ Cv
1
2⁄ 
 
 
𝑖𝑝 Corriente de pico (A) 
n Número de electrones desapareados 
A Área del electrodo (cm2) 
D Coeficiente de difusión 
C Concentración (mol/cm3) 
v Velocidad de barrido (V/s) 
 
61 
 Donde: 
 
 
 
 
 
En la voltamperometría se observaron diferentes comportamientospara los compuestos, ya que llevan a cabo de uno a tres procesos según 
sea el caso. 
Debido a que el disolvente empleado para las mediciones no fue 
acuoso, todos los E1/2 se referenciarán respecto al par 
ferrocinio(Fc+)/ferroceno(Fc); el cuál presentó un E1/2=233 mV. El valor 
de E1/2 del par Fc+/Fc se restó a los E1/2 obtenidos para todos los 
compuestos de coordinación. 
A continuación se muestra una tabla con los valores obtenidos para 
cada compuesto en los diferentes procesos: 
 
𝑖𝑝 Corriente de pico (A) 
n Número de electrones desapareados 
A Área del electrodo (cm2) 
D Coeficiente de difusión 
C Concentración (mol/cm3) 
v Velocidad de barrido (V/s) 
ɑ Término cinético 
 
62 
Nota: D fue obtenido a una velocidad de barrido de 100 mV s-1. 
Tabla 11. Resultados de voltamperometría cíclica. 
Debido a que los compuestos no cumplen con los parámetros para 
ser sistemas reversibles, se clasificaron como sistemas cuasi-reversibles, 
además se observó que la reversibilidad de los sistemas se perdía 
conforme aumenta la velocidad de barrido. 
Compuesto Proceso E1/2 
 (mV) 
∆E 
(V) 
ipc/ipa D 
(x10-4 cm2 s-1) 
n 
Cu(fen)(met) I -166 0.083 1.280 -2.34 2 
Cu(4Me-fen)(met) I -197 0.080 0.641 1.69 1 
 II -426 0.085 -2.387 2.55 1 
Cu(5Me-fen)(met) I -196 0.058 0.846 2.89 1 
 II -436 0.089 1.756 1.80 1 
Cu(5Cl-fen)(met) I -203 0.062 1.069 2.26 1 
 II -436 0.063 0.320 4.02 1 
 III -608 0.0682 0.576 0.61 1 
Cu(5NO2-fen)(met) I -213 0.043 2.114 2.64 1 
 II -620 0.074 0.641 3.81 1 
Cu(4,7-difenil-fen)(met) I -289 0.056 1.451 2.84 1 
 II -676 0.444 1.275 1.55 1 
Cu(4,7-dimetil-fen)(met) I -215 0.065 0.822 7.89 1 
 II -405 0.102 0.857 3.53 1 
Cu(5,6-dimetil-fen)(met) I -268 0.085 0.611 4.96 1 
 II -468 0.170 0.177 9.19 1 
Cu(bipy)(met) I -141 0.034 0.4797 4.46 1 
 II -320 0.039 0.2368 3.14 1 
 III -523 0.1801 0.8520 1.26 1 
Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) I -139 0.0758 0.6164 1.62 1 
 
63 
El valor del coeficiente de difusión nos indica la facilidad con la que 
se mueve el compuesto de coordinación en el medio; por lo que podemos 
observar que todos los compuestos presentan diferente movilidad. El 
compuesto con mayor movilidad es Cu(4,7-difenil-fen)(met). Es 
importante recordar que la ecuación de Randles-Sevcik es aplicable a 
sistemas reversibles, por lo que debido a que se tienen sistemas cuasi-
reversibles, el coeficiente de difusión obtenido debe tomarse como una 
aproximación. 
3.2.8.1 Voltamperometría de los precursores 
 Con la finalidad de tener un punto de comparación y establecer si 
los ligantes presentan procesos de transferencia electrónica, se llevaron 
a cabo sus respectivos experimentos de voltamperometría cíclica. Se 
observó que tanto para los ligantes diimínicos, como para la L-metionina 
no hay actividad electroquímica en la ventana de potencial empelada. Por 
otro lado, para la sal precursora que es nitrato de cobre(II), en un 
experimento en dirección catódica partir del potencial de corriente nula 
se observan dos señales de reducción. Al invertir la dirección del barrido 
de potencial y completar el ciclo se observan dos procesos de oxidación. 
Los procesos de reducción se asocian a transferencias electrónicas 
consecutivas de Cu(II) a Cu(I) y de Cu(I) a Cu(0), mientras que las 
señales de oxidación están asociadas a la redisolución de Cu(0) para 
generar dos especies diferentes de Cu(I) y Cu(I)´. De aquí se puede 
decidir el mecanismo electroquímico para la sal de Cu(II) partiendo de la 
estabilidad de las especies de cobre en este medio y de estudios previos: 
Cu(II)+1e- Cu(I) pico Ic 
Cu(I)+1e- Cu(0) pico IIc 
Cu(0) Cu(I)+1e- pico Ia 
Cu(0) Cu(I)´+1e- pico IIa 
 
64 
La elucidación de las especies de Cu(I) y Cu(I)’ va más allá del 
interés de este estudio y no se profundizará es este aspecto. 
 
Voltamperograma en sentido catódico a una velocidad de 500 mV s-1 de 
0.002 mol L-1 de compuesto en una disolución MeOH:H2O 1:1 + 0.050 mol L-1 
de KNO3. Electrodo de trabajo de carbón vítreo a T=25 °C. 
3.2.8.2 Voltamperometría del compuesto Cu(fen)(met) 
Los experimentos de voltamperometría cíclica del compuesto 
Cu(fen)(met) en dirección catódica a partir del potencial de corriente nula 
se observan una señal de reducción Ic. Al invertir el barrido de potencial 
y completar el ciclo se observan dos procesos de oxidación Ia y IIa. El 
proceso de reducción se la asocia al paso de Cu(II) a Cu(I). La señal Ia 
está asociada a la a la oxidación Cu(II) a Cu(I) con un control de 
difusiones[47,48], mientras que la señal IIa puede ser asociada a la 
oxidación de especies de cobre sobre adsorbidas sobre el electrodo 
Cu(II)* a Cu(I). Se propone el siguiente mecanismo: 
Cu(II)+1e- Cu(I) pico Ic 
Cu(I)+1e- Cu(0) pico IIc 
 
65 
Cu(0) Cu(I)+1e- pico Ia 
Cu(0) Cu(I)´+1e- pico IIa 
 
Voltamperograma del compuesto Cu(fen)(met) 0.002 mol L-1 en sentido 
catódico en una disolución MeOH:H2O 1:1 + 0.050 mol L-1 de KNO3. Electrodo 
de trabajo de carbón vítreo a T=25 °C. 
El E1/2 asociado al paso de Cu(II) a Cu(0) del compuesto 
Cu(fen)(met) es de -165.59 mV y durante éste proceso se intercambian 
dos electrones. 
3.2.8.3 Voltamperometría de los compuestos Cu(4Me-
fen)(met), Cu(5Me-fen)(met), Cu(5NO2-fen)(met), Cu(4,7-
difenil-fen)(met), Cu(4,7-dimetil-fen)(met) y Cu(5,6-dimetil-
fen)(met) 
 
Los experimentos de voltamperometría cíclica de los compuestos 
Cu(4Me-fen)(met), Cu(5Me-fen)(met), Cu(5NO2-fen)(met), Cu(4,7-
difenil-fen)(met), Cu(4,7-dimetil-fen)(met) y Cu(5,6-dimetil-fen)(met) 
en dirección catódica a partir del potencial de corriente nula presentan 
dos señales de reducción Ic y IIc. Al invertir el barrido de potencial y 
completar el ciclo se observan dos procesos de oxidación Ia y IIa. Los 
 
66 
procesos Ic y IIc se asocian al paso de Cu(II) a Cu(I) y de Cu(I) a Cu(0), 
respectivamente y los procesos IIa y Ia se asocian al paso de Cu(I) a 
Cu(I) y de Cu(I) a Cu(II), respectivamente. 
Aunque la especie Cu(I) en disolución acuosa no es estable debido 
a que dismuta, se propone que la formación del complejo en los 
compuestos de coordinación desplaza lo suficiente los potenciales de los 
pares Cu(II)/Cu(I) y Cu(I)/Cu(0), como para que éstos se inviertan, 
permitiendo así la estabilidad del compuesto con centro metálico de Cu(I). 
En el Cu(fen)(met), sucede lo contrario, la formación del complejo no 
desplaza los potenciales lo suficiente para brindar estabilidad, y por ello, 
se observa un solo proceso con el paso directo de Cu(II) a Cu(0). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Voltamperogramas del compuesto Cu(4,7-dimetil-fen)(met) 0.002 mol L-
1 en sentido catódico en una disolución MeOH:H2O 1:1 + 0.050 mol L-1 de 
KNO3. Electrodo de trabajo de carbón vítreo a T=25 °C. 
 
67 
3.2.8.4 Voltamperometría cíclica de los compuestos Cu(5Cl-
fen)(met), Cu(bipy)(met) y Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) 
 
Los experimentos de voltamperometría cíclica de los compuestos 
Cu(5Cl-fen)(met), Cu(bipy)(met) y Cu(4,4’-dimetil-bipy)(met) en 
dirección catódica a partir del potencial de corriente nula presentan tres 
señales de reducción Ic, IIc y IIIc. Al invertir el barrido de potencial y 
completar el ciclo se observan tres procesos de oxidación Ia, IIa y IIIa. 
Los procesos de reducción Ic y IIc se asocian al paso consecutivo de Cu(II) 
a Cu(I) y de Cu(I) a Cu(0). Los procesos IIa y Ia se asocian al paso de 
Cu(0) a Cu(I) y de Cu(I) a Cu(II), respectivamente. Una vez llevada a 
cabo al reducción del Cu(II) a Cu(I) y posteriormente a Cu(I), se genera 
un depósito metálico de Cu0(s) en la superficie del electrodo; el cual al 
estar en contacto con el carbón vítreo puede promover procesos de 
reducción sobre el Cu0(s), éstos procesos ocurrirán a diferentes potenciales 
que en carbón vítreo. 
 
Voltamperogramas del compuesto Cu(5Cl-fen)(met) 0.002 mol L-1 en 
sentido catódico en una disolución MeOH:H2O 1:1 + 0.050 mol L-1 de KNO3.