Reactions of HNO with Metal Porphyrins: Underscoring the Biological Relevance of HNO

Azanone (1 HNO, nitroxyl) shows interesting yet poorly understood chemical and biological effects. HNO has some overlapping properties with nitric oxide (NO), sharing its biological reactivity toward heme proteins, thiols, and oxygen. Despite this similarity, HNO and NO show significantly different pharmacological effects. The high reactivity of HNO means that studies must rely on the use of donor molecules such as trioxodinitrate (Angeli’s salt). It has been suggested that azanone could be an intermediate in several reactions and that it may be an enzymatically produced signaling molecule. The inherent difficulty in detecting its presence unequivocally prevents evidence from yielding definite answers. On the other hand, metalloporphyrins are widely used as chemical models of heme proteins, providing us with invaluable tools for the study of the coordination chemistry of small molecules, like NO, CO, and O2. Studies with transition metal porphyrins have shown diverse mechanistic, kinetic, structural, and reactive aspects related to the formation of nitrosyl complexes. Porphyrins are also widely used in technical applications, especially when coupled to a surface, where they can be used as electrochemical gas sensors. Given their versatility, they have not escaped their role as key players in chemical studies involving HNO. This Account presents the research performed during the last 10 years in our group concerning azanone reactions with iron, manganese, and cobalt porphyrins. We begin by describing their HNO trapping capabilities, which result in formation of the corresponding nitrosyl complexes. Kinetic and mechanistic studies of these reactions show two alternative operating mechanisms: reaction of the metal center with HNO or with the donor. Moreover, we have also shown that azanone can be stabilized by coordination to iron porphyrins using electron-attracting substituents attached to the porphyrin ring, which balance the negatively charged NO¯. Second, we describe an electrochemical HNO sensing device based on the covalent attachment of a cobalt porphyrin to gold. A surface effect affects the redox potentials and allows discrimination between HNO and NO. The reaction with the former is fast, efficient, and selective, lacking spurious signals due to the presence of reactive nitrogen and oxygen species. The sensor is both biologically compatible and highly sensitive (nanomolar). This time-resolved detection allows kinetic analysis of reactions producing HNO. The sensor thus offers excellent opportunities to be used in experiments looking for HNO. As examples, we present studies concerning (a) HNO donation capabilities of new HNO donors as assessed by the sensor, (b) HNO detection as an intermediate in O atom abstraction to nitrite by phosphines, and (c) NO to HNO interconversion mediated by alcohols and thiols. Finally, we briefly discuss the key experiments required to demonstrate endogenous HNO formation to be done in the near future, involving the in vivo use of the HNO sensing device.Fil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Bikiel, Damian Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Pellegrino, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Suarez, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin

Water-Soluble Nitroxyl Porphyrin Complexes FeIITPPSHNO and FeIITPPSNO- Obtained from Isolated FeIITPPSNO·

The first biomimetic water soluble FeII-porphyrin nitroxyl complexes were obtained and characterized by UV-Vis in protonated and deprotonated forms by reduction of previously isolated and characterized FeIITPPSNO?. The pKa involved in the FeII-HNO ⇄ FeII-NO− + H+ equilibrium was estimated to be around 9.7. The FeIITPPSHNO complex spontaneously reoxidizes to the nitrosyl form following a first order kinetic decay with a measured kinetic constant of k = 0.017 s-1. Experiments show that the HNO adduct undergoes unimolecular homolytic cleavage of the H-NO bond. DFT calculations suggest a phlorin radical intermediate for this reaction. The deprotonated NO− complex resulted more stable, with a half-life of about 10 minutes.Fil: Mazzeo, Agostina María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Pellegrino, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin

A new polymorph of bis[2,6-bis(1H-benzimidazol-2-yl-κN 3)pyridinido-κN]zinc(II)

The title compound, [Zn(C19H12N5)2], crystallizes in the tetragonal space group P43212, with the monomer residing on a twofold axis. The imidazole N-bound H atoms are disordered over the two positions, with refined occupancies of 0.59 (3) and 0.41 (3). The strong similarities to, and slight differences from, a reported P42212 polymorph which has a 50% smaller unit-cell volume [Harvey, Baggio, Muñoz & Baggio (2003). Acta Cryst. C59, m283-m285], to which the present structure bears a group-subgroup relationship, are discussed.Fil: Harvey, Miguel Angel. Consejo Nacional de Invest.cientif.y Tecnicas. Centro Nacional Patagonico; Argentina. Universidad Nacional del Comahue; ArgentinaFil: Suarez, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Baggio, Ricardo Fortunato. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentin

Three transition-metal complexes with the macrocyclic ligand meso-5,7,7,12,14,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane (L): [Cu(ClO4)2(L)], [Zn(NO3)2(L)] and [CuCl(L)(H2O)]Cl

The three transition-metal complexes, (meso-5,7,7,12,14,14- hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-4N)bis(perchlorato- O)copper(II), [Cu(ClO4)2(C18H40N4)], (I), (meso- 5,7,7,12,14,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane- 4N)bis(nitrato-O)zinc(II), [Zn(NO3)2(C18H40N4)], (II), and aquachlorido(meso-5,7,7,12,14,14-hexamethyl-1,4,8,11- tetraazacyclotetradecane-4N)copper(II) chloride, [CuCl- (C18H40N4)(H2O)]Cl, (III), are described. The molecules display a very similarly distorted 4+2 octahedral environment for the cation [located at an inversion centre in (I) and (II)], defined by the macrocycle N4 group in the equatorial sites and two further ligands in trans-axial positions [two O? ClO3 ligands in (I), two O?NO2 ligands in (II) and one chloride and one aqua ligand in (III)]. The most significant difference in molecular shape resides in these axial ligands, the effect of which on the intra- and intermolecular hydrogen bonding is discussed. In the case of (I), all strong hydrogenbond donors are saturated in intramolecular interactions, while weak intermolecular C?H O contacts result in a three-dimensional network. In (II) and (III), instead, there are N?H and O?H donors left over for intermolecular interactions, giving rise to the formation of strongly linked but weakly interacting chains.Fil: Yasmin, Sabina. University of Chittagong; BangladeshFil: Suarez, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Roy, Tapashi G.. University of Chittagong; BangladeshFil: Baggio, Ricardo Fortunato. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentin

Structural characterization of the water-soluble porphyrin complexes [FeII(TPPS) (NO•)]4─ and [μ-O-([FeIII(TPPS)])2]8─

Iron water-soluble porphyrins have been long used as biomimetic compounds for modelling the active sites found in heme-enzymes. In this regard, the anionic porphyrin [FeIII(TPPS)]3─ and its coordination complexes have been repeatedly chosen as suitable water-soluble platforms for bioinorganic chemistry studies. In this work we report for the first time the crystal structure of the water-soluble nitrosyl complex [FeII(TPPS) (NO•)]4─ along with that of oxodimeric ferric species [μ-O-([FeIII(TPPS)])2]8─.Fil: Mazzeo, Agostina María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Gaviglio, Carina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares; ArgentinaFil: Pellegrino, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin

Inorganic Chemistry in Latin America

The European Journal of Inorganic Chemistry takes pride in showcasing the high-quality research produced by some of the currently most active scientists in Latin America. With this initiative, we seek to highlight the breadth and depth of the science developed in the region, and to enhance its visibility in the wider chemistry community.Fil: Castillo, Ivan. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Fadini, Luca. No especifíca;Fil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Rossi, Liane M.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: González Gallardo, Sandra. No especifíca

Structural characterization of the water-soluble porphyrin complexes [FeII(TPPS) (NO•)]4─ and [μ-O-([FeIII(TPPS)])2]8─

Iron water-soluble porphyrins have been long used as biomimetic compounds for modelling the active sites found in heme-enzymes. In this regard, the anionic porphyrin [FeIII(TPPS)]3─ and its coordination complexes have been repeatedly chosen as suitable water-soluble platforms for bioinorganic chemistry studies. In this work we report for the first time the crystal structure of the water-soluble nitrosyl complex [FeII(TPPS) (NO•)]4─ along with that of oxodimeric ferric species [μ-O-([FeIII(TPPS)])2]8─.Fil: Mazzeo, Agostina María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Gaviglio, Carina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares; ArgentinaFil: Pellegrino, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin

Chloro­bis­(naphthalen-1-yl)phosphane

In the title compound, C20H14ClP, the dihedral angle between the naphthyl rings is 81.77 (6)°. The crystal packing suggests weak π–π stacking inter­actions between the naphthyl rings in adjacent units [minimum ring centroid separation 3.7625 (13) Å]

Two solvatomorphic forms of a copper complex formulated as Cu(L1)(ClO4)2- 1.2H2O and Cu(L1)(ClO4)2, where L1 is 3,10-C-meso-3,5,7,7,10,12,14,14- octamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclo- tetradecane

Two copper complex solvatomorphs, namely (3,10-C-meso- 3,5,7,7,10,12,14,14-octamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane) bis(perchlorato-O)copper(II) 1.2-hydrate, [Cu(ClO4)2 (C18H40N4)]1.2H2O, (I), and (3,10-C-meso-3,5,7,7,10,12,14,14 octamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane)bis(perchlorato O)copper(II), [Cu(ClO4)2(C18H40N4)], (II), are described and compared with each other and with a third, already reported, anhydrous diastereomer, denoted (III). Both compounds present very similar centrosymmetic coordination environments, with the CuII cation lying on an inversion centre in a distorted 4+2 octahedral environment, defined by the macrocyclic N4 group in the equatorial sites and two perchlorate groups in trans-axial positions [one of the perchlorate ligands in (I) is partially disordered]. The most significant difference in molecular shape is seen in the orientation of the perchlorate anions, and the influence of this on the intramolecular hydrogen bonding is discussed. The (partially) hydrated state of (I) favours the formation of chains along [011], while the anhydrous character of (II) and (III) promotes loosely bound structures with low packing indices.Fil: Nath, Babul Chandra. University Of Chittagong; BangladeshFil: Suarez, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Roy, Tapashi G.. University of Chittagong; BangladeshFil: Baggio, Ricardo Fortunato. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentin

NO/H2S "crosstalk" Reactions. The Role of Thionitrites (SNO-) and Perthionitrites (SSNO-)

The redox chemistry of H2S with NO and other oxidants containing the NO group is discussed on a mechanistic basis because of the expanding interest in their biological relevance, with an eye open to the chemical differences of H2S and thiols RSH. We focus on the properties of two "crosstalk" intermediates, SNO- (thionitrite) and SSNO- (perthionitrite, nitrosodisulfide) based in the largely controversial status on their identity and chemistry in aqueous/nonaqueous media, en route to the final products N2O, NO2 -, NH2OH/NH3, and S8. Thionitrous acid, generated either in the direct reaction of NO + H2S or through the transnitrosation of RSNO's (nitrosothiols) with H2S at pH 7.4, is best described as a mixture of rapidly interconverting isomers, {(H)SNO}. It is reactive in different competitive modes, with a half-life of a few seconds at pH 7.4 for homolytic cleavage of the N-S bond, and could be deprotonated at pH values of up to ca. 10, giving SNO-, a less reactive species than {(H)SNO}. The latter mixture can also react with HS-, giving HNO and HS2 - (hydrogen disulfide), a S0(sulfane)-transfer reagent toward {(H)SNO}, leading to SSNO-, a moderately stable species that slowly decomposes in aqueous sulfide-containing solutions in the minute-hour time scale, depending on [O2]. The previous characterization of HSNO/SNO- and SSNO- is critically discussed based on the available chemical and spectroscopic evidence (mass spectrometry, UV-vis, 15N NMR, Fourier transform infrared), together with computational studies including quantum mechanics/molecular mechanics molecular dynamics simulations that provide a structural and UV-vis description of the solvatochromic properties of cis-SSNO- acting as an electron donor in water, alcohols, and aprotic acceptor solvents. In this way, SSNO- is confirmed as the elusive "yellow intermediate" (I412) emerging in the aqueous crosstalk reactions, in contrast with its assignment to polysulfides, HSn -. The analysis extends to the coordination abilities of {(H)SNO}, SNO-, and SSNO- into heme and nonheme iron centers, providing a basis for best unraveling their putative specific signaling roles.Fil: Marcolongo, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Venâncio, Mateus F.. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Rocha, Willian R.. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Doctorovich, Fabio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Olabe Iparraguirre, Jose Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin