Rutênio (Ru): Propriedades, compostos de coordenação e aplicações catalíticas e farmacológicas
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v14i1.48046Palavras-chave:
Câncer; Complexo metálico; Fotosensibilizador; Sonda; Terapia Fotodinâmica (TFD).Resumo
O rutênio (Ru) é um metal da segunda série de transição conhecido por sua versatilidade em termos de aplicações. Membro da família do ferro (Fe), juntamente com o ósmio (Os), tem variadas utilizações, desde a participação em ligas metálicas até a aplicação em diversos protótipos de fármacos. O rutênio (Ru) tem uma química de coordenação muito rica, o que também contribui para a sua variabilidade de empregos, inclusive como catalisador. O objetivo do presente artigo é discutir aspectos fundamentais da química do rutênio e algumas de suas aplicações. Uma estratégia que já vem sendo considerada, mas que requer maiores avanços, consiste na utilização de complexos de rutênio (Ru) em associação medicamentosa com outros fármacos convencionais (Lin, 2018). É possível que resultados altamente promissores advenham desta tática de tratamento e novos avanços no combate ao câncer e às doenças infecciosas poderiam ser alcançados.
Referências
Al-Enezi, M. Y., John, E., Ibrahim, Y. A., & Al-Awadi, N. A. (2021). Highly efficient Ru(II)-alkylidene based Hoveyda-Grubbs catalysts for ring-closing metathesis reactions. Royal Society of Chemistry Advances, 11, 3866-76.
Alexiou, A. D. P., Dovidauskas, S., & Toma, H. E. (2000). Propriedades e aplicações de clusters trinucleares de carboxilatos de rutênio. Química Nova, 23(6), 785-93.
Allardyce, C. S., & Dyson, P. J. (2001). Ruthenium in Medicine: Current Clinical Uses and Future Prospects. Platinum Metals Reviews, 45(2), 62-69.
Andrade, M. H. P. S., Aguiar, J. S., Silva, T. G., Santos, J. M., Silva, W. E., & Belian, M. F. (2022). Estudo da Atividade Antitumoral de um novo complexo de Ru3+: Uma proposta para o design de metalofármacos de baixa toxicidade. Química Nova, 45, (8), 906-912.
Araujo-Neto, J. H., Guedes, A. P. M., Leite, C. M., Moraes, C. A. F., Santos, A. L., Brito, R. S., Rocha, T. L.. Mello-Andrade, F., Ellena, J., & Batista, A. A. (2023). “Half-Sandwich” Ruthenium Complexes with Alizarin as Anticancer Agents: In Vitro and In Vivo Studies. Inorganic Chemistry, 62(18), 6955-69.
Babak, M. V., & Wee, H. A. (2018). Chapter 6. Multinuclear Organometallic Ruthenium-Arene Complexes for Cancer Therapy. In: Sigel, A., Sigel, H., Freisinger, E., Sigel, R. K. O. (eds.). Metallo-Drugs: Development and Action of Anticancer Agents, 18, 171-98.
Diógenes, I. C. N., Nart, F. C., Temperini, M. L. A., & Moreira, I. S. The [Ru(CN)5(pyS)]4- Complex, an Efficient Self-Assembled Monolayer for the Cytochrome c Heterogeneous Electron Transfer Studies. Inorganic Chemistry, 40(19), 4884-89.
Diógenes, I. C. N., Sousa, J. R., Carvalho, I. M. M., Temperini, M. L. A., Tanaka, A. A., & Moreira, I. S. (2003). Self-assembled monolayers formed by [M(CN)5(pyS)]4- (M=Fe, Ru) on gold: a comparative study on stability and efficiency to assess the cyt c heterogeneous electron transfer reaction. Dalton Transactions, (11), 2231-36.
Dragutan, I., Dragutan, V., & Demonceau, A. (2015). Editorial of Special Issue Ruthenium Complex: The Expanding Chemistry of the Ruthenium Complexes. Molecules, 20, 17244-74.
Frederico, D., Brocksom, U., & Brocksom, T. J. (2005). A reação de metátese de olefinas: reorganização e ciclização de compostos orgânicos. Química Nova, 28(4), 692-02.
Frei, A., Zuegg, J., Elliott, A. G., Baker, M., Braese, S., Brown, C., Chen, F., Dowson, C. G., Dujardin, G., Jung, N., King, A. P., Mansour, A. M., Massi, M. Moat, J., Mohamed, H. A., Renfrew, A. K., Rutledge, P. J., Sadler, P. J., Todd, M. H., Willans, C. E., Wilson, J. J., Cooper, M. A., & Blaskovich, M. A. T. (2020). Metal complexes as a promising source for new antibiotics. Chemical Science, 11, 2627-39.
Gandioso, A., Vidal, A., Burckel, P., Gasser, G., & Alessio, E. (2022). Ruthenium(II) Polypyridyl Complexes Containing Simple Dioxo Ligands: a Structure-Activity Relationship Study Shows the Importance of the Charge. ChemBioChem, 23, e202200398.
Gorle, A. K., Ammit, A. J., Wallace, L., Keene, F. R., & Collins, J. G. (2014). Multinuclear ruthenium(II) complexes as anticancer agents. New Journal of Chemistry, 38, 4049-59.
Hafeez, J., Bilal, M., Rasool, N., Hafeez, U., Shah, S. A. A., Imran, S., & Zakaria, Z. A. (2022). Synthesis of ruthenium complexes and their catalytic applications: A review. Arabian Journal of Chemistry, 15, 104165.
Han, G., Li, G., Huang, J., Han, C., Turro, C., & Sun, Y. (2022). Two-photon-adsorbing ruthenium complexes enable near infrared light-driven photocatalysis. Nature Communications, 13, 2288.
Howerton, B. S., Heidary, D. K., & Glazer, E. C. (2012). Strained Ruthenium Complexes Are Potent Light-Activated Anticancer Agents. Journal of the American Chemical Society, 134(20), 8324-27.
Jenkins, Y., Friedman, A. E., Turro, N. J., & Barton, J. K. (1992). Characterization of Dipyridophenazine Complexes of Ruthenium(II): The Light Switch Effect as a Function of Nucleic Acid Sequence and Conformation. Biochemistry, 31, 10809-16.
Jorge, H. B., Silva, C. T. P., Nakatami, H. S., Rinaldi, A. W., & De Souza, V. R. (2018). Imobilização de complexo de rutênio contendo base de Schiff na unidade metalo-orgânica UiO-67. Química Nova, 41(7), 725-31.
Kanaoujiya, R., Meenakshi, Srivastava, S., Singh, R., & Musfafa, G. (2023). Recent advances and application of ruthenium complexes in tumor malignancy. Materials Today: Proceedings, 72(6), 2822-27.
Kostin, G. A., Kozlov, R., Bogomyakov, A., Tolstikov, S., Sheven, D. & Korenev, S. New Ruthenium Nitrosyl Complexes Combining Potentially Photoactive Nitrosyl Group with the Magnetic Nitroxide Radicals as Ligands. International Journal of Molecular Sciences, 24, 13371.
Lazarevic, T., Rilak, A., & Bugarcic, Z. D. (2017). Platinum, Palladium, gold and ruthenium complexes as anticancer agents: Current clinical uses, cytotoxicity studies and future perspectives. European Journal of Medicinal Chemistry, 142, 8-31.
Lee, J. D. (2003). Química Inorgânica não tão Concisa[trad. Henrique E. Toma; Koiti Araki, Reginaldo C. Rocha]. Editora Edgar Blücher Ltda., São Paulo-SP, 1ª. ed. (3ª. reimp. da 5ª.ed inglesa).
Lee, S. Y., Kim, C. Y., & Nam, T. (2020). Ruthenium Complexes as Anticancer Agents: A Brief History and Perspectives. Drug Design, Development and Therapy, 14, 5375-92.
Li, F., Collins, J. G., & Keene, F. R. (2015). Ruthenium complexes as antimicrobial agents. Chemical Society Reviews, 44, 2529.
Lin, K., Zhao, Z-Z., Bo, H-B., Hao, X-J., & Wang, J-Q. Applications of Ruthenium Complex in Tumor Diagnosis and Therapy. Frontiers in Farmacology, 9, 1323.
Liu, J., Chen, Y., Li, G., Zhang, P., Jin, C., Zeng, L., Ji, L. & Chao, H. (2015). Ruthenium(II) polypyridyl complexes as mitochondria-targeted two-photon photodynamic anticancer agents. Biomaterials, 56, 140-153.
Ma, P., Zhang, J., Wu, X., & Wang, J. (2023). Ruthenium Metathesis Catalysts with Imidazole Ligands. Catalysts, 13, 276.
Matshwele, J. T. P., Nareetsile, F., Mapolelo, D., Matshameko, P., Leteane, M., Nkwe, D. O., & Odisitse, S. (2020). Synthesis of Mixed Ligand Ruthenium (II/III) Complexes and Their Antibacterial Evaluation on Drug-Resistant Bacterial Organisms. Journal of Chemistry, 2020, ID 2150219 (19p).
Matsumoto, M. Y., Toyama, M. M., Mayer, I., Winnischofer, H., Araki, K., & Toma, H. E. (2009). Electronic Conduction and Electrocatalysis by Supramolecular Tetraruthenated Copper Porphyrazine Films. Journal of the Brazilian Chemical Society, 20(4), 728-36.
Mjos, K. D., & Orvig, C. (2014). Metallodrugs in Medicinal Inorganic Chemistry. Chemical Reviews, 114(8), 4540-63.
Moreira, L. M., Lyon, J. P., Pereira, C., Silva, R. S., & Schultz, M. S. (2024a). Manganês (Mn): Propriedades redox, química de coordenação e implicações biológicas. Research, Society and Development, 13(2), 1-9.
Moreira, L. M., Lyon, J. P., & Teixeira, A. O. (2023a). A relação estrutura-atividade da vitamina b12 e das cobalaminas e suas correlações nutricionais. Research, Society and Development, 12(11), e05121143658.
Moreira, L. M., Teixeira, A. O., & Lyon, J. P. (2023b). A flexibilidade dos anéis macrocíclicos e as diferentes conformações espaciais de compostos macrocíclicos metalados e não-metalados. Research, Society and Development, 12(10), e28121043407.
Moreira, L. M., Teixeira, A. O. & Lyon, J. P. (2024b). Cobre (Cu): Reatividade, compostos de coordenação e atuação biológica. Research, Society and Development, 13(3), e5313345291.
Munteanu, A-C. Uivarosi, V. (2021). Ruthenium Complexes in the Fight against Pathogenic Microorganisms. An Extensive Review. Pharmaceutics, 13, 874.
Nikolaou, S., & Silva, C. F. N. (2018). Considerações sobre textos que tratam do desenvolvimento de metalofármacos de rutênio. Química Nova, 41(7), 833-38.
Ott, L. (2017). Chapter Five – Medicinal Chemistry of Metal N-Heterocyclic Carbene (NHC) Complexes [In: Inorganic and Organometallic Transition Metal Complexes with Biological Molecules and Living Cells], 147-179.
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J. & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica [free e-book/repositório.ufsm.br]. Editora UAB/NTE/UFSM. https://www.ufsm.br/app/uploads/sites/358/2019/02/Metodologia-da-Pesquisa-Científica_final.pdf
Rajkiewicz, A. A., Kajetanowicz, A. & Grela, K. (2022). Self-Supported Polymeric Ruthenium Complexes as Olefin Metathesis Catalysts in Synthesis of Heterocyclic Compounds. Catalysts, 12, 1087.
Reedijk, J. Metal-Ligand Exchange Kinetics in Platinum and Ruthenium Complexes – Significance for effectiveness as anticancer drugs. Platinum Metals Reviews, 52(1), 2-11.
Rein, F. N., Rocha, R. C. & Toma, H. E. (2004). Química de complexos de (etilenodiaminatetraacetato)Rutenato(III/II). Química Nova, 27(1), 106-22.
Sahu, A. K., Dash, D. K., Mishra, K., Mishra, S. P., Yadav, R., & Kashyap, P. (2018). Properties and Applications of Ruthenium [In: Noble and Precious Metals – Properties, Nanoscale Effects and Applications). Intech.
Sahu, G., Patra, S. A., Lima, S., Das, S., Görls, H., Plass, W., & Dinda, R. (2023). Ruthenium(II)-Dithiocarbazates as Anticancer Agents: Synthesis, Solution Behavior, and Mitochondria-Targeted Apoptotic Cell Death. Chemistry-A European Journal, 29, e202202694.
Sahu, V. K., Soni, A. K., Mishra, K. K., & Singh, R. K. (2023). Application of Halides Complexes of Ruthenium (II) in Metallopharmaceuticals and in Material Science: Part-I. Archives of Pharmacology and Therapeutics, 5(1), 25-35.
Seehra, M. S., & Bristow, A. D. (2018). Noble and Precious Metals – Properties, Nanoscale Effects and Applications. Intech
Shriver, D. F., Atkins, P. W., Overton, T. L., Rourke, J. P., Weller, M. T., & Armstrong, F. A. (2008). Química Inorgânica [Trad. Roberto B. Farias; Cristina M. P. dos Santos], 4ed. Artmed Editora S. A., Porto Alegre-RS.
Silva, C. P., Lima, F. C. A., Leal, R. C., & Moita Neto, J. M. (2010). Investigação do mecanismo de catálise ROMP do norborneno utilizando métodos de funcional de densidade. Química Nova, 33(7), 1444-48.
Sima, J., & Makanova, J. (1997). Photochemistry of iron(III) complexes. Coordination Chemistry Reviews, 160, 161-89.
Simovic, A. R., Masnikosa, R., Bratsos, I., & Alessio, E. (2019). Chemistry and reactivity of ruthenium(II) complexes: DNA/protein binding mode and anticancer activity are related to the complex structure. Coordination Chemistry Reviews, 398, 113011.
Simpson, P. V., Casari, I., Paternoster, S., Skelton, B. W., Falasca, M., & Massi, M. (2017). Defining the Anti-Cancer Activity of Tricarbonyl Rhenium Complexes: Induction of G2/M Cell Cycle Arrest and Blockade of Aurora-A Kinase Phosphorylation. Chemistry – A European Journal, 23, 6518-21.
Southam, H. M., Butler, J. A., Chapman, J. A., & Poole, R. K. (2017). Chapter One – The Microbiology of Ruthenium Complexes. Advances in Microbial Physiology, 71, 01-96.
Stadler, E. Estudos de Reatividade de Complexos Macrocíclicios de Ferro(II). São Paulo-SP, 143p. Tese (Doutorado) Instituto de Química, Universidade de São Paulo. Brasil. 1988.
Stein, E., Oki, S. Y., & Vichi, E. J. S. (2000). Synthesis and Electrochemical Characterization of Bimetallic Ruthenium Complexes with the Bridging η2(σ,σ)-1,3-Butadiyne-1,4-Diyl Ligand. Journal of the Brazilian Chemical Society, 11(3), 252-56.
Stein, F., Nöbler, M., Hazari, A. S., Böser, L., Walter, R., Liu, H., Klemm, E., & Sarkar, B. (2023). Ruthenium Complexes of Polyfluorocarbon Substituted Terpyridine and Mesoionic Carbene Ligands: An Interplay in CO2 Reduction. Chemistry – A European Journal, 29, e202300405.
Sun, Q., Li, Y., Shi, H., Wange, Y., Zhang, J., & Zhang, Q. (2021). Ruthenium Complexes as Promising Candidates against Lung Cancer. Molecules, 26, 4389.
Tfouni, E., Truzzi, D. R., Tavares, A., Gomes, A. J., Figueiredo, L. E., & Franco, D. W. (2012). Biological activity of ruthenium nitrosyl complexes. Nitric Oxide, 26(1), 38-53.
Toledo, J. C., Lima-Neto, B. S., & Franco, D. W. (2005). Mutual effects in the chemical properties of the ruthenium metal center and ancillary ligands upon coordination. Coordination Chemistry Reviews, 3-4, 419-31.
Toma, H. E. (1999). Supramolecular Chemistry and Technology. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 72(1), 1-25.
Walker, F. A. (1999). Magnetic spectroscopic (EPR, ESEEM, Mössbauer, MCD and NMR) studies of low-spin ferriheme centers and their corresponding heme proteins. Coordination Chemistry Reviews, 185-186, 471-34.
Yang, Y., Liao, G., & Fu, C. (2018). Recent Advances on Octahedral Polypyridyl Ruthenium(II) Complexes as Antimicrobial Agents. Polymers, 10, 650.
Ye, R., Tan, C., Chen, B., Li, R. & Mao, Z. (2020). Zinc-Containing Metalloenzymes: Inhibition by Metal-Based Anticancer Agents. Frontiers in Chemistry, 8, 402.
Zeng, L., Gupta, P., Chen, Y., Wang, E., Ji, L., Chao, H., & Chen, Z. (2017). The development of anticancer ruthenium(II) complexes: from single molecule compounds to nanomaterials. Chemical Society Reviews, 46(19), 5771-04.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2025 Leonardo Marmo Moreira; Juliana Pereira Lyon

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.