programa de pós-graduação em produtos bioativos e

i

Programa de Pós-graduação em Produtos Bioativos e Biociências

Curso de Mestrado

MARCOS ANTONIO DE ABREU LOPES JUNIOR

Síntese e estudo in silico de biaril-bases de Schiff

MACAÉ- RJ

MAIO – 2018

ii


SÍNTESE E ESTUDO IN SILICO DE BIARIL-BASES DE SCHIFF

“Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado à Universidade Federal do

Rio de Janeiro - Campus Macaé, como

parte das exigências para obtenção do

título de mestre em ciências.”

Orientadora: Profª Dra. Andréa Luzia Ferreira de Souza

Coorientadora: Profª Dra. Paula Alvarez Abreu

MACAÉ- RJ

MAIO – 2018

iii


Síntese e estudo in silico de biaril-bases de Schiff

“Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado à Universidade Federal do

Rio de Janeiro - Campus Macaé, como

parte das exigências para obtenção do

título de mestre em ciências.”

Aprovada em 18 de maio de 2018.

Comissão Examinadora:

___________________________________________________

Profª. D.Sc.. Leandro Lara de Carvalho

(Doutor em Química Orgânica pelo NPPN/UFRJ) – UFRJ-Macaé

___________________________________________________

Profª D.Sc. Jaqueline Dias Senra

(Doutora em Química Orgânica pelo NPPN/UFRJ) – UERJ

___________________________________________________

Prof. D.Sc.. Chaquip Daher Netto

(Doutor em Química Orgânica pelo NPPN/UFRJ) – UFRJ-Macaé

___________________________________________________

Profª D.Sc. Andréa Luzia Ferreira de Souza

(Doutora em Química Orgânica pela USP) – UFRJ-Macaé

(Orientadora)

iv

Lopes Jr., Marcos

Síntese e estudo in silico de biaril-bases de Schiff/ Marcos Antonio de Abreu

Lopes Jr.- Macaé: UFRJ, 2018.

xv, f.: il.; xxcm.

Orientadora: Profa. Dra. Andréa Luzia Ferreira de Souza

Coorientadora: Profa. Dra. Paula Alvarez Abreu

Dissertação (Mestrado) – UFRJ/ Programa de Pós-graduação em Produtos

Bioativos e Biociências, 2018.

Referências Bibliográficas: f.

1. Síntese orgânica 2. Biaril-bases de Schiff 3. Suzuki 4. Biarilas 3. micro-

ondas

v

"Os químicos são uma estranha classe de mortais, impelidos por um

impulso quase insano a procurar seus prazeres em meio a fumaça e vapor,

fuligem e chamas, venenos e pobreza, e no entanto, entre todos esses males,

tenho a impressão de viver tão agradavelmente que preferiria morrer a trocar

de lugar com o rei da Pérsia."

Johann Joachim Becher, Physica Subterranea (1667)

vi

Expresso de maneira especial, o meu profundo reconhecimento e gratidão:

Aos meus pais Marcos Antonio e Kátia, pelo apoio, encorajamento, A minha noiva pelo apoio

incondicional que foram fundamentais pra essa jornada .

Dedico

vii

AGRADECIMENTOS

Primeiramente, gostaria de agradecer a Deus por me dar força e fé para

concluir essa etapa.

Aos meus pais Marcos Antonio Lopes e Katia Lopes, por todos os

ensinamentos durante toda minha caminhada, todo carinho e confiança que

depositaram em mim. Sem vocês isso seria impossível

A minha querida esposa Vanessa por todos os momentos que passamos

juntos, todo conforto, carinho, preocupação, zelo e sempre me incentivar e acreditar

no meu potencial.

Aos meus familiares minha irmã Juliana, meu cunhado Reginaldo, minha

sobrinha Lara meus tios Adriana, Luis Fernando, Cathia e Paulo César e ao meu

primo Thayuan por todos os momentos de descontração e todos os conselhos.

À Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, onde tenho orgulho de ter

estudado pra conquistar o título de Bacharel em Química.

À profª. Drª. Andrea Luzia, pela orientação, paciência e, principalmente, pelos

conhecimentos transmitidos.

À profª. Drª. Paula, por embarcar nessa aventura, paciência e pelos

conhecimentos transmitidos.

Aos professores do Campus Macaé da Universidade Federal do Rio de

Janeiro pelos ensinamentos e dedicação nas disciplinas ministradas, em especial

aos professores: Drª. Andrea Luzia, Dr. Leandro Lara, Dr. Chaquip Daher, Dr.

Evanoel Crizanto, Dr. Jorge Amin, Drª Paula Alvarez, Drª Nelilma Romeiro e Dr.

Leonardo Moreira pelos ensinamentos.

Aos meus queridos amigos: André, Daniela, Thalita, Paulo, Ana, Victor e

Ruan, pelas contribuições profissionais e pelo agradável convívio durante todos

esses anos.

MUITO OBRIGADO!

viii

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 20

1.1 Química Medicinal ...................................................................... 20

1.2 A importância da descoberta dos antibacterianos na química

medicinal ............................................................................................... 20

1.3 Bases de Schiff .......................................................................... 28

1.3.1 Síntese, reatividade e geometria de bases de Schiff .............. 29

1.4 Importância de Bases de Schiff em síntese orgânica, bio-

processos e química farmacêutica ........................................................ 35

1.4.1 Bases de Schiff como precursoras de inúmeros processos

orgânicos versáteis para a produção de intermediários/produtos ......... 35

1.4.2 Bases de Schiff como intermediários de bio-Processos .......... 36

1.4.3 Algumas aplicações de Bases de Schiff em pesquisa

farmacêutica .......................................................................................... 37

1.4.4 Bases de Schiff com atividade antibacteriana ......................... 38

1.5 Biarilas com atividades farmacológicas ...................................... 43

1.5.1 Síntese de biarilas via reação de Suzuki ................................. 45

1.6 Síntese orgânica sob irradiação de micro-ondas ....................... 49

1.7 Utilização de recursos computacionais para avaliação

farmacológica ........................................................................................ 53

2. JUSTIFICATIVA .......................................................................................... 55

3. OBJETIVOS ................................................................................................ 56

3.1 Objetivo geral ............................................................................. 56

3.2 Objetivos específicos ................................................................. 56

4. MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................... 57

4.1 Identificação e caracterização dos compostos ........................... 57

4.1.1 Determinação do ponto de fusão (P.F.) .................................. 57

4.1.2 Análise Espectroscópica de Ressonância Magnética Nuclear

(RMN) .................................................................................................... 58

4.1.3 Análise por cromatografia gasosa acoplada á espectrometria de

massas (CG-EM) ................................................................................... 58

4.2 Síntese da 4-aminobifenila (32) .................................................. 58

4.2.1 Metodologia utilizando aquecimento convencional ................. 58

ix

4.2.2 Metodologia com aquecimento convencional modificando as

condições reacionais ............................................................................. 59

4.2.3 Metodologia usando irradiação de micro-ondas e modificando a

fonte de paládio ..................................................................................... 59

4.3 Síntese da 4’-metóxi-4-aminobifenila (34), 4’-ciano-4-

aminobifenila (35) e 2’,4’-difluor-4-aminobifenila (36) ............................ 60

4.4 Síntese da base de schiff padrão 7 ............................................ 61

4.4.1 Metodologia usando aquecimento convencional ..................... 61

4.4.2 Metodologia usando a irradiação de micro-ondas ................... 61

4.5 Sínteses dos derivados 10, 13-15, 24-31 sob irradiação de micro-

ondas ..................................................................................................... 62

4.6 Cálculos das propriedades farmacocinéticas e toxicológicas in

silico ....................................................................................................... 63

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................. 64

5.1 Síntese dos intermediários biarilas via reação de Suzuki .......... 65

5.1.1 Síntese da 4-aminobifenila (32) ............................................... 65

5.1.2 Síntese de outras biarilaminas via reação de Suzuki .............. 69

5.2 Síntese da base de Schiff padrão 7 ........................................... 73

5.3 Síntese de outros derivados biaril-bases de Schiff ..................... 78

5.4 Estudos toxicológicos in silico dos derivados bases de Schiff . 105

5.5 Teste de atividade antibacteriana e antifúngica de alguns

derivados biaril-base de Schiff ............................................................. 111

6. CONCLUSÃO ........................................................................................... 111

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 112

x

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Estrutura química da benzilpenicilina (penicilina G). ....................... 21

Figura 2: Estruturas químicas da meticilina e carbapanem. ........................... 22

Figura 3: Estrutura química do salvarsan. ...................................................... 22

Figura 4: Estrutura química da quinina. .......................................................... 23

Figura 5: Estrutura química da cloroquina. ..................................................... 23

Figura 6: Estruturas químicas do Prontosil Rubrum® e da sulfanilamida. ...... 24

Figura 7: Estruturas químicas da sulfapiridina e sulfatiazol. ........................... 24

Figura 8: Estruturas químicas das penicilinas e cefalosporinas ...................... 25

Figura 9: Estrutura química da tetraciclina. ..................................................... 26

Figura 10: Estrutura química da estreptomicina. ............................................ 26

Figura 11: Estrutura química do diastereômero (R,R) do cloranfenicol. ......... 27

Figura 12: Estrutura química da eritromicina. ................................................. 27

Figura 13: Geometrias possíveis para isômeros de iminas. ........................... 32

Figura 14: Tautomeria da ligação C-N da imina ............................................. 32

Figura 15: Representação da influência dos efeitos eletrônicos no carbono

imínico relatada por Esteves-Souza e colaboradores (2004). ................................... 34

Figura 16: Exemplos de bases de Schiff biologicamente ativas

Ancistrocladidina, derivados de chitosana e N-(Salicilideno)-2-hidroxianilina. .......... 37

Figura 17: Estrutura química da clofazimina. .................................................. 38

Figura 18: Derivados benzotiazóis bases de schiff (3a-g) com atividade

antibacteriana relatado por Alang e colaboradores (2003). ....................................... 38

Figura 19: Derivados morfolina-bases de Schiff (4a-c) com atividade

antibacteriana descrito por Panneerselvam e colaboradores (2012). ....................... 39

Figura 20: Estruturas químicas das iminas (6a e 6b) com atividade

antibacteriana desenvolvida por Kursunlu e colaboradores (2013). .......................... 40

Figura 21: Estruturas das iminas (7-16) com atividade antibacteriana

desenvolvida por Pop e colaboradores (1987). ......................................................... 41

Figura 22: Estruturas químicas dos fármacos Diflunisal, Felbinaco,

Flurbiprofeno, Fenbufeno e Xenbucino. .................................................................... 43

Figura 23: Estruturas químicas dos fármacos bifenomicinas A-B, cloropeptina

I, irbesartana e losartana. .......................................................................................... 44

Figura 24: Cromatograma e Espectro de massas da 4-aminobifenila (32). .... 68

xi

Figura 25: Cromatograma e Espectro de massas da 4’-metóxi-4-aminobifenila

(34). ........................................................................................................................... 70

Figura 26: Cromatograma e Espectro de massas da 4’-ciano-4-aminobifenila

(35) ............................................................................................................................ 71

Figura 27: Cromatograma e Espectro de massas de 2’,4’-difluor-4-

aminobifenila (36) ...................................................................................................... 72

Figura 28: Cromatograma e Espectro de massas da base de Schiff 7 ........... 75

Figura 29: Espectro de RMN-H1 (500 MHz) da base de Schiff 7 em CDCl3. .. 76

Figura 30: Expansão da região aromática entre 8,0 e 7,0 ppm do RMN-H1

(500 MHz) da base de Schiff 7 em CDCl3. ................................................................ 76

Figura 31: Estrutura numerada da base de Schiff (7) ..................................... 77

Figura 32: Derivados biaril-base de Schiff (10, 13-15 e 24-31) planejadas para

esse trabalho. ............................................................................................................ 78

Figura 33: Cromatograma e Espectro de massas da base de Schiff (10) ...... 80

Figura 34: Cromatograma e Espectro de massas da base de Schiff (13)....... 81




Figura 38: Espectro de RMN-H1 (500 MHz) da base de Schiff (24) em CDCl3.

.................................................................................................................................. 85

Figura 39: Expansão da região aromática 8,0 a 7,0 ppm do RMN-H1 (500

MHz) da base de Schiff (24) em CDCl3. .................................................................... 86

Figura 40: Estrutura numerada da base de Schiff (24). .................................. 86




.................................................................................................................................. 90

Figura 44: Expansão da região aromática 8,0 a 7,0 ppm do RMN-H1 (400



Figura 46: Espectro de RMN-C13 (100 MHz) de (26) em CDCl3. .................... 92

Figura 47: Expansão dos sinais do RMN-C13 (100 MHz) de (26) em CDCl3. .. 93

Figura 48: Cromatograma e espectro de massas da base de Schiff (27). ...... 94

xii


.................................................................................................................................. 95

Figura 50: Expansão da região aromática de 9,0 a 7,0 ppm do RMN-H1 (400



Figura 52: Cromatograma e espectro de massas da base de Schiff (28). ...... 98



................................................................................................................................ 100


MHz) da base de Schiff (29) em CDCl3 ................................................................... 100

Figura 56: Estrutura numerada de (29). ........................................................ 101

Figura 57: Cromatograma e Espectro de massas da base de Schiff (30)..... 102

Figura 58: Cromatograma e Espectro de massas da base de Schiff (31)..... 103

Figura 59: Fragmentos propostos para os picos m/z 180 e m/z 152

observados nos espectros de massas dos derivados (7, 10, 13-15 e 24-28). ........ 104

Figura 60: Fragmentos propostos para os picos m/z 244, m/z 210, m/z 168 e

m/z 139 observados no espectro de massas da base de Schiff (29). ..................... 104

Figura 61: Fragmentos propostos para os picos m/z 205, m/z 177 e m/z 101

observados no espectro de massas da base de Schiff (30). ................................... 105


m/z 94 observados no espectro de massas da base de Schiff (31). ....................... 105

Figura 63: Descritores do servidor OSIRIS paras os fármacos diflunisal e

clofazimina. ............................................................................................................. 110

xiii

LISTA DE ESQUEMAS

Esquema 1: Reação de formação de base de Schiff ...................................... 29

Esquema 2: Proposta mecanística para formação de Base de Schiff. ........... 30

Esquema 3: Síntese para obtenção de aldiminas e cetiminas, respectivamente

.................................................................................................................................. 31

Esquema 4: Síntese de aminas secundárias (1a-g) a partir da redução de uma

série de bases de Schiff (2a-g) descrita por Esteves-Souza e colaboradores (2004).

.................................................................................................................................. 33

Esquema 5: Esquema geral de aplicação de Bases de Schiff em síntese

orgânica..................................................................................................................... 35

Esquema 6: Reação de transaminação através de base de Schiff de um

aminoácido ao ceto-ácido e vice-versa. .................................................................... 36

Esquema 7: Glicação protéica por glicose. ..................................................... 37

Esquema 8: Síntese dos derivados bases de Schiff 5a-h descrita por

Raghuwanshi e Mahalle (2014). ................................................................................ 40

Esquema 9: Reação de Suzuki para obtenção de biarilas substituídas descrita

por Liu e colaboradores (2005). ................................................................................ 45

Esquema 10: Ciclo catalítico geral da reação de Suzuki adaptado de Biajoli e

colaboradores (2014). ............................................................................................... 46

Esquema 11: Reação de Suzuki na síntese de biarilas substituídas utilizando

um sistema Pd(OAc)2-H2O-PEG-2000 relatada por Liu e colaboradores (2005). ..... 48

Esquema 12: Reação de Suzuki para obtenção da 4-acetilbifenila (19) usando

PEG-300 como solvente descrita por Silva e colaboradores (2010). ........................ 48

Esquema 13: Preparação do diflunisal pela reação de Suzuki usando uma

fosfina volumosa descrita por DeVasher e colaboradores (2004). ............................ 49

Esquema 14: Síntese de derivados bis-bases de Schiff (20) sob irradiação de

micro-ondas descrita por Shinde e colaboradores (2014). ........................................ 50

Esquema 15: Síntese via reação de Suzuki de furano-cumarinas biarilas (21a-

h) descrita por Ashok e colaboradores (2016)........................................................... 51

Esquema 16: Síntese de derivados bases de Schiff (22a-l) descrita por Shukla

e colaboradores (2017). ............................................................................................ 52

Esquema 17: Análise retrossintética da síntese dos derivados ...................... 64

xiv

Esquema 18: Reação de Suzuki para obtenção da 4-aminobifenila (32) de

acordo com Liu e colaboradores (2005). ................................................................... 65

Esquema 19: Síntese dos intermediários 4’-metóxi-4-aminobifenila (34), 4’-

ciano-4-aminobifenila (35) e 2’,4’-difluor-4-aminobifenila (36) via reação de Suzuki. 69

Esquema 20: Reação de formação da base de Schiff 7 ................................. 73

xv

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Derivados Bases de Schiff de 4-aminobifenila (7-16) com atividade

antimicrobiana descrita por Pop e colaboradores (1987). ......................................... 42

Tabela 2: Resultados do estudo da reação de Suzuki para obtenção de ....... 60

Tabela 3: Dados das biarilas 34, 35 e 36. ....................................................... 60

Tabela 4: Resultados do estudo para obtenção da base de Schiff 7 sob ....... 61

Tabela 5: Resultados do estudo para obtenção da base de Schiff 7 sob ....... 62

Tabela 6: Estudo das condições reacionais da síntese da 4-aminobifenila (32

.................................................................................................................................. 66

Tabela 7: Estudo da metodologia da síntese de 4-bifenilamina sob irradiação

das micro-ondas variando a fonte de paládio ............................................................ 67

Tabela 8: Resultados da reação de Suzuki dos intermediários 34, 35 e 36 ... 69

Tabela 9: Estudo metodológico para obtenção da base de Schiff (7) ............. 74

Tabela 10: Dados dos sinais de RMN-H1 da base de Schiff 7 em comparação

com a literatura* ........................................................................................................ 77

Tabela 11: Dados de caracterização dos derivados biaril-base de schiff

sintetizados. .............................................................................................................. 79

Tabela 12: Dados dos sinais de RMN-H1 (500 MHz) de (24) em comparação

com a literatura* ........................................................................................................ 87

Tabela 13: Dados dos sinais de RMN-H1 (400 MHz) da base de Schiff (26). . 91

Tabela 14: Dados de deslocamento químico ( ) do espectro de RMN-C13 (100

MHz) de (26) ............................................................................................................. 93

Tabela 15: Dados dos sinais de RMN-H1 (400 MHz) da base de Schiff (27) .. 97

Tabela 16: Dados de RMN-H1 (400 MHz) da base de Schiff (29). ................ 101

Tabela 17: Riscos de toxicidades calculados pelo programa OSIRIS para os

derivados (7, 10, 13-15 e 24-31). ............................................................................ 105

Tabela 18: Resultados das propriedades físico-químicas relacionadas a

farmacocinética dos derivados bases de Schiff (7, 10, 13-15 e 24-31). .................. 108

Tabela 19: Cálculos do Molinspiration para os derivados (7, 10, 13-15 e 24-

31) ........................................................................................................................... 109

xvi

LISTA DE SÍMBOLOS, ABREVIATURAS E SIGLAS

ADMET - absorção, distribuição, metabolismo, excreção e toxicidade

CCD – cromatografia em camada delgada

CDCl3 – Clorofórmio Deuterado

CG-EM - cromatografia gasosa acoplada á espectrometria de massas

d – sinal duplo (dupleto)

dba - dibenzalacetona

dd – duplo sinal duplo (duplo dupleto)

DNA – deoxyribonucleic acid (ácido desoxirebonucleico)

Hz – Hertz

IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry – (União

internacional de Química Pura e Aplicada)

J – Joule (Constante de acoplamento)

m – sinal múltiplo (multipleto)

MHz - megahertz

Min - minuto

MO – micro-ondas

Pd - paládio

PEG – poli(etilenoglicol)

PEG-1500 – polietilenoglicol 1500 unidades

P.F. – Ponto de Fusão

ppm – parte por milhão

RMN – Ressonância Magnética Nuclear

RMN-H1 – Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio

RMN-C13 – Ressonância Magnética Nuclear de Carbono

RTECS - Registry of Toxic Effects of Chemical Substances

rpm – Rotações por minuto

s – sinal simples (simpleto)

SAR – relação estrutura e atividade

t – sinal triplo (tripleto)

TBAB – tetrabutylammonium bromide (brometo de tetrabutilamônio)

td – triplo sinal duplo (triplo dupleto)

TMS – tetrametilsilano

xvii

UV - ultravioleta

δH – Deslocamento químico de hidrogênio em ppm

xviii

RESUMO

As bases de Schiff foram consideradas os agentes que têm mais eficácia

atividade contra as bactérias infecciosas devido seu grupo azometino (-C=N-),

incluindo sua importância no estudo frente a atividade antibacteriana.

Formam uma classe importante de compostos orgânicos devido a sua grande

variedade de aplicações em vários campos. São usadas como moléculas bioativas,

catalisadores, intermediários em síntese orgânica, corantes, estabilizadores de

polímeros, inibidores de corrosão, herbicidas, cristais líquidos, entre outros. Por

outro lado as biarilas apresentam uma expressiva lista de atividades biológicas,

incluindo a capacidade inibitória para uma série de bactérias e fungos.

Com base nisso, foram sintetizadas 14 biaril-bases de Schiff através da

condensação das respectivas biarilaminas, que foram sintetizadas previamente

através da reação de acoplamento cruzado c-c de Suzuki, e aldeídos substituídos

sob irradiação de micro-ondas com rendimento entre 10-90%. Estudos in silico foram

realizados pelos servidores do OSIRIS e Mollinspiration para avaliar o risco de

toxicidade das biaril-bases de Schiff. Todas apresentaram um alto risco de

mutagenicidade e tumorigenicidade e baixo risco para efeito irritante e efeito de

reprodução. Nos descritores de Druglikeness e Drug-score foram observados baixos

valores e a biodisponibilidade oral obedeceram ao menos 1 ponto da regra do 5 de

Lipinski. Por fim, testes para avaliação da capacidade inibitória de bactérias e fungos

usando disco de difusão com algumas biaril-bases de schiff sintetizadas não

indicaram atividade inibitória.

Palavras-chave: biaril-bases de Schiff, Suzuki, biarilas, micro-ondas

xix

ABSTRACT

Schiff bases were considered the most effective agents against infectious

bacteria due to their azomethine group (-C=N-), including their importance in the

study against antibacterial activity.

Schiff bases form an important class of organic compounds due to their wide

variety of applications in various fields. Schiff bases are used as bioactive molecules,

catalysts, intermediates in organic synthesis, dyes, polymer stabilizers, corrosion

inhibitors, herbicides, liquid crystals, among others. Biaryls have an expressive list of

biological activities, including the inhibitory capacity for a number of bacteria and

fungi.

Based on this, 14 biaryl-Schiff bases were synthesized by condensation of the

respective biarylamines, which were previously synthesized by the Suzuki C-C cross-

coupling reaction, and substituted aldehydes under microwave irradiation in 10-90%

yield. In silico studies were performed by the OSIRIS and Mollinspiration servers to

assess the risk of toxicity of biaryl-Schiff bases. All presented a high risk of

mutagenicity and tumorigenicity and low risk for irritating effect and reproduction

effect. In the descriptors of Druglikeness and Drug-score were observed low values

and the oral bioavailability obeyed at least 1 point of the rule of 5 of Lipinski. Finally,

tests for evaluation of the inhibitory capacity of bacteria and fungi using diffusion disc

with some synthesized biaryl-Schiff bases did not indicate inhibitory activity.

Keywords: biaryl-Schiff bases, Suzuki, biaryls, microwave

20

1. INTRODUÇÃO

1.1 Química Medicinal

A Química Medicinal é uma área da química que envolve diversos aspectos

das ciências (biológica e farmacêutica), que inclui o planejamento, a descoberta, a

identificação e a preparação de compostos biologicamente ativos, que levam o nome

de protótipos, o estudo de metabolismo, interpretação do mecanismo de ação ao

nível molecular e a construção das relações entre a estrutura química e a atividade

farmacológica (SAR)(Lima, 2007).

1.2 A importância da descoberta dos antibacterianos na química medicinal

A descoberta dos antibióticos revolucionou a ciência e modificou todo o

panorama de tratamento de infecções. No início do século 20, antibióticos naturais,

tais como β-lactâmicos, tetraciclinas e macrólideos, tiveram um impacto profundo na

saúde humana, possibilitando o tratamento rápido de infecções microbianas que

antes eram fatais (Kealey et al., 2017).

As bactérias são organismos unicelulares identificados pela primeira vez em

1960, somente a partir do século XIX as primeiras correlações entre os micro-

organismos e processos infecciosos foram relatadas. Após a segunda metade do

século XIX, cientistas conseguiram correlacionar que certas enfermidades, como

tuberculose, febre tifóide e cólera, eram causadas por esses micro-organismos.

Desta forma começou a necessidade de pesquisas mais aprofundadas em buscas

de agentes químicos que apresentassem atividade antibiótica (Guimarães et al.,

2010).

Os produtos naturais e os seus derivados obtidos através de semi-síntese

compreendem a maioria dos antibióticos de uso clínico, cerca de 60% de todos os

antibióticos no mercado mundial tem origem de produtos naturais e seus análogos.

Os antibióticos podem ser classificados como: β-lactâmicos (penicilinas,

cefalosporinas, carbapeninas, oxapeninas e monolactamas), tetraciclinas,

aminoglicosídeos, macrolídeos, peptídeos cíclicos, estreptograminas, entre outros

(lincosamidas, cloranfenicol, rifamicinas etc) (Newman e Cragg, 2016).

21

A benzilpenicilina, ou penicilina G (classe β-lactâmico) (Figura 1), descoberta

por Alexander Fleming em 1928, foi um dos primeiros antibióticos a serem utilizados

com sucesso e está disponível no mercado desde 1941. (Davies e Davies, 2010).

Figura 1: Estrutura química da benzilpenicilina (penicilina G).

Após a introdução da penicilina G para uso terapêutico foi identificada uma

bactéria penicillinase onde se observou a resistência às penicilinas. Essas

informações sobre a resistência bacteriana e os aumentos da resistência bacteriana

frente a múltiplos medicamentos de uso clínico já são considerados um problema de

saúde global crítico. As bactérias multiplicam-se rapidamente, sofrem mutação, e

podem trocar material genético entre linhagens de mesma espécie ou de espécies

diferentes, configurando em micro-organismos de alta capacidade de adaptação.

Desta forma a alta exposição a agentes químicos potentes, mau uso e não

conformidade no tratamento, uso massivo de antibióticos humanos na criação de

animais criam cada vez mais um ambiente propício para a resistência bacteriana

(Davies e Davies, 2010).

Sem dúvida há um amplo consenso de que existe uma necessidade urgente

de desenvolver novos e eficazes quimioterápicos antibacterianos. Para orientar e

coordenar o futuro desenvolvimento de antibióticos, a OMS (Organização Mundial de

Saúde) recentemente priorizou os 12 patógenos bacterianos mais resistentes a

fármacos para qual o desenvolvimento de novas opções de tratamento

antibacteriano é mais necessário. Esta lista compreende muitas infecções que são

adquiridas em hospitais ou centros de saúde, tais como o Staphylococcus aureus

(MRSA) resistente à meticilina, ou Acinetobacter baumannii resistente ao

carbapenem (Figura 2). Além disso, Mycobacterium tuberculosis não foi

deliberadamente incluída nessa lista, mas é uma prioridade estabelecida

globalmente para que o desenvolvimento de novos tratamentos também seja

urgentemente necessário (Van Geelen et al., 2018).

22

HS

CH3

CH3

N

O

NH

O

O

CH3

OCH3

OH

O H

H

R1

ON

OHO

H

R3

R2

Meticilina Carbapanem

Figura 2: Estruturas químicas da meticilina e carbapanem.

A terapia moderna por produtos químicos – quimioterapia - tiveram uma

grande contribuição do pesquisador Paul Ehrlich (Prêmio Nobel em 1908), o qual

recebeu a alcunha de “pai da quimioterapia”, em seu trabalho mais importante o

pesquisador sintetizou o salvarsan (Figura 3) que foi o primeiro antibiótico utilizado

no tratamento da sífilis (Bosch e Rosich, 2008).

As

AsOH

NH2

NH2

OH

Figura 3: Estrutura química do salvarsan.

Diversos compostos foram investigados ao longo dos anos como agentes

antibacterianos. A quinina (Figura 4) é um produto natural que foi relatado possuir

diversas atividades farmacológicas dentre elas antitérmicas, antimaláricas e

analgésicas. A extração da quinina é feita a partir da casca da árvore da Quina

(Cinchona L.) porém sua extração a partir da casca não rende tanto quanto a

extração a partir da árvore inteira. A obtenção comercial da quinina quase levou à

extinção as árvores amazônicas. Apesar da comprovação de um leve benefício

clínico, apresentou relativa toxicidade, assim levando a modificações estruturais da

quinina, para diminuição da toxicidade (Langford et al., 2003; De Oliveira e

Szczerbowski, 2009).

23

Figura 4: Estrutura química da quinina.

Em 1946, a cloroquinina (Figura 5) foi sintetizada a partir da quinina e

mostrou ser altamente eficaz contra a malária, Além do seu uso como medicamento

antipalúdico, a cloroquina é utilizada no tratamento de artrite reumatóide e lúpus. Os

esforços para encontrar uma molécula eficaz devem-se ao fato que muitos soldados

morriam por conta dessa doença nos anos 90. Atualmente se sabe que a cloroquina

causa bloqueio dos canais de sódio, levando a desaceleração da condução

atrioventricular. A toxicidade resulta em diminuição da contração cardíaca e aumento

do risco de arritmias reincidentes(De Oliveira e Szczerbowski, 2009).

Figura 5: Estrutura química da cloroquina.

A sulfonamida (Prontosil Rubrum®) (Figura 6) inaugurou uma nova era na

medicina. O fármaco foi desenvolvido, em 1932, pela empresa Bayer na Alemanha.

A sulfonamina é um azo-composto e foi o primeiro medicamento do grupo

das sulfonamidas a ser testado como antibacteriano, com um efeito relativamente

amplo frente a Cocos gram-positivos, porém não se revelou eficaz contra

enterobactérias. A eficiência do Prontosil foi comprovada em tratamentos, porém

essa substância ao ser testada in vitro, no máximo, apresentava uma ação

levemente antagônica ao crescimento de estreptococos hemolíticos. Ao se analisar

metabólitos no sangue e urina de pacientes em tratamento com Prontosil,

detectaram a presença de sulfanilamida (substância conhecida desde 1908).

Estudos cuidadosos e uma intensa investigação revelaram que o Prontosil se

metabolizava em sulfanilamida (Figura 6), um antibiótico mais efetivo. Concluiu-se

https://pt.wikipedia.org/wiki/Azo-composto

https://pt.wikipedia.org/wiki/Princ%C3%ADpio_ativo

https://pt.wikipedia.org/wiki/Sulfonamida

24

que a parte ativa da molécula era a sulfanilamida, desta forma o Prontosil foi

denominado um pró-fármaco, uma vez que não é a substância responsável pelo

efeito biológico, porém produz um fármaco eficaz (Borges et al., 2005).

N

N

NH2

NH2

S

O

ONH2

NH2

SO

ONH2

Prontosil Sulfanilamida

Figura 6: Estruturas químicas do Prontosil Rubrum® e da sulfanilamida.

Esses estudos levaram à investigação de compostos contendo a função

sulfonamida como potenciais antibióticos, e levaram a uma série de agentes

antibióticos eficazes. Muitos destes compostos como sulfapiridina e sulfatiazol

(Figura 7) apresentam atividade antibacteriana de amplo espectro e superioridade

terapêutica. (Wainwright e Kristiansen, 2011).

NH2

SO

O

NH

N

NH2

SO

O

NH

N

S

Sulfapiridina Sulfatiazol

Figura 7: Estruturas químicas da sulfapiridina e sulfatiazol.

A descoberta da penicilina continua sendo um dos marcos mais importantes

da história da ciência. Modificou permanentemente a pesquisa de doenças

infecciosas e a medicina terapêutica, transformou as expectativas dos pacientes e

as estruturas das empresas farmacêuticas, contribuiu com novos conhecimentos em

microbiologia e biologia molecular. A penicilina está intrinsecamente ligada ao nome

25

de Alexander Fleming, cientista que descobriu uma atividade antibacteriana em um

meio de crescimento de Penicillium. Embora Fleming tenha sido capaz de

demonstrar seu potencial antibacteriano, ele não conseguiu isolar o princípio ativo.

Florey e Chain estudaram a fundo a penicilina, os esforços dos cientistas foram

recompensados, foram laureados juntamente com Fleming. A penicilina foi tão

importante no tratamento de infecções bacterianas que grupos de pesquisa do

mundo todo tem como proposito de pesquisa isolamento, purificação, teste e síntese

de medicamentos a base de penicilina. Os antibióticos que possuem em sua

estrutura anéis β-lactâmico como os derivados das penicilinas e os derivados das

cefalosporinas (Figura 8), tem sua ação terapêutica associado a estrutura do anel β-

lactâmico. (Bennett e Chung, 2001; Ligon, 2004).

S

CH3

CH3

H

N

O

NH

OR

OH

O

SR

N

O

NH

O

R

OH

ONH

O

Penicilinas Cefalosporinas

Anel B-Lactâmico

Figura 8: Estruturas químicas das penicilinas e cefalosporinas

A busca de antibióticos continuou a ser bem-sucedida com o isolamento e

determinação da estrutura de antibióticos complexos, como a tetraciclina (Figura 9)

e a estreptomicina. As tetraciclinas são antibióticos policetídicos exibindo atividade

contra uma ampla gama de bactérias gram-positivas e gram-negativas, e atualmente

são utilizados para terapia e profilaxia para infecções humanas e para prevenção e

controle de infecções bacterianas em medicina veterinária (Pezzella et al., 2004).

26

H

H

OH OH

O

NH2

O

OH

NCH3

CH3

O

OH

CH3OH

H

Figura 9: Estrutura química da tetraciclina.

A estreptomicina (Figura 10) foi um dos primeiros aminoglicosídeos

descobertos e foi isolada em 1944 da Streptomyces griseus, sendo um dos

principais representantes da classe. As estreptomicinas são substâncias que

possuem um grupo amino e uma unidade de carboidrato. Foi o primeiro agente

específico efetivo no tratamento da tuberculose. É um bactericida de pequeno

espectro e muito utilizado em medicina clínica, mas este antibiótico permanece

importante para terapia e promoção do crescimento em animais e para controle de

doenças bacterianas em plantas (Schatz e Waksman, 1944).

CH3

NH

OH

OH

OH

O

O

O

OH

OH

NH

NH2 NH

OH

NHNH2

NH

O

CH3

OH

O

H

H

H

H H

H

H

H

Figura 10: Estrutura química da estreptomicina.

O cloranfenicol, originalmente referido como cloromicetina, foi isolado pela

primeira vez de Streptomyces venezuelae, em 1947, e mostrou ser um antibiótico de

amplo espectro. A sua estrutura com dois carbonos quirais possui quatro

estereoisômeros, no qual somente o diastereômero (R,R) é ativo contra micro-

organismos (Figura 11). A partir desta descoberta começaram os estudos de

estereoisômeros como agentes medicinai (Hanekamp e Bast, 2015).

27

O

Cl

Cl

OHOH

N+

O-

O

NH

Figura 11: Estrutura química do diastereômero (R,R) do cloranfenicol.

A eritromicina (Figura 12), isolada pela primeira vez da Streptomyces

erythreus, é um dos mais seguros antibióticos em uso clínico porque age frente à

maioria dos patógenos respiratórios. A eritromicina é considerada segura e

amplamente prescrita para crianças sendo classificada como um antibiótico

macrolídeos. Os macrolídeos naturais caracterizam-se pela presença de lactonas

macrocíclicas de origem policetídica de 14 ou 16 membros, ligadas a um carboidrato

e um amino-carboidrato (Dodhia e Miller, 1998).

Figura 12: Estrutura química da eritromicina.

Portanto, diante desse cenário de resistência bacteriana e toxicidade, há uma

necessidade imediata e constante de novas moléculas com melhor índice

terapêutico, desta forma a síntese orgânica possui um papel muito importante na

produção de um fármaco, permitindo a elaboração de moléculas em diversos níveis

de complexidade. Essa peculiaridade permite racionalização de rotas sintéticas, com

o objetivo de rotas mais simples e menos poluentes, obtenção de melhores

rendimentos globais e pureza dos produtos sintetizados (Menegatti et al., 2001).

As bases de Schiff foram consideradas os agentes que têm mais eficácia

atividade contra as bactérias infecciosas devido seu grupo azometino (C=N), em

diversos trabalhos pesquisadores relatam a importância das bases de Schiff para o

estudo frente a atividade antibacteriana.

28

No próximo tópico será abordada uma introdução sobre as bases de Schiff e

sua importância na química medicinal.

1.3 Bases de Schiff

Segundo a IUPAC, as iminas são compostos orgânicos que apresentam em

sua estrutura um grupamento R2C=N-R, pelo menos. Usualmente, as iminas são

conhecidas como Bases de Schiff, pois receberam o nome do pesquisador Hugo

Joseph Schiff que publicou um trabalho intitulado “A New Series of Organic Bases”

(Nova série de bases orgânicas) (Qin et al., 2013).

As bases de Schiff formam uma classe importante de compostos orgânicos

devido a sua grande variedade de aplicações em vários campos, incluindo química

analítica, inorgânica e biológica. Muitos pesquisadores relatam em seus trabalhos a

variedade de aplicações envolvendo as bases de Schiff, são usadas como

moléculas bioativas, catalisadores, intermediários em síntese orgânica, corantes,

estabilizadores de polímeros, inibidores de corrosão, herbicidas, cristais líquidos,

entre outros (Silva et al., 2011; Anand et al., 2012; Rudrapal e De, 2013; Meenachi e

Chitra, 2015; Hameed et al., 2017).

O grande espectro de atividades farmacológicas, com uma grande variedade

de propriedades biológicas tem atraído a atenção da Química Medicinal, atividades

relacionadas a anti-inflamatório, antioxidante, antileshimania, analgésico, antiviral,

antibacteriano, antifúngico, anticonvulsivante, antitubercular, anticancerígeno,

antioxidante, anti-helmíntico, e assim por diante. O grupo azometino (C=N)

proporciona diferentes interações devido ao caráter eletrofílico do carbono e

nucleofílico no nitrogênio, inibindo sítios ativos de doenças, enzimas ou replicação

do DNA. Atualmente, diversos grupos de pesquisa vêm estudando a possibilidade

da formação de complexos com metais de transição de derivados de bases de

Schiff, para o aumento da atividade biológica. (Anand et al., 2012; Kajal et al., 2014;

Meenachi e Chitra, 2015).

29

1.3.1 Síntese, reatividade e geometria de bases de Schiff

A formação de uma base de Schiff (imina) depende da condensação de um

aldeído ou cetona com uma amina primária, no qual o produto gerado é uma imina e

água (Esquema 1).

R R1

O

NH2 R2

R2

N

R1

R

OH2+ +

Esquema 1: Reação de formação de base de Schiff

Os substituintes das bases de Schiff podem ser tanto grupamentos aquilas ou

arilas, onde os grupamentos arilas são mais estáveis e mais facilmente sintetizados

em comparação com os substituintes alquilas que são relativamente instáveis, esta

estabilidade é ocasionada pelo efeito de ressonância do anel aromático.

A formação das iminas é um processo reversível e, geralmente, utiliza-se

catalise ácida sob aquecimento, o grupamento azometínico (C=N) tende a se

hidrolisar facilmente retornando ao seu estado inicial; para que isso não ocorra

alguns cuidados devem ser tomados. A água gerada no meio reacional pode ser

retirada através de uma aparelhagem chamada Dean-Stark, que consiste em uma

vidraria de destilação com uma coluna lateral que recolhe a água formada através

da condensação. A partir deste ponto, outros procedimentos podem ser realizados

como o uso de agentes desidratantes, tais como sulfato de sódio anidro e peneira

molecular. (Westheimer e Taguchi, 1971).

30

No mecanismo para a formação das bases de Schiff ocorre uma adição

nucleofílica à carbonila na primeira etapa, e a segunda etapa segue com a formação

de um intermediário tetraédrico e por fim a eliminação da água. (Esquema 2).

Esquema 2: Proposta mecanística para formação de Base de Schiff.

A amina reage com o aldeído ou cetona para formar um intermediário de

adição instável chamado carbinolamina. A carbinolamina sofre desidratação que

pode ocorrer por catálise ácida. A etapa da desidratação da carbinolamina é

determinante na velocidade de formação das bases Schiff, a concentração do ácido

não pode ser muito alta porque as aminas são substâncias básicas. Se a amina for

protonada torna-se não nucleofílica e o equilíbrio é direcionado para a esquerda não

ocorrendo a formação da carbinolamina. Portanto, sínteses de bases de Schiff

(iminas) são realizadas, preferencialmente, em pH ligeiramente ácido.

31

As iminas podem ser provenientes de dois tipos de compostos carbonilados

diferentes: as aldiminas, que são provenientes da condensação de um aldeído com

uma amina primária ou as cetiminas, que são provenientes da reação de uma

cetona com uma amina primária (Esquema 3). (Clayden et al., 2001; Carey e

Sundberg, 2007).

H

R1

O

NH2 R2

R1

R1

O

NH2 R2

R2

N R1

H

R2

N R1

R3

+

+

OH2

OH2

+

+

Esquema 3: Síntese para obtenção de aldiminas e cetiminas,

respectivamente

Ambas as reações têm como intermediário a carbinolamina, onde é gerado o

carbono sp3 tetracoordenado. Os aldeídos são mais reativos quando comparados às

cetonas, essa relação pode ser observada, na adição nucleofílica. A adição

nucleofílica se dá com maior facilidade em aldeídos, quando comparados as cetonas

devido a fatores estéricos e eletrônicos.

Do ponto de vista estérico, os aldeídos são menos impedidos que as cetonas,

com isso há uma maior facilidade ao ataque nucleofílico. Outro fator preponderante

está relacionado com a natureza do grupo R, se for um grupo doador de densidade

eletrônica diminui o caráter eletrofílico do carbono da carbonila.

32

O fato de que as iminas possuem uma ligação dupla sugere que dois

isômeros geométricos sejam possíveis (Figura 13).

C N

R3

R1

R2

C N

R1

R2 R3

Figura 13: Geometrias possíveis para isômeros de iminas.

As iminas, geralmente, não podem ser isoladas em ambas as formas sin e

anti, o que se deve à facilidade de rotação livre sobre a ligação dupla carbono-

nitrogênio durante a formação da imina. Isso provavelmente decorre do fato da

eletronegatividade do nitrogênio em comparação com a do carbono causar uma

redução do caráter de ligação dupla da ligação imínica por uma polarização (Figura

14).

Figura 14: Tautomeria da ligação C-N da imina

Atualmente, a investigação sobre a estrutura molecular, antes só realizada

por espectroscopia experimental e cristalografia de raios-X, vem sendo realizada

também por métodos computacionais. A opção por estes métodos tem sido

encorajada pelos avanços da tecnologia computacional e pelo seu baixo custo. A

evolução dos cálculos envolvendo orbitais moleculares resultou em dois tipos de

métodos, chamados ab initio e semi-empíricos. Nos métodos ab initio, a equação de

Schrödinger é resolvida sem a aplicação de parâmetros empíricos. No entanto, os

cálculos com esses métodos são extremamente lentos e a sua aplicação rotineira

para sistemas muito complexos, com muitos átomos, é inviável. Em comparação,

simplificações introduzidas nos métodos semi-empíricos tornam viável o cálculo, em

computadores de baixo custo, de sistemas moleculares com várias centenas de

orbitais. Estas simplificações incluem a consideração apenas dos elétrons de

valência, a restrição do conjunto de bases à representação mínima e recobrimento

dos orbitais atômicos localizados em átomos diferentes.

33

Esteves-Souza e colaboradores sintetizaram algumas aminas secundárias

(1a-g) a partir da redução de bases de Schiff da série N-p-X-benziliden-N-3,3-

difenilpropilaminas (2a-g) (Esquema 4), para estudarem o comportamento dessas

bases de Schiff (Esteves-Souza et al., 2004).

N

RNH

R

NaBH4

Etanol Refluxo

R= H, CH3, N(CH

3)2, OCH

2O, Br, CN, NO

2

2a-g 1a-g

Esquema 4: Síntese de aminas secundárias (1a-g) a partir da redução de

uma série de bases de Schiff (2a-g) descrita por Esteves-Souza e colaboradores

(2004).

Os valores dos parâmetros teóricos obtidos para as bases de Schiff foram

analisados e observou-se que os derivados com substituintes doadores de elétrons

permitiram ao carbono imínico um maior caráter eletrofílico, pois apresentaram

menores valores de carga e densidade eletrônica. Este resultado se deve ao efeito

de ressonância que concentra densidade eletrônica no carbono adjacente ao

carbono imínico (Figura 15). Esta carga negativa adjacente estabiliza o

deslocamento da densidade eletrônica da ligação C=N na direção do nitrogênio. Os

substituintes retiradores de elétrons diminuem a eletrofilicidade do carbono imínico,

apresentando valores maiores para carga e densidade eletrônica. Este resultado

corrobora o anterior porque os substituintes retiradores de elétrons devem diminuir a

densidade eletrônica do carbono adjacente ao carbono imínico, desestabilizando o

deslocamento de carga da ligação C=N na direção do átomo de nitrogênio.

34

Figura 15: Representação da influência dos efeitos eletrônicos no carbono

imínico relatada por Esteves-Souza e colaboradores (2004).

A relação encontrada entre a natureza dos substituintes no anel ligado ao

carbono imínico das moléculas e os valores de densidade eletrônica mostrou que as

bases de Schiff, com substituintes doadores são mais reativas do que as com

retiradores de elétrons, o que foi coerente com os resultados experimentais obtidos

pelos autores.

35

1.4 Importância de Bases de Schiff em síntese orgânica, bio-processos e

química farmacêutica

1.4.1 Bases de Schiff como precursoras de inúmeros processos orgânicos

versáteis para a produção de intermediários/produtos

Como precursores versáteis para sínteses orgânicas, podemos identificar, em

uma simplificação, quatro tipos diferentes de reações em que as bases de Schiff

foram encontradas em aplicações importantes (Esquema 5): (a) adição de

reagentes organometálicos ou hidreto à ligação C=N; (b) reação Hetero-Diels-Alder

para formação de compostos heterocíclicos (seis membros que contêm nitrogênio);

(c) ligantes para a formação dos correspondentes complexos metálicos em síntese

assimétrica; (d) Reação de Staudinger utilizando cetona para formação do anel de

uma β-lactama biologicamente ativa. (David et al., 2003; Palomo et al., 2004;

Verkade et al., 2008; Allen e Tidwell, 2012)

Esquema 5: Esquema geral de aplicação de Bases de Schiff em síntese orgânica.

36

Nos tópicos seguintes serão relatadas a importância das Bases de Schiff e

suas aplicações em química orgânica e farmacêutica.

1.4.2 Bases de Schiff como intermediários de bio-Processos

A importância das bases de Schiff como intermediários nos processos

biológicos está muito bem estabelecida, basta mencionar um dos processos básicos

da vida: a reação de transaminação (Esquema 6).

Esquema 6: Reação de transaminação através de base de Schiff de um

aminoácido ao ceto-ácido e vice-versa.

Outro bio-processo importante, que atrai o interesse de químicos e biólogos,

está relacionado à glicação da albumina que leva à formação de biomarcadores

importantes, que são preditivos de diabetes tipo II ou à reação entre açúcares e

aminas biologicamente relevantes com a formação de bases de Schiff. Os

intermediários bases de Schiff, por sua vez, evoluem para os Produtos finais de

Glicação Avançada (Advanced Glycation Endproducts - AGE) através de produtos

Amadori (Esquema 7). AGEs estão envolvidos em muitas condições patológicas,

como doenças cardiovasculares, doença de Alzheimer entre outras (Grillo e

Colombatto, 2008; Yamagishi, 2011; Cohen, 2013).

37

Esquema 7: Glicação protéica por glicose.

1.4.3 Algumas aplicações de Bases de Schiff em pesquisa farmacêutica

Aplicações terapêuticas ou biológicas do uso de bases de Schiff estão

relatadas na literatura, quer como potenciais candidatos a medicamentos, como

sondas diagnósticas ou ferramentas analíticas. A atividade das bases de Schiff

como compostos anticancerígenos incluindo complexos metálicos, antibacterianos,

antifúngicos, agentes antivirais, tem sido amplamente estudada. Além disso, as

bases de Schiff estão presentes em vários compostos naturais, semi-sintéticos e

sintéticos com atividades biológicas (Figura 16).

Figura 16: Exemplos de bases de Schiff biologicamente ativas Ancistrocladidina, derivados de chitosana e N-(Salicilideno)-2-hidroxianilina.

A clofazimina (Figura 17) que inicialmente foi sintetizada com objetivo de ser

um corante mostrou ser um potente fármaco no combate a hanseníase e é um

agente antibacteriano que possui poucos relatos de casos de resistência. O seu

mecanismo de ação é desconhecido, porém sua capacidade de ligar-se com o DNA

da mycobacterium leprae pode contribuir para a sua atividade antibacteriana. O

38

principal efeito adverso desse fármaco é o ressecamento da pele, podendo evoluir

para ictiose, notando-se pigmentação avermelhada da pele além de efeitos adversos

gastrointestinais.

CH3

CH3

N

N

Cl

N

NH Cl

Figura 17: Estrutura química da clofazimina.

1.4.4 Bases de Schiff com atividade antibacteriana

Alang e colaboradores descreveram a síntese e a atividade antibacteriana de

novas bases de Schiff derivadas de 2-amino-6-metilbenzotiazol (3a-g) (Figura 18).

Todos os compostos sintetizados mostraram atividade contra bactérias Gram-

positivas – Staphylococcus aureus (MTCC 737) e Staphylococcus epidermidis

(MTCC 3615), e bactérias Gram-negativas – Pseudomonas aeruginosa (MTCC 424)

e Escherichia coli (MTCC 1687) em 1 mg/mL concentração disco. As atividades dos

compostos foram comparadas com a droga padrão ampicilina (Alang et al., 2010).

S

N

NH

N

CH3

R1

CH3

R1= 2-C

6H

4, 4-C

6H

4, 2-ClC

6H

4, 4-ClC

6H

4, 2-OHC

6H

4 , 4-OHC

6H

4, 2,5di(OH)C

6H

3

Figura 18: Derivados benzotiazóis bases de schiff (3a-g) com atividade

antibacteriana relatado por Alang e colaboradores (2003).

39

Panneerselvam e colaboradores sintetizaram uma série de bases de Schiff de

4-(2-aminofenil)morfolina (4a-c) (Figura 19) e foram avaliadas quanto as suas

atividades antibacteriana in vitro contra S. aureus, S. epidermis, B. cereus, B.

subtilis, P. aureus, K. pneumonia e E. coli e atividades antifúngicas contra A. niger e

C. albicans. Suas concentrações inibitórias mínimas (MIC - (Minimal Inhibitory

Concentration) foram encontradas na faixa entre 1-10 μg/mL. Os compostos

mostraram promissoras atividades antibacterianas e antifúngicas que foram

comparáveis com os padrões ciprofloxacino e cetoconazol, respectivamente

(Panneerselvam et al., 2010).

N

O

N R

R=C6H

5,C

6H

4NO

2,C

6H

4Cl,

Figura 19: Derivados morfolina-bases de Schiff (4a-c) com atividade

antibacteriana descrito por Panneerselvam e colaboradores (2012).

Raghuwanshi e Mahalle sintetizaram bases de Schiff (5a-h) a partir do

benzaldeído substituído com grupos nitro, metil e cloro condensando com anilina e

p-nitroanilina em etanol na presença de H2SO4 concentrado (Esquema 8). Os

compostos foram testados quanto à atividade antibacteriana contra bactérias como

E. coli, S.typhi, S.ureure, P.vulgaris e P.paratyphi,. Do resultado observou-se que a

presença de grupo nitro aumenta a atividade e o aumento da atividade também está

relacionado ao número de grupos nitro. No entanto, se o grupo cloro for introduzido

na estrutura, o aumento de atividade é maior. A presença do grupamento metila

diminui a atividade, à medida que o número de grupamentos metila aumenta, a

diminuição da atividade é maior. De acordo com a relação estrutura-atividade (SAR)

das substâncias, estabelecida pelos autores, as atividades estão relacionadas com a

natureza retiradora de elétrons do grupo -NO2 e à natureza doadora de elétrons do

grupo -CH3 (Raghuwanshi e Mahalle, 2014).

40

Esquema 8: Síntese dos derivados bases de Schiff 5a-h descrita por Raghuwanshi

e Mahalle (2014).

Kursunlu e colaboradores sintetizaram iminas (6a e 6b) a partir do 5-bromo

salicilaldeído (Figura 20). As bases de Schiff sintetizadas foram complexadas com

sais de cobre (II), cobalto (II), níquel (II) e zinco (II). Para avaliação da atividade

antibacteriana de todos os compostos foram utilizados testes do disco de difusão e

observado o MIC com as seguintes cepas de bactérias: E. coli RSKK 340, K.

pneumoniae RSKK 06017, P. aeruginosa RSKK 06021, S. enteritidis RSKK 96046,

S. Pyogones RSKK 413/214, B. cereus RSKK 1122, S. aureus RSKK 96090 e uma

bactéria resistente a meticilina S. aureus (MRSA) A ceftriaxona foi utilizada como

controle. Os resultados revelaram que as atividades antibacterianas das bases de

Schiff foram mais efetivas do que os seus respectivos complexos (Kursunlu et al.,

2013). Enquanto o valor de MIC do antibiótico controle teve 512 μg/mL contra

MRSA; os ligantes, (E)-4-bromo-2-((2-cloroetilimino)metil)fenol (6a) e (E)-4-bromo-2-

((2-bromoetilimino)metil)fenol (6b), apresentaram atividade inibitória potente com

valor de CLC de 16 μg/mL. Os ligantes mostraram atividade moderada para todas as

cepas Gram-positivas e Gram-negativas com intervalos de MIC de 16-128 μg/mL

(Kursunlu et al., 2013).

Figura 20: Estruturas químicas das iminas (6a e 6b) com atividade antibacteriana

desenvolvida por Kursunlu e colaboradores (2013).

41

Pop e colaboradores relataram a atividade bacteriostática das bases de Schiff

derivadas da 4-aminobifenila (7-16) que foram avaliadas em 4 cepas de bactérias: S.

aureus (S.a.), B. Subtilis (B.s.), E. coli (E.c.) e P. aeruginosa (P.a.) (Figura 21) (Pop

et. al., 1987). Os autores observaram que a base de Schiff sem substituintes (7) e

aquelas que contem o grupo –NO2 (8-11) obtiveram os melhores resultados nas

cepas de E.coli (Tabela 1).

N

R1

R2

R3

Derivados R1 R2 R3

7 H H H

8 NO2 H H

9 H NO2 H

10 H H NO2

11 NO2 H NO2

12 H H Cl

13 H H OH

14 H H OCH3

15 H H N(CH3)2

16 H H CH3

Figura 21: Estruturas das iminas (7-16) com atividade antibacteriana

desenvolvida por Pop e colaboradores (1987).

42

Tabela 1: Derivados Bases de Schiff de 4-aminobifenila (7-16) com atividade

antimicrobiana descrita por Pop e colaboradores (1987).

Diâmetro da área completa de inibição determinada em nm por 100 mg de substância (calculado para 1 mmol)

organismo

Derivados S.c. B.s. E.c. P.a.

7 12 (30,9) 17 (43,8) 22 (56,6) 20 (51,5)

8 12 (36,3) 10 ( 30,2) 22 (66,5) 22 (66,5)

9 12 (36,3) - 22 (66,5) 22 (66,5)

10 12 (36,3) 10 (30,2) 22 (66,5) 16 (48,4)

11 - 10 (34,7) 21 (72,9) 16 (55,6)

12 - 16 (45,7) 12 (35,0) 18 (52,5

13 14 (38,3) - 20 (54,7) -

14 14 (40,2) - - 12 (43,5)

15 12 (36,1) 12 (36,1) 12 (36,1) 20 (60,1)

16 - 10 (27,1) 18 (48,8) 18 (48,8)

43

1.5 Biarilas com atividades farmacológicas

As bifenilas são intermediários importantes na química orgânica porque

constitui uma porção estrutural de uma ampla gama de compostos com atividades

farmacológicas, incluindo agentes antifúngicos, antiinflamatórios, anti-reumáticos,

antitumorais e anti-hipertensivos (Horton et al., 2003). Sendo uma molécula neutra

(devido à ausência da porção funcional ativa nele), as bifenilas podem ser

funcionalizadas, ou seja, a inserção de um grupo ativo, desta forma, aumentando

sua variedade. Assim, as bifenilas substituídas podem ser utilizadas para a síntese

ou condensação de outro grupo ativo com ele próprio que são farmacologicamente

significativos, formando assim compostos com atividades biológicas diferentes.

Inicialmente, as bifenilas foram amplamente utilizadas como intermediários em

síntese de pesticidas na forma de bifenilas policlorados (Hajduk et al., 2000). Devido

às tendências emergentes na química sintética são obtidos vários derivados que são

de significância terapêutica.

A porção bifenila interage favoravelmente com grupos polares, tais como

amidas e grupos hidroxila. Devido a essas propriedades físico-químicas, tornou-se

uma subestrutura privilegiada em produtos farmacêuticos. A porção bifenila está

presente em fármacos, tais como diflunisal, felbinaco, flurbiprofeno, fenbufeno e

xenbucino (Figura 22) que são antiinflamatórios conhecidos no mercado (Hannah et

al., 1978; Franzén e Xu, 2005; Kuuloja et al., 2008).

Figura 22: Estruturas químicas dos fármacos Diflunisal, Felbinaco, Flurbiprofeno,

Fenbufeno e Xenbucino.

44

Além disso, moléculas mais complexas, como por exemplo, peptídeos cíclicos

naturais com atividade antibacteriana, incluindo bifenomicinas A-C, agente anti-HIV

cloropeptina I e fármacos do tipo Sartana (por exemplo, irbesartana e losartana

utilizadas no tratamento da hipertensão arterial) contêm uma porção biarila (Figura

23) (Lewis et al., 2001; Deng et al., 2003).

Figura 23: Estruturas químicas dos fármacos bifenomicinas A-B, cloropeptina

I, irbesartana e losartana.

45

1.5.1 Síntese de biarilas via reação de Suzuki

As biarilas podem ser sintetizadas através de reações de acoplamento

carbono-carbono mediadas por metais. As reações de homoacoplamento do tipo

Ullmann, por exemplo, fornecem biarilas com substituintes iguais em cada anel

aromático. Portanto, a versatilidade dessa reação é limitada em relação às biarilas

possuírem diferentes substituintes (Miyaura e Suzuki, 1995; Heravi e Hajiabbasi,

2012).

As reações de acoplamento cruzado (heteroacoplamento) possuem um

grande destaque na química orgânica, especialmente porque as ligações do tipo

carbono-carbono são obtidas por outros meios com maior dificuldade. Os trabalhos

publicados sobre reações de acoplamento cruzado carbono-carbono por Suzuki-

Miyaura, Kumada-Tamao-Corriu, Mizoroki-Heck, Sonogashira, Stille, Negishi e,

posteriormente, de Hiyama obtiveram grande notoriedade a partir da década de 70.

Atingiu um marco importante em 2010, no qual os pesquisadores Akira Suzuki,

Richard Heck e Ei-ichi Negishi foram laureados com o Prêmio Nobel de Química por

suas contribuições à química de acoplamento cruzado C-C catalisada por paládio

(Batalha et al., 2013).

As reações de Suzuki se tornaram um método importante na construção de

ligações do tipo carbono-carbono em particular para formação de biarilas (Esquema

9) (Liu et al., 2005). Entre os métodos de acoplamento cruzado, a reações de Suzuki

são amplamente utilizadas devido à abundância dos substratos comercialmente

disponíveis, em especial os ácidos arilborônicos e também devido a sua boa

estabilidade, baixa toxicidade e compatibilidade funcional de grupo (González-Bobes

e Fu, 2006).

Esquema 9: Reação de Suzuki para obtenção de biarilas substituídas descrita por

Liu e colaboradores (2005).

46

As características mais marcantes do paládio, frente a outros metais de

transição, são referentes á sua reatividade, seletividade e sua tolerância a uma

ampla variedade de grupos funcionais ambos ligados aos parceiros de acoplamento.

(Khanuja et al., 2011).

O estudo sobre a reação de Suzuki define o ciclo catalítico que pode ser

generalizado através de quatro etapas consecutivas: formação da espécie ativa

entre a fonte de paládio e o ligante, adição oxidativa entre a espécie ativa e o

eletrófilo, transmetalação com o organometálico em questão e, por fim, eliminação

redutiva levando à formação de uma molécula orgânica contendo a ligação C-C

recém-formada e à regeneração da espécie catalítica. O ciclo catalítico se inicia com

a adição oxidativa do haleto de arila ao paládio, quando isso ocorre o paládio sofre

uma oxidação passando de paládio(0) a paládio(II), após essa etapa ocorre a

transmetalação que é a substituição, no qual o nucleófilo transfere um fragmento

carbônico para o complexo metálico e captura o haleto. O ácido formado é

neutralizado pela base presente no meio, o complexo organometálico continua no

ciclo, a etapa final é a eliminação redutiva onde o metal se regenera na sua

oxidação original voltado ao ciclo catalítico e forma o produto com a ligação C-C

entre os dois grupamentos arilas (Esquema 10) (Biajoli et al., 2014).

Esquema 10: Ciclo catalítico geral da reação de Suzuki adaptado de Biajoli e

colaboradores (2014).

47

Na reação de Suzuki, a presença da base é necessária desde que o

acoplamento cruzado via etapa de transmetalação é dificultada devido à baixa

nucleofilicidade de grupos orgânicos (R) sob o átomo de Boro. A regra da base é

explicada pela ativação do complexo de paládio (II) ou boranas. De acordo com

Kotha, a base é envolvida na esfera de coordenação do paládio para ativar o

catalisador de paládio pela formação das espécies de paládio intermediário (alcoxo)

que é conhecido por acelerar a etapa de transmetalação (Kotha et al., 2002). Além

disso, a nucleofilicidade dos grupos orgânicos é aumentada pela quaternização do

Boro com bases que facilitam a transmetalação.

A reação de acoplamento cruzado catalisada por paládio de Suzuki-Miyaura,

entre ácidos fenilborônicos e haletos de arilas vem provando ser uma excelente

ferramenta para formação de 4-aminobifenila substituída. Em diversos protocolos da

reação de Suzuki, os catalisadores são tóxicos e, por muitas vezes, o produto é

contaminado por paládio e de difícil extração. Nos últimos anos, desenvolvimento de

protocolos quimicamente mais amigáveis, tanto em termos econômicos quanto em

termos da química verde, foram relatados. A água tem vantagens como solvente

reacional por ser não tóxico e disponível, porém substratos mais apolares não são

completamente solúveis.(Franzén et al., 2009; Jadhav et al., 2016).

A reação de Suzuki livre de fosfina envolvendo água como co-solvente foi

relatada por Goodson e colaboradores (Goodson et al., 1998). Badone e

colaboradores desenvolveram uma metodologia para a reação de Suzuki usando

água como solvente e acetato de paládio como catalisador. Em seus experimentos,

utilizaram 1 equivalente de brometo de tetrabutilamônio (TBAB) requerida como

promotora para a conversão de iodetos e brometos de arila (Badone et al., 1997). A

reação de acoplamento de Suzuki catalisada pelo sistema Pd(OAc)2-H2O-TBAB foi

investigada também sob condições térmicas e irradiação de micro-ondas (Bedford et

al., 2003; Leadbeater e Marco, 2003).

Polietilenoglicóis (PEG-n) vem sendo considerado como potenciais solventes

para substituição de solventes orgânicos voláteis, devido as suas características de

alta polaridade, altos pontos de ebulição, baixa toxicidade, boa compatibilidade

ambiental e fácil separação (Du et al., 2011). O polietilenoglicol (PEG) é um polímero

formado por unidades de etilenoglicol conhecido por ser não-tóxico, reutilizável e um

meio reacional barato (Sauvagnat et al., 1998).O PEG, que varia de 300 a 6000

unidades, pode ser utilizado como solvente, co-solvente ou aditivo em reações de

48

acoplamento cruzado C-C mediadas por metais de transição (Silva et al., 2010).

Diversos protocolos de reação de Suzuki utilizando polietilenoglicóis estão descritos

na literatura (Kotha et al., 2002; Du et al., 2011; Zhao et al., 2015).

Liu e colaboradores descreveram o uso do PEG-2000 (em solução aquosa) em

uma reação de Suzuki no qual o acetato de paládio (II) mostrou ser um catalisador

efetivo (Liu et al., 2005). A reação pode ser conduzida sob condições brandas

(50°C), sem uso de ligantes fosfinas, com altos rendimentos. A extração dos

produtos foi realizada com éter dietílico e o meio reacional Pd(OAc)2-PEG-H2O pode

ser reutilizado sem perda significativa na atividade catalítica (Esquema 11).

Esquema 11: Reação de Suzuki na síntese de biarilas substituídas utilizando um

sistema Pd(OAc)2-H2O-PEG-2000 relatada por Liu e colaboradores (2005).

Silva e colaboradores relataram o uso de PEG-300 como solvente em

reações de Suzuki livres de ligantes sob condições térmicas a 55°C, com bons

rendimentos de conversão e baixo tempo reacional. Em 1 hora, por exemplo, a 4-

bromoacetofenona (17) e o ácido fenilborônico (18) foi convertido na 4-acetilbifenila

(19) com 98% de rendimento (Esquema 12). O sistema de reação foi reciclado até

três vezes com boa atividade (Silva et al., 2010).

Br

OCH3

BOHOH

O

CH3Pd

Base, solvente, 55ºC 1h

17 18 19

Esquema 12: Reação de Suzuki para obtenção da 4-acetilbifenila (19) usando PEG-

300 como solvente descrita por Silva e colaboradores (2010).

49

Além do uso de PEGs como solventes ou co-solventes, os polímeros podem

agir como redutores do Pd(II) para a formação do Pd(0) crucial no ciclo catalítico

(agindo também para evitar a formação de macropartículas de paládio, chamadas de

Paládio Black, no meio reacional), outros compostos como as fosfinas, por exemplo,

são utilizados.

DeVasher e colaboradores descreveram a preparação do diflunisal (anti-

inflamatório) em uma única etapa pela reação de Suzuki com rendimento excelente

pelo uso de uma fosfina volumosa (Esquema 13) (Devasher et al., 2004).

Esquema 13: Preparação do diflunisal pela reação de Suzuki usando uma fosfina

volumosa descrita por DeVasher e colaboradores (2004).

1.6 Síntese orgânica sob irradiação de micro-ondas

Síntese orgânica assistida por irradiação de micro-ondas (MO) é um novo

conceito na química moderna, nas últimas duas décadas aumentaram a quantidade

de trabalhos descritos na literatura. Essa tecnologia que vem sendo utilizada em

laboratórios de investigação industrial, não é só mais uma aplicação acadêmica.

Além de acelerar as reações químicas de horas ou dias á minutos, fornecendo

resultados rápidos, em alguns casos o aquecimento pela irradiação das micro-ondas

permite que substâncias químicas que antes não eram possíveis por aquecimento

convencional possam ser sintetizadas, aumentando assim o acesso a novas

estruturas (Baig e Varma, 2012).

Em contraste com as metodologias que utilizam aquecimento convencional

(aquecimento térmico), as reações assistidas por micro-ondas possuem o seu tempo

reduzido, proporcionam misturas reacionais mais limpas e aumentam os

rendimentos globais. Alguns parâmetros como temperatura, tempo, solvente,

50

catalisador e concentração de substratos podem ser analisados em pouco tempo,

otimizando, assim, a reação. Convencionalmente, as reações são aquecidas por

condução, porém é um método lento para a transferência de energia para o sistema,

onde tem como característica a temperatura do recipiente mais alta do que a reação.

A irradiação por micro-ondas produz um aquecimento interno, no interior do

núcleo de aquecimento volumétrico, por acoplamento direto das micro-ondas com as

moléculas que estão presentes no meio reacional. As micro-ondas aceleram as

reações químicas por dois mecanismos gerais: polarização dipolar e condutância

iônica, desta forma toda a matéria que contém espécies ou dipolos carregados

podem absorver energia e converter em calor (De La Hoz et al., 2005).

O conceito de química verde e suas aplicações na síntese orgânica surgiram

como importantes soluções para o desenvolvimento de processos químicos limpos e

mais benignos. Várias metodologias e rotas foram desenvolvidas para este

propósito. Nos últimos anos, os métodos sintéticos ambientalmente benignos

receberam considerável atenção, a utilização de MO para sintetizar compostos

bioativos está relatada na literatura incluindo síntese de iminas. Segue alguns

exemplos do uso de MO em síntese de bases de Schiff (VARMAR, 2002).

Shinde e colaboradores descreveram a síntese de uma nova classe de bis-

bases de Schiff (20) através da reação entre a propano-1,3-diamina e benzaldeídos

substituídos sob irradiação de MO (Esquema 14) (Shinde et al., 2014). O uso de

energia não convencional (MO) sobre a energia convencional (aquecimento térmico)

em reações orgânicas oferece como vantagem o procedimento de processamento

fácil, curto tempo reacional e facilidade no isolamento dos produtos fornecendo altos

rendimentos.

Esquema 14: Síntese de derivados bis-bases de Schiff (20) sob irradiação de micro-

ondas descrita por Shinde e colaboradores (2014).

51

A síntese orgânica em água ou água/solvente orgânico como solvente recebe

grande atenção no campo da química orgânica. Como a síntese orgânica assistida

por micro-ondas é amigável ao meio ambiente e permite a separação simples e a

reciclagem do catalisador, assim, o uso de água como solvente ou co-solvente pode-

se facilmente atingir o objetivo da química verde (Anastas e Warner, 2000).

Em vista do potencial bioativo das porções benzofurano e cumarina, Ashok e

colaboradores relataram a síntese de alguns novos derivados furanocumarina-biarila

(21a-h) utilizando a reação de acoplamento de Suzuki pela combinação de dois

princípios proeminentes da química verde (síntese orgânica assistida por micro-

ondas e em fase aquosa) (Esquema 15). Os derivados 21c, 21d e 21h

apresentaram melhores atividades antibacterianas (bactérias gram-positivas: S.

aureus e B. Subtillis e bactérias gram-negativas: E. coli e K. pneumonia) do que o

fármaco padrão gatifloxacino e melhores atividades antifúngicas (A. Níger, A. flavus

e F. oxysporum) do que o fármaco padrão clotrimazo.(Ashok et al., 2016).

Esquema 15: Síntese via reação de Suzuki de furano-cumarinas biarilas (21a-h)

descrita por Ashok e colaboradores (2016).

O método de irradiação por micro-ondas foi provado por Shukla e

colaboradores como um método melhor para a síntese de bases de Schiff em

relação ao aquecimento convencional, através de altos rendimentos e tempos

reacionais menores. Além disso, as bases de Schiff (22a-l) foram obtidas pela

condensação de aldeídos substituídos com 4-fluoro-2-metil-anilina (23) (Esquema

16). Os testes de difusão do disco foram realizados em papel whatman no 1 (5 mm).

Incubação após 24 horas a zona de inibição foi medida e os autores observaram boa

atividade antibacteriana contra bactérias Gram-negativas da E. coli nos derivados

22f e 22k e Gram-positivas de S. aureus nos derivados 22j e 22k, assim como

atividade antifúngica contra A. Níger nos derivados 22c e 22k (Shukla et al., 2017).

52

O

R1

NH2

R2N

R1

R2

+ácido acético

R= 4- flúor-2-metilanilina

R1= N(substituido)benzaldeído

23 22a - 22i

Esquema 16: Síntese de derivados bases de Schiff (22a-l) descrita por Shukla e

colaboradores (2017).

53

1.7 Utilização de recursos computacionais para avaliação farmacológica

A descoberta de um fármaco é considerada por especialistas uma atividade

complexa, multifatorial, cara, demorada. Uma pequena fração dos programas de

descoberta de fármacos produz candidatos clínicos e estima-se que menos de 10%

dos candidatos clínicos alcancem o mercado com sucesso. Neste processo, ocorre a

descoberta de muitas moléculas bioativas, com um grande poder de inibição, porém

poucos fármacos. Muitos fatores contribuem para esse declínio: estratégias

comerciais, questões técnicas entre outros, porém as mais relevantes são em

relação à eficácia e segurança dessas moléculas, que estão intimamente ligados a

farmacocinética e farmacodinâmica (Wang et al., 2015).

A maioria dos fármacos avaliados em ensaios clínicos não chega ao mercado

devido à falta de eficácia ou um efeito indesejado, o desenvolvimento de estratégias

que minimizem esse risco e custo ajuda nesse balanço desfavorável de produção de

fármacos. A maior parte do fracasso dos candidatos a fármacos durante os ensaios

clínicos é devido às suas baixas propriedades farmacocinéticas e de toxicidade.

Assim, a previsão de propriedades relacionadas a absorção, metabolismo, excreção

e toxicidade (ADMET) antes dos procedimentos experimentais caros é interessante

para a seleção dos melhores candidatos a fármacos (Pires et al., 2015; Puratchikody

et al., 2016).

Ao longo das últimas décadas, o processo da descoberta de fármacos,

presenciou e beneficiou-se do advento de várias novas tecnologias, acompanhadas

da premissa de que sua introdução levaria à obtenção de um número maior de

fármacos, com redução de custos. A utilização de métodos modernos da química

medicinal é uma estratégia utilizada pelas indústrias farmacêuticas para otimizar o

protótipo, ferramentas que incluem modelos moleculares para o estudo da estrutura

atividade, além de dados de farmacodinâmica como por exemplo: potência

afinidade, eficácia e seletividade e propriedades farmacocinéticas como o ADMET:

absorção, distribuição, metabolismo, excreção e toxicidade (Barreiro e Fraga, 2014).

A utilização/construção destas ferramentas in silico são fundamentadas para

alcançar melhores resultados experimentais. Com isto, criam-se bancos de dados

que reúnem informações “comprovadas” sobre as características farmacocinéticas,

farmacodinâmicas e toxicológicas de compostos e, através das estruturas químicas

54

ou fragmentos estruturais destas entidades comparam-se, usando o algoritmo

preditivo do programa, com as estruturas moleculares das substâncias pesquisadas

(Tetko, 2005) (OSIRIS, 2014).

As análises in silico destes parâmetros podem ser realizadas pelo servidor

Osiris Property Explorer® (http:// http://www.organic-chemistry.org/prog/peo). Esta

ferramenta que foi desenvolvida pela Actelion Pharmaceuticals® é gratuita, o que

aumenta mais a sua aceitação no meio acadêmico. Seus parâmetros são ordenados

com importantes informações retiradas de órgãos do setor farmacêutico. Por

exemplo, os critérios de avaliação toxicológica. Esta predição utiliza-se dados do

banco de dados do (Registry of Toxic Effects of Chemical Substances - RTECS),

órgão no qual é responsável pelo registro de efeitos tóxicos de substâncias

químicas, o que proporciona resultados mais próximos com o observado

experimentalmente. Os estudos in silico vem como um auxilio, um eixo norteador,

para a realização dos próximos experimentos na cadeia de desenvolvimento de um

fármaco. O objetivo dos estudos ADMET in silico não é substituir os testes

laboratoriais, até porque está metodologia não está completa, necessita constantes

atualizações dos fenômenos observados experimentalmente. Outro aspecto

relevante destes ensaios virtuais consiste na redução da experimentação animal,

pois evita que várias moléculas sejam desnecessariamente testadas em cobaias

(Raunio, 2011).

Os esforços para armazenar, organizar e explorar essas informações geram

um crescimento da demanda de ferramentas computacionais robustas e

sofisticadas. Essa integração de métodos in silico e experimentais proporcionam a

compreensão mais exata dos aspectos intermoleculares (Ferreira, 2015).

http://www.organic-chemistry.org/prog/peo

55

2. JUSTIFICATIVA

As bactérias são organismos unicelulares identificados pela primeira vez em

1960, somente a partir do século XIX as primeiras correlações entre os micro-

organismos e processos infecciosos foram relatadas. Os antibióticos foram um

marco na química medicinal, desde a descoberta da Penicilina, o combate às

bactérias tornou-se bem mais fácil.

Essas informações sobre a resistência bacteriana e os aumentos da

resistência bacteriana frente a múltiplos medicamentos de uso clínico são

considerados um problema crítico. As bactérias multiplicam-se rapidamente, sofrem

mutação, e podem trocar material genético entre linhagens de mesma espécie ou de

espécies diferentes, configurando em micro-organismos de alta capacidade de

adaptação. Desta forma a alta exposição a agentes químicos potentes, mau uso e

não conformidade no tratamento, uso massivo de antibióticos humanos na criação

de animais criam cada vez mais um ambiente propício para a resistência bacteriana.

A necessidade crescente de pesquisas mais aprofundadas em buscas de

agentes químicos que apresentassem atividade antibacteriana, como por exemplo,

as bases de Schiff, que formam uma importante classe de compostos orgânicos

devido a sua grande variedade de aplicações. Sua grande eficiência frente a um

amplo espectro de bactérias tem relação com seu grupo azometínico (C=N). A

importância das bases de Schiif não se restringe somente as atividades

antibacterianas O grande espectro de atividades farmacológicas, com uma grande

variedade de propriedades biológicas tem atraído a atenção da Química Medicinal,

atividades anti-inflamatória, antioxidante, antileshimania, analgésica, antiviral,

antibacteriana, antifúngica, anticonvulsivante, antitubercular, anticancerígena, anti-

helmíntica, e assim por diante. O grupo azometino (-C=N-) proporciona diferentes

interações devido ao caráter eletrofílico do carbono e nucleofílico no nitrogênio,

inibindo sítios ativos de doenças, enzimas ou replicação do DNA. Atualmente,

diversos grupos de pesquisa vêm estudando a possibilidade da formação de

complexos com metais de transição de derivados de bases de Schiff, para o

aumento da atividade biológica

56

3. OBJETIVOS

3.1 Objetivo geral

O objetivo do presente trabalho é sintetizar biaril-bases de Schiff com

potencial atividade antimicrobiana e realizar um estudo in silico das propriedades

farmacocinéticas e toxicológicas dos compostos.

3.2 Objetivos específicos

- Sintetizar as biaril-bases de Schiff, cujo intermediário será sintetizado por

reação de Suzuki usando irradiação das micro-ondas, e caracterizar os compostos

através de ponto de fusão, cromatografia gasosa acoplada á espectrometria de

massas e Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C.

- Avaliar as propriedades físico-químicas relacionadas a absorção,

distribuição, metabolismo, excreção e toxicidade (ADMET) dos derivados.

- Testar as bases de Schiff planejadas neste trabalho para avaliação de

atividade antibacteriana e antifúngica em disco de difusão.

57

4. MATERIAIS E MÉTODOS

Todos os reagentes e solventes foram utilizados sem purificação prévia e

foram adquiridos comercialmente por empresas fornecedoras. Todas as reações

foram acompanhadas por cromatografia em camada delgada (CCD) e o eluente

usado foi uma mistura de hexano/acetato de etila 7:3. O aparelho de micro-ondas

utilizado nas reações de irradiação de micro-ondas é da marca Anton Paar modelo

Monowave 300 e está localizado no Laboratório de Catálise e Síntese Orgânica no

Polo Ajuda da UFRJ-Campus Macaé.

A seguir estão descritos os procedimentos experimentais utilizados nesse

trabalho, assim como as caracterizações de todos os compostos obtidos.

4.1 Identificação e caracterização dos compostos

Visando confirmar a obtenção dos compostos sintetizados nesse trabalho,

bem como avaliar o nível de pureza destes, foram realizadas algumas análises de

caracterização, sendo estas: Ponto de fusão (P.F.), cromatografia gasosa acoplada

á espectrometria de massas (CG-EM) e Ressonância Magnética Nuclear de

Hidrogênio e Carbono (RMN-H1 e RMN–C13).

4.1.1 Determinação do ponto de fusão (P.F.)

Os compostos foram coletados em tubos capilares da Glasscyto, modelo

G500-CSH, com diâmetro interno de 1,1 a 1,2 mm e diâmetro externo de 1,5 a 1,6

mm. Em cada capilar uma amostra foi introduzida em um dos lados do tubo,

enquanto o outro lado foi cuidadosamente selado. Em seguida, a amostra foi

transferida para o lado selado do tubo, o qual foi introduzido em equipamento de

determinação de ponto de fusão da Fisatom, modelo 430. Para as análises utilizou-

se uma taxa de aquecimento de aproximadamente 10°C/min, sendo esta

determinada separadamente, devido a ausência de controlador de taxas de

aquecimento neste modelo de ponto de fusão da Fisatom.

58

4.1.2 Análise Espectroscópica de Ressonância Magnética Nuclear (RMN)

Os espectros de RMN-H1 e RMN–C13 foram obtidos por meio de

espectrômetros Brucker DPX-400 (400 MHz) e DRX-500 (500 MHz) localizados no

Laboratório de Ressonância Magnética Nuclear da FIOCRUZ (Fundação Instituto

Oswaldo Cruz) localizado em Manguinhos – Rio de Janeiro - RJ. As soluções foram

preparadas utilizando-se CDCl3 como solvente e TMS como referência interna.

Pesou-se aproximadamente 10-30 mg das amostras.

4.1.3 Análise por cromatografia gasosa acoplada á espectrometria de massas

(CG-EM)

Os cromatogramas dos espectros de massas foram obtidos em um

espectrofotômetro com fonte de ionização por electrospray (ESI), localizado na

central analítica de Farmanguinhos/FIOCRUZ (Fundação Instituto Oswaldo Cruz)

localizado em Manguinhos – Rio de Janeiro – RJ, operando no modo positivo. As

amostras foram pesadas em torno de 1 a 3 mg e dissolvidas em metanol.

4.2 Síntese da 4-aminobifenila (32)

A síntese da 4-aminobifenila (32) foi realizada através da reação de Suzuki

catalisada por paládio. Para a obtenção de 32 foi feito um estudo de metodologias

que estão descritas a seguir.

4.2.1 Metodologia utilizando aquecimento convencional

Esse procedimento foi baseado no protocolo descrito por Liu e colaboradores

(LIU, 2005).

Em um balão de 50 mL, foram adicionados 0,172 g (1 mmol) da 4-

bromoanilina, 0,182 g (1,5 mmol) de ácido fenilborônico, 0,003 g (0,01 mmol) de

acetato de paládio, 0,212 g (2 mmol) de carbonato de sódio em uma mistura de

água:PEG-1500 (3 g:3,5 g) sob agitação magnética em 50-60 °C por 1 hora. Após o

término da reação acompanhada por CCD, a solução foi extraída com éter dietílico

(4 x), as fases orgânicas foram combinadas e seca sob sulfato de sódio anidro e

carvão ativo. A fase orgânica foi filtrada sob terra infusória e o solvente foi eliminado

no rotaevaporador, onde não se observou a formação do produto de forma

quantitativa.

59

4.2.2 Metodologia com aquecimento convencional modificando as condições

reacionais

O protocolo anterior (3.2.1) foi alterado, modificando a anilina, base,

temperatura e o tempo reacional.

Em um balão de 50 mL, foram adicionados 0,219 g (1 mmol) da 4-iodoanilina,

0,145 g (1,2 mmol) de ácido fenilborônico, 0,003 g (0,01 mmol) de acetato de

paládio, 0,345 g (2,5 mmol) de carbonato de potássio em uma mistura de água:PEG-

1500 (3 g:3,5 g) sob agitação magnética em 90°C - 100°C por 3 horas. Após o

término da reação acompanhada por CCD, a solução foi extraída com éter dietílico

(4x), as fases orgânicas foram combinadas e seca sob sulfato de sódio anidro e

carvão ativo. A fase orgânica foi filtrada sob terra infusória e o solvente foi eliminado

no rotaevaporador, obtendo-se um sólido amarronzado que foi recristalizado com

etanol:água fornecendo um rendimento de 30%.

4.2.3 Metodologia usando irradiação de micro-ondas e modificando a fonte de

paládio

O protocolo anterior (4.2.2) foi levado ao aparelho de micro-ondas e realizado

um estudo modificando a fonte de paládio (Tabela 2).

Em um vial G30 (frasco de reação próprio do aparelho de micro-ondas, que

tem volume 30mL, porém seu limite de operação é de 6-20mL) foram adicionados

0,219 g (1 mmol) da 4-iodoanilina, 0,145 g (1,2 mmol) de ácido fenilborônico, 0,01

mmol de fonte de paládio, 0,345 g (2,5 mmol) de carbonato de potássio em uma

mistura de água:PEG-1500 (3 g:3,5 g) sob rotação de 1000 rpm em 100°C por 1

hora. Após o término da reação acompanhada por CCD, a solução foi extraída com

éter dietílico (4 x), as fases orgânicas foram combinadas e seca sob sulfato de sódio

anidro e carvão ativo. A fase orgânica foi filtrada sob terra infusória e o solvente foi

eliminado no rotaevaporador, obtendo-se um sólido que foi recristalizado com

etanol:água

60

Tabela 2: Resultados do estudo da reação de Suzuki para obtenção de 32 sob irradiação de micro-ondas modificando a fonte de paládio

Entrada Fonte de Pd Rendimento (%)*

1 Pd(OAc)2 (0,003 g) 60 (0,101g)

2 PdCl2 (0,002 g) 35 (0,056 g)

3 Pd2(dba)3 (0,003 g) 60 (0,098 g)

4 Pd(PPh3)4 (0,003 g) 80 (0,132 g)

*rendimento calculado após recristalização.

4.3 Síntese da 4’-metóxi-4-aminobifenila (34), 4’-ciano-4-aminobifenila (35) e

2’,4’-difluor-4-aminobifenila (36)

Em um vial G30, foram adicionados 1 mmol da 4-iodoanilina, 1,2 mmol do

respectivo ácido fenilborônico, 0,01 mmol de fonte de paládio, 2,5 mmol de

carbonato de potássio em uma mistura de água:PEG-1500 (3 g:3,5 g) sob rotação

de 1000 rpm em 100°C por 1 hora. Após o término da reação acompanhada por

CCD, a solução foi extraída com éter dietílico (4 x), as fases orgânicas foram

combinadas e seca sob sulfato de sódio anidro e carvão ativo. A fase orgânica foi

filtrada sob terra infusória e o solvente foi eliminado no rotaevaporador, obtendo-se

um sólido que foi recristalizado com etanol:água. Os rendimentos estão descritos na

tabela 3.

Tabela 3: Dados das biarilas 34, 35 e 36.

Entrada biarilamina Coloração P.F. (oC) Rendimento

(%)*

1 34 amarelo 132-134 40

2 35 amarelado 166-170 22

3 36 amarelado 98-100 45


61

4.4 Síntese da base de schiff padrão 7

A seguir foi realizado um estudo do protocolo para obtenção da base de Schiff

padrão 7, modificando a fonte de energia (aquecimento convencional e irradiação de

micro-ondas) e catalisador (presença e ausência).

4.4.1 Metodologia usando aquecimento convencional

Em um balão de 50 mL, foram adicionados 0,116 g (1,1 mmol) de

benzaldeído e 0,169 g (1 mmol) de 4-aminobifenila em 4 mL de uma solução de

etanol sob agitação magnética em 90°C - 100°C por 12 horas. Ao longo da reação

verificou-se por CCD a presença dos reagentes de partida. Após o término da

reação, o produto foi filtrado e lavado com etanol gelado, obtendo-se 40% de

rendimento de um material impuro.

4.4.2 Metodologia usando a irradiação de micro-ondas

O protocolo anterior (4.3.1) foi levado ao aparelho de micro-ondas e realizado

um estudo na presença ou ausência de catalisador ácido (tabela 4).

A reação entre 0,116 g (1,1 mmol) de benzaldeído e 0,169 g (1 mmol) de 4-

aminobifenila em 4 mL de etanol foi realizada em um vial G10 (frasco de reação

próprio do aparelho de micro-ondas, que tem volume 10mL, porém seu limite de

operação é de 2-6mL) durante 30 minutos em 150oC (usando 1200 rpm como

agitação magnética). Após o término da reação, o produto foi filtrado e lavado com

etanol gelado, obtendo-se 50% de rendimento de um sólido amarelado.

Tabela 4: Resultados do estudo para obtenção da base de Schiff 7 sob

irradiação de micro-ondas na presença ou ausência de catalisador

Entrada Catalisador Rendimento (%)

1 - 50

2 ácido acético (0,5 mL) 60

3 HCl (0,5 mL) 50

4 ácido cítrico 20% (0,03 g) 90

62

4.5 Sínteses dos derivados 10, 13-15, 24-31 sob irradiação de micro-ondas

Foi realizada a reação entre 1 mmol da 4-aminobifenila correspondente (33,

35, 36 ou 37) e 1,1 mmol do respectivo aldeído, com 20% de ácido cítrico, em 4 mL

de etanol em um vial G10 durante 1 h em 150 oC (usando 1200 rpm como agitação

magnética). Após o término da reação, a mistura reacional foi filtrada e lavada com

etanol gelado. Os sólidos foram recristalizados em etanol obtendo-se 10-90% de

rendimento (Tabela 5).

Tabela 5: Resultados do estudo para obtenção da base de Schiff 7 sob

irradiação de micro-ondas na presença ou ausência de catalisador

Derivado Coloração P.F. (oC) Rendimento (%)

10 Amarelo 178-180 60

13 Branco 243-246 75

14 Amarelado 152-154 80

15 Amarelo 160-161 78

24 Amarelado 160-161 70

25 Amarelado 143-147 85

26 Amarelado 143-145 65

27 Branco 179-182 60

28 Amarelado - 20

29 Amarelado - 76

30 Amarelo - 50

31 Branco - 45

63

4.6 Cálculos das propriedades farmacocinéticas e toxicológicas in silico

Foi realizado cálculo de propriedades farmacocinéticas dos derivados como

logaritmo do coeficiente de partição octanol-água (cLogP) que representa a

lipofilicidade, a Solubilidade em água (Log S), área da superfície polar (TPSA),

massa molecular, Druglikeness e Drug-score usando o servidor Osiris Property

Explorer (http://www.organic-chemistry.org/prog/peo/) (Sander et al., 2009). Quanto

aos descritores Druglikeness e Drug-Score, o primeiro demonstra a similaridade do

composto com fármacos, enquanto o segundo demonstra o potencial que o

candidato teria de se tornar um fármaco, levando em conta os outros descritores

como: cLogP, LogS, massa molecular, toxicidade e o próprio Druglikeness. (OSIRIS,

2014)

Além disso, foi calculada a probabilidade dos derivados apresentarem boa

biodisponibilidade oral de acordo com a regra dos cinco de Lipinski com base nos

valores de cLog P, massa molecular (MM), número de aceptores de hidrogênio

(somatório dos átomos de oxigênio e nitrogênio) e número de doadores de

hidrogênio (somatório de hidroxilas e aminas). De acordo com esta regra, uma

substância que apresenta uma boa biodisponibilidade oral quando preenche no

mínimo, três dos quatro requisitos: MM ≤ 500 Da; coeficiente de partição

octanol/água (LogP) ≤ 5; número de aceptores de ligação de hidrogênio (ALH) ≤ 10;

e número de doadores de ligação de hidrogênio (DLH) ≤ 5 (Lipinski, 2001). Além

disso, foram calculados o número de ligações rotacionáveis, o volume molecular e

número de átomos usando o Servidor Molinspiration cheminformatics (Bartzatt,

2016), http://www.molinspiration.com).

Foi avaliado também o risco de toxicidade das substâncias com relação a

mutagenicidade, tumorigenicidade, efeito irritante e efeito na reprodução usando o

OSIRIS Property Explorer. Os riscos de toxicidade são preditos através de alertas de

risco gerados comparando a estrutura desenhada com fragmentos conhecidos por

serem tóxicos. Esta lista de fragmentos tóxicos foi criada com base nas substâncias

presentes no banco de dados Registro de efeitos tóxicos de substâncias químicas

(Registry of Toxic Effects of Chemical Substances - RTECS) e é sinalizado através

de cores o risco tóxico sendo o vermelho relativo ao alto risco, amarelo para médio

risco e verde para baixo risco (Sander et al., 2009).

http://www.organic-chemistry.org/prog/peo/

http://www.molinspiration.com/

64

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

O presente trabalho teve como objetivo sintetizar, calcular propriedades físico-

químicas e avaliar a capacidade inibitória de algumas bactérias e fungos dos

derivados biaril-bases de Schiff (7, 10, 13-15, 24-31). Esses derivados foram

sintetizados em duas etapas, sendo a primeira etapa a formação de um

intermediário biarilamina. A reação para obtenção de biarilamina se procedeu via

reação de acoplamento cruzado carbono-carbono Suzuki. Enquanto, a segunda

etapa foi a síntese das bases de Schiff planejadas neste trabalho usando diversos

aldeídos na condensação com os intermediários biarilaminas sintetizados

anteriormente (Esquema 17). Em seguida, um estudo in silico foi realizado para

observar a toxicidade, mutagenicidade e biodisponibilidade oral dos derivados

sintetizados. Por fim, foram realizados os testes para avaliação inibitória de alguns

fungos e bactérias usando o método de difusão de disco.

N

R

NH2

I

NH2

Derivados

Bifenil-Schiff4-aminobifenila

Esquema 17: Análise retrossintética da síntese dos derivados

Biaril-Base de Schiff 7, 10, 13-15, 24-31 planejadas para esse trabalho.

65

5.1 Síntese dos intermediários biarilas via reação de Suzuki

5.1.1 Síntese da 4-aminobifenila (32)

A 4-aminobifenila é vendida comercialmente por diversas empresas (Sigma-

Aldrich, Acros, entre outras), seu valor em gramas custa em torno de U$60,00 (1 g).

Pelo seu alto valor, a sua utilização como intermediário em síntese de compostos

biativos torna-se custosa. Novos procedimentos para a sua obtenção, assim como

os seus derivados substituídos, tornam-se interessante no ponto de vista industrial.

(Liu et al., 2005). Alguns procedimentos para a síntese da 4-aminobifenila estão

descritos na literatura (Alimardanov et al., 2004; Broutin et al., 2004; Bai e Wang,

2005; Razler et al., 2008). A metodologia para a formação da 4-aminobifenila

utilizada inicialmente neste trabalho foi descrita por Liu e colaboradores (Liu et. al,

2005).

A primeira tentativa para a síntese da 4-aminobifenila (32) foi iniciada com a

reação de Suzuki entre o ácido fenilborônico (18) e a 4-bromoanilina (33) catalisada

por acetato de paládio (Esquema 18) (Liu et. al, 2005).

BOHOH

NH2

Br

NH2

+Pd (II) ou Pd(0)

18 33 32

Esquema 18: Reação de Suzuki para obtenção da 4-aminobifenila (32) de acordo

com Liu e colaboradores (2005).

A reação de Suzuki ocorreu utilizando acetato de paládio, carbonato de sódio

e uma solução de água e PEG-1500 (1:1), como solvente, em 50oC por 1 hora.

Observou-se por CCD que a 4-bromoanilina não tinha sido totalmente convertida,

então a reação seguiu por mais 1 hora. Após o término da reação, foi realizada

extração (4 x) da solução com éter dietílico e secagem da fase orgânica com sulfato

de magnésio anidro. A fase orgânica foi filtrada sob terra infusória e carvão ativo,

após a eliminação do solvente pelo rotaevaporador observou-se no fundo do balão

traços de algum material onde não foi possível precisar o seu rendimento. Um dos

66

fatores que possivelmente estaria atrapalhando a reação é o fornecimento de

energia para o meio. Desta forma, na segunda tentativa aumentou-se a temperatura

para 100°C. Quando se trata de reações de acoplamento cruzado via reação de

Suzuki, tem-se que tomar cuidado com o aumento da temperatura, em alguns casos

é observado o homoacoplamento do ácido arilborônico.

Um estudo do protocolo inicial, usando acetato de paládio, foi realizado

alterando temperatura, base, tempo reacional e a fonte de energia (aquecimento

convencional vs. irradiação de micro-ondas) (Tabela 6). Nas entradas 1 e 2, com

temperatura entre 50-60 °C, usando carbonato de sódio como base e aquecimento

convencional, não foi obtido o produto esperado. Na entrada 3, o aumento da

temperatura para 90-100°C, nas mesmas condições anteriores, forneceu 30% da 4-

aminobifenila. Na entrada 4, o aumento da temperatura para 140°C-150°C forneceu

45% da 4-aminobifenila, porém, pela CCD observou-se também bifenila, proveniente

do homoacoplamento do ácido fenilborônico. A mudança na base (entrada 5) alterou

pouco em relação ao observado na entrada 3. As entradas 6 e 7, o qual utilizou-se a

irradiação das micro-ondas e carbonato de potássio como base, apresentam os

melhores rendimentos para obtenção da 4-aminobifenila (60%). O aumento do

tempo reacional (entrada 7) não influenciou para a formação do produto. A

irradiação das micro-ondas mostrou ser mais efetiva como fonte de energia.

Tabela 6: Estudo das condições reacionais da síntese da 4-aminobifenila (32

Entrada Aquecimento Base Tempo (h) Temperatura (°C)

Rendimento

(%)*

1 convencional Na2CO3 1 50-60 traços

2 convencional Na2CO3 2 50-60 traços

3 convencional Na2CO3 3 90-100 30

4 convencional Na2CO3 3 140-150 45

5 convencional K2CO3 2 90-100 40

6 micro-ondas K2CO3 1 100 60

7 micro-ondas K2CO3 2 100 60

*Rendimento isolado após recristalização.

67

Após achar a melhor condição para a reação de Suzuki (entrada 6, tabela 6),

outras fontes de paládio foram testadas (Tabela 7). Desta forma, houve um estudo

variando a fonte de paládio visando uma melhoria na obtenção da 4-aminobifenila

via reação de Suzuki. As reações utilizando o Pd(OAc)2 e o PdCl2 (entradas 1 e 2,

respectivamente) forneceram a 4-aminobifenila com maior pureza, a coloração

branco amarronzado está de acordo com o descrito na literatura (Liu et al., 2005)

apesar da entrada 4 ter obtido o melhor resultado. O uso do Pd2(dba)3 (entrada 3)

não foi favorável porque a coloração amarela intensa do produto obtido remete ao

dba (dibenzalacetona) que faz parte do ligante do catalisador.

Tabela 7: Estudo da metodologia da síntese de 4-bifenilamina sob irradiação das

micro-ondas variando a fonte de paládio

Entrada Fonte de Pd Rendimento (%)* Coloração

1 Pd(OAc)2 60 Branco amarronzado

2 PdCl2 40 Branco amarronzado

3 Pd2(dba)3 60 Amarelo intenso

4 Pd(PPh3)4 80 Cinza escuro

*rendimento isolado após recristalização.

68

O produto branco amarronzado da reação de Suzuki, um sólido com P.F. 52-

55oC, da entrada 1 da tabela 7 foi analisado por CG-EM (Figura 24). Análise do

espectro de massas confirmou o produto sendo a 4-aminobifenila (P.M. 169) (32) e o

cromatograma apontou uma pureza em torno de 98% do produto.

Figura 24: Cromatograma e Espectro de massas da 4-aminobifenila (32).

69

5.1.2 Síntese de outras biarilaminas via reação de Suzuki

A partir do protocolo utilizado na reação da 4-aminobifenila (32) foram

realizadas as sínteses dos intermediários 4’-metóxi-4-aminobifenila (34), 4’-ciano-4-

aminobifenila (35) e 2’,4’-difluor-4-aminobifenila (36) a partir da reação de Suzuki da

4-iodoanilina (37) e os respectivos ácido fenilborônicos substituídos (38-40) usando

acetato de paládio como catalisador em mistura de H2O:PEG-1500 (1:1) sob

irradiação de micro-ondas por 1 hora (Esquema 19). Os resultados estão descritos

na tabela 8.

BOHOH

R1

NH2

I

NH2

R1

R1= OCH

3, CN e 2,4-F,F

Pd(OAc) K2CO

3

PEG1500;H2O

34-363738-40

Esquema 19: Síntese dos intermediários 4’-metóxi-4-aminobifenila (34), 4’-ciano-4-

aminobifenila (35) e 2’,4’-difluor-4-aminobifenila (36) via reação de Suzuki.

Tabela 8: Resultados da reação de Suzuki dos intermediários 34, 35 e 36

Entrada biarilamina Rendimento

(%)*

1 34 40

2 35 22

3 36 45

*Rendimento após purificação por recristalização.

A reação de Suzuki entre a 4-iodoanilina (37) e o ácido 4-metóxifenilborônico

(38) e forneceu um sólido amarelo com 40% de rendimento, P.F. 132-134 oC, que foi

analisado por CG-EM (Figura 25).

70

Análise do espectro de massas referente ao pico em 19.168 minutos

confirmou o produto sendo a 4’-metóxi-4-aminobifenila (P.M. 199) (34) e o

cromatograma apontou uma pureza em torno de 97%.

Figura 25: Cromatograma e Espectro de massas da 4’-metóxi-4-aminobifenila

(34).

71

A reação de Suzuki entre o ácido 4-cianofenilborônico (39) e a 4-iodoanilina

(37) forneceu um sólido amarelado com 22% de rendimento, P.F. 166-170 oC, que

foi analisado por CG-EM (Figura 26). Análise do espectro de massas referente ao

pico em 20.306 minutos confirmou o produto sendo a 4’-ciano-4-aminobifenila (P.M.

194) (35) e o cromatograma apontou uma pureza de100%.

Figura 26: Cromatograma e Espectro de massas da 4’-ciano-4-aminobifenila

(35)

72

E por fim, a reação de Suzuki entre o ácido 2,4-difluorfenilborônico (40) e a 4-

iodoanilina (37) forneceu um sólido amarelado com 45% de rendimento, P.F. 98-100

oC, que foi analisado por CG-EM (Figura 27). Análise do espectro de massas

referente ao pico em 15.643 minutos confirmou o produto sendo a 2’,4’-difluor-4-

aminobifenila (P.M. 205) (36) e o cromatograma apontou uma pureza em torno de

99%.

Figura 27: Cromatograma e Espectro de massas de 2’,4’-difluor-4-

aminobifenila (36)

73

Os rendimentos obtidos na reação de Suzuki para a formação das biarilas 34,

35 e 36 foram quantificados após a purificação por recristalização do produto bruto.

As conversões dos produtos foram observadas através de CCD (eluente

hexano/acetato de etila 7:3). Apesar dos baixos rendimentos obtidos não foram

observados produtos do homoacoplamento dos ácidos fenilborônicos relacionados

(bifenilas 4,4’-substituídas), isso é um indicativo que o procedimento utilizado foi

seletivo para a formação do produto de heteroacoplamento esperado (4-

aminobifenila 4’-substituída).

5.2 Síntese da base de Schiff padrão 7

Um estudo sobre a melhor metodologia para a obtenção da base de Schiff

padrão 7 (Esquema 20) a partir da condensação da 4-aminobifenila (32) e o

benzaldeído (41) foi realizado, visando a melhor conversão, e com isso aplicar na

formação dos outros derivados bases de Schiff propostos neste trabalho.

NONH2

+EtOH

32 41

Esquema 20: Reação de formação da base de Schiff 7

74

Iniciou-se o estudo com a reação de condensação entre a 4-aminobifenila e o

benzaldeído dissolvidos em etanol sob irradiação de micro-ondas por 1 hora em

150oC (1200 rpm como agitação magnética) (entrada 1, Tabela 9).

Tabela 9: Estudo metodológico para obtenção da base de Schiff (7)

Entrada Aquecimento Tempo (h) Catalisador Rendimento (%)*

1 Micro-ondas 1 - 50

2 Convencional 12 - 40

3 Micro-ondas 1 Ácido acético 65

4 Micro-ondas 1 Ácido clorídrico 40

5 Micro-ondas 1 Ácido cítrico 90


Após o término da reação, o produto foi filtrado e lavado com etanol gelado,

obtendo-se 50% de rendimento bruto de um sólido castanho brilhante. O mesmo

protocolo foi aplicado para a metodologia do aquecimento convencional (entrada 2),

a reação foi acompanhada por CCD até 12 horas, ao final obteve um líquido de

coloração amarelo escuro, a mistura reacional foi resfriada em torno de 12 h a

baixas temperaturas (geladeira), o produto foi filtrado e lavado com etanol gelado,

obtendo-se 40% de rendimento bruto de um sólido castanho brilhante. A mistura

reacional sob MO apresentou-se como um sólido imediatamente após o término da

reação, enquanto a mistura reacional por aquecimento convencional só precipitou o

sólido mediante ao resfriamento por banho de gelo. Além disso, o tempo reacional

de 1 h sob MO torna a metodologia mais atrativa pela diminuição do tempo. Desta

forma, seguiu-se a metodologia sob irradiação de micro-ondas modificando os

catalisadores para observação da melhor conversão do produto. Os 3 catalisadores

selecionados foram: ácido acético, ácido clorídrico e ácido cítrico que apresentaram

rendimentos de 65%, 40% e 90%, respectivamente (entradas 3, 4 e 5).

75

O produto da reação de condensação que obteve o melhor rendimento

(entrada 5 da tabela 9), um sólido branco amarronzado com P.F. 144-148oC, foi

analisado por CG-EM (Figura 28). Análise do espectro de massas referente ao pico

em 23.399 minutos confirmou o produto sendo a base de Schiff 7 (P.M. 257) e o

cromatograma apontou uma pureza em torno de 94,5% do produto.

Figura 28: Cromatograma e Espectro de massas da base de Schiff 7

76

A caracterização da base de Schiff 7 foi realizada por RMN-H1 (500 MHz) em

CDCl3 (Figura 29). As integrações dos sinais apontam os 15 hidrogênios da

estrutura. O simpleto (sinal simples) em 8,52 ppm é referente ao hidrogênio

azometínico (H5). Observa-se também os sinais dos hidrogênios das porções

aromáticas na expansão de 8,0 a 7,0 ppm do espectro (Figura 30).

Figura 29: Espectro de RMN-H1 (500 MHz) da base de Schiff 7 em CDCl3.

Figura 30: Expansão da região aromática entre 8,0 e 7,0 ppm do RMN-H1 (500

MHz) da base de Schiff 7 em CDCl3.

77

Na tabela 10 estão descritos os dados de deslocamento químico,

multiplicidade, integração e constantes de acoplamento dos sinais do espectro de

RMN-H1 da base de Schiff 7 comparados com os dados da literatura (Fang et al.,

2013). Abaixo está a estrutura numerada (Figura 31).

N

1

2

34

5

89

10

11

12

13

7

6

Figura 31: Estrutura numerada da base de Schiff (7)

Tabela 10: Dados dos sinais de RMN-H1 da base de Schiff 7 em comparação com a

literatura*

7 -

(500 MHz)

Multiplicidade

(integração)

J (Hz) (lit.)*

(500 MHz)

Multiplicidade

(integração)

J (Hz)

H5 - 8,52 s (1 H) - 8,54 s (1 H) -

H11 e H11’ -

7,90

dd (2 H) 7,95 d (2 H) 3,5

H8, H8’, H7 e

H7’ - 7,61

t (4 H) 7,65 t (4 H) 7,0

H1 e H2 -

7,47

m (3 H) - 7,51 d (3 H) 5,0

H12 - 7,43 t (2 H) 7,47 t (2 H) 7,5

H13 - 7,33 t (1 H) 7,36 t (1 H) 7,5

H3 -7,30 d (2 H) 7,33 d (2 H) 8,0

*(FANG, 2013).

78

5.3 Síntese de outros derivados biaril-bases de Schiff

Após verificar a melhor metodologia para a síntese da base de Schiff 7, o

protocolo foi utilizado para síntese dos derivados biaril-base de Schiff 10, 13-15, 24-

31 (Figura 32). As reações de condensação entre os respectivos aldeídos e

bifenilaminas usando ácido cítrico como catalisador, sob irradiação de micro-ondas,

por 1 h em etanol forneceram as bases de Schiff com moderados a bons

rendimentos, os dados estão descritos na tabela 11.

N

OH

N

OCH3

N

F

N

N

OH

OCH3

N

N+

O-

O

N

Cl

Cl

N

NCH3

CH3

N

NH

N

N

N

OCH3

N

N

33

2526

27

28

29

30

N

FF

3110

13

14

15

24

Figura 32: Derivados biaril-base de Schiff (10, 13-15 e 24-31) planejadas para esse

trabalho.

79

Tabela 11: Dados de caracterização dos derivados biaril-base de schiff sintetizados.

Entrada Derivado P.F. (oC) (%)*

1 10 178-180 98,9

2 13 243-246 63,5

3 14 152-154 97,5

4 15 160-161 98,3

5 24 160-161 100

6 25 143-147 96,7

7 26 143-145 100

8 27 179-182 98,9

9 28 - 54,0

10 29 - 100

11 30 - 96,9

12 31 - 67,8

*grau de pureza após recristalização.

O produto da entrada 1 da (Tabela 11) é um sólido amarelo com P.F. 178-

180oC foi analisado por CG-EM (Figura 33).

80

Análise do espectro de massas referente ao pico em 27.450 minutos

confirmou o produto sendo a base de Schiff 10 (M.M. 302) e o cromatograma

apontou uma pureza em torno de 99% do produto.

Figura 33: Cromatograma e Espectro de massas da base de Schiff (10)

81

O produto da entrada 2 da tabela 11 é um sólido branco com P.F. 243-246oC


pico em 26.363 minutos confirmou o produto sendo a base de Schiff 13 (M.M. 273) e

o cromatograma apontou uma pureza em torno de 63,5% do produto.

Figura 34: Cromatograma e Espectro de massas da base de Schiff (13).

82

O produto da entrada 3 da tabela 11 é um sólido amarelado com P.F. 152-

154oC foi analisado por CG-EM (Figura 35). Análise do espectro de massas

referente ao pico em 25.780 minutos confirmou o produto sendo a base de Schiff 14

(M.M. 287) e o cromatograma apontou uma pureza em torno de 97,5% do produto.


83

O produto da entrada 4 da tabela 11, um sólido amarelo com P.F. 160-161oC


pico em 29.000 minutos confirmou o produto sendo a base de Schiff 15 (M.M. 300) e

o cromatograma apontou uma pureza de 98% do produto.


84

O produto da entrada 5 da tabela 11, um sólido amarelado com P.F. 160-



(M.M. 275) e o cromatograma apontou uma pureza de 100% do produto.


85

A caracterização da estrutura de 24 foi realizada por RMN-H1 (500 MHz) em


molécula e os dados foram comparados com a literatura (Fang et al., 2013). O

simpleto em 8,47 ppm é referente ao hidrogênio azometínico (H5). Observa-se

também os sinais dos hidrogênios da região aromática na expansão de 8,0 a 7,0

ppm (Figura 39).


86

Figura 39: Expansão da região aromática 8,0 a 7,0 ppm do RMN-H1 (500 MHz) da

base de Schiff (24) em CDCl3.



RMN-H1 da base de Schiff 24 comparados com os dados da literatura (Fang et al.,

2013), assim como a estrutura numerada (Figura 40).

N

F

1

2

34

5

89

10

11

12

13

7

6

Figura 40: Estrutura numerada da base de Schiff (24).

87

N

F

1

2

34

5

89

10

11

12

13

7

6

Figura 41a: Estrutura numerada da base de Schiff (24).

Tabela 12: Dados dos sinais de RMN-H1 (500 MHz) de (24) em comparação com a literatura*

24 - Multiplicidade

(integração)

J (Hz)

(literatura)*

Multiplicidade

(integração)

J (Hz)

H5 - 8,47 s (1 H) - 8,49 s (1 H) -

H11 e H11’ - 7,90 dd (2 H) 8,5; 5,8 7,93 dd (2 H) 8,0; 5,8

H8, H8’, H7 e H7’-

7,60

t (4 H) 7,5 7,64 t (4 H) 7,5

H12 - 7,42 t (2 H) 7,5 7,46 t (2 H) 7,5

H13 - 7,32 t (1 H) - 7,36 t (1 H) 7,5

H3 - 7,27 d (2 H) 8,5 7,30 d (2 H) 8,0

H2 - 7,14 t (2 H) 8,5 7,18 t (2 H) 8,5

*(FANG, 2013).


147oC, foi analisado por CG-EM (Figura 41). Análise do espectro de massas


(P.M. 303) e o cromatograma apontou uma pureza em torno de 97% do produto.

88




referente ao pico em 26.924 minutos confirmou o produto sendo a inédita base de

Schiff 26 (P.M. 325) e o cromatograma apontou uma pureza de 100% do produto.

89




molécula. O simpleto em 8,42 ppm é referente ao hidrogênio azometínico (H7).

Observa-se também os sinais dos hidrogênios da região aromática na expansão de

8,0 a 7,0 ppm (Figura 44).

90


Figura 45: Expansão da região aromática 8,0 a 7,0 ppm do RMN-H1 (400 MHz) da

base de Schiff (26) em CDCl3.

91

Os hidrogênios do anel aromático substituído com os átomos de cloro foram

identificados como H2, H3 e H5 de acordo com a numeração da estrutura (Figura 45).

O sinal duplo (dupleto) do H2 em 7,52 ppm possui J = 8,2 Hz, H2 acopla com o H3

cujo sinal duplo dupleto em 7,70 ppm possui J = 8,2 Hz também. Além dessa

constante de acoplamento em orto, o H3 possui J = 1,9 Hz devido ao acoplamento

com o H5 na posição meta em relação a ele. O sinal duplo do H5 em 8,02 ppm

possui J = 1,9 Hz corroborando o acoplamento com H3. O sinal múltiplo em 7,59

ppm é correspondente aos hidrogênios H9 e H10; os sinais múltiplos na região de

7,27 a 7,42 ppm são referentes aos hidrogênios do anel aromático monossubstituído

(H13, H14 e H15).



RMN-H1 da base de Schiff 26.

N

Cl

Cl

1

2

3

458

9

10

1112

13

7

6

14

15


Tabela 13: Dados dos sinais de RMN-H1 (400 MHz) da base de Schiff (26).

26 - Multiplicidade (integração) J (Hz)

H7 - 8,42 s (1 H) -

H5 - 8,02 d (1 H) 1,9(J3)

H3 - 7,70 dd (1 H) 8,2 (J2); 1,9(J5)

H9, H9’, H10 e

H10’ - 7,59

m (4 H) -

H2 - 7,52 d (1 H) 8,2 (J3)

H14 - 7,42 t (2 H) -

H15 - 7,32 m (1 H) -

H13 - 7,27 m (2 H) -

92

Por ser uma estrutura inédita, a caracterização da estrutura de 26 também foi

realizada por RMN-C13 (Figura 46). Os sinais foram expandidos para melhor

visualização (Figura 47). Na tabela 14 estão descritos os dados de deslocamento

químico do espectro de RMN-C13 da base de Schiff 26.

Figura 47: Espectro de RMN-C13 (100 MHz) de (26) em CDCl3.

93

Figura 48: Expansão dos sinais do RMN-C13 (100 MHz) de (26) em CDCl3.

Tabela 14: Dados de deslocamento químico ( ) do espectro de RMN-C13 (100 MHz)

de (26)

26 -

121,40 133,31

126,92 135,37

127,35 136,15

127,78 139,55

127,93 140,41

128,82 150,18

130,17 C5- 157,08

130,80

O produto da entrada 8 da tabela 11, um sólido branco com P.F. 179-182oC


pico em 23.377 minutos confirmou o produto sendo a inédita base de Schiff 27 (M.M.

258) e o cromatograma apontou uma pureza em torno de 99% do produto.

94

Figura 49: Cromatograma e espectro de massas da base de Schiff (27).

95



molécula. O simpleto em 8,67 ppm é referente ao hidrogênio azometínico (H6).

Observa-se também os sinais dos hidrogênios da região aromática na expansão de

9,0 a 7,0 ppm (Figura 50).


96

Figura 51: Expansão da região aromática de 9,0 a 7,0 ppm do RMN-H1 (400 MHz)

da base de Schiff (27) em CDCl3.

Os hidrogênios do anel piridínico foram identificados como H1, H2, H3 e H4 de

acordo com a numeração da estrutura (Figura 51). Provavelmente, o sinal simples

(simpleto) em 8,70 ppm é referente ao H1 vizinho ao nitrogênio, o dupleto em 8,22

ppm o H2 e triplo dupleto em 7,78 ppm o H3. O sinal múltiplo (multipleto) em 7,66-

7,60 ppm é correspondente aos hidrogênios H8 e H9; os sinais múltiplos na região de

7,39 a 7,32 ppm são referentes aos hidrogênios do anel aromático monossubstituído

H12 e H14 e ao H4 do anel piridínico.



RMN-H1 da base de Schiff 27.

N

N

1

2

3

4

5

8

9

1011

12

13

76

14


97

Tabela 15: Dados dos sinais de RMN-H1 (400 MHz) da base de Schiff (27)

27 - Multiplicidade (integração)

H1 – 8,70 m (1 H)

H6 - 8,67 s (1 H)

H2 - 8,22 d (1 H)

H3 - 7,78 td (1 H)

H8, H8’, H9 e H9’ – 7,66-7,60 m (4 H)

H13 - 7,41 t (2 H)

H4, H12, H12’ e H14 - 7,39-7,32 m (4 H)

98

O produto da entrada 9 da tabela 11, um sólido amarelado foi analisado por

CG-EM (Figura 52). Análise do espectro de massas referente ao pico em 33.287

minutos confirmou o produto sendo a inédita base de Schiff 28 (P.M. 296) e o


Figura 53: Cromatograma e espectro de massas da base de Schiff (28).

99

O produto da entrada 10 da tabela 11, um sólido amarelado, foi analisado por



cromatograma apontou uma pureza de 100% do produto.


100

A caracterização da estrutura de 29 foi realizada por RMN-H1 (Figura 54). As

integrações dos sinais apontam os 17 hidrogênios da molécula. O simpleto em 8,51

ppm é referente ao hidrogênio azometínico (H5). Observa-se também os sinais da

região aromática na expansão de 8,0 a 7,0 ppm (Figura 55). O simpleto em 3,84

ppm remete aos hidrogênios do grupo metoxila (-OCH3).



MHz) da base de Schiff (29) em CDCl3

101



RMN-H1 da base de Schiff 29, estrutura numerada na Figura 56.

N

O

CH3

1

2

34

5

89

10

11

1213

7

6

Figura 57: Estrutura numerada de 29.

Tabela 16: Dados de RMN-H1 (400 MHz) da base de Schiff (29).

29 - Multiplicidade

(integração)

J (Hz)

H5 - 8,51 s (1 H) -

H3 - 7,90 dd (2 H) -

H7, H7’, H8 e H8’ -

7,53

m (4 H) -

H1, H2 e H2’ - 7,46 t (3 H) -

H12 - 7,27 d (2 H) 8,4

H11 – 6,96 d (2 H) 8,7

OCH3 - 3,84 s (3 H) -

102

O produto da entrada 11 da tabela 11, um sólido amarelo, foi analisado por





103

O produto da entrada 12 da tabela 11, um sólido branco foi analisado por CG-

EM (Figura 58). Análise do espectro de massas referente ao pico em 22.624




104

Nos espectros de RMN-H1 obtidos das bases de Schiff sintetizadas neste

trabalho, o hidrogênio azometínico (-HC=N-) se apresentou como um sinal simples

(simpleto) entre 8,67 e 8,31 ppm, que é característico de isômeros E de azometinos.

Os espectros de massas dos derivados 7,10,13-15 e 24-28 apresentaram os

picos em m/z 152 e m/z 180 que possivelmente indicam os fragmentos relacionados

com a porção 4-aminobifenila vindo da quebra dos derivados bases de Schiff

(Figura 59).

NCH

+

m/z 180 m/z 152

Figura 60: Fragmentos propostos para os picos m/z 180 e m/z 152 observados nos

espectros de massas dos derivados (7, 10, 13-15 e 24-28).

Para o derivado 29 são observados os fragmentos dos picos em m/z 244,

210, 168 e 139 que possivelmente indicam os fragmentos relacionados com a

quebra da porção 4’-metóxi-4-aminobifenila (Figura 60).

NCH

+

O

CH3

m/z 210O m/z 168m/z 244

CH+

N

m/z 139

C+

Figura 61: Fragmentos propostos para os picos m/z 244, m/z 210, m/z 168 e m/z

139 observados no espectro de massas da base de Schiff (29).

105

Para o derivado 30 são observados os fragmentos dos picos em m/z 205, 177

e 101 que possivelmente indicam os fragmentos relacionados com a quebra da

porção 4’-ciano-4-aminobifenila (Figura 61).

NNN

NCH

+

m/z 205 m/z 177 m/z 101

Figura 62: Fragmentos propostos para os picos m/z 205, m/z 177 e m/z 101

observados no espectro de massas da base de Schiff (30).

Para o derivado 31 são observados os fragmentos dos picos em m/z 216,

188, 112 e 94 que possivelmente indicam os fragmentos relacionados com a quebra

da porção 2’,4’-difluor-4-aminobifenila (Figura 62).

NCH

+

FF FFm/z 216 m/z 188

FFm/z 112

Fm/z 94


m/z 94 observados no espectro de massas da base de Schiff (31).

5.4 Estudos toxicológicos in silico dos derivados bases de Schiff

As previsões das propriedades físico-químicas e tóxicas dos derivados bifenil-

base de Schiff 7, 10, 13-15 e 24-31 foram realizadas pelos servidores OSIRIS

Property Explorer e Molinspiration (Tabela 17). A cor vermelha apresenta um alto

risco e a verde baixo risco de sofrer determinada toxicidade.

Tabela 17: Riscos de toxicidades calculados pelo programa OSIRIS para os

derivados (7, 10, 13-15 e 24-31).

Risco de Toxicidade

106

Derivado Mutagenicidade Tumorigenicidade Efeito

Irritante Efeito na

reprodução

7 ALTO ALTO BAIXO BAIXO













*ALTO = alto risco; BAIXO = baixo risco.

107

Pode-se observar que todos os compostos apresentaram risco de toxicidade

em relação a mutagenicidade e tumorigenicidade. Como todos os derivados fazem

parte da mesma série de moléculas, na qual se tem somente a substituição na

porção referente ao anel aromático que era do aldeído, todos apresentaram esse

risco tóxico em relação a subunidade da 4-aminobifenila.

Chappel e colaboradores relataram que a 4-aminobifenila foi utilizada como

um intermediário de corante e um antioxidante impermeabilizante, e que sua

contaminação ocorria em ambientes ocupacionais. Foi observado também sendo um

subproduto da combustão do tabaco. Além disso, a exposição ao produto foi

associada a câncer de bexiga em trabalhadores de fábricas químicas e modelos

experimentais em animais. A sua interação com o DNA é conhecida por resultar em

mutações, além do câncer de bexiga e de mama, e outros tecidos após sua

exposição(Chappell et al., 2016).

Apesar de apresentarem risco de toxicidade em relação a mutagenicidade e

tumorigenicidade, os derivados apresentaram baixo risco em relação ao efeito

irritante e ao efeito na reprodução (Tabela 17).

108

Ao observar os descritores de Druglikness e Drug-score foram observados

baixos valores devido à baixa similaridade com fragmentos presentes nos fármacos

(Tabela 18). No caso do Drug-score, o potencial risco de toxicidade também

contribuiu para os baixos valores.

Tabela 18: Resultados das propriedades físico-químicas relacionadas a

farmacocinética dos derivados bases de Schiff (7, 10, 13-15 e 24-31).

Derivado cLogP Log S MM TPSA Drug-Likeness Drug-Score

7 4,69 -5,24 257 12,36 -2,09 0,11

10 3,77 -5,7 302 58,18 -12,39 0,1

13 4,35 -4,95 273 32,59 -1,74 0,13

14 4,62 -5,26 287 21,59 -1,69 0,11

15 4,59 -5,28 300 15,6 -2,58 0,11

24 4,79 -5,56 275 12.36 -2,71 0,1

25 4,28 -4,97 303 41,82 -1,02 0,14

26 5,9 -6,72 325 12,36 -1,46 0,08

27 3,69 -4,45 258 25,25 -2,21 0,14

28 4,73 -5,47 296 28,15 -0,16 0,13

29 4,62 -5,26 287 21,59 -7,71 0,1

30 4,53 -6,02 282 36,15 -16,6 0,09

31 4,89 -5,87 293 12,36 -3,28 0,09

109

Em relação à biodisponibilidade oral observou-se que todos os derivados

obedeceram a regra do 5 de Lipinski, que avalia in silico o potencial de compostos

apresentarem uma boa biodisponibilidade oral, sendo este um importante atributo

para os novos candidatos a fármacos (Tabela 19). Desta forma, para um composto

apresentar boa absorção oral, in silico, este deve obedecer, ao menos três das

regras a seguir: (1) apresentar massa molecular ≤ 500 Da; (2) número de átomos

aceptores de ligação de hidrogênio ≤ 10; (3) número de grupos doadores de ligação

de hidrogênio (grupos OH ou NH) ≤ 5; (4) Log do coeficiente de partição óleo/água

(cLog P) ≤ 5 (Lipinski, 2001).

Tabela 19: Cálculos do Molinspiration para os derivados (7, 10, 13-15 e 24-31)

Derivado Nº de átomos nOH nOHNH NLR VM

7 20 1 0 3 250,12

10 23 4 0 4 273,45

13 21 2 1 3 258,14

14 22 2 0 4 275,67

15 23 2 0 4 296,03

24 21 1 0 3 255,05

25 23 3 1 4 283,69

26 22 1 0 3 277,19

27 20 2 0 3 245,97

28 23 2 1 3 279,1

29 22 2 0 4 275,67

30 22 2 0 3 266,98

31 22 1 0 3 259.98

110

A estabilidade de um fármaco depende de inúmeros fatores, porém um dos

fatores que facilmente podemos notar que a estabilidade está diretamente

proporcional a redução da lipoficilidade, visto que vários sítios de interação são

lipofílicos (Puratchikody et al., 2016). A alta lipofilicidade (miLogP) pode ser

observada nestas substâncias, analisando a estrutura observa-se majoritariamente

hidrocarbonetos. Os derivados 25 e 27 não violaram nenhum dos atributos da regra

dos 5. Eles são derivados da vanilina e 3-carbóxipiridina, possuindo desta forma,

mais sítios polares, reduzindo assim a lipofilicidade.

Pode-se observar que o fármaco diflunisal (Figura 63), que possui uma

bifenila, assinalou risco toxicidade para mutagenicidade e de reprodução. Smolinske

e colaboradores relataram em seu trabalho que a super dosagem de diflunisal

mostrou ser tóxico principalmente no trato gastrointestinal e neurológico em ratos

(Smolinske et al., 1990). Com relação aos outros descritores, mostrou ser bem

solúvel. O fármaco clofazimina não apresentou risco de toxicidade, porém apresenta

baixa solubilidade. A clofazimina é um fármaco de uso oral, destra forma, mesmo

violando um dos parâmetros de Lipinski (cLog ≤5) ainda possui boa

biodisponibilidade oral.

Figura 64: Descritores do servidor OSIRIS paras os fármacos diflunisal e

clofazimina.

111

5.5 Teste de atividade antibacteriana e antifúngica de alguns derivados biaril-

base de Schiff

Os testes de atividade antibacteriana e antifúngica de difusão de disco (em

mm) foram realizados usando as cepas das bactérias E. Coli (25922) e S. aureus

(25925) e o fungo C. albicans (14053) com as bases de Schiff 7, 10, 14, 15, 25, 26 e

27 e não foram observadas atividades inibitórias.

6. CONCLUSÃO

A síntese do intermediário 4-aminobifenila via reação de Suzuki sob irradiação

de micro-ondas, metodologia limpa e rápida, forneceu um composto com boa

pureza. Dentre todas as metodologias estudadas, a utilização do acetato de paládio

frente outras fontes de paládio forneceram melhor rendimento. A metodologia

desenvolvida nesse trabalho mostrou-se eficiente para outras 4-aminobifenilas

substituídas.

A síntese das biaril-bases de Schiff planejadas nesse trabalho, a partir da

condensação entre 4-aminobifenilas e respectivos aldeídos, foram realizadas com

sucesso. O estudo foi realizado com 3 catalisadores ácidos (HCl, ácido acético e

ácido cítrico), o ácido cítrico mostrou-se muito eficiente fornecendo os derivados em

condições limpas e rápidas com moderados a bons rendimentos.

O estudo dos servidores OSIRIS e mollinspiration mostrou que as moléculas

são promissoras para a biodisponibilidade oral, visto que, menos que algumas

moléculas violassem regra de Lipinski, não excederam uma violação, o que é

previsto pela regra. A correlação entre o estudo metodológico, que fornece uma

gama de possibilidade de novas moléculas, com o estudo dos parâmetros físico-

químicos se tornou uma excelente ferramenta no desenvolvimento de moléculas

biologicamente ativas.

Por fim, os testes de atividade antimicrobiana de difusão do disco usando as

cepas das bactérias E. Coli (25922) e S. aureus (25925) e o fungo C. albicans

(14053) com as bases de Schiff (7, 10, 14, 15, 25, 26 e 27) não apresentaram

atividades inibitórias.

.

112

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