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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARABA CENTRO DE CINCIAS EXATAS E DA NATUREZA

DEPARTAMENTO DE QUMICA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM QUMICA

TESE DE DOUTORADO

SNTESE DE NOVOS ADUTOS AROMTICOS DE MORITA-BAYLIS-HILLMAN: HIBRIDAO MOLECULAR COMO FERRAMENTA PARA OBTENO DE

DROGAS LEISHMANICIDAS

TICIANO PEREIRA BARBOSA

Joo Pessoa PB - Brasil

Dezembro /2010

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARABA CENTRO DE CINCIAS EXATAS E DA NATUREZA

DEPARTAMENTO DE QUMICA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM QUMICA

TESE DE DOUTORADO

SNTESE DE NOVOS ADUTOS AROMTICOS DE MORITA-BAYLIS-HILLMAN: HIBRIDAO MOLECULAR COMO FERRAMENTA PARA OBTENO DE

DROGAS LEISHMANICIDAS

Ticiano Pereira Barbosa

Tese apresentada ao Centro de Cincias Exatas e da Natureza da Universidade Federal da Paraba como requisito para a obteno do ttulo de Doutor em Qumica, rea de concentrao em Qumica Orgnica.

Orientador: Mrio Luiz Arajo de Almeida Vasconcellos

Joo Pessoa PB Brasil Dezembro/2010

3

B238s Barbosa, Ticiano Pereira. Sntese de novos adutos aromticos de Morita-Baylis-

Hillman: hibridao molecular como ferramenta para obteno de drogas leishmanicidas / Ticiano Pereira Barbosa.- Joo Pessoa, 2010.

129f. : il. Orientador: Mrio Luiz Arajo de Almeda Vasconcellos Tese (Doutorado) UFPB/CCEN

1. Qumica Orgnica. 2. Adutos de Morita-Baylis-Hillman. 3. Hibridao molecular. 4. Atividade leishmanicida.

UFPB/BC CDU: 547(043)

iii

Ficha cataloga de aprova

iii

oDEDICATRIA

A Ana Flvia; esposa, amiga e companheira.

iv

EPGRAFE

No quero ser lembrado pelo que fiz, deixei de fazer ou mesmo pelas

atitudes que tomei. Prefiro ser lembrado pelo Ser Humano que sou, pois

as minhas aes e atitudes so apenas reflexos do meu carter.

Ticiano Pereira Barbosa

v

AGRADECIMENTOS

Ao Pai da vida, razo de minha existncia.

Ao amigo e professor Mrio Vasconcellos, pela orientao, oportunidade e confiana

depositadas em minha pessoa.

A minha esposa, Ana Flvia, companheira e amiga nos momentos de alegria e de

tristeza, pela compreenso durante os perodos de ausncia em razo das minhas

atividades.

Aos meus pais Petronilo e Neneca por todos os anos de dedicao, educao e

amor aos filhos.

A professora Mrcia Rosa de Oliveira e sua mestranda Francianne Medeiros

Amorim, pela colaborao e realizao dos ensaios em Leishmania amazonensis e

Leishmania chagasi.

Aos colegas do LASOM, Edilson Bezerra, Suervy, Fbio, Cludio Jnior, Saulo

Capim, Hermesson, Yen, Natlia e Sara.

Aos professores da Ps-Graduao pelos conhecimentos e exemplos transmitidos

com afinco e a todos os colegas da Ps-Graduao pelo companheirismo durante as

disciplinas.

A Vicente Carlos, Kristerson Reinaldo e a Professora Juliana, pelos espectros de

RMN.

A todos aqueles que fazem parte da minha vida e de alguma forma contriburam ou

torceram pela realizao deste trabalho e do meu sucesso.

vi

RESUMO

Ttulo: Sntese de novos adutos aromticos de Morita-Baylis-Hillman: Hibridao molecular como metodologia para obteno de drogas Leishmanicidas.

Descrevemos neste trabalho a sntese de sete novos adutos aromticos de

Morita-Baylis-Hillman, as metodologias empregadas e a avaliao da atividade

Leishmanicida in vitro contra Leishmania amazonensis e Leishmania chagasi. Este

trabalho foi idealizado a partir do conceito de hibridao molecular, unindo o

Salicilato de metila, frmaco conhecido por suas propriedades analgsicas e

antiinflamatrias e a poro comum de adutos de MBH previamente avaliados contra

espcies de Leishmania. Inicialmente, foi realizada a sntese do 2-acriloiloxi

benzoato de metila (48), um acrilato indito na literatura, em 71% de rendimento,

que serviu de aceptor de Michael para a sntese dos adutos de MBH. Oito aldedos

aromticos foram utilizados nas reaes de MBH e os produtos desejados foram

obtidos em rendimentos satisfatrios: Benzoato de 2-{2-[(4-nitrofenil)-hidroxi-metil]-

acriloiloxi}-metila (49), 70%; Benzoato de 2-{2-[(3-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-

metila (50), 61%; Benzoato de 2-{2-[(2-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (51),

74%; Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-4-il-metil)-acriloiloxi]-metila (52), 67%;

Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-3-il-metil)-acriloiloxi]-metila (53), 60%; Benzoato de

2-{2-[(4-bromofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (55), 52%; Benzoato de 2-[2-

(Hidroxi-naftalen-2-il-metil)-acriloiloxi] metila (56), 65%. Todos os adutos foram

caracterizados atravs dos mtodos fsicos de Infravermelho e Ressonncia

Magntica Nuclear (RMN1H e RMN13C). Propusemos tambm a formao de um

anel indoliznico (65) como produto majoritrio formado in situ a partir do aduto

Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-2-il-metil)-acriloiloxi]-metila (54), que no foi isolado,

mas caracterizado por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas.

Todos os adutos obtidos no trabalho apresentaram atividade Leishmanicida, com

CI50 menores que 60,0 M, sendo o aduto 51 aquele que apresentou a menor CI50,

tanto em L. amazonensis como em L. chagasi, ambas com valores menores que 15

M.

Palavras chave: Adutos de Morita-Baylis-Hillman, Hibridao molecular e Atividade

Leishmanicida.

vii

ABSTRACT

Title: Synthesis of new aromatic Morita-Baylis-Hillman adducts: Molecular hybridization as a tool to obtaining Leishmanicidal drugs.

We described herein the synthesis of seven new aromatic Morita-Baylis-Hillman

adducts, the methodologies and the evaluation of the in vitro Leishmanicidal activity

against Leishmania amazonensis and Leishmania chagasi. This work was conceived

from the concept of molecular hybridization, uniting Methyl salicylate, a drug known

for its anti-inflammatory and analgesic properties, and a common moiety of the MBH

adducts previously evaluated against Leishmania species. Initially, the synthesis of

methyl 2-(acryloyloxy) benzoate (48), a new acrylic ester, was performed in 71%

yield, which was used as a Michael acceptor for the MBH adducts synthesis. Eight

aromatic aldehydes were used in the MBH reactions and the desired products were

obtained in satisfactory yields: methyl 2-[2-(hydroxy(4-nitrophenyl)methyl)acryloyloxy]

benzoate (49), 70%; methyl 2-[2-(hydroxy(3-nitrophenyl)methyl)acryloyloxy] benzoate

(50), 61%; methyl 2-[2-(hydroxy(2-nitrophenyl)methyl)acryloyloxy] benzoate (51),

74%; methyl 2-[2-(hydroxy(pyridin-4-yl)methyl)acryloyloxy] benzoate (52), 67%;

methyl 2-[2-(hydroxy(pyridin-3-yl)methyl)acryloyloxy] benzoate (53, 60%; methyl 2-[2-

((4-bromophenyl)(hydroxy)methyl)acryloyloxy] benzoate (55), 52%; methyl 2-[2-

(hydroxy(naphthalen-2-yl)methyl)acryloyloxy] benzoate (56), 65%. All the adducts

were characterized by physical methods as infrared and Nuclear Magnetic

Ressonance (1HNMR and 13CNMR). We also proposed the formation of an indolizine

(65) as a major product formed in situ from the adduct methyl 2-[2-(hydroxy(pyridin-2-

yl)methyl)acryloyloxy] benzoate (54), which was not isolated, but characterized by

Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry. All the adducts obtained in this

work showed Leishmanicidal activity with IC50 lower than 60,0 M, and the adduct 51

showed the lowest IC50, both in L. amazonensis and L. chagasi, with values below 15

M.

Keywords: Morita-Baylis-Hillman adducts, Molecular Hybridization and

Leishmanicidal activity.

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 Nmero de novos medicamentos desenvolvidos entre 1975 e 2004 (Disponvel em: . Acessado em: 25 de setembro de 2010). .................................................................... 3

Figura 1.2 Formas amastigotas de Leishmania spp., fagocitadas por macrfagos. (Disponvel em:. Acessado em: 1 de outubro de 2010). ........................................................................ 8

Figura 1.6 Distribuio das principais espcies de Leishmania causadoras da LTA no Brasil. ..................................................................................................................... 9

Figura 1.7 LTA, leso ulcerada, nica, arredondada, com bordas elevadas, infiltradas e com fundo granuloso. ............................................................................. 10

Figura 1.8 LTA, leso cutnea com aspecto ectimide, localizada no punho e com hiperemia e infiltrao nas bordas. ............................................................................ 10

Figura 1.9 LTA, Forma cutnea difusa Polimorfismo lesional (Leses em placa infiltrada, com ulcerao, tubrculos em face, orelha e membro superior. Tempo de doena 3 anos). ......................................................................................................... 11

Figura 1.10 LTA, Forma cutnea difusa Polimorfismo lesional (Leses em placa infiltrada com deformidades nas extremidades. Tempo de doena 11 anos). .......... 11

Figura 1.11 Leishmaniose mucocutnea, paciente apresentando placa ulcero-crostosa abrangendo lbios e mento. ....................................................................... 12

Figura 1.12 Raposa: reservatrio silvestre da L. chagasi. ........................................ 14

Figura 1.13 Marsupial didelfdeo: reservatrio silvestre da L. chagasi. .................... 14

Figura 1.14 Fase aguda da Leishmaniose visceral. ................................................. 15

Figura 1.15 Criana no perodo de estado da Leishmaniose visceral. ..................... 15

Figura 1.16 Criana no perodo final da Leishmaniose visceral. .............................. 16

ix

Figura 1.17 Quadro comparativo da evoluo clnica da Leishmaniose visceral17. .. 16

Figura 1.18 Mapa com pases endmicos de casos de LC. (Disponvel em: . Acessado em: 10 de outubro de 2010). ...................................................................................................... 17

Figura 1.19 Mapa com regies endmicas (em amarelo) de casos de LV em pases do novo e velho mundo. (Disponvel em: < http://www.who.int/leishmaniasis/leishmaniasis_maps/en/>. Acessado em: 10 de outubro de 2010). ...................................................................................................... 18

Figura 1.20 Mapa Casos de Leishmaniose visceral no Brasil. Fonte: BRASIL. Ministrio da sade. Secretaria de Vigilncia em Sade. (Disponvel em: < http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/2_lv_casos_14_10_10.pdf>. Acessado em: 14 de outubro de 2010. ...................................................................................... 19

Figura 1.21 Casos de Leishmaniose tegumentar americana no Brasil. Fonte: BRASIL. Ministrio da sade. Secretaria de Vigilncia em Sade. (Disponvel em: < http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/casos_lta_br_gr_uf_1990_2008.pdf>. Acessado em: 14 de outubro de 2010. ...................................................................... 20

Figura 1.22 bitos em decorrncia da Leishmaniose visceral no Brasil. Fonte: BRASIL. Ministrio da sade. Secretaria de Vigilncia em Sade. (Disponvel em: < http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/5_lv_obitos_14_10_10.pdf>. Acessado em: 10 de outubro de 2010. ...................................................................................... 21

Figura 1.23 Estrutura Qumica do Stibogluconato de sdio (Pentostan). .............. 22

Figura 1.24 Estrutura Qumica do antimoniato de N-metil glucamina (Glucantime). .................................................................................................................................. 23

Figura 1.25 Estrutura Qumica da Anfotericina B. .................................................... 24

Figura 1.26 Estrutura Qumica da pentamidina. ....................................................... 24

Figura 1.27 Estrutura qumica da miltefosina. .......................................................... 25

Figura 1.28 Estrutura qumica do cido integerrincico. ........................................... 28

Figura 1.29 Conformaes propostas por Hoffmann e Rabe para o aduto antes da eliminao do DABCO. ............................................................................................. 30

Figura 1.30 Espectro de massas (ESI-MS) da reao de MBH utilizando benzaldeido (3 equiv.), acrilato de metila (1 equiv.) e DABCO (1 equiv.) aps 10 minutos de reao. .................................................................................................... 34

Figura 1.31 Espectro de massas (ESI-MS/MS) da reao de MBH utilizando benzaldeido (3 equiv.), acrilato de metila (1 equiv.) e DABCO (1 equiv.) e metanol como solvente. .......................................................................................................... 35

Figura 1.32 Adutos de MBH com maior atividade contra Plasmodium falciparum testados por Kundu. .................................................................................................. 36

x

Figura 1.33 Adutos de MBH com atividade antimalrica testados por Narender. ..... 36

Figura 1.34 Adutos de MBH com atividade moluscicida contra Biomphalaria glabrata. .................................................................................................................... 37

Figura 1.35 Aduto de MBH com maior atividade leishmanicida contra Leishmania amazonensis e seu bioisstero no clssico............................................................. 38

Figura 1.36 Etapas hierrquicas no processo de descoberta racional de frmacos, com base em uma abordagem fisiolgica. (NCE = nova entidade qumica). ............ 41

Figura 1.37 Estrutura qumica do salol. .................................................................... 42

Figura 1.38 Estrutura qumica do acetilsalicilato de quinina. .................................... 43

Figura 1.39 Estrutura qumica dos AINES cidos: Ibuprofeno, Cetorolac e Cetoprofeno. .............................................................................................................. 43

Figura 3.1 Adutos de MBH estruturalmente semelhantes com atividade Leishmanicida com a poro alcolica do ster acrlico em destaque. ..................... 50

Figura 3.2 Adutos de MBH propostos neste trabalho. .............................................. 51

Figura 3.3 Anlise retrossinttica de um aduto de MBH proposto no trabalho. ........ 52

Figura 4.1 CCDA aps 3 horas de reao do 4-nitrobenzaldedo com 48. .............. 57

Figura 4.2 Estrutura qumica da dioxanona formada na reao entre o composto 48 e o 4-nitrobenzaldedo. .............................................................................................. 59

Figura 4.3 CCDA aps 2 horas de reao do 4-nitrobenzaldedo com 48, utilizando t-BuOH/H2O como solvente. ..................................................................................... 61

Figura 4.4 Espectro de massas (ESI-MS) da reao de MBH utilizando benzaldeido (3 equiv.), acrilato de metila (1 equiv.) e DABCO (1 equiv.) e 2-naftol (3 equiv.) como fonte de prtons. ....................................................................................................... 66

Figura 4.5 Interao entre o alcxido e o nitrognio positivo do grupo nitro, distncia entre os tomos igual a 3.1 Angstrom. ...................................................................... 70

Figura 4.7 Cromatograma da reao do acrilato 48 com a piridina-2-carboxaldedo. .................................................................................................................................. 75

Figura 4.8 Ciclo redox do grupo nitro. ...................................................................... 81

xi

LISTA DE TABELAS

Tabela 1.1 Nmero de publicaes sobre a reao de MBH de 1991 a 2010. ......... 28

Tabela 3.1 Adutos propostos neste trabalho e seus respectivos coeficientes de partio calculados. ................................................................................................... 53

Tabela 4.1 Tempos de reao e rendimentos dos adutos 49, 50 e 51 seguindo a metodologia iniciala. .................................................................................................. 59

Tabela 4.2 Tempos de reao e rendimentos dos adutos 49, 50 e 51 utilizando o salicilato de metila como fonte de prtonsa. .............................................................. 66

Tabela 4.3 Rendimentos e tempos de reao para os adutos 49, 50 e 51 utilizando excesso do acrilato 48.. ............................................................................................. 69

Tabela 4.4 Tempo e rendimento da reao de obteno do aduto 51. ..................... 71

Tabela 4.5 Tempos de reao e rendimentos dos adutos 52, 53 e 54. .................... 72

Tabela 4.6 Dados espectroscpicos dos adutos 52 e 53. ......................................... 72

Tabela 4.7 Tempos de reao e rendimentos dos adutos 55 e 56. .......................... 73

Tabela 4.8 Dados espectroscpicos dos adutos 55 e 56. ......................................... 74

Tabela 4.9 Valores de CI50 dos adutos avaliados in vitro contra L. amazonensis e L. chagasi. ..................................................................................................................... 80

xii

LISTA DE ESQUEMAS

Esquema 1.1 Reao de Morita-Baylis-Hillman, esquema geral. ............................. 26

Esquema 1.2 Reao de empregada por Morita, uso de tricicloexilfosfina como catalisador. ................................................................................................................ 26

Esquema 1.3 Dimerizao de Rauhut e Currier utilizando alcenos ativados. .......... 29

Esquema 1.4 Primeiro Ciclo Cataltico Proposto por Hoffmann/Hill e Isaacs para a Reao de Morita Baylis-Hillman. ............................................................................. 30

Esquema 1.5 Mecanismo proposto por McQuade, mostrando a formao do hemiacetal durante a transferncia de prton no estado de transio. ..................... 31

Esquema 1.6 Proposta de McQuade para a formao do Aduto de MBH e a dioxanona a partir do produto (17). ........................................................................... 32

Esquema 1.7 Formao de co-produtos da reao de MBH utilizando Fenil vinil cetona como alceno ativado. ..................................................................................... 32

Esquema 1.8 Transferncia de prton realizada pelo metanol para a formao do aduto de MBH. .......................................................................................................... 33

Esquema 1.9 Esquema geral da reao de MBH entre nitroalcenos aromticos conjugados e formaldedo. ........................................................................................ 38

Esquema 1.10 Preparao das novas entidades qumica hbridas entre AINES e o p-aminofenol. ............................................................................................................. 44

Esquema 4.1 Reao de esterificao do salicilato de metila para gerar o seu estr acrlico. ...................................................................................................................... 55

Esquema 4.2 Reao de MBH entre o 2-acriloiloxi benzoato de metila e nitro benzaldedos. ............................................................................................................ 57

Esquema 4.3 Reao de MBH entre o 2-acriloiloxi benzoato de metila e o 4-nitrobenzaldedo, utilizando solvente prtico (t-BuOH/H2O). ..................................... 60

Esquema 4.4 Equilbrio cido-base entre a gua e o DABCO e clculo da energia livre de Gibbs. ........................................................................................................... 61

Esquema 4.5 Mecanismo de reao de Hidrlise bsica do acrilato 48. .................. 62

Esquema 4.6 Equilbrio cido-base entre o metanol e o DABCO............................. 64

Esquema 4.7 Mecanismo de reao de solvlise bsica do acrilato 48 pelo metanol. .................................................................................................................................. 64

xiii

Esquema 4.8 Mecanismo simplificado da reao de transesterificao do acrilato 48 com o salicilato de metila. ......................................................................................... 65

Esquema 4.9 Metodologia de otimizao da reao de MBH para os adutos 49, 50 e 51. ............................................................................................................................. 68

Esquema 4.10 Segunda etapa do mecanismo da reao de MBH proposto por McQuade. .................................................................................................................. 69

Esquema 4.11 Metodologia para a reao de MBH para obteno dos adutos 52, 53 e 54. .......................................................................................................................... 71

Esquema 4.12 Metodologia para a reao de MBH para obteno do aduto 55. .... 72

Esquema 4.13 Metodologia para a reao de MBH na obteno do aduto 56. ....... 73

Esquema 4.14 Mecanismo de reao para a formao da indolizina a partir de um aduto de MBH. .......................................................................................................... 76

Esquema 4.15 Formao da indolizina (65) a partir do hemiacetal (64) ou do aduto de MBH (54). ............................................................................................................. 77

Esquema 4.16 Fragmentaes e respectivas m/z da indolizina proposta (65). ........ 78

Esquema 4.17 Formao do fragmento de m/z 261. ................................................ 78

Esquema 4.18 Rearranjo de McLafferty para a formao do on base do aduto 54. 79

Esquema 4.19 Formao do on de m/z 121 a partir de um rearranjo de McLafferty sofrido pelo on de m/z 151. ...................................................................................... 79

xiv

LISTA DE ESPECTROS

Espectro 1. Espectro de RMN13C-APT(CDCl3, 50MHz) do 2-acriloiloxi benzoato de metila (48). .............................................................................................................. 107

Espectro 2. Expanso do espectro de RMN13C-APT(CDCl3, 50MHz) do 2-acriloiloxi benzoato de metila (48) na regio de 121,0 a 166,0 ppm. ...................................... 107

Espectro 3. Espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) do 2-acriloiloxi benzoato de metila (48). .............................................................................................................. 108

Espectro 4. Espectro de RMN1H(CDCl3, 200MHz) do 2-acriloiloxi benzoato de metila (48) na regio entre 5,90 e 8,20 ppm. .................................................................... 108

Espectro 5. Espectro de Infravermelho do 2-acriloiloxi benzoato de metila (48) em cm-1. ........................................................................................................................ 109

Espectro 6. Espectro de RMN13C-APT (CDCl3, 50MHz) da 2,6-di(4-nitrofenil)-5-metileno-1,3-dioxan-4-ona(58). ............................................................................... 109

Espectro 7. Espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da 2,6-di(4-nitrofenil)-5-metileno-1,3-dioxan-4-ona(58). .............................................................................................. 110

Espectro 8. Expanso do espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da 2,6-di(4-nitrofenil)-5-metileno-1,3-dioxan-4-ona(58) na regio entre 6,4 e 8,6 ppm. ............ 110

Espectro 9. Espectro de RMN13C-APT (CDCl3, 50MHz) da Benzoato de 2-{2-[(4-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (49). ........................................................ 111

Espectro 10. Espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-{2-[(4-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (49). ........................................................ 111

Espectro 11. Expanso do espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-{2-[(4-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (49) na regio entre 4.0 e 7.2 ppm. ................................................................................................................................ 112

Espectro 12. Expanso do espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-{2-[(4-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (49) na regio entre 7.2 e 8.3 ppm. ................................................................................................................................ 112

Espectro 13. Espectro de Infravermelho do Benzoato de 2-{2-[(4-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (49) em cm-1. ...................................................................... 113

Espectro 14. Espectro de RMN13C-APT (CDCl3, 50MHz) da Benzoato de 2-{2-[(3-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (50). ........................................................ 113


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xv

Espectro 16. Expanso do espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-{2-[(3-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (50) na regio entre 7,00 e 8,40 ppm. ................................................................................................................................ 114



Espectro 19. Espectro de RMN13C-DEPT (CDCl3, 100MHz) da Benzoato de 2-{2-[(2-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila(51). ......................................................... 116

Espectro 20. Expanso do espectro de RMN13C-DEPT (CDCl3, 100MHz) da Benzoato de 2-{2-[(2-nitrofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (51) na regio de 120,0 a 155,0 ppm. ................................................................................................. 116




Espectro 24. Espectro de RMN13C-APT (CDCl3, 50MHz) da Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-4-il-metil)-acriloiloxi]-metila (52). ...................................................... 118

Espectro 25. Espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-4-il-metil)-acriloiloxi]-metila (57). ................................................................... 119

Espectro 26. Expanso do espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-4-il-metil)-acriloiloxi]-metila (52) na regio entre 6,07 e 7,44 ppm. ................................................................................................................................ 119

Espectro 27. Expanso do espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-4-il-metil)-acriloiloxi]-metila (52) na regio entre 7,44 e 8,6 ppm. ................................................................................................................................ 120

Espectro 28. Espectro de Infravermelho do Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-4-il-metil)-acriloiloxi]-metila (52) em cm-1. ...................................................................... 120

Espectro 29. Espectro de RMN13C-APT (CDCl3, 50MHz) da Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-3-il-metil)-acriloiloxi]-metila (53). ...................................................... 121

Espectro 30. Espectro de RMN1H(CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-3-il-metil)-acriloiloxi]-metila (53). ................................................................... 121

xvi

Espectro 31. Expanso do espectro de RMN1H(CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-3-il-metil)-acriloiloxi]-metila (53) na regio entre 7,8 e 8,7 ppm. .. 122

Espectro 32. Expanso do espectro de RMN1H(CDCl3, 200MHz) da Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-3-il-metil)-acriloiloxi]-metila (53) na regio entre 5,6 e 6,8 ppm. .. 122

Espectro 33. Espectro de Infravermelho do Benzoato de 2-[2-(hidroxi-piridin-3-il-metil)-acriloiloxi]-metila (55) em cm-1. ...................................................................... 123

Espectro 34. Espectro de RMN13C-APT (CDCl3, 50MHz) do Benzoato de 2-{2-[(4-bromofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (55). ..................................................... 123

Espectro 35. Espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) do Benzoato de 2-{2-[(4-bromofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (55). ..................................................... 124

Espectro 36. Expanso do espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) do Benzoato de 2-{2-[(4-bromofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (55). ........................................... 124

Espectro 37. Espectro de Infravermelho do Benzoato de 2-{2-[(4-bromofenil)-hidroxi-metil]-acriloiloxi}-metila (55) em cm-1. ...................................................................... 125

Espectro 38. Espectro de RMN13C-DEPT (CDCl3, 50MHz) do Benzoato de 2-[2-(Hidroxi-naftalen-2-il-metil)-acriloiloxi] metila (56). .................................................. 125

Espectro 39. Expanso do espectro de RMN13C-DEPT (CDCl3, 50MHz) do Benzoato de 2-[2-(Hidroxi-naftalen-2-il-metil)-acriloiloxi] metila (56), na regio de 123 135 ppm. .............................................................................................................. 126

Espectro 40. Espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) do Benzoato de 2-[2-(Hidroxi-naftalen-2-il-metil)-acriloiloxi] metila (56). ................................................................ 126

Espectro 41. Expanso espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) do Benzoato de 2-[2-(Hidroxi-naftalen-2-il-metil)-acriloiloxi] metila (56) na regio entre 5,42 e 7,2 ppm. . 127

Espectro 42. Expanso do espectro de RMN1H (CDCl3, 200MHz) do Benzoato de 2-[2-(Hidroxi-naftalen-2-il-metil)-acriloiloxi] metila (56) na regio entre 7,2 e 8,06 ppm. ................................................................................................................................ 127

Espectro 43. Espectro de Infravermelho do Benzoato de 2-[2-(Hidroxi-naftalen-2-il-metil)-acriloiloxi] metila (56) em cm-1. ...................................................................... 128

Espectro 44. Espectro de massas (70 eV) do Salicilato de metila. ........................ 128

Espectro 45. Espectro de massas (70 eV) do Acrilato 48. ..................................... 128

Espectro 46. Espectro de Massas (70 eV) da indolizina obtida na tentativa de sntese do aduto 54. ................................................................................................ 129

Espectro 47. Espectro de Massas (70 eV) do aduto 54. ........................................ 129

xvii

LISTA DE ABREVIATURAS E SMBOLOS

- Alfa

ADMET - Absoro, distribuio, metabolismo, excreo e toxicidade

AINES Antiinflamatrios no-esteroidais

- Beta

CCDA - Cromatografia de Camada Delgada Analtica

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico

COX-2 Ciclo-oxigenase - 2

- Deslocamento qumico

d Dubleto

DABCO - 1,4 - diazabiciclo [2.2.2]octano

dd - Duplo dubleto

ddd Duplo dubleto duplo

DMSO - Dimetilsulfxido

ESI-MS - Espectrometria de Massas com Ionizao Electrospray

eV Eletronvolt

FioCruz - Fundao Oswaldo Cruz

GRE Grupo Retirador de Eltrons

Hz Hertz

HM Hibridizao molecular

CI50 Concentrao que inibe 50% do crescimento de uma populao

IUPAC - Unio internacional de qumica pura e aplicada (do ingls, International

Union of Pure and Applied Chemistry)

J Constante de acoplamento

KBr Brometo de potssio

kcal - kilocalorias

kg - kilogramas

Log P - Coeficiente de partio

LC - Leishmaniose Cutnea

LM Leishmaniose Mucosa

LTA - Leishmaniose Tegumentar Americana

LV - Leishmaniose Visceral

xviii

LVA - Leishmaniose Visceral Americana

m multipleto

MBH - Morita-Baylis-Hillman

MCT Ministrio da Cincia e Tecnologia

m/z Razo massa carga

OMS Organizao Mundial de Sade

P&D Pesquisa e Desenvolvimento

pKa Logaritmo negativo da constante de ionizao de um cido

ppm partes por milho

QSAR - Relao Quantitativa Estrutura-Atividade

RMBH Reao de Morita-Baylis-Hillman

RMN Ressonncia Magntica Nuclear

s Singleto

SAR - Structure Activity Relationship (Relao estrutura-atividade)

Sb+5 - Antimoniais pentavalentes

SDS - Dodecil sulfato de sdio

sex sexteto

SIDA Sndrome da Imunodeficincia Adquirida

sl Singleto largo

SP - Substncia prottipo

t - tripleto

TMS Tetrametilsilano

xix

SUMRIO DEDICATRIA .......................................................................................................... iii

EPGRAFE ................................................................................................................. iv

AGRADECIMENTOS .................................................................................................. v

RESUMO.................................................................................................................... vi

ABSTRACT ............................................................................................................... vii

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................ viii

LISTA DE TABELAS ................................................................................................. xi

LISTA DE ESQUEMAS ............................................................................................ xii

LISTA DE ESPECTROS .......................................................................................... xiv

1. INTRODUO ........................................................................................................ 2

1.1 Investimentos para Doenas Negligenciadas. ....................................................... 2

1.2. Leishmanioses .......................................................................................................... 4

1.2.1 Agentes etiolgicos: ............................................................................................... 4

1.2.2 Ciclo de vida dos parasitas .................................................................................... 6

1.2.3 Formas clnicas da infeco ................................................................................... 8

1.2.4 Perfil epidemiolgico mundial e nacional ............................................................. 17

1.3 Reao de Morita-Baylis-Hillman .......................................................................... 25

1.3.1 Propostas e aspectos mecansticos da reao .................................................... 29

1.3.2 Adutos de Morita-Baylis-Hillman e atividade biolgica ......................................... 35

1.4 A Qumica Medicinal ................................................................................................ 39

1.5 A Hibridao Molecular ............................................................................................ 42

1.5.1 A hibridao molecular como ferramenta para o combate da leishmaniose.........45

2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 48

2.1 Objetivo Geral ........................................................................................................... 48

2.2 Objetivos Especficos .............................................................................................. 48

3. ESTRATGIA SINTTICA ................................................................................... 50

4. RESULTADOS E DISCUSSO ............................................................................ 55

4.1 Preparao do 2-acriloiloxi benzoato de metila (48) .............................................. 55

4.2 Preparao dos Adutos Hbridos de MBH .............................................................. 56

4.2.1 Preparao dos adutos 49, 50 e 51 ..................................................................... 56

4.2.2 Tentativa de otimizao da reao de MBH para os adutos 49, 50 e 51 utilizando

uma mistura de terc-Butanol/gua como solvente prtico. ........................................... 59


uma metanol como solvente prtico .............................................................................. 62


Salicilato de metila como fonte protnica ...................................................................... 64

xx

4.2.5 Otimizao dos adutos 49, 50 e 51 utilizando excesso do acrilato 48 e menor

quantidade de DABCO. ................................................................................................ 68

4.2.6 Preparao dos adutos 52, 53 e 54 utilizando em solvente aprtico. ................... 71

4.2.7 Preparao dos adutos 55 e 56. .......................................................................... 72

4.2.8 Discusso sobre a reao do acrilato 48 e piridina-2-carboxaldedo. ................... 74

5. CONCLUSES E PERSPECTIVAS ..................................................................... 84

6. EXPERIMENTAL .................................................................................................. 86

6.1 Materiais e Mtodos ................................................................................................. 86

6.2 Preparao do 2-acriloiloxibenzoato de metila (48) ............................................... 87

6.2.1 Dados Espectroscpicos do 2-acriloiloxibenzoato de metila (48) ......................... 88

6.3 Procedimento geral para obteno dos adutos de Morita-Baylis-Hillman 49, 50,

51, 55 e 56. ...................................................................................................................... 88

6.4 Tentativa de otimizao da reao dos adutos 49, 50 e 51 utilizando terc-

Butanol/gua (6:4) como solvente. ............................................................................... 89

6.5 Tentativa de otimizao da reao dos adutos 49, 50 e 51 utilizando

Metanolcomo solvente. .................................................................................................. 89

6.6 Otimizao da reao dos adutos 49, 50 e 51 utilizando salicilato de metila como

solvente e fonte protnica. ............................................................................................ 89

6.7 Otimizao da reao dos adutos 49, 50 e 51 utilizando um maior excesso do

acrilato 48. ...................................................................................................................... 90

6.8 Otimizao da reao do aduto 56 utilizando um maior excesso do acrilato 48 e

o salicilato de metila como fonte protnica. ................................................................ 90

6.9 Procedimento para reao de obteno dos adutos 57, 58 e 59, utilizando

diclorometano como solvente a temperatura ambiente. ............................................. 90

6.10 Caracterizao espectroscpica do composto (1,3-Dioxanona) e dos Adutos de

Morita-Baylis-Hillman ..................................................................................................... 91

6.10.1 Composto 5-metileno-2,6-bis(4-nitrofenil)-1,3-dioxan-4-ona............................... 91

6.10.2 Aduto 49 ............................................................................................................ 92

6.10.3 Aduto 50 ............................................................................................................ 92

6.10.4 Aduto 51 ............................................................................................................ 93

6.10.5 Aduto 52 ............................................................................................................ 94

6.10.6 Aduto 53 ............................................................................................................ 94

6.10.7 Aduto 55 ............................................................................................................ 95

6.10.8 Aduto 56 ............................................................................................................ 95

6.10.1 Atividade leishmanicida contra Leishmania amazonensis e Leishmania chagasi.

..................................................................................................................................... 96

7. REFERNCIAS ..................................................................................................... 99

8. ESPECTROS ...................................................................................................... 107

1

1. Introduo

2

1. INTRODUO

Em sua trajetria durante a vida, o homem experimenta diferentes situaes e

sensaes. Todas elas, mesmo aquelas que aparentam ser demasiadamente

prejudiciais, servem para que ele suba mais um degrau durante a evoluo da

conscincia.

A cincia, referindo-me especificamente Qumica, atravs de suas

concepes tericas, da observao e da sua experimentao prtica, d ao homem

subsdios para que ele entenda um pouco da sua prpria natureza. O trabalho em

um laboratrio no mais do que a materializao de uma mente que se questiona

e tambm questiona o mundo, tentando compreend-lo para quem sabe poder dar

certa contribuio para o progresso de todos. uma idia que se concretiza, porm,

s ter valia se for empregada em benefcio coletivo.

Nosso trabalho nasceu de tentativas e erros, o que nos ajudou muito em

nossa formao intelectual e tambm moral. Descobrimos o quo esquecidos so

aqueles que apresentam um quadro infeccioso de Leishmaniose. Pudemos perceber

a falta de investimentos e de pesquisas para tratamentos menos dolorosos e mais

eficientes por parte da Indstria Farmacutica, que visa o lucro em grande parte dos

casos. Sendo assim, pudemos dar uma pequenssima contribuio aos que desejam

ajudar aqueles que so acometidos por tal enfermidade.

1.1 Investimentos para Doenas Negligenciadas.

O desenvolvimento tecnolgico e cientfico cada vez mais traz conforto e

melhor qualidade de vida para humanidade, pelo menos para uma parcela dela. No

que diz respeito sade mundial e ao surgimento de novas e eficientes terapias

contra as mais diversas doenas, o desenvolvimento cientfico de novas drogas tem

sido parcial e conivente com a indstria farmacutica, quando se trata de

investimentos em pesquisa, em no contemplar terapias para doenas

caractersticas de pases em desenvolvimento, as chamadas doenas

negligenciadas.

Tais doenas como a Malria, a Febre amarela, a Dengue, a Leishmaniose, a

Esquistossomose e a Doena de Chagas, ocorrem de forma endmica1 em vrios

3

pases em desenvolvimento e muitas vezes so esquecidas pelos rgos de

pesquisa e desenvolvimento de novas drogas. Outro ponto importante para se

destacar o fato de que o pblico alvo, pertencente aos pases em

desenvolvimento, no representa uma parcela significante nos lucros das Indstrias

farmacuticas, uma vez que as pessoas acometidas pelas chamadas Doenas

negligenciadas so, na grande maioria, de classes sociais menos favorecidas e de

baixo poder aquisitivo.

Corroborando com este panorama, podemos perceber na Figura 1.1 que

entre os anos de 1975 e 2004 que 1.556 novos medicamentos foram desenvolvidos,

sendo que apenas 21 foram destinados ao combate de doenas negligenciadas,

uma porcentagem de somente 1,3%2.

Figura 1.1 Nmero de novos medicamentos desenvolvidos entre 1975 e 2004 (Disponvel em: . Acessado em: 25 de setembro de 2010).

Nos Estados Unidos da America (EUA), por exemplo, se encontram as

maiores indstrias farmacuticas do mundo. Para se ter uma idia, no ano de 2007,

a receita destas indstrias chegou soma de 315 bilhes de dlares. Em 2008, as

grandes indstrias americanas despenderam algo em torno de 65 bilhes de dlares

em pesquisa e desenvolvimento (P&D) de novos medicamentos. No mesmo ano,

aproximadamente 2.900 novas drogas estavam em andamento nas pesquisas,

porm, 750 delas eram antineoplsicas, 312 para doenas do corao, 150 para

diabetes, 109 para Sndrome de Imunodeficincia Adquirida (SIDA) e vrias outras

para Alzheimer e doenas senis3.

4

No Brasil, os investimentos em relao s doenas negligenciadas foram

iniciados pelo Ministrio da Sade (MS) em 2003, com o primeiro edital temtico em

tuberculose, seguido pelos editais de dengue (2004) e hansenase (2005) todos

editais nacionais que seguiram definies das oficinas de prioridades realizadas em

Braslia, DF. Em 2006, priorizaram-se investimentos em doenas negligenciadas,

com o incio do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento em Doenas

Negligenciadas no Brasil, no mbito da parceria do MS com o Ministrio da Cincia

e Tecnologia (MCT). Nova oficina de prioridades em doenas negligenciadas foi

realizada em 2008, visando lanamento de edital na rea. Por meio desse programa,

foram lanados dois editais temticos que financiaram 140 projetos com um

investimento total de R$ 39 milhes4.

Com o incremento de investimentos em doenas negligenciadas e de

publicaes na rea, surgiu a demanda de transformar os conhecimentos

produzidos em produtos para a populao acometida por doenas negligenciadas.

Com esse objetivo, o Ministrio da Sade, e a Fundao Oswaldo Cruz (Fiocruz),

realizaram, em 2008, um encontro com representantes de diversas instituies e

pases, para definir estratgia de pesquisa translacional em doenas negligenciadas,

de forma a transformar resultados de pesquisas em aplicaes mdicas para

atender populao brasileira. A partir do encontro, foi elaborado um documento,

entregue ao Ministro da Sade Jos Gomes Temporo, visando criao efetiva do

Programa Translacional do Brasil em Doenas Negligenciadas.

1.2. Leishmanioses

1.2.1 Agentes etiolgicos:

As Leishmanioses so doenas parasitrias causadas pelas diversas

espcies do protozorio Leishmania spp., que pertencem ordem Kinetoplastidae,

famlia Trypanosomatidae5. So microorganismos unicelulares que se apresentam

em duas formas celulares, a primeira denominada amastigota (Figura 1.2).

As formas amastigota apresentam formato redondo ou oval, possuindo

dimetro entre 2 e 3 m e um ncleo de localizao excntrica. So encontradas no

5

interior dos fagolisossomos das principais clulas fagocticas dos mamferos, os

macrfagos.

Figura 1.2 Formas amastigotas de Leishmania spp., fagocitadas por macrfagos. (Disponvel em:

6

chagasi, L. mexicana, L. amazonensis, L. venezuelensis, L. tropica, L. major, L.

aethiopica, L. braziliensis, L. guyanensis, L. panamensis e L.peruviana.

1.2.2 Ciclo de vida dos parasitas

Como j dito, a Leishmania spp. existe em duas formas celulares e em seu

ciclo de vida no foi identificado nenhuma fase sexual6. As formas promastigotas so

encontradas no intestino do vetor, a fmea de vrias espcies do mosquito do

Gnero Lutzomyia, pertencente Ordem Dptera, Famlia Psychodidae e Subfamlia

Phlebotominae. So tambm conhecidos como flebotomneos e popularmente como

mosquito-palha, birigui, tatuquira, etc. Quando adultos, os mosquitos vetores esto

prontamente adaptados para viverem em diversos ambientes, entretanto, na fase

larvria desenvolvem-se em ambientes terrestres midos, ricos em matria orgnica

e de baixa incidncia luminosa. Ambos os sexos necessitam de carboidratos,

geralmente extrados de frutos, como fonte energtica, porm as fmeas se

alimentam principalmente de sangue para o desenvolvimento de seus ovos7.

Figura 1.4 Vetor da Leishmaniose (Lutzomyia longipalpis) durante o repasto sanguneo. (Disponvel em: < http://en.wikipedia.org/wiki/Lutzomyia>. Acessado em: 29 de setembro de 2010).

O ciclo de vida da Leishmania spp. se inicia quando o mosquito fmea, no

momento do repasto sanguneo, utilizando sua probscide, lacera os vasos

sanguneos do hospedeiro vertebrado infectado e as formas amastigotas, contidas

no interior dos macrfagos, so sugadas para o intestino do vetor juntamente com o

7

sangue consumido (item 1 da Figura 1.5). Os principais tipos de hospedeiros

vertebrados da Leishmania spp. so mamferos como os roedores, espcies de

candeos, marsupiais, primatas ou mesmo um ser humano. No intestino do inseto

vetor, as formas promastigotas passam por um processo denominado

metaciclognese, que o processo pelo qual estas formas param a fase reprodutiva

e tornam-se infectantes (promastigotas metacclicas). As formas reprodutivas, no

infectantes (procclicas), prendem-se parede do tubo digestivo do inseto vetor.

Durante a metaciclognese, as promastigotas sofrem modificaes bioqumicas em

sua superfcie, perdendo assim sua capacidade de adeso ao epitlio do intestino

mdio do flebtomo. Como resultado, as promastigotas metacclicas destacam-se,

migrando para a faringe e cavidade bucal, de onde elas so transmitidas ao

hospedeiro vertebrado, durante o prximo repasto sanguneo.6

Durante um novo repasto sanguneo (Item 5 da Figura 1.5) as formas

promastigotas adentram na pele do vertebrado e as promastigotas precisam

sobreviver aos mecanismos inatos de defesa do hospedeiro. As mudanas

bioqumicas ocorridas durante a metaciclognese conferem as promastigotas uma

resistncia aumentada lise pelo sistema complemento. Substncias presentes na

saliva dos flebotomneos tambm favorecem a infeco. Depois de serem

fagocitadas pelo macrfagos do hospedeiro vertebrado, as promastigotas sofrem

diferenciao para a forma amastigota. Aps este estgio de diferenciao ocorre

intensa multiplicao das amastigotas no interior do macrfago at resultar na

ruptura da membrana plasmtica e consequente liberao dos parasitas, que sero

novamente fagocitados por outros macrfagos como tambm se disseminaro

atravs da circulao sangunea.6

O processo de ruptura da parede celular do macrfago infectado leva a

liberao de partculas antignicas que sero apresentadas ao sistema imune,

gerando a resposta especfica. Aquelas formas promastigotas que no forem

internalizadas sero destrudas no meio extracelular pela resposta inata e as

partculas antignicas produzidas neste processo tambm podero ser utilizadas

pelas clulas apresentadoras de antgeno no processo de reconhecimento

antignico. provavelmente neste momento que caractersticas como intensidade e

qualidade da resposta imune so definidas, influenciando assim a evoluo da

doena para cura espontnea.6

8

Havendo ento um novo repasto pelo mosquito vetor em um hospedeiro

vertebrado infectado, reinicia-se o ciclo de vida do parasita.

Figura 1.5 Modelo esquemtico do ciclo de vida das espcies de Leishmania spp.(Adaptado de: < http://www.dpd.cdc.gov/DPDx/html/Leishmaniasis.htm>. Acessado em: 1 de outubro de 2010).

1.2.3 Formas clnicas da infeco

As formas clnicas conhecidas da Leishmaniose so denominadas:

Leishmaniose tegumentar americana (LTA) e Leishmaniose visceral (LV).

A LTA uma forma clnica da infeco, no contagiosa, causada por

diferentes espcies da Leishmania spp., que acomete pele e mucosas.

Primariamente, uma infeco zoontica, afetando outros animais que no o ser

humano, o qual pode ser envolvido secundariamente, tornando-a uma doena com

caractersticas antropozoonticas.

Nas Amricas, so atualmente reconhecidas 11 espcies dermotrpicas de

Leishmania causadoras de doena humana e oito espcies descritas, somente em

animais. No entanto, no Brasil j foram identificadas sete espcies, sendo seis do

9

subgnero Viannia e uma do subgnero Leishmania. As trs principais espcies so:

L. (V.) braziliensis, L.(V.) guyanensis e L.(L.) amazonensis e, mais recentemente, as

espcies L. (V.) lainsoni, L. (V.) naiffi, L. (V.) lindenberg e L. (V.) shawi foram

identificadas em estados das regies Norte e Nordeste. A distribuio das principais

espcies de Leishmania spp. responsveis pela transmisso da LTA no Brasil

mostrada na Figura 1.68.

Figura 1.6 Distribuio das principais espcies de Leishmania causadoras da LTA no Brasil.

Classicamente, a LTA se manifesta sob duas formas: Leishmaniose cutnea

(LC), que pode ser de forma localizada ou difusa, e a Leishmaniose mucosa (LM),

tambm denominada de mucocutnea.

A Leishmaniose cutnea apresenta uma lcera tpica e indolor, que se

desenvolve num perodo de 1 a 3 meses aps a picada do mosquito vetor8. A lcera

costuma localizar-se em reas expostas da pele; com formato arredondado ou

ovalado; mede de alguns milmetros ate alguns centmetros; base eritematosa,

infiltrada e de consistncia firme; bordas bem delimitadas e elevadas; fundo

avermelhado e com granulaes grosseiras. A infeco bacteriana associada pode

causar dor local e produzir exsudato seropurulento que, ao dessecar-se em crostas,

recobre total ou parcialmente o fundo da lcera. Adicionalmente a infeco

secundria pode causar eczema na pele ao redor da lcera, modificando seu

aspecto (forma ectimide). As Figuras 1.7 e 1.8 mostram como se apresentam estas

manifestaes clnicas no homem9.

10

Figura 1.7 LTA, leso ulcerada, nica, arredondada, com bordas elevadas, infiltradas e com fundo granuloso.

Figura 1.8 LTA, leso cutnea com aspecto ectimide, localizada no punho e com hiperemia e infiltrao nas bordas. J a forma cutnea difusa constitui uma forma clinica rara, porm grave, que

ocorre em pacientes com anergia e deficincia especifica na resposta imune celular

a antgenos de Leishmania. Inicia de maneira insidiosa, com leso nica e m

resposta ao tratamento; evolui de forma lenta com formao de placas e mltiplas

nodulaes no ulceradas recobrindo grandes extenses do corpo, geralmente,

causando deformidade em alguns membros como mos e ps. No Brasil, a doena

e causada pela L. (L.) amazonensis. As Figuras 1.9 e 1.10 mostram exemplos de

casos clnicos da doena9.

11

Figura 1.9 LTA, Forma cutnea difusa Polimorfismo lesional (Leses em placa infiltrada, com ulcerao, tubrculos em face, orelha e membro superior. Tempo de doena 3 anos).

Figura 1.10 LTA, Forma cutnea difusa Polimorfismo lesional (Leses em placa infiltrada com deformidades nas extremidades. Tempo de doena 11 anos).

12

Estima-se que 3 a 5% dos casos de LC desenvolvam leso mucosa.

Clinicamente, a LM se expressa por leses destrutivas localizadas nas mucosas das

vias areas superiores. A forma clssica de LM secundria leso cutnea. Na

maioria dos casos, a LM resulta de LC de evoluo crnica e curada sem tratamento

ou com tratamento inadequado. Pacientes com leses cutneas mltiplas, leses

extensas e com mais de um ano de evoluo, localizadas acima da cintura, so o

grupo com maior risco de desenvolver metstases para a mucosa. Acomete com

mais freqncia o sexo masculino e faixas etrias usualmente mais altas do que a

LC, o que provavelmente se deve ao seu carter de complicao secundria.

Acredita-se que a forma mucosa da leishmaniose seja, geralmente, causada

por disseminao hematognica das Leishmanias inoculadas na pele para as

mucosas nasal, orofaringe, palatos, lbios, lngua, laringe e, excepcionalmente,

traquia e rvore respiratria superior. Mais raramente, podem tambm ser atingidas

as conjuntivas oculares e mucosas de rgos genitais e nus. As leses de pele,

prximas aos orifcios naturais, tambm podem, por contiguidade, invadir as

mucosas. Em 1% dos casos de forma mucosa, a manifestao pode ser s na

laringe. Na Figura 1.11 mostrado um exemplo de Leishmaniose mucocutnea9.

Figura 1.11 Leishmaniose mucocutnea, paciente apresentando placa ulcero-crostosa abrangendo lbios e mento.

A LTA uma doena que acompanha o homem desde a antiguidade,

existindo relatos e descries encontrados na literatura desde o sc. I d.C.10,11. Nas

Amricas, foram encontradas cermicas pr-colombianas, datadas de 400 a 900

anos d.C., feitas pelos ndios do Peru, que apresentam mutilaes de lbios e

13

narizes, caractersticas da espndia, hoje conhecida como a forma mucosa da

Leishmaniose.12 A doena capaz de produzir, alm das suas manifestaes

clnicas, um grande efeito psicolgico e social na vida do paciente, transformando-se

em um verdadeiro estigma para aqueles que so acometidos por tal quadro clnico,

sendo muitas vezes excludos da sociedade.

Outra manifestao clnica causada por espcies do protozorio a

Leishmaniose visceral (LV), ou calazar, uma doena crnica grave, potencialmente

fatal para o homem, cuja letalidade pode alcanar 10% quando no se institui o

tratamento adequado. causada por espcies do gnero Leishmania, pertencentes

ao complexo Leishmania (Leishmania) donovani. No Brasil, o agente etiolgico a

L. chagasi, espcie semelhante L. infantum encontrada em alguns pases do

Mediterrneo e da sia.13

Na Amrica do Sul, o conhecimento da doena data de 1913, quando Migone,

em Assuno, no Paraguai, descreve o primeiro caso em necropsia de paciente

oriundo de Boa Esperana, Corumb - MS.14 Posteriormente, em 1934, a partir de

um estudo realizado por Penna15 para o diagnstico e distribuio da febre amarela

no Brasil, 41 casos positivos para o protozorio foram identificados em lminas de

viscerotomias praticadas post-mortem. Esses indivduos eram oriundos das regies

Norte e Nordeste.

Tanto no Brasil como nas Amricas, encontramos o co domstico (Canis

familiaris) como sendo o principal reservatrio da L. chagasi em ambientes rurais e

urbanos.5,16 J em ambientes silvestres, como matas e florestas, os reservatrios

que se destacam so as raposas (Dusicyon vetulus e Cerdocyon thous) e os

marsupiais (Didelphis albiventris). No Brasil, raposas infectadas foram encontradas

nas regies Nordeste, Sudeste e Amaznica (Figura 1.12). Os marsupiais

didelfdeos (Figura 1.13) foram encontrados infectados no Brasil e na Colmbia.17

14

Figura 1.12 Raposa: reservatrio silvestre da L. chagasi.

Figura 1.13 Marsupial didelfdeo: reservatrio silvestre da L. chagasi.

De modo didtico, a LV pode ser dividida em trs diferentes estgios,

considerando a evoluo clnica da doena. So eles: perodo inicial, perodo de

estado e perodo final.

O perodo inicial caracterizado pelo incio da sintomatologia, que pode variar

de paciente para paciente, mas na maioria dos casos inclui febre com durao

inferior a quatro semanas, palidez cutneo-mucosa e hepatoesplenomegalia. O

estado geral do paciente est preservado, o bao geralmente no ultrapassa a 5 cm

do rebordo costal esquerdo (Figura 1.14). Esta fase da doena, tambm chamada

de aguda por alguns autores.17

15

Figura 1.14 Fase aguda da Leishmaniose visceral.

A segunda fase, o perodo de estado, caracteriza-se por febre irregular,

geralmente associada a emagrecimento progressivo, palidez cutneo-mucosa e

aumento significativo da hepatoesplenomegalia. Apresenta um quadro clnico

arrastado geralmente com mais de dois meses de evoluo, na maioria das vezes

associado a comprometimento do estado geral (Figura 1.15).

Figura 1.15 Criana no perodo de estado da Leishmaniose visceral.

16

Caso no seja feito o diagnstico e tratamento, a doena evolui

progressivamente para o perodo final, com febre contnua e comprometimento mais

intenso do estado geral. Instala-se a desnutrio, com cabelos quebradios, clios

alongados e pele seca (Figura 1.16). Outras manifestaes importantes incluem

hemorragias (epistaxe, gengivorragia e petquias), ictercia e ascite. Nestes

pacientes, o bito geralmente determinado por infeces bacterianas e/ou

sangramentos17.

Figura 1.16 Criana no perodo final da Leishmaniose visceral. De acordo com a Figura 1.17, podemos perceber, de maneira comparada, as

relaes entre as manifestaes clnicas da doena e cada uma das fases de sua

evoluo17.

Figura 1.17 Quadro comparativo da evoluo clnica da Leishmaniose visceral17.

17

1.2.4 Perfil epidemiolgico mundial e nacional

Todo ano, estima-se um nmero entre 1,5 e 2 milhes de crianas e adultos

apresentam os sintomas da Leishmaniose, sem contar a incidncia da infeco

quando est se apresenta de maneira subclnica, ou assintomtica, onde esses

nmeros podem oscilar ente 2 e 4 milhes de pessoas no mundo. Em torno de 90%

dos casos da forma cutnea de Leishmaniose ocorrem em pases como o

Afeganisto, Pakisto, Sria, Arbia saudita, Arglia, Iran, Brasil e Peru, enquanto

que 90% dos casos de LV ocorrem na ndia, Bangladesh, Nepal, Sudo e Brasil18.

As Figuras 1.18 e 1.19 mostram a distribuio geogrfica da Leishmaniose em

alguns Pases que apresentam regies endmicas.

Figura 1.18 Mapa com pases endmicos de casos de LC. (Disponvel em: . Acessado em: 10 de outubro de 2010).

Pases endmicos

18

Figura 1.19. Mapa com regies endmicas (em amarelo) de casos de LV em pases do novo e velho mundo. (Disponvel em: < http://www.who.int/leishmaniasis/leishmaniasis_maps/en/>. Acessado em: 10 de outubro de 2010).

De acordo com o perfil geogrfico mundial, a doena ainda permanece

inserida na pobreza, como uma doena negligenciada. Dentre os quase dois milhes

de novos casos anuais, aproximadamente 1.500.000 casos so atribudos a LC e

cerca de 500.000 so da LV, no caso desta ltima, o nmero de bitos pode chegar

a 50.000 anuais19.

O Ministrio da Sade do Brasil, anualmente, divulga o nmero de casos

registrados de vrias doenas, entre elas, a Leishmaniose. Para se ter uma idia do

nmero de casos da LTA e da LV, podemos observar as Figuras 1.20 e 1.21 que

mostram os nmeros referentes s duas ltimas dcadas. J a Figura 1.22 destaca

o nmero de bitos ocorridos em pacientes com LV do ano 2000 ao ano de 2009.

De acordo com os dados divulgados, no Brasil, assim como no panorama

mundial, h sempre um grande nmero de casos de Leishmaniose a cada ano.

Entretanto, as formas clnicas da doena no apresentam uma proporo numrica

equivalente de casos. O nmero de casos de LTA sempre muito maior, chegando

a uma proporo de pelo menos 10 casos da doena para cada caso de LV em

determinados anos no nosso pas. Porm, importante observar que a maior parte

dos casos de LV ocorre em estados do Nordeste, devendo-se ento dar um maior

enfoque a esta forma da doena nessa regio do pas. J a LTA ocorre com maior

incidncia tanto em estados do Nordeste como estados do Norte do pas.

19

Figura 1.20. Mapa de Casos de Leishmaniose visceral no Brasil. Fonte: BRASIL. Ministrio da sade. Secretaria de Vigilncia em Sade. (Disponvel em: < http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/2_lv_casos_14_10_10.pdf>. Acessado em: 14 de outubro de 2010.

20

Figura 1.21 Casos de Leishmaniose tegumentar americana no Brasil. Fonte: BRASIL. Ministrio da sade. Secretaria de Vigilncia em Sade. (Disponvel em: < http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/casos_lta_br_gr_uf_1990_2008.pdf>. Acessado em: 14 de outubro de 2010.

21

Figura 1.22 bitos em decorrncia da Leishmaniose visceral no Brasil. Fonte: BRASIL. Ministrio da sade. Secretaria de Vigilncia em Sade. (Disponvel em: < http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/5_lv_obitos_14_10_10.pdf>. Acessado em: 10 de outubro de 2010.

22

Apesar da forma visceral da doena ser aquela que pode levar ao bito, no

devemos negligenciar ainda mais a LTA por no ser letal. Como mostrado nos

dados do Ministrio da Sade, grande o nmero de casos de pessoas acometidas

pela LTA, sendo assim, devemos tambm dar ateno a esse tipo da infeco por

causar muitas vezes deformaes no corpo, transformando-se em um verdadeiro

estigma social para os portadores da doena.

1.2.5 Repertrio teraputico para o tratamento das leishmanioses

A partir do ano de 1940, os derivados antimoniais pentavalentes (Sb+5) foram

introduzidos na teraputica, desde ento, os mesmos tm sido considerados como

drogas de primeira escolha no tratamento dessa protozoose. Existem no mercado

atualmente duas formulaes de Sb+5 disponveis: Estibogluconato de sdio (Figura

1.23) e o antimoniato de N-metil glucamina (Figura 1.24), no parecendo existir

diferenas quanto a eficcia teraputica destas formulaes. No Brasil, a nica

formulao disponvel o antimoniato de N-metil glucamina, que vem sendo

distribuda pelo Ministrio da Sade em ampolas de 5 ml, contendo 405mg de Sb+5

(1 ml = 81mg de Sb+5). As ampolas devem ser armazenadas em local fresco e ao

abrigo da luz, para evitar problemas na estabilidade do medicamento.

Figura 1.23 Estrutura Qumica do Stibogluconato de sdio (Pentostan).

23

Figura 1.24 Estrutura Qumica do antimoniato de N-metil glucamina (Glucantime).

No Brasil, apesar de no existir documentao da presena de cepas de L.

chagasi resistentes in vitro aos antimoniais, recomenda-se o tratamento da

leishmaniose visceral com a dose de 20mg de Sb+5 kg/dia, com aplicao

endovenosa ou intramuscular, por no mnimo 20 e no mximo 40 dias, utilizando-se

o limite mximo de 2 a 3 ampolas/dia do produto com bons ndices de cura17. Nos

casos de LTA, as doses dos antimoniais pentavalentes so administradas de forma

semelhante9.

Embora sejam drogas de primeira escolha para o tratamento, elas se

mostram txicas, nem sempre efetivas, e na LV so usadas em esquemas

prolongados. O principal efeito colateral do Glucantime sua ao sobre o aparelho

cardiovascular, sendo desaconselhvel sua utilizao durante os dois primeiros

trimestres de gravidez13.

Existem propostas de mecanismos de ao para os antimoniais

pentavalentes, uma delas que eles se ligam a grupos sulfidrilas em protenas dos

parasitas. Algumas evidncias sugerem que a forma pentavalente do antimoniato

reduzida a forma trivalente in vivo antes de se ligar aos grupos sulfidrila. Antimoniais

trivalentes inibem a fosfofrutocinase, enzima importante para o desenvolvimento e

crescimento dos parasitas20.

Como drogas de segunda escolha, no arsenal teraputico contra as

Leishmanioses, so oferecidas a Anfotericina B (Figura 1.25) e as pentamidinas

(Figura 1.26), quando o tratamento com antimoniais no proporciona resposta

satisfatria.

O desoxicolato de Anfotericina B e um antibitico polinico, da classe dos

macroldeos, com excelente atividade in vitro na destruio de Leishmania intra e

extracelular. Seu uso limitado por suas reaes adversas, principalmente no que

diz respeito aos danos causados na funo renal21.

24

Figura 1.25 Estrutura Qumica da Anfotericina B.

Recentemente, novas formulaes da anfotericina B (anfotericina B

lipossomal e anfotericina B disperso coloidal) tornaram-se disponveis

comercialmente. A Anfotericina B Lipossomal apresenta menor toxicidade e maior

eficcia, porm, custo elevado, impossibilitando o seu uso na rotina do servio. Est

sendo indicada aos pacientes graves de leishmaniose visceral, que desenvolveram

insuficincia renal ou toxicidade cardaca durante o uso do Glucantime e de outras

drogas de escolha no obtendo melhora ou cura clnica. Para o tratamento de

leishmaniose visceral, a dose recomendada de 1,0 a 1,5 mg/Kg/dia durante 21

dias, ou como alternativa a dose de 3,0 mg/Kg/dia durante 10 dias17.

O O

NH

NH2

NH

NH2

Figura 1.26 Estrutura Qumica da pentamidina. .

A pentamidina usada principalmente na Europa e frica. Sua eficcia

inferior a dos antimoniais pentavalentes e anfotericina B e seus efeitos colaterais

maiores. A dose utilizada de 4mg/kg/dia em dias alternados no total de 15 doses,

no devendo ultrapassar a 2g como dose total. Seus efeitos colaterais mais

comumente encontrados so anorexia, astenia, nusea, dor abdominal, hipoglicemia

prolongada, taquicardia e outras arritmias, insuficincia renal em 25% dos pacientes,

geralmente reversvel e pancreatite que pode levar ao aparecimento de diabetes

mellitus, em 10 a 15% dos casos17.

25

A mais recente droga na teraputica contra a Leishmaniose a miltefosina

(Figura 1.27), a primeira droga de uso oral para o tratamento da Leishmaniose.

Sendo assim, abre-se um porta para um tratamento mais eficaz, menos doloroso e

que pode ser administrado pelo prprio paciente. A droga foi bem sucedida em

casos de LV na ndia, onde foi aprovada em 2002 e na Colmbia em 2005, onde

mostrou uma eficcia de cura em mais de 90% dos casos de LC causados por L.

panamensis, mas no mostrou grande eficcia em casos na Guatemala, causados

por L. brasiliensis18. Existem poucos efeitos adversos tais como vmito e diarria.

NH3C

CH3H3C

OP

O-O

O(CH2)5

Figura 1.27 Estrutura qumica da miltefosina. Recentemente, resultados de um estudo de fase 2 de um creme para

combater LC causada por L. major mostrou-se bastante eficaz, com mais de 90% de

taxa de cura em 20 dias de tratamento tpico. No futuro, esta poder ser uma

excelente alternativa para combater as leses, uma vez que muitos tratamentos so

feitos de maneira dolorosa, com injees intralesionais.22

1.3 Reao de Morita-Baylis-Hillman

Em sntese orgnica, a construo de estruturas qumicas mais complexas

atravs da formao de ligaes carbono-carbono uma das etapas fundamentais e

necessrias. Alm disso, o desenvolvimento de estratgias sintticas para a

construo de estruturas a partir de ligaes carbono-carbono continua sendo um

dos mais desafiadores esforos empregados pelos qumicos orgnicos.

Vrias reaes de formao de ligaes carbono-carbono foram

desenvolvidas e suas aplicaes sintticas em qumica orgnica esto bem

documentadas. Entre as mais importantes podemos citar: a reao aldlica, reao

de Reformatsky, rearranjos de Claisen, reaes de Friedel-Crafts, Diels-Alder,

Grignard, Wittig, Heck, acoplamento de Suzuki entre outras.23

26

Fazendo parte deste grupo de reaes, uma estratgia sinttica prtica, e

recente, para a aquisio de molculas mais complexas a partir da formao de

ligaes carbono-carbono o emprego da reao de Baylis-Hillman, que data de

1972,24 quando o qumico britnico Anthony B. Baylis e o qumico alemo Melville E.

D. Hillman relataram a reao de alcenos ativados, tais como steres -

insaturados, amidas, nitrilas e cetonas, com uma variedade de aldedos e catalisada

por aminas tercirias bicclicas como o DABCO, quinuclidina ou indolizina (Esquema

1.1). O produto da reao foi um aduto polifuncionalizado, o que de interesse para

sntese orgnica.

R

O GREGRE

R

OH

N

NN N

+

DABCO

ABH

cat. =

Indolizina Quinuclidina

cat.

R = H, Alquila ou Arila

GRE = Grupo retirador de eltrons (COOR, CN, et.)

ABH = Aduto de Baylis-Hillman

Esquema 1.1 Reao de Morita-Baylis-Hillman, esquema geral.

A reao tambm conhecida como Morita-Baylis-Hillman (MBH), pois houve

a contribuio do qumico japons Ken-ichi Morita quando no uso de

tricicloexilfosfina como catalisador (Esquema 1.2) ao invs de aminas tercirias.25

R

O GREGRE

R

OHP

+

R = Alquila ou Arila GRE = CN ou CO2CH3

Esquema 1.2 Reao de empregada por Morita, uso de tricicloexilfosfina como catalisador.

A reao de MBH foi definida como uma reao que resulta na formao de

uma ligao carbono-carbono entre a posio de um alceno ativado e um eletrfilo

contendo um carbono sp2 deficiente de eltrons sobre a influncia de um catalisador,

27

particularmente aminas tercirias, tendo como produto molculas

polifuncionalizadas.26 Recentemente, essa reao foi tambm definida como uma

combinao one pot das reaes de Michael, aldol (Michael ou alquilao) e

eliminao de maneira sucessiva. Sendo assim, essa uma reao com trs

componentes envolvidos na formao da ligao carbono-carbono, a posio do

alceno ativado, o eletrfilo e o catalisador.27

Alm disso, uma reao que atende muito bem os requisitos para se

desenvolver uma estratgia sinttica eficiente, uma vez que ela apresenta as

seguintes caractersticas experimentais:28

Na maioria dos casos, no h necessidade de solventes. Quando so

necessrios, os mais usados so: metanol, diclorometano, tetraidrofurano e

dioxana, sem tratamento prvio, ou secagem. A gua tambm utilizada

quando o aldedo solvel;

Temperatura: a maioria das reaes ocorre temperatura ambiente, sem que

este fator afete a seletividade da reao, no caso da verso assimtrica;

Atmosfera: tambm no h necessidade de atmosfera inerte, sendo

recomendada apenas a troca de atmosfera quando o aldedo muito sensvel

ao oxignio atmosfrico;

No caso de necessidade de ultrassom, equipamentos simples do tipo Cleaner,

utilizados na limpeza de instrumentos, funcionam bem, e para irradiao

microondas, um equipamento domstico suficiente;

Escala: pode variar de 1 mmol at 0,5 mol;

Catalisador: utilizado na proporo de 10 a 30%, podendo ser recuperado.

Rendimentos qumicos: embora no sejam muito altos (~70%), na maioria dos

casos o aldedo recuperado quase quantitativamente, podendo ser

reciclado. Os adutos costumam ser estveis frente s tcnicas rotineiras de

purificao, como por exemplo, coluna cromatogrfica presso normal ou

reduzida;

Considerada como qumica verde, uma vez que todos os tomos dos

reagentes se encontram incorporados ao produto, portanto, com total

economia de tomos.

28

Apesar de ser conhecida desde 1972, foi apenas dez anos depois, em 1982,

que se fez uma das primeiras aplicaes desta reao para a sntese de molculas

provenientes de produtos naturais, quando Drewes e Emslie29 utilizaram um aduto

de Baylis-Hillman como intermedirio sinttico para a sntese do cido

integerrincico (Figura 1.28), um monoterpeno de origem natural encontrado em

vrias espcies de plantas, como por exemplo, Senecio jacobaea. O cido

integerrincico constitui uma poro cida de vrios alcalides pirrolizidnicos

encontrado na natureza. No ano seguinte, em 1983, Hoffmann e Rabe30 publicaram

a sntese racmica de outro composto proveniente de produtos naturais, o cido

mikancico, que um monoterpeno dicarboxilado encontrado em alcalides de

espcies de Senecio sp. (famlia Asteraceae).

OH

CO2H

CO2H

c. Integerrincico

Figura 1.28 Estrutura qumica do cido integerrincico.

A cada ano, o crescente nmero de artigos publicados sobre metodologias e

aplicaes da reao de MBH enriquece o tema. Na tabela 1 podemos perceber o

aumento significativo do nmero de publicaes sobre a reao entre os anos de

2001 e 2010 em relao aos anos de 1991 e 2000.

Tabela 1.1 Nmero de publicaes sobre a reao de MBH de 1991 a 2010.

Ano N de Publicaes Ano N de Publicaes

1991 3 2001 94

1992 7 2002 135

1993 10 2003 117

1994 13 2004 158

1995 13 2005 168

1996 11 2006 212

1997 14 2007 232

1998 34 2008 206

1999 43 2009 240

2000 55 2010 185

Fonte: SciFinder (Chemical Abstract), acessado em 15 de outubro de 2010.

29

1.3.1 Propostas e aspectos mecansticos da reao

Como dito, a reao de MBH utilizando fosfinas como catalisador conhecida

desde 1968, entretanto, importante perceber que em 1963, Rauhut e Currier26,

descreveram a dimerizao de alcenos ativados catalisada por fosfinas (Esquema

1.3). Talvez tenha sido a partir desta patente que Morita percebeu a possibilidade da

construo de novas molculas utilizando um aldedo como eletrfilo.

GRE GRE

GRE

PR3

GRE

PR3

PR3

GRE

GRE

PR3

GRE

GRE

PR3

GRE

GRE

GRE

GRE

R = Alquila ou Arila

GRE = CN ou CO2CH3

-+

-

+

-

+

Dmero

(I)

(II)

(III)

(IV)

Esquema 1.3 Dimerizao de Rauhut e Currier utilizando alcenos ativados.

A reao descrita por Rauhut e Currier envolve uma adio, do tipo Michael,

da fosfina (I) ao sistema -insaturado (II), gerando um zwitterion (III). Segue-se

ento uma nova adio de Michael entre a posio ao GRE do zwitterion e a

posio de um novo alceno ativado, gerando um novo zwitterion (IV), que sofre um

prototropismo seguido de eliminao para liberar a fosfina e formar o dmero. 32

Em 1983, com a publicao de Hoffmann e Rabe,30 as propostas

mecansticas da reao de MBH ganham espao entre as publicaes sobre o tema.

Neste trabalho, os autores propem dois estados conformacionais (2 e 3) possveis

para o zwitterion (1), antes da eliminao do DABCO.

30

N+

N

O

H

O

H

Ph

OMe

HH

N+

N

CHPh

H COOMe

O

HH

N+

N

CHPh

H

MeOOC

O

1 2 3

Figura 1.29 Conformaes propostas por Hoffmann e Rabe para o aduto antes da eliminao do DABCO.

A proposta mecanstica de Hoffmann e Rabe foi acrescentada de dados

cinticos realizados por Hill e Isaacs33 (Esquema 1.4). A primeira etapa da reao

envolve uma adio de Michael da amina terciria (5) ao alceno ativado (6) gerando

um intermedirio zwitterionico (7). Em uma segunda etapa, ocorre uma adio

aldlica de (7) ao aldedo (8) gerando um segundo intermedirio zwitterionico (9).

Numa terceira etapa h transferncia de prton intramolecular de (9) formando (10).

Numa quarta e ltima etapa ocorre a eliminao da amina terciria, devolvendo-a ao

ciclo cataltico e gerando o aduto de MBH (11). Estudos cinticos realizados por Hill

e Isaacs (kH/kD= 1.03 0.1, usando acrilonitrila como aceptor de Michael para a

reao de MBH), mostraram que a etapa determinante da velocidade da reao de

Morita-Baylis-Hillman corresponde ao ataque nucleoflico do azaenolato (7) ao

aldedo (8) (Etapa II).

NR35

CN

6

Etapa I

Etapa II R1CHO

8

R1

O

CNH

NR3

9

Etapa III

R1

OH

NR3

10

Etapa IV

N

7

C

C N

R

R

R

R1

OH

CN

11

N

KH/KD= 1.03 0.1

Esquema 1.4 Primeiro ciclo cataltico proposto por Hoffmann/Hill e Isaacs para a reao de Morita-Baylis-Hillman.

31

Entretanto, em 2005, em estudo realizado pelo grupo de pesquisas liderado

pelo McQuade, foi proposto um mecanismo envolvendo um estado de transio de

seis membros formado por um intermedirio do tipo hemiacetal (16). Eles

demonstraram que em solventes aprticos a reao de segunda ordem para o

aldedo (13) (mostrando um efeito isotpico cintico significante, kH/kD= 5.2 0.6 em

DMSO) e de primeira ordem para o acrilato de metila e o DABCO34. (Esquema 1.5).

Esquema 1.5 Mecanismo proposto por McQuade, mostrando a formao do hemiacetal durante a transferncia de prton no estado de transio.

Com base nessas observaes, a proposta de McQuade agora apontava para

a etapa de transferncia de prton, sugerindo esta etapa (k4) como determinante da

velocidade da reao. A proposta de McQuade mostra as duas primeiras etapas

como sendo as mesmas propostas por Hill e Isaacs. Na terceira etapa ocorre a

adio a um segundo equivalente do aldedo (13) gerando um intermedirio do tipo

hemiacetal (15). A etapa determinante da reao (etapa lenta) seria a transferncia

de prton intramolecular que ocorre num estado de transio de seis membros (16),

diferente do modelo proposto por Hill e Isaacs. Em seguida, ocorre a eliminao da

amina e, subsequentemente, a formao do produto (17), que posteriormente

convertido no aduto de Morita-Baylis-Hillman.

Alm disso, a proposta de McQuade explica o fato de serem obtidas

dioxanonas (18) como co-produtos da reao de Morita-Baylis-Hillman.35-39 Essas

dioxanonas so formadas a partir de uma reao de transesterificao

32

intramolecular sofrida pelo intermedirio (17), formando um anel de seis membros.

(Esquema 1.6).

O

O Ar

O

OH

Ar O

O Ar

O

Ar

O

O Ar

OH

17

+ MeOH

18Aduto de MBH

Esquema 1.6 Proposta de McQuade para a formao do Aduto de MBH e a dioxanona a partir do produto (17).

Outro ponto importante para se destacar, em relao ao desfavorecimento da

reao, quando a reao se processa com a utilizao da Fenil vinil cetona (19)

como o aceptor de Michael para o DABCO. Em trabalho realizado por Shi e

colaboradores40, os produtos formados na reao entre a Fenil vinil cetona e

aldedos aromticos na presena de DABCO e DMF como solvente no foram os

adutos esperados para a reao de MBH. Duas espcies de co-produtos foram

formados, sendo um deles resultado de uma nova adio 1,4 de Michael ao aduto

por outra molcula do alceno ativado (20), bem como o dmero do alceno ativado

(21), como j havia sido verificado por Rauhut e Currier (Esquema 1.7).

R

O O

OOH

R

O

O

O+DABCO

DMF, 20 C

+

19 20 21

Esquema 1.7 Formao de co-produtos da reao de MBH utilizando Fenil vinil cetona como alceno ativado.

Recentemente, um detalhado estudo computacional envolvendo o mecanismo

da reao de Morita-Baylis-Hillman foi feito por Aggarwal e colaboradores 41. Durante

o estudo eles observaram que em ausncia de um solvente prtico, como o metanol,

a desprotonao da posio alfa a etapa determinante da velocidade e ocorre

atravs de um estado de transio cclico (16), como mostrado no Esquema 1.5,

corroborando os dados experimentais obtidos por McQuade. Em contrapartida,

quando a reao se processa utilizando metanol como solvente para a reao, eles

33

observaram um caminho reacional ligeiramente menos energtico na etapa lenta,

onde o metanol serve de carreador para a transferncia do prton do carbono para o

oxignio (22), como mostrado no Esquema 1.8.

Neste estudo computacional foram calculadas as respectivas energias dos

estados de transio com solvente aprtico e com metanol, chegando-se aos

valores de 28,7 kcal/mol no primeiro caso (16) e 25,8 kcal/mol no segundo (22), que

foi um pouco menos energtico que o estado de transio proposto por McQuade.

Ar

OH O

OMeAduto de MBH

- MeOH- NMe3

Esquema 1.8 Transferncia de prton realizada pelo metanol para a formao do aduto de MBH.

Em 2009, um estudo realizado na Universidade Estadual de Campinas

(UNICAMP), coordenado pelos professores Fernando Coelho e Marcos Eberlin42,

investigou o mecanismo da reao de MBH utilizando como ferramenta de anlise a

tcnica de espectrometria de massas com ionizao por eletronebulizao (ESI-MS).

A utilizao da tcnica permitiu aos pesquisadores a possibilidade de caracterizar

intermedirios importantes da reao de MBH. Por ser rpida e de alta sensibilidade,

a tcnica de ESI-MS permitiu que intermedirios sintticos da reao, com curta

durao de formao, fossem transferidos de maneira eficiente da soluo de

reao para a fase gasosa. A tcnica utilizada pelos autores proporcionou

fotografias instantneas e coerentes da composio inica de cada soluo de

reao analisada, funcionando assim como um interessante mtodo de

caracterizao de ons (pescador de ons). A tcnica de ESI-MS mostrou-se uma

ferramenta importante para a soluo de estudos mecansticos e suas proposies.

34

Utilizando acrilato de metila e benzaldedo como reagentes e

universidade federal da paraÍba centro de …livros01.livrosgratis.com.br/cp155781.pdf ·...

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