Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/53562
Type: Tese
Title: Atividade de compostos porfirínicos como catalisadores na oxidação de carvacrol e como potenciais agentes leishmanicidas
Authors: Patrícia Salvador Tessaro
First Advisor: Gilson de Freitas Silva
First Co-advisor: Dayse Carvalho da Silva Martins
First Referee: Renata Galvão de Lima
Second Referee: Maribel Coromoto Navarro Acosta
Third Referee: Leticia Regina de Souza Teixeira
metadata.dc.contributor.referee4: Ana Paula de Carvalho Teixeira
Abstract: Os compostos porfirínicos são essenciais para a vida na Terra e desempenham diversas atividades biológicas em sistemas in vivo. Desta forma, compostos sintéticos bioinspirados aliados à química dos íons antimônio(V) e manganês(III) podem representar excelentes candidatos a fármacos no combate à leishmaniose e na aplicação como catalisadores em reações de oxidação, respectivamente. Neste trabalho, os compostos porfirínicos H2T245TMPP, [MnIIICl(TPP)], [MnIIICl(T245TMPP)], [SbVCl2(T245TMPP)]Cl e [SbVCl2(T35DMPP)]Cl foram sintetizados e caracterizados por espectroscopia de absorção na região do ultravioleta-visível (UV-VIS), ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H, exceto o complexo de manganês), espectrometria de massas e análise elementar. Estas técnicas permitiram confirmar a obtenção dos compostos de interesse. No que se refere aos estudos de catálise, os complexos de manganês foram usados em reações de oxidação de carvacrol, em presença dos oxidantes PhIO e PhI(OAc)2, nos solventes carbonato de dimetila, diclorometano e acetato de etila. De maneira geral, a conversão do carvacrol ficou na faixa de 93-100%. Os sistemas com PhI(OAc)2 e carbonato de dimetila, solvente considerado verde, apresentaram maiores valores de conversão do carvacrol. A timoquinona, produto exclusivamente formado em outros sistemas descritos na literatura, foi obtida com baixos rendimentos (menores que 8%), sendo o produto majoritário nos sistemas estudados um polímero de carvacrol. Por meio dos experimentos realizados, comprovou-se que a reação de polimerização do carvacrol é dependente do catalisador metaloporfirínico, do oxidante e que possivelmente essa reação ocorre por mecanismo radicalar. Foram avaliadas a eficiência de reúso de catalisadores porfirínicos em uma sequência de quatro ciclos, nos três solventes, na presença do oxidante PhI(OAc)2. As porfirinas base livres e os complexos de antimônio tiveram sua atividade leishmanicida avaliada contra formas promastigotas e amastigotas da espécie Leishmania braziliensis. Nos ensaios com a forma promastigota, o complexo inédito [SbVCl2(T245TMPP)]Cl mostrou maior atividade leishmanicida, quando comparada aos outros compostos. Entretanto, nos ensaios com a forma amastigota, as porfirinas H2T245TMPP e H2T35DMPP apresentaram maior toxicidade ao parasita, com os menores valores de concentração inibitória de 50% (CI50). Comparando-se os valores de CI50 dos compostos estudados com aquele descrito para a Miltefosina, fármaco de referência, eles apresentaram maior toxicidade para a forma amastigota da mesma espécie e menor citotoxicidade para os macrófagos (células saudáveis). Testes de oxirredução foram feitos para as porfirinas de antimônio(V) na presença de alvos biológicos, GSH e L-cisteína, para verificar uma possível redução dos complexos por essas biomoléculas. Os testes foram monitorados por meio de espectroscopia de absorção na região do UV-VIS, e se constatou que não ocorreu redução de antimônio(V) para antimônio(III), o que permite descartar a ocorrência um mecanismo de ação leishmanicida por redução do íon Sb(V), como proposto para outros compostos. Os mesmos compostos utilizados nos estudos de determinação da atividade leishmanicida, foram avaliadas quanto à interação com ácido desoxirribonucleico (ADN) do esperma de salmão, por meio de espectroscopia de absorção na região do UV-VIS, dicroísmo circular e de emissão de fluorescência. As variações espectrais foram observadas e as constantes de ligação intrínseca, de supressão e cinética de supressão de Stern-Volmer foram calculadas para todos os compostos. Os resultados dos ensaios de interação porfirina-ADN apontam para um modo de interação por via externa ou intercalação parcial entre as bases nitrogenadas.
Abstract: Porphyrin compounds are essential for life on Earth and perform diverse biological activities in in vivo systems. Thus, bioinspired synthetic compounds combined with the chemistry of antimony(V) and manganese(III) ions may represent excellent candidates for drugs in the fight against leishmaniasis and in their application as catalysts in oxidation reactions, respectively. In this work, the porphyrin compounds H2T245TMPP, [MnIIICl(TPP)], [MnIIICl(T245TMPP)], [SbVCl2(T245TMPP,)]Cl and [SbVCl2(T35DMPP)]Cl were synthesized and characterized by absorption spectroscopy in the ultraviolet- (UV-VIS), hydrogen nuclear magnetic resonance (1H NMR, except manganese complex), mass spectrometry and elemental analysis. These techniques alowed for confirming the obtaining of the compounds of interest. About catalysis studies, manganese complexes were used in carvacrol oxidation reactions, in the presence of PhIO and PhI(OAc)2 oxidants, in dimethyl carbonate, dichloromethane, and ethyl acetate solvents. Overal, carvacrol conversion was in the range of 93-100%. Systems with PhI(OAc)2 and dimethyl carbonate, a green solvent, showed higher carvacrol conversion values. Thymoquinone, a product exclusively formed in other systems described in the literature, was obtained with low yields (less than 8%), the major product in the studied systems being a polymer of carvacrol. Through the experiments, it was proved that the polymerization reaction of carvacrol is dependent on the metalloporphyrin catalyst, the oxidant, and that this reaction possibly occurs by a radical mechanism. The reuse efficiency of porphyrin catalysts was evaluated in a sequence of four cycles, in the three solvents, in the presence of the oxidant PhI(OAc)2. Free-base porphyrins and antimony complexes had their leishmanicidal activity evaluated against promastigotes and amastigotes of the species Leishmania braziliensis. In tests with the promastigote form, the novel porphyrin [SbVCl2(T245TMPP)]Cl showed greater leishmanicidal activity when compared to the other compounds. However, in the tests with the amastigote form, the porphyrins H2T245TMPP and H2T35DMPP showed greater toxicity to the parasite, with the lowest values of Inhibitory Concentration of 50% (IC50). Comparing the IC50 values of the compounds studied with that described for Miltefosine, the reference drug, showed greater toxicity for the amastigote form of the same species and less cytotoxicity for macrophages (healthy cells). Redox tests were performed for antimony(V) porphyrins in the presence of biological targets, GSH and L-cysteine, to verify a possible reduction of complexes by these biomolecules. The tests were monitored using absorption spectroscopy in the UV-VIS region, and it was found that there was no reduction of antimony(V) to antimony(III), which alows ruling out the occurrence of a mechanism of leishmanicidal action by reduction of the ion Sb(V), as proposed for other compounds. The same compounds used in the leishmanicidal studies were evaluated for their interaction with salmon sperm deoxyribonucleic acid (DNA) using absorption spectroscopy in the UV-VIS region, circular dichroism, and fluorescence emission. Spectral variations were observed and intrinsic binding constants, suppression constants and Stern-Volmer suppression kinetics were calculated for al compounds. The results of the porphyrin-DNA interaction assays point to an external pathway or partial intercalation mode between the nitrogenous bases.
Subject: Química inorgânica
Química bioinorgânica
Porfirina e compostos de porfirina
Antimônio
Leishmaniose
Catálise
Polimerização
Reação de oxidação-redução
Análise espectral
Ressonância magnética nuclear
Espectrometria de massa
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/53562
Issue Date: 20-Mar-2023
metadata.dc.description.embargo: 20-Mar-2025
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