Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/58193
Tipo: Tese
Título: Síntese e avaliação de atividades biológicas de novas drimanamidas e tetronamidas
Autor(es): Júnio Gonçalves da Silva
Primeiro Orientador: Luiz Cláudio de Almeida Barbosa
Primeiro membro da banca : Patrícia Fontes Pinheiro
Segundo membro da banca: Giovanni Wilson Amarante
Terceiro membro da banca: Kleber Thiago de Oliveira
Quarto membro da banca: Rossimiriam Pereira de Freitas
Resumo: A unidade química dos drimanos e dos butenolídeos está presente em uma ampla variedade de produtos naturais (PNs) com vasto espectro de bioatividade e, por isso, são unidades de grande interesse acadêmico e industrial. No capítulo 1 desta tese é abordada a síntese, caracterização e avaliação da atividade biológica de 25 drimanamidas (15 inéditas) derivadas do produto natural (3aR)-(+)-esclareolídeo. A síntese dos derivados deu-se por aminólise da porção lactona do PN, com emprego de trimetilalumínio e diferentes aminas alifáticas e aromáticas (rendimentos 56-98%). Do derivado N-propargil substituído (J-1.7), com o emprego de azidas benzílicas, foram preparados 5 triazois inéditos (rendimentos 70-81%). Os compostos sintetizados foram avaliados quanto as suas atividades anticolinesterásicas e antitumorais. Os melhores resultados de inibição enzimática foram alcançados para os compostos J-1.12 (p-trifluorometilfenil substituído) (AChE = 78%) e J-1.9 (m-bromofenil substituído) (AChE = 77% e BuChE = 73%), sendo o último, para BuChE, mais ativo do que a droga padrão galantamina (BuChE = 43%). Ademais, interessantes correlações foram observadas entre os testes enzimáticos e estudos de docking molecular, que sugeriram que as atividades observadas in vitro ocorrem devido a importantes interações com o sítio ativo enzimático. A avaliação da atividade antitumoral desses compostos revelou uma nova classe de substâncias citotóxicas. Em especial, J-1.1 (N-(2-(piperidin-1-il)etil) substituído) possui considerável ação antitumoral contra HT29 com EC50 = 9,2 μM. A análise da atividade antitumoral revelou que a presença do anel triazólico não causou grande diferença na citotoxicidade contra a linhagem tumoral A2780 quando comparada com a respectiva drimanamida Naril substituída. No entanto, a presença do heterociclo provocou, no geral, diminuição da citotoxicidade das moléculas contra a cepa não tumoral NIH3T3, aumento, assim, a seletividade das substâncias. Em suma, as modificações realizadas na estrutura do (3aR)-(+)-esclareolídeo conduziram a obtenção de novas moléculas anticolinesterásicas e antitumorais. No segundo capítulo da presente tese são descritas a síntese, a caracterização e a avaliação das atividades cianobactericida, herbicida e inibitória de fotossíntese de novos butenolídeos β-amino-substituídos (tetronamidas). Estes produtos são inspirados nos rubrolídeos, uma classe de PNs isolados de esponjas marinhas. A síntese desses análogos teve três principais etapas, que foram: (i) um acoplamento de Suzuki entre o p-bromobenzaldeído e diferentes ácidos borônicos para originar aldeídos bifenílicos (88-94%, 4 substâncias); (ii) uma adição/eliminação viníloga entre diferentes 2,4-dialofuran-2(5H)onas e aminas aromáticas e alifáticas (33-98%, 9 substâncias) e (iii) uma adição aldólica entre os aldeídos bifenílicos (i) e as tetronamidas que foram obtidas por meio da adição/eliminação viníloga (ii) (19-85%, 20 substâncias, 18 inéditas). As substâncias finais (os adutos de aldol J-2.16 a J-2.35) foram avaliadas quanto às suas atividades cianobactericidas, sendo que os 5 compostos mais tóxicos da série possuem IC50 próximos a 2 μM. Os ensaios de inibição de fotossíntese revelaram que o mecanismo de ação dessas substâncias cianobactericida não deve ocorrer via inibição do sistema transportador de elétrons fotossintéticos. Os ensaios de atividade herbicida mostraram que as tetronamidas obtidas não exercem grande influência sobre o desenvolvimento de plantas, o que sugere a seletividade das substâncias para a ação contra cianobactérias. Ademais, estudos de QSAR foram realizados no sentido de racionalizar as relações entre as bioatividades e as estruturas químicas das tetronamidas. Esses estudos apontaram grande relevância das unidades bifenila e N-aril para a bioatividade contra cianobactérias. Dado o contexto das enfermidades que acarretam a população humana e a consequente busca por novos fármacos, bem como a necessidade do desenvolvimento de novos agentes agroquímicos, os dados apresentados e discutidos no presente trabalho contribuem, assim, para a descoberta de novos esqueletos estruturais de interesse científico e social.
Abstract: The chemical unit of drimanes and butenolides is present in a wide variety of natural products (NPs) with a wide spectrum of bioactivity and, therefore, are units of great academic and industrial interest. In chapter 1 of this thesis, the synthesis, characterization, and evaluation of the biological activity of 25 drimanamides (15 unpublished) derived from the natural product (3aR)-(+)-sclareolide are approached. The derivatives were synthesized by aminolysis of the lactone portion of NP using trimethylaluminum and different aliphatic and aromatic amines (yield 56-98%). From the substituted N-propargyl derivative (J-1.7), with the use of benzyl azides, 5 new triazoles were prepared (yield 70-81%). The synthesized compounds were evaluated for their anticholinesterase and antitumor activities. The best enzymatic inhibition results were achieved for compounds J-1.12 (p-substituted trifluoromethylphenyl) (AChE = 78%) and J-1.9 (m-substituted bromophenyl) (AChE = 77% and BuChE = 73%), being the last, for BuChE, more active than the standard drug galantamine (BuChE = 43%). Furthermore, interesting correlations were observed between enzymatic tests and molecular docking studies, which suggested that the activities observed in vitro occur due to important interactions with the enzymatic active site. The evaluation of the antitumor potential of these compounds revealed a new class of cytotoxic substances. In particular, J-1.1 (substituted N-(2-(piperidin-1-yl)ethyl) exhibited considerable antitumor action against HT29 with EC50 = 9.2 µM. Analysis of antitumor activity revealed that the presence of the triazole ring did not cause a great difference in the cytotoxicity against the A2780 tumor cell line when compared to the respective N-aryl substituted drimanamide. In short, the changes made to the structure of (3aR)-(+)-sclareolide led to the obtaining of new bioactive molecules. In the second chapter of this thesis, the synthesis, characterization, and evaluation of the cyanobactericidal, herbicide activities are described and inhibitor of photosynthesis of new β-amino-substituted butenolides (tetronamides). These products are inspired by rubrolides, a class of PNs isolated from marine sponges. The synthesis of these analogues had three main steps, which were: (i) a Suzuki cross-coupling between bromobenzaldehyde and different boronic acids to give biphenyl aldehydes (88-94%, 4 substances); (ii) a vinylologous addition/elimination between different 2,4-dialofuran 2(5H)ones and aromatic and aliphatic amines (33-98%, 9 substances) and (iii) an aldol condensation between the biphenyl aldehydes (i) and the tetronamides that were obtained through vinylic addition/elimination (ii) (19-85%, 20 substances, 18 unpublished). The final substances (the aldol adducts J-2.16 to J-2.35) were evaluated for their cyanobactericidal activities, with the 5 most toxic compounds in the series having an IC50 close to 2 µM. The photosynthesis inhibition assays revealed that the mechanism of action of these substances, in the cyanobactericidal action, should not occur via inhibition of the photosynthetic electron transport system. The herbicidal activity assays showed that the obtained tetronamides do not exert great influence on the development of plants, which suggests the selectivity of the substances for action against cyanobacteria. Furthermore, QSAR studies were carried out to rationalize the relationships between bioactivities and chemical structures of tetronamides. These studies showed the great relevance of biphenyl and N-aryl units for bioactivity against cyanobacteria. Given the context of the diseases that affect the human population and the consequent search for new drugs, as well as the need to develop new agrochemical agents, the data presented and discussed in the present work thus contribute to the discovery of new structural skeletons of interest scientific and social.
Assunto: Química orgânica
Síntese orgânica
Química farmacêutica
Produtos naturais
Lactonas
Compostos bioativos
Inibidores enzimáticos
Inibidores da colinesterase
Agentes antineoplásicos
Produtos químicos agrícolas
Herbicidas
Cromatografia em camada fina
Espectroscopia de ressonância nuclear
Espectroscopia de infravermelho
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Curso: Programa de Pós-Graduação em Química
Tipo de Acesso: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/58193
Data do documento: 21-Jul-2023
Término do Embargo: 21-Jul-2025
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