Síntese de compostos triazólicos com potencial ação ... · ... de carbonato de potássio e ......

Departamento de Química

Síntese de compostos triazólicos com potencial ação antitumoral para

linhagens celulares de glioblastoma

Aluno: Eduardo Ferrari Ometto Colombo

Orientador: Camilla Djenne Buarque

1. Introdução

O glioblastoma (gbm) é um tumor caracterizado pelo seu alto grau de proliferação,

invasão tecidual e necrose sendo classificado como o mais maligno e incurável. As células

tronco tumorais (CTT) são subpopulações de células tumorais que levam ao seu crescimento e

recorrência. Os Gbms e CTT são resistentes aos tratamentos anti-câncer adotados atualmente,

tais como quimio- e radioterapias (Biochim Biophys Acta, 2012). Apesar de avanços recentes,

estudos adicionais dos mecanismos moleculares que levam a esta malignização são

necessários para a melhor compreensão dos alvos terapêuticos e melhor planejamento dos

fármacos.

Dentre todos os casos de tumores que podem se desenvolver no cérebro, o gbm

representa 15,4%. Para adultos com glioblastoma mais agressivo, mesmo em tratamento, a

sobrevida média é de cerca de 14,6 meses. A sobrevivência de dois anos é de 30% e quase

10% dos pacientes com glioblastoma podem viver cinco anos ou mais.

Os triazóis tem uma grande importância na área farmacológica. Estes são substâncias

hetero-aromáticas de origem sintética que apresentam seis elétrons π, classificados de acordo

com sua forma isomérica, como vicinais 1,2,3-triazóis ou simétricos 1,2,4-triazóis (MELO, et

al 2006). A seletividade dessa reação depende da metodologia sintética adotada.

Figura 1: Estruturas isoméricas do triazol.

Um dos métodos mais versáteis para a obtenção de triazois é a cicloadição de Huisgen

entre azida e alcinos terminais. Entretanto, esse método apresenta alguns inconvenientes, tais

como a necessidade de altas temperaturas e a falta regiosseletividade (JIANG, et al 2014).


Diante de tais problemas, Sharpless e colaboradores desenvolveram uma metodologia seletiva

para a síntese de triazóis utilizando sais de cobre (I) como catalisador. A metodologia

desenvolvida facilitou de forma regioespecífica a cicloadição entre alcinos e azidas

produzindo apenas 1,2,3-triazol triazóis 1,4- dissubstituídos. Devido aos elevados

rendimentos, baixos tempos de reação e o amplo escopo, essas reações passaram a ser

conhecidas como reações click (KOLB e SHARPLESS, 2001). O campo emergente da reação

click chemistry oferece uma abordagem única para a síntese de moléculas contendo 1,2,3-

triazóis. Esta reação deve-se, em parte, à facilidade com a qual as azidas e alcinos podem ser

introduzidos numa molécula e a sua relativa estabilidade sob uma variedade de condições

(AGALAVE et al, 2011).

O grande interesse pelos compostos 1,2,3 triazóis na área farmacológica deve-se a sua

capacidade de atuação como grupo farmacofórico, sendo estes estáveis à degradação

metabólica e capazes de realizar ligações de hidrogênio e dipolo-dipolo, o que favorece a

ligação com alvos biomoleculares, além da melhora sua solubilidade (Manetsch et al., 2004;

Agalave et al., 2011).

Além disso, a relação bioisostérica do anel 1,2,3 triazólico com as amidas vem sendo

bastante investigada na literatura, devido a sua relativa planaridade e forte momento dipolo

serem semelhantes as propriedades físico-químicas das amidas, mas diferentemente destas, o

anel triazólico não sofre hidrólise química, sendo também resistente a oxidação e degradação

enzimática (Holub e Kirshenbaum, 2010; Freitas et al., 2011).

Existem inúmeros fármacos ou candidatos à fármacos contendo o grupo 1,2,3-triazóis

(Agalave, 2011). Dentre os compostos que atuam no sistema nervoso central para o

tratamento de câncer cerebral, destaca-se o triazol PIT-1 que atua em linhagens de

glioblastoma humano U87MG (Figura 1; Kommagalla, 2014).

Figura 2: Triazol PIT-1.


Justificativa

Devido à baixa eficiência no tratamento utilizado no combate aos glioblastomas, e o

alto índice de mortalidade relacionados a esse agressivo tumor cerebral, faz-se necessário a

busca por novos fármacos, capazes de inibir o desenvolvimento desse tipo de tumor. Dessa

forma, com base na importância biológica dos compostos contendo grupos 1,2,3-triazóis e

diante dos resultados preliminares obtidos para os compostos LSO-02 e LSO-03 (Esquema 1),

que apresentaram ação significativa em linhagens celulares de glioblastomas (GMB 02 e

GMB 72), o presente trabalho busca realizar modificações no composto LSO-02, composto

sintetizado em projetos anteriores, com a finalidade de potencializar sua ação biológica diante

das linhagens celulares gbms.

Esquema 1: Compostos que apresentaram atividade para linhagens de glioblastomas.

2. Objetivo

O presente trabalho visa realizar modificações estruturais no composto LSO-02,

utilizando grupos funcionais já conhecidos na literatura por apresentarem atividade

anticarcinogênica, tais como sufonilhidrazonas, benzoquinonas entre outros.

3. Metodologia

Os esquemas 2 e 3 representam as retrossínteses realizadas neste trabalho.


Esquema 2: Análise retrossintética para a síntese dos triazóis

Para obtenção do composto (7) realizou-se a reação de adição à carbonila presente no LSO-

02. Esta reação consiste na fluoração para obtenção do composto (7). A obtenção do

composto (9) ocorreu através da redução da carbonila presente no LSO-02. Para obtenção do

composto (11) realizou-se a reação de adição à carbonila presente no LSO-02. A síntese do

composto (13) foi realizada por meio da reação de Baeyer-Villiger. A sintese do LSO-02 foi

feita via click chemistry, na presença de sulfato de cobre (II) como catalisador, de acordo com

a metodologia proposta por Sharpless et al (2001) 4. Os precursores do LSO-02 foram feitos

pela azidação do 2- nitrobenzaldeido (1) via substituição nucleofílica aromática para a

obtenção do 2- azidobenzaldeido (2) e a reação do propargil-fenol (5) foi realizada via

substituição nucleofílica.

Esquema 3: Análise retrossintética para a síntese do triazol 15

A obtenção do composto (15) ocorreu via click chemistry, entre o 2-azido benzaldeído e o

fenil acetileno (14), na presença de sulfato de cobre (II) como catalisador.

4. Parte experimental

4.1 Síntese dos precursores do LSO-02

a. 2-Azidobenzaldeido


Esquema 4: Síntese da 2-azidobenzaldeido a partir do 2-nitrobenzaldeido.

Pesou-se 6,62 mmol do 2-nitrobenzaldeído (1) e 26,48 mmol (4 equivalentes) da azida de

sódio (2) e estes foram dissolvidos em 20 mL do DMF em um balão de 50 mL. A mistura

ficou sob agitação a 55°C durante 3 dias (96 horas). Ao meio reacional foi adicionado 30 ml

de éter etílico e então este foi lavado 3 vezes com 20 mL de água. A fase orgânica foi seca

com NaSO4 e o solvente foi evaporado no rota-evaporador. Por fim o produto foi isolado por

meio da coluna cromatográfica usando como eluente Acetato/Hexano (3%).

b. Propargil-fenol

Esquema 5: Síntese da 2-azidobenzaldeido a partir do 2-nitrobenzaldeido.

Pesou-se 10,59 mmol de fenol (3) e 21,19 mmol (2 equivalentes) de carbonato de potássio e

estes foram dissolvidos em 20 mL de acetonitrila em um balão de 50 mL, em seguida

adicionou-se lentamente com auxílio de uma seringa graduada 12,71 mmol (1,2 equivalentes)

de brometo de propargila (4). A mistura ficou sob agitação em refluxo, com atmosfera

modificada (N2), por 4 horas. Em seguida, foi adicionando à mistura 20 mL de água e em

seguida 20 mL de diclometano para realizar a separação liquido-liquido. A fase orgânica foi

lavada mais 2 vezes com 15 mL de água e então foi saca com NaSO4. O solvente foi

evaporado no rota-evaporador.

4.2 Síntese do LSO-02

Esquema 6: Síntese do LSO-02.


Pesou-se 1 mmol da azida (2) e 1 mmol do alcino (5) e estes foram dissolvidos em 6 mL de

uma solução aquosa de álcool terc-butílico (1:1). Em seguida adicionou-se 0,1 mmol de

ascorbato de sódio e 0,01 mmol de sulfato de cobre penta-hidratado. A mistura heterogênea

foi mantida sob agitação constante à temperatura ambiente. A mistura reacional foi extraída

com 20 mL de diclorometano e água (2 x 15mL), a fase orgânica foi seca com NaSO4 anidro e

então o solvente foi evaporado no rota-evaporador.

4.3 Modificações no composto LSO-02

a. Fluoração do LSO-02 via DAST

Esquema 7: Fluoração via DAST.

Em um balão de 5 mL seco e com atmosfera modificada, com N2, adicionou-se 0,21 mmol do

LSO-02 e 2 mL de diclorometano seco. Em seguida, 0,525 mmol (2,5 equivalentes) de DAST

(6) foi adicionado gota-a-gota. A mistura foi mantida sob agitação por 24 horas à temperatura

ambiente. Em seguida, adicionou-se 4 mL de uma solução saturada de bicarbonato de sódio

gelada e em seguida, 10 mL de diclorometano. Foi feita uma separação liquido-liquido e a

fase orgânica foi lavada 2 vezes com 10 mL de brine. Para retirar os resíduos da reação, foi

feita uma coluna baixa cuja fase móvel foi de 20% acetato/hexano.

b. Redução da carbonila presente no LSO-02

Esquema 8: Redução da carbonila para obtenção do álcool benzílico 9.

Dissolveu-se 0,21 mmol de LSO-02 em 3 mL de metanol em um balão de 10 mL. Em

seguida, a mistura foi colocada em um banho de gelo e mantida sob agitação e então

adicionou-se 0,546 mmol (2,6 equivalentes) de boro-hidreto de sódio (8). Após 30 minutos,

observou-se que a mistura fica transparente, indicando o fim da reação. Esta foi extraída com

15 mL de diclorometano, que foi lavado 2 vezes com 10 mL de água. A fase orgânica foi seca

com sulfato de sódio anidro e então o solvente foi evaporado no rota-evaporador.


b. Adição de sufonilhidrazina à carbonila

Para obtenção do composto (11) realizou-se a reação de adição à carbonila presente no LSO-

02. Foi utilizada a sufonilhidrazina (10) como nucleófilo, descrita no esquema 7.

Esquema 9: Obtenção da sulfonilhidrazona 11.

Adicionou-se 0,40 mmol de LSO-02 e 0,48 mmol (1,2 equivalentes) de sufonilhidrazina (10),

dissolvidos em 3 mL de metanol, em um balão de 10 mL. A mistura foi mantida em refluxo

sob agitação por 2 horas a 50°C. Em seguida, foi evaporado aproximadamente metade do

solvente presente no balão no rota-evaporador e, em seguida, o balão foi mantido na geladeira

por duas horas para que o produto precipite. O precipitado (de coloração branca) foi filtrado, e

lavado com etanol gelado.

c. Reação de Baeyer-Villiger

A síntese do composto (13) foi realizada por meio da reação de Baeyer-Villiger, utilizando

AMCPB (12), descrita no esquema 8.

Esquema 10: Reação de Baeyer Villiger.

Para a primeira etapa desta síntese, em um balão de 5 mL seco e com atmosfera modificada,

com N2, adicionou-se 0,287 mmol do LSO-02 e 0,430 mmol (1,5 equivalentes) de AMCPB

(12) e em seguida, estes foram dissolvido em 2 mL de diclorometano seco. A mistura foi

mantida sob agitação por 6 horas à temperatura ambiente sem contato com luz. Em seguida


foi feita uma separação liquido-liquido com 7 mL de acetato de etila, lavado 3 vezes com 3

mL de uma solução saturada de carbonato de sódio e mais 3 vezes com brine. O solvente foi

seco no rota-evaporador.

Para a segunda etapa, foi adicionado 2 mL de metanol e 310 µL de uma solução de hidróxido

de sódio 6 molar. Esta mistura foi mantida sob agitação por 30 minutos à temperatura

ambiente. Em seguida foi feita uma separação liquido-liquido com 10 mL de acetato de etila

lavado 3 vezes com 5 mL de brine. A fase orgânica foi seca com sulfato de sódio anidro e

então o solvente foi evaporado no rota-evaporador.

4.4 Modificação do composto LSO-02 a partir do fenilacetileno


fenil acetileno (14), na presença de sulfato de cobre (II) como catalisador, descrita no

esquema 9.

Esquema 11: Modificação do composto LSO-02 via click chemistry com o fenilacetileno

Pesou-se 1,25 mmol da azida (2) e 1,5 mmol do alcino (14) e estes foram dissolvidos em 5

mL de uma solução aquosa de álcool terc-butílico (1:1). Em seguida adicionou-se 0,125 mmol

de ascorbato de sódio e 0,0125 mmol de sulfato de cobre penta-hidratado. A mistura

heterogênea foi mantida sob agitação constante à temperatura ambiente por 8 horas. Ao fazer

uma TLC, observou-se que ainda havia azida (2) porém não havia mais alcino (14) no meio

reacional, então foi adicionado mais 1,5 mmol do mesmo e a reação foi mantida sob agitação

por mais 8 horas. A mistura reacional foi extraída com 20 mL de diclorometano e água (2 x

15mL), a fase orgânica foi seca com NaSO4 anidro e então o solvente foi evaporado no rota-

evaporador.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1 Síntese do LSO-02 e seus precursores

Os precursores utilizados para a síntese do LSO-02, o 2-azido benzaldeído (2) e propargil

fenol (5), foram obtidos com rendimentos de 60% e 70% respectivamente. Para a síntese do 2-

azido benzaldeído realizou-se a azidação do 2- nitrobenzaldeido (1) via substituição


nucleofílica aromática. Para obtenção do propargil-fenol (5) foi realizada uma reação de

substituição nucleofílica do brometo de propargila (4) pelo fenol (3). Ambos os processos

estão descritos no Esquema 12.

Esquema 12: Síntese dos precursores do LSO-02.

Após a obtenção dos precursores, sintetizou-se a LSO-02 via click chemistry, na presença de

sulfato de cobre (II) como catalisador. Obtendo-se um rendimento de 60% como descrito no

esquema 13.

Esquema 13: Síntese do LSO-02.

Todos os compostos sintetizados, foram caracterizados por espectros de RMN de hidrogênio e

carbono, entretanto nesse trabalho só serão discutidos os espectros de hidrogênio.

5.2 Fluoração do LSO-02 via DAST

A obtenção do composto (7) se deu por meio da reação de fluoração nucleofílica, utilizando-

se o DAST (6) como reagente de fluoração, como representado no esquema 14.

Esquema 14: Fluoração do aldeído LDO-02 via DAST.


O composto sintetizado no esquema 14 foi obtido com rendimento de 72%, abaixo encontra-

se o espectro de RMN de hidrogênio, onde os sinais obtidos estão de acordo com a estrutura

proposta.

Figura 3: Espectro de RMN de hidrogênio do composto (7).

Pode-se observar no espectro acima, o sinal característico do hidrogênio presente no anel

triazóico, na forma de um singleto em torno de 7,96 ppm, este encontra-se identificados na

figura 3 como a. Observa-se também os sinais de hidrogênio do novo grupo fluorometileno

(CHF2) agora presente na molécula, em 6,75 ppm na forma de um tripleto relativo ao

acoplamento do H com os dois átomos de flúor, este está identificado na figura 3 como g.

Todos os outros sinais observados no espectro estão de acordo com o composto obtido.

5.3 Redução da carbonila presente no LSO-02

Para sintetizar o composto (9) foi feita uma redução da carbonila presente no LSO-02 com

borohidreto de sódio (8), descrita no esquema 15.

a g


Esquema 15: Redução da carbonila presente no LSO-02.

Foi possível sintetizar, com um rendimento de 65%, o composto (9). Abaixo, na figura 4,

encontra-se o espectro de RMN de hidrogênio. Este foi utilizado para a certificação de que o

composto desejado foi sintetizado com êxito.


O sinal característico do hidrogênio no triazol se encontra, na forma de um singleto, em 8,03

ppm, este está identificados na figura 4 como a. Também pode-se observar o sinal de

hidrogênio no novo grupo, agora presente na molécula, em 4,51 ppm, na forma de um dupleto

cuja integração é 2, e o hidrogênio da hidroxila em 3,41. Ambos os sinais se encontram

destacados na figura 4 e identificados como h e l, respectivamente. Todos os outros sinais

observados no espectro estão de acordo com o composto obtido.

5.4 Adição de sufonilhidrazina à carbonila

a h l


O composto (11) foi sintetizado fazendo uma adição à carbonila presente no LSO-02. Foi

utilizada a sufonilhidrazina (10) como nucleófilo, descrita no esquema 16.

Esquema 16: Adição de sufonilhidrazina à carbonila.

Com rendimento de 70%, o composto (11) foi sintetizado. Na figura 5 abaixo encontra-se o

espectro de RMN de hidrogênio, usado para caracterizar o mesmo.


Como esperado, existe no espectro um sinal na forma de um singleto em 8,59 ppm. Este é o

sinal do hidrogênio presente no anel triazóico, e está identificado na figura 5 como a.

Observa-se também o sinal do hidrogênio da sufonilhidrazona em 8,11 ppm que está

identificado na figura 5 como b. Todos os outros sinais observados no espectro estão de

acordo com o composto obtido.

b a


5.5 Reação de Baeyer-Villiger

Não foi possível a obtenção do Composto (13) por meio da reação de Baeyer-Villiger,

utilizando AMCPB (12), descrita no esquema 17. Era observado que o reagente (LSO-02) não

era consumido ao decorrer da reação, mesmo aumentando a equivalência de MCPBA (12).

Dessa forma, outras metodologias serão investigadas para a obtenção do composto (13).

Esquema 17: Reação de Baeyer-Villiger

5.6 Modificação do composto LSO-02 a partir do fenilacetileno


fenil acetileno (14), descrita no esquema 18.

Esquema 18: Modificação do composto a partir do fenilacetileno.

Ao analisar o espectro (figura 6), pode-se afirmar que de fato foi sintetizado o composto (15).

Porém, este foi obtido com um rendimento de 30%, como descrito no esquema (13). Então,

uma nova metodologia será estudada para se chegar no composto (15) com maiores

rendimentos.



Pode-se observar no espectro o sinal do hidrogênio presente no anel triazóico, que se encontra

na forma de um singleto em 8,18 ppm, e o singleto referente a carbonila presente no composto

em 10,00 ppm, ambos os sinais estão identificados na figura 6 como b e a, respectivamente.

Todos os outros sinais observados no espectro estão de acordo com o composto obtido.

6. Conclusão

Todos os produtos obtidos foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética

(RMN) de Hidrogênio e Carbono. Dentre as 5 modificações realizadas no composto LSO-02,

3 apresentaram bons rendimentos, entre 65 e 72% (compostos 7, 9 e 11). Porém, em relação

as outras 2 modificações, uma apresentou baixo rendimento em torno de 30% (composto 15) e

a modificação propostas via reação de baeyer-villiger não ocorreu, então outras abordagens

sintéticas serão estudas para a obtenção dos compostos desejados.

Os produtos obtidos foram enviados para a avaliação biológica em linhagens celulares Gbms

em um laboratório da UFRJ.

a b


7. Referências

1- AGALAVE, S.G.; MAUJAN, S. R.; PORE, V. S. Click Chemistry: 1,2,3-Triazoles as

Pharmacophores. Chem. Asian J. 6, 2696 – 2718, 2011.

2- KOLB, H. C.; FINN, M. G.; SHARPLESS, K. B. Click chemistry: Diverse chemical

function from a few good reactions. Angewandte Chemie-International Edition, v. 40,

n. 11, p. 2004-+, 2001.

3- KOLB, H.C.; SHARPLESS, K. B. Drug Discovery Today, 8, 1128 – 1137, 2003

4- Melo,J. O. F.; Donnici, C. L.; Augusti R.; Ferreira V.F.; de Souza M. C. B. V.;

Ferreira M. L. G.; Cunha, A. C. Heterociclos 1,2,3-triazólicos: histórico, métodos de

preparação, aplicações e atividades farmacológicas. Química Nova, v.29, São Paulo,

2006.

5- STOKES, J. B.; LIU, S.; DRIVER, T.G. Rh2(II)-Catalyzed Nitro Migration

Reactions: Selective Synthesis of 3-Nitroindoles from β-Nitro Styryl Azides. J. Am.

Chem. Soc., p. 4702–4705, 2011.

6- KOMMAGALLA, Y.; CORNEA, S.; RIEHLE, R.; TORCHILIN, V.; DEGTEREV,

A.; RAMANA, C.V. Med. Chem. Comm. v. 5, p. 1359-1363, 2014

7- http://www.abta.org/brain-tumor-information/types-of-tumors/glioblastoma.html?

referrer=https://www.google.com.br/. Acessado em: 29 julho 2017.

8- Alejandro F. Barrero,* Enrique J. Alvarez-Manzaneda and Rachid Chahboun,

Synthesis of Wiedendiol-A and Wiedendiol-B from Labdane Diterpenes, Received 5

February 1998; revised 10 March 1998; accepted 12 March 1998

Síntese de compostos triazólicos com potencial ação ... · ... de carbonato de potássio e ......

Documents

Transcript of Síntese de compostos triazólicos com potencial ação ... · ... de carbonato de potássio e ......