Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Planejamento, síntese e investigação da potencial atividade antiprotozoária de compostos nitroimidazólicos
Autor(es): SILVA, Rafaela Corrêa
Primeiro Orientador: SANTOS, Maurício Silva dos
Resumo: A classe dos compostos heterocíclicos é a maior e mais relevante da química orgânica, em especial a dos azóis, como imidazol e pirazol, visto que estão presentes nas estruturas de diversos compostos bioativos. Os derivados nitroimidazólicos, por exemplo, apresentam um amplo espectro de atividade biológica, incluindo ação antiparasitária. As doenças parasitárias negligenciadas tricomoníase e giardíase são um grave problema de saúde pública, afetando cerca de 156 e 200 milhões de pessoas no mundo, respectivamente. No Brasil, estima-se que a tricomoníase atinja 4,3 milhões de pessoas anualmente, com uma prevalência geral de 15% e de 2,5 a 20% entre as mulheres, enquanto a giardíase possui uma prevalência de 12,4 a 50%, sendo as crianças as mais infectadas. A quimioterapia para ambas as doenças consiste na utilização de fármacos que pertencem a classe dos 5-nitroimidazóis, sendo o metronidazol (MTZ) o fármaco de escolha. Todavia, relatos de efeitos colaterais diversos, além de parasitas Trichomonas vaginalis e Giardia intestinalis resistentes ao MTZ, demonstram a necessidade de planejar e desenvolver novos fármacos que sejam mais eficientes, menos tóxicos e com baixo custo. Baseado nos resultados significativos das atividades antiprotozoárias de derivados nitroimidazólicos, neste trabalho planejou-se a síntese de quarenta substâncias, das quais trinta e sete são inéditas, para a avaliação das atividades tricomonicida e giardicida, sendo: dois 1-(hidroxialquil)-4-nitro-1H-imidazóis 1(a,b), quatro benzoatos de 2-(4-nitro-1H-imidazol-1-il)etila 2(a-d), trinta 1-aril-1H-pirazol-4-carboxilatos de (4-nitro-1H-imidazol-1-il)alquila 3(a-j), 4(a-j) e 5(a-j) e quatro (4-nitro-1H-imidazol-1-il)arilmetanona 6(a-d). As predições das propriedades físico-químicas in silico indicaram que os derivados seguem a “regra dos cinco” de Lipinski, sugerindo uma boa absorção, além de apresentar valores de tPSA ≤ 140 Å2 mostrando que podem ter uma boa biodisponibilidade oral. Com relação a síntese dos produtos propostos, foram obtidos trinta e nove intermediários-chave e vinte e oito derivados finais completamente caracterizados por FT-IR, HRMS e RMN e obtidos com alto grau de pureza: 1(a,b), 2(a-d), 3(a-j), 4(c,e) e 5(a-j), além do produto inesperado 6ax. Além disso, três subprodutos foram identificados e caracterizados: 1ax, 14b e 14c. Os demais derivados da série 4 foram obtidos, 4(a,b,d,f-j), no entanto necessitam de purificação. No que se refere à atividade biológica, os derivados 3(a-j) e 1a, avaliados até o momento, mostraram potente efeito anti-trichomonas após 24 h de tratamento, destacando os derivados 3b, 3d e 3h com IC50 de 5,3, 5,2 e 4,8 μM, respectivamente, valores estes similares ao do fármaco de referência MTZ (IC50 = 4,9 μM). Todos os compostos testados até o momento não foram citotóxicos frente às células HeLa (CC50 > 100 μM), após 24 h, exceto 3g, cujo valor foi 69,3 μM.
Abstract: The class of heterocyclic compounds is the largest and most relevant in organic chemistry, especially azoles, such as imidazole and pyrazole, since they can be found in several bioactive compounds. For instance, nitroimidazole derivatives have shown a wide spectrum of biological activities, including antiparasitic effects. The neglected parasitic diseases trichomoniasis and giardiasis are serious public health problem, affecting 156 and 200 million people worldwide, respectively. In Brazil, it is estimated that trichomoniasis affects 4.3 million people annually, with a general prevalence of 15% and 2.5 to 20% among women. On the other hand, giardiasis has a prevalence of 12.4 to 50% and children are the most infected. Chemotherapy for both diseases consist of using drugs belong to 5-nitroimidazole class, including metronidazole (MTZ), the first-choice drug. However, several side effects have been reported as well as resistance cases related to MTZ. Therefore, there is a need to develop more efficient, less toxic and low-cost drugs. Based on the significant results of the antiprotozoal activities of nitroimidazoles derivatives, in this work it was planned the synthesis of forty compounds, being thirty-seven new, for their trichomonicidal and giardicidal evaluation: two 1-(hydroxyalkyl)-4-nitro-1H-imidazoles 1(a,b), four 2-(4-nitro-1H-imidazol-1-yl)ethyl benzoates 2(a-d), thirty (4-nitro-1H-imidazol-1-yl)alkyl 1-aryl-1H-pyrazole-4-carboxylates 3(a-j), 4(a-j), and 5(a-j), and four (4-nitro-1H-imidazol-1-yl)arylmethanones 6(a-d). The in silico physicochemical properties predictions indicated that all derivatives obey Lipinski’s “rule of five”, suggesting good absorption. In addition, tPSA values ≤ 140 Å2 showed that final compounds may have good oral bioavailability. Regarding the synthesis of all derivatives, thirty-nine key intermediates and twenty-eight final compounds were obtained, completely characterized by FT-IR, HRMS and NMR, and isolated in high purity: 1(a,b), 2(a-d), 3(a-j), 4(c,e), and 5(a-j), besides the unexpected compound 6ax. Furthermore, three byproducts were identified and characterized: 1ax, 14b, and 14c. The remaining derivatives of series 4, 4(a,b,d,f-j), were obtained, but they require purification. Regarding the biological activity, derivatives 3(a-j) and 1a, evaluated so far, showed potent anti-trichomonas effects after 24 h of treatment, highlighting derivatives 3b, 3d, and 3h with IC50 5.3, 5.2, and 4.8 μM, respectively, values quite similar to reference drug MTZ (IC50 = 4.9 μM). All compounds evaluated did not show cytotoxicity (CC50 > 100 μM) against HeLa cells, after 24 h, except 3g, which value was 69.3 μM.
Palavras-chave: Heterociclos
Azóis
Nitroimidazóis
Tricomoníase
Giardíase
CNPq: CNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::QUÍMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IRN - Instituto de Recursos Naturais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Multicêntrico em Química de Minas Gerais
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4138
Data do documento: 11-Jul-2024
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