UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE QUÍMICA Programa de Pós-Graduação em Química MURILO SÉRGIO DA SILVA JULIÃO Comportamento Eletroquímico de Nitrofuranos em Eletrodos de Diamante Dopado com Boro – Modelo para o Mecanismo de Ação de Nitrocompostos com Atividade Antichagásica São Paulo 25/01/2007 MURILO SÉRGIO DA SILVA JULIÃO Comportamento Eletroquímico de Nitrofuranos em Eletrodos de Diamante Dopado com Boro – Modelo para o Mecanismo de Ação de Nitrocompostos com Atividade Antichagásica Tese apresentada ao Instituto de Química da Universidade de São Paulo para obtenção do Título de Doutor em Química (Química Analítica) Orientadora: Profa. Dra. Silvia Helena Pires Serrano São Paulo 2007 Às mulheres da minha vida: Betânia, minha amada amante e Ceci minha amada filha. Aos meus pais, Edimilson e D. Toinha (in memoriam) e aos meus irmãos, Silvânia, Cida e Wagner, que nunca mediram esforços para que os meus sonhos se realizassem. AGRADECIMENTOS À Profa. Dra. Silvia Helena Pires Serrano pela ORIENTAÇÃO e grata amizade. Aos Profs. Drs. Antônio William Oliveira Lima e Elizabeth Igne Ferreira pela valiosa colaboração neste trabalho. À Dra. Neidenêi Gomes Ferreira, do LAS-INPE, pela cessão dos valiosos filmes de diamante dopados com boro. Ao Professor Richard G. Compton, da Oxford University, pelas ótimas discussões quando de suas vindas ao nosso laboratório. Aos Profs. Drs. Nina Coichev, Mauro Bertotti, Jorge Masini, Fábio Rocha, Lúcio Angnes, do IQ-USP e Mauro Aquiles, da UNIFESP, que de forma direta ou indireta contribuiram para a feitura desta tese. Às Profas. Dras. Maria Eunice Ribeiro Marcondes e Myriam Krasilchik pela aquisição de conhecimentos pedagógicos que ainda não detinha. Aos colegas de laboratório, Robson, Ritinha, Viviane, Favero, Carol, Glaucia e Marília pela amizade e pelas boas risadas. Aos colegas da Química Analítica: Luis (Lab. do Prof. Jivaldo); Laerte, Luciene, Margareth, Luciana, Gisele, Maria e Ruben (Lab. da Profa. Nina); Célia, Zé e Alexandre (Lab. da Profa. Lilian); Gilberto e Luciana (Lab. do Prof. Jorge Masini) e Carlos (Lab. do Prof. Fábio), pela amizade e momentos de descontração. Aos funcionários do setor de fotocópias, Chico e Jailton, pelo esmero e bom humor com que realizam o seu trabalho. Aos colegas, professores e funcionários do Instituto de Química, pelo agradável convívio. Especial agradecimento às funcionárias Cristina e Lúcia por realizarem seus ofícios com dignidade e respeito. A todos que de alguma forma contribuiram para o desenvolvimento deste trabalho. Ao CNPq pela concessão da bolsa de doutoramento. À FAPESP pelo apoio financeiro cedido junto ao Projeto Temático No 2001/01192-3. À Universidade Estadual Vale do Acaraú – UVA-CE por liberar-me das atividades docentes enquanto realizava esta tese. “Não sou do tamanho da minha altura, mas da estatura daquilo que posso ver.” (Fernando Pessoa) Devia ter amado mais Ter chorado mais Ter visto o sol nascer Devia ter arriscado mais Até errado mais Ter feito o que eu queria fazer Queria ter aceitado as pessoas como elas são Cada um sabe a alegria e a dor que traz no coração O acaso vai me proteger Enquanto eu andar distraído O acaso vai me proteger Enquanto eu andar... Devia ter complicado menos Trabalhado menos ter visto o sol se pôr Devia ter me importado menos Com problemas pequenos Ter morrido de amor Queria ter aceitado a vida como ela é A cada um cabe alegrias e a tristeza que vier O acaso vai me proteger Enquanto eu andar distraído O acaso vai me proteger Enquanto eu andar... Devia ter complicado menos Trabalhado menos Ter visto o sol se pôr (“Epitáfio” – Sérgio Britto) RESUMO Julião, M.S.S. Comportamento Eletroquímico de Nitrofuranos em Eletrodos de Diamante Dopado com Boro – Modelo para o Mecanismo de Ação de Nitrocompostos com Atividade Antichagásica. 2007. 177p. Tese – Programa de Pós-Graduação em Química. Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007. O comportamento eletroquímico do Nitrofural (NFZ) foi estudado em eletrodos de pasta de carbono, carbono vítreo e diamante altamente dopado com boro (EDADB) em tampão Britton-Robinson (BR) usando a voltametria cíclica. Os melhores resultados foram obtidos em EDADB, no qual foi possível estabilizar o radical aniônico (R–NO2•−) em meio predominantemente aquoso, como também estudar a interação entre o R–NO2•− a glutationa (GSH), a L-cisteína (Cis) e o O2. Somente na superfície do EDADB, o NFZ foi diretamente reduzido à amina derivada (R–NH2) no intervalo de 2,02 ≤ pH ≤ 4,03 num processo envolvendo seis (6,0 ± 0,4) elétrons e seis prótons. Na faixa de 7,04 ≤ pH ≤ 12 e meio predominantemente aquoso, a etapa de redução desmembrou-se em seus dois componentes: a redução do NFZ ao nitro radical aniônico (R–NO2•−) e posterior redução deste ao derivado hidroxilamínico (R–NHOH) em processos envolvendo um e três (3,1 ± 0,1) elétrons respectivamente. No sentido anódico da varredura dos voltamogramas cíclicos registrados em pH 8,06, observou-se a oxidação da hidroxilamina ao derivado nitroso (R–NO), num processo envolvendo 2 (1,7 ± 0,2) elétrons e 2 prótons. Além disto, um novo pico de oxidação não relatado na literatura em qualquer material de eletrodo foi detectado em pH ≥ 8,06, que foi observado não importando se o NFZ havia sido previamente reduzido ou não. O cálculo do número de elétrons, n, envolvido em cada etapa eletroquímica foi satisfatoriamente estimado usando-se a equação de Randles-Ševčik. Na presença de [Tiol] ≥ 3,7 x 10-2 mol L-1, o NFZ é reduzido ao aduto R–NOTiol em um processo eletroquímico envolvendo dois elétrons e dois prótons. Por outro lado, o O2 atua como um aceptor de RNO2•− e a constante de equilíbrio para a transferência monoeletrônica do R–NO2•− para o oxigênio, kO2, é 60. O processo é catalítico e pode ser utilizado para a determinação analítica de NFZ na faixa de 9,9 x 10-7 ≤ [NFZ] ≤ 1,1 x 10-5 mol L-1 em pH 8,06, com sensibilidade amperométrica de 2,2 x 104 µA L mol-1 cm-2 e limite de detecção de 3,4 x 10-7 mol L-1. Os parâmetros analíticos foram similares aqueles obtidos em pH 4,0 usando a redução direta do NFZ à respectiva amina derivada em um processo envolvendo seis elétrons e seis prótons. A caracterização do processo de redução total do NFZ em meio aquoso e velocidades de varredura relativamente baixas, 100 mV s-1, somente foi possível devido às características superficiais intrínsecas do EDADB, o qual estabiliza o radical livre, R–NO2•−, permitindo trabalhar numa ampla janela de potencial, sem haver perda do sinal de oxidação do R–NO2•−. Palavras-chave: Eletrodo de Diamante Altamente Dopado com Boro (EDADB), nitrofural, radical livre, aceptores eletrônicos, voltametria e reação catalítica. ABSTRACT Julião, M.S.S. Electrochemical Behaviour of Nitrofurans on Highly Boron Doped Diamond Electrodes – Model for the Action Mechanism of the Nitrocompounds with Antichagasic Activity. 2007. 177p. PhD Thesis – Graduate Program in Chemistry. Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007. The electrochemical behaviour of nitrofural (NFZ) at carbon paste, glassy carbon and highly boron doped diamond (HBDD) electrodes was studied in BrittonRobinson (BR) buffer using cyclic voltammetry. The best results were obtained at HBDD electrodes, in which it was possible to stabilize the radical anion (R–NO2•−) in predominantly aqueous medium as well as to study the interaction between the radical anion and glutathione (GSH), L-cysteine (Cys), and O2. Only at HBDD surface, NFZ was directly reduced to the amine derivative (R–NH2) in the pH range of 2.02 to 4.03 in a process involving six (6.0 ± 0.4) electrons and six protons. In the range of pH 7.04 to 12 and, predominantly aqueous medium, the reduction step split into its two components: the reduction of NFZ to the nitro radical anion (R–NO2•−) and reduction of R–NO2•− to hydroxylamine derivative (R–NHOH) in processes involving one and three (3.1 ± 0.1) electrons respectively. On the anodic scan of the cyclic voltammograms and at pH 8.06, it was observed the oxidation of the hydroxylamine to the nitroso derivative (R–NO), in a process involving 2 (1.7 ± 0.2) electrons and 2 protons. In addition and unreported in the literature on any electrode material, was the detection of a new oxidation peak at pH > 8.06, which was observed regardless of whether NFZ had been previously reduced or not. The calculation of n, number of electrons, involved in each electrochemical step was satisfactorily accomplished using the Randles-Ševčik equation. In presence of [Thiol] ≥ 3.7 x 10-2 mol L-1 NFZ is directly reduced to R–NOThiol adducts in an electrochemical process involving two electrons and two protons. On the other side, O2 acts as a R–NO2•− scavenger and the equilibrium constant for the electron transfer from nitro radical to oxygen, kO2, is 60. The process is catalytic and can be used to the analytical determination of NFZ in the range of 9.9 x 10-7 ≤ [NFZ] ≤ 1.1 x 10-5 mol L-1 at pH 8.0, with amperometric sensitivity of 2.2 x 104 µA L mol-1 cm-2 and detection limit of 3.4 x 10-7 mol L-1. The analytical parameters were similar to those obtained at pH 4.03 using the direct reduction of NFZ to the respective amine derivative in a process involving six electrons and six protons. The characterization of NFZ global reduction process in aqueous medium and at relative low scan rate, 100 mVs-1, was only possible due the intrinsic superficial characteristics of the HBDD electrode, which stabilize the R–NO2•− free radical, allowing to work in a large potential window, without losing the R–NO2•− oxidation signal. Keywords: Highly Boron Doped Diamond Electrode (HBDDE), nitrofural, free radical, electronic acceptors, voltammetry and catalytic reaction. LISTA DE FIGURAS Figura 1. Células sangüíneas infectadas pelo Trypanosoma cruzi......................... 21 Figura 2. Distribuição geográfica da doença de Chagas......................................... 22 Figura 3. Estruturas dos fármacos utilizados para o tratamento da doença de Chagas......................................................................................... 25 Figura 4. Mecanismo de formação de radicais livres por nitro-heterocíclicos.......... 27 Figura 5. Estrutura química do Nitrofural.................................................................. 29 Figura 6. Estrutura química do PIPES...................................................................... 52 Figura 7. Estruturas químicas: (A) D-manitol, (B) L-cisteína e (C) glutationa.......... 53 Figura 8. Potenciotasto/galvanostato µAUTOLAB III, da Eco-Chemie, acoplado a uma célula de trabalho contendo sistema de três eletrodos....... 55 Figura 9. Espectrofotômetro de feixe duplo, da HITACHI, modelo U3000............... 56 Figura 10. Célula eletroquímica com sistema de três eletrodos............................... 57 Figura 11. Eletrodo de pasta de carbono (EPC)...................................................... 59 Figura 12. Eletrodo de filme de diamante altamente dopado com boro (EDADB)... 61 Figura 13. Voltamogramas cíclicos registrados em EPC: em tampão BR pH 2,03 e em 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ a: pH 2,03 e pH 8,03.................................... 73 Figura 14. Voltamogramas cíclicos registrados em EPC: em tampão BR pH 9,10 e em 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ a: pH 9,10 e pH 11,0.................................... 76 Figura 15. Variação do potencial do 1o pico de redução (Epc,1) registrado em EPC como função do pH......................................................................... 77 Figura 16. Variação do potencial do 1o pico de oxidação (Epa,1) registrado em EPC como função do pH......................................................................... 79 Figura 17. Variação do potencial do 2o pico de oxidação (Epa,2) registrado Em EPC como função do pH......................................................................... 80 Figura 18. Voltamogramas cíclicos registrados em ECV: em tampão BR pH 4,06 e em 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ a: pH 4,06 e pH 8,03.................................... 82 Figura 19. Variação de Epc,1 registrado em ECV como função do pH a diferentes velocidades de varredura........................................................... 84 Figura 20. Voltamogramas cíclicos registrados em ECV: em tampão BR pH 4,06 e em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ.................. 86 Figura 21. Voltamogramas cíclicos registrados em ECV: em tampão BR pH 8,03 e em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ.................. 87 Figura 22. Variação do potencial do 1o pico de oxidação (Epa,1) registrado em ECV como função do pH......................................................................... 88 Figura 23. Voltamogramas cíclicos registrados em ECV: em tampão BR pH 4,06 e em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ.................. 89 Figura 24. Variação de Ipc,1 em função de ν1/2 registrada em ECV: em tampão BR: (a) pH 4,06 e (b) pH 8,03........................................................... 90 Figura 25. Variação de Ipa,1 em função de ν1/2 registrada em ECV e em tampão BR: (a) pH 4,06 e (b) pH 8,03........................................................... 91 Figura 26. Variação de Epa,2 como função do pH registrada em ECV..................... 98 Figura 27. Voltamogramas cíclicos registrados em ECV a ν = 0,10 V s-1 em tampão PIPES (pH = 6,90); solução 1,0 x 10-3 mol L-1 de NFZ em misturas de: 30% DMF + 70% PIPES e de 50% DMF + 50% PIPES.......... 100 Figura 28. Voltamogramas cíclicos registrados em ECV a ν = 1,0 V s-1 em tampão PIPES (pH = 6,90); solução 1,0 x 10-3 mol L-1 de NFZ em misturas de: 30% DMF + 70% PIPES e de 50% DMF + 50% PIPES.... 100 Figura 29. Voltamogramas cíclicos registrados em ECV a ν = 0,10 V s-1 em tampão PIPES (pH = 6,90) e em solução 1,0 x 10-2 mol L-1 de NFZ em mistura de 70% DMF + 30% PIPES......................................... 101 Figura 30. Voltamogramas cíclicos registrados em ECV a ν = 1,0 V s-1 em tampão PIPES (pH = 6,90) e em solução 1,0 x 10-2 mol L-1 de NFZ em mistura de 70% DMF + 30% PIPES......................................... 102 Figura 31. Voltamogramas cíclicos registrados em 4,0 x 10-3 mol L-1 de K4Fe(CN)6 em EDADB................................................................................. 105 Figura 32. Variação de Ip como função de ν1/2 obtida a partir da Figura 31........... 106 Figura 33. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB em tampão BR pH 4,03 e em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR: 5% de etanol)......................................................... 107 Figura 34. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB em tampão BR pH 8,06 e em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR: 5% de etanol)................................................................. 110 Figura 35. Variação de Epc como função do pH. Potenciais de redução registrados em Epc,1a; Epc,RL e Epc,2a e obtidos em EDADB.......................... 111 Figura 36. Variação de potencial do 1o pico de oxidação (Epa,1) como função do pH. Dados obtidos em EDADB a ν = 0,10 V s-1.......................... 112 Figura 37. Variação de Epa,2 como função do pH. Potenciais de oxidação registrados em EDADB a ν = 0,10 V s-1...................................................... 113 Figura 38. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB em tampão BR pH 8,06 e em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ: na ausência e na presença de 1,0 x 10-2 mol L-1 de D-manitol................................................ 115 Figura 39. Voltamogramas de onda quadrada registrados em EDADB em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95 % tampão BR:5% etanol), pH 8,06: na ausência e na presença de: 2,0 x 10-2 e 4,0 x 10-2 mol L-1 de manitol.... 115 Figura 40. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB: em tampão BR pH 8,06 e em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ......................................... 117 Figura 41. Variação da razão Ipa,RL/Ipc,RL como função do log ν. Dados obtidos em EDADB........................................................................... 119 Figura 42. Variação de Ipc,RL como função de ν1/2. Dados obtidos em EDADB........................................................................... 120 Figura 43. Variação da Ipc,RL/Cν1/2 (função de corrente) como função de ν. Dados obtidos em EDADB........................................................................... 121 Figura 44. Variação de Epc,RL e Epa,RL como função de ν. Dados obtidos em EDADB........................................................................... 122 Figura 45. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB em tampão BR, pH 8,06, contendo 3,5 x 10-3 mol L-1 de GSH; (1) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) e (2) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) contendo 3,5 x 10-3 mol L-1 de GSH............................................................................ 125 Figura 46. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB em tampão BR, pH 8,06, contendo 3,5 x 10-3 mol L-1 de Cis; (1) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) e (2) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) contendo 3,5 x 10-3 mol L-1 de Cis............................................................................... 126 Figura 47. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB: em tampão BR, pH 8,06 e em (1) 1,0 x 10-2 mol L-1 de Cis e em (2) 1,0 x 10-2 mol L-1 de GSH....................................................................... 127 Figura 48. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB em tampão BR, pH 8,06, contendo 2,0 x 10-2 mol L-1 de GSH; (1) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol); (2) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) contendo 1,9 x 10-3 mol L-1 de GSH e (3) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) contendo 2,0 x 10-2 mol L-1 de GSH................................................. 129 Figura 49. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB em tampão BR, pH 8,06, contendo 2,0 x 10-2 mol L-1 de Cis; (1) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol); (2) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) contendo 1,9 x 10-3 mol L-1 de Cis e (3) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) contendo 2,0 x 10-2 mol L-1 de Cis................................................... 130 Figura 50. Voltamogramas cíclicos registrados em EDDB em tampão BR, pH 8,06, contendo 3,8 x 10-2 mol L-1 de GSH; (1) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) na ausência de GSH e (2) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06:5% etanol) contendo 3,8 x 10-2 mol L-1 de GSH............................................................. 131 Figura 51. Voltamogramas cíclicos registrados em EDADB em tampão BR, pH 8,06, contendo 3,8 x 10-2 mol L-1 de Cis; (1) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) na ausência de Cis e (2) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol) contendo 3,8 x 10-2 mol L-1 de Cis............................................................... 132 Figura 52. Voltamogramas cíclicos registrados em EDDB em tampão BR, pH 8,06, saturada com O2; (1) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol), previamente desaerada com N2 e (2) 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ (95% tampão BR, pH 8,06: 5% etanol), após introdução de O2 durante 5 minutos................................................... 134 Figura 53(a). Voltamogramas de pulso diferencial registrados em EDADB em tampão BR, pH 8,06, saturado com O2 e em [NFZ]: (a) 0,99; (b) 2,0; (c) 2,9, (d) 3,8; (e) 4,8; (f) 5,7; (g) 6,5; (h) 7,4; (i) 8,3; (j) 9,1 e (k) 11 µmol L-1................................................................................. 140 Figura 53(b). Curva analítica de Ipc versus [NFZ]. Dados obtidos a partir dos voltamogramas da Figura 53(a)............................................................ 140 Figura 54(a). Voltamogramas de pulso diferencial registrados em EDADB em tampão BR, pH 8,06, purgado com N2 e em [NFZ]: (a) 0,99, (b) 2,0, (c) 2,9, (d) 3,8, (e) 4,8, (f) 5,7, (g) 6,5, (h) 7,4, (i) 8,3, (j) 9,1, (k) 11, (l) 13, (m) 14, (n) 15 e (o) 17 µmol L-1.......................................................... 141 Figura 54(b). Curva analítica de Ipc versus [NFZ]. Dados obtidos a partir dos voltamogramas da Figura 54(b)............................................................ 141 Figura 55. Voltamogramas de onda quadrada registrados em EDADB em tampão BR pH 4,07 e em solução 1,0 x 10-4 mol L-1de NFZ................. 143 Figura 56. Variação da corrente de pico (Ipc) como função da freqüência de aplicação de onda quadrada (f).............................................................. 144 Figura 57. Variação da corrente de pico (Ipc) como função da amplitude (a)......... 145 Figura 58. Variação da corrente de pico (Ipc) e do potencial de pico (Epc) como função do incremento de varredura (∆Es).......................................... 146 LISTA DE QUADROS E TABELAS Quadro 1. Características físico-químicas do nitrofural............................................ 30 Tabela 1 – Reagentes utilizados na parte experimental.......................................... 51 Tabela 2 – Parâmetros voltamétricos obtidos da redução da solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ a diferentes valores de pH utilizando-se EPC....... 75 Tabela 3 – Parâmetros voltamétricos obtidos da redução da solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ em diferentes valores de pH e velocidade de varredura utilizando-se ECV..................................................................... 83 Tabela 4 – Equações das retas obtidas dos gráficos Epc,1 vs pH como função da ν e faixa de pH. Dados registrados em ECV e [NFZ] = 1,0 x 10-4 mol L-1..... 85 Tabela 5 – Número de elétrons (n) envolvidos nos potenciais Epc,1 e Epa,1 dos processos redox registrados em ECV em tampão BR pH 4,06 e 8,03.......... 93 Tabela 6 – Valores de αn calculados para a redução de 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ em diferentes valores de pH e de ν utilizando-se ECV.................... 95 Tabela 7 – Variação de αn como função da velocidade de varredura para dois intervalos lineares de pH................................................................ 96 Tabela 8 – Parâmetros voltamétricos obtidos em EDADB para o par reversível Fe(CN)64−/Fe(CN)63−.................................................................... 106 Tabela 9 – Número de elétrons (n) envolvidos nos processos redox registrados em Epc,1a, Epc,2a e Epa,1 para o EDADB em pH 4,03 e 8,06....... 108 Tabela 10 – Parâmetros voltamétricos obtidos em EDADB para o par reversível R−NO2/R−NO2•− gerado eletroquímicamente em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de NFZ................................................................ 118 Tabela 11 – Valores dos potenciais de redução do par R−NO2/R−NO2•− e das constantes de equilíbrio para a transferência monoeletrônica do R−NO2•− para o oxigênio (kO2)................................................................ 137 Tabela 12 – Parâmetros analíticos obtidos para a determinação de NFZ por voltametria de pulso diferencial (VPD).................................................. 142 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS BR............. Britton-Robinson Bu4NBF4.... Tetrafluoroborato de tetrabutil amônio Cis............. L-cisteína DMF.......... Dimetilformamida GSH.......... Glutationa na forma reduzida NFZ........... Nitrofural PIPES........ Piperazina do ácido 2-etanosulfônico ECS........... Eletrodo de calomelano saturado ENH........... Eletrodo normal de hidrogênio ECV........... Eletrodo de carbono vítreo EPC........... Eletrodo de pasta de carbono EDADB...... Eletrodo de diamante altamente dopado com boro A................ Área do eletrodo a................ Amplitude de pulso em voltametria de onda quadrada α................ Coeficiente de transferência de carga eletroquímica D................ Coeficiente de difusão Epa............. Potencial de pico anódico Epc............. Potencial de pico catódico Eλ.............. Potencial de inversão de varredura em voltametria cíclica E1/2............ Potencial de meia-onda E17............. Parâmetro obtido por radiólise de pulso que mede a quantidade de energia necessária para a transferência do 1o elétron a um grupo eletroativo; em pH 7,0 e meio aquoso; para formar um radical aniônico ∆Ep............ Variação de potencial ∆Es............ Variação do incremento de varredura em voltametria de onda quadrada f................. Freqüência de onda quadrada I................. Força iônica Ipc/Cν1/2...... Função de corrente de pico catódico Ipa.............. Corrente de pico anódico Ipc............... Corrente de pico catódico Ipa/Ipc.......... Razão de correntes de pico anódico e catódico Ipa,RL........... Corrente de pico anódico do radical livre Ipc,RL........... Corrente de pico catódico do radical livre kO2............. Constante de equilíbrio para a transferência monoeletrônica do RNO2•− para o oxigênio LD.............. Limite de detecção n................ Número de elétrons p................ Número de prótons R–NO2....... Nitrocomposto R–NO2•−.... Nitro radical aniônico derivado do R–NO2 R–NO........ Nitroso derivado do R–NO2 R–NHOH... Hidroxilamina derivada do R–NO2 R–NH2....... Amina derivada do R–NO2 ν................ Velocidade de varredura VC............. Voltametria cíclica VPD........... Voltametria de pulso diferencial VOQ.......... Voltametria de onda quadrada SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO..................................................................................................... 20 1.1. Epidemiologia da Doença de Chagas.................................................... 21 1.2. Agentes Tripanomicidas Atualmente Usados ........................................ 25 1.3. Agentes Tripanomicidas em Estudo....................................................... 29 1.4. Planejamento de Novos Agentes Tripanomicidas.................................. 32 1.5. Técnicas Eletroanalíticas – Aspectos Gerais.......................................... 34 1.6. Mecanismo de Ação dos Nitrofuranos.................................................... 41 2. OBJETIVOS......................................................................................................... 46 3. PARTE EXPERIMENTAL.................................................................................... 50 3.1. Material................................................................................................... 51 3.2. Equipamentos......................................................................................... 55 3.3. Procedimentos experimentais................................................................. 62 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................... 71 4.1. Comportamento eletroquímico do nitrofural registrado em eletrodo de pasta de carbono (EPC) e meio predominantemente aquoso............ 72 4.2. Comportamento eletroquímico do nitrofural registrado em eletrodo de carbono vítreo (ECV) e meio predominantemente aquoso................. 81 4.3. Comportamento eletroquímico do nitrofural registrado em eletrodo de de carbono vítreo (ECV) e meio misto................................................ 99 4.4. Comportamento eletroquímico do nitrofural registrado em eletrodo de filme de diamante altamente dopado com boro (EDADB) em meio predominantemente aquoso............................................... 103 4.5. Aplicações Analíticas............................................................................ 139 5. CONCLUSÕES.................................................................................................. 150 Perspectivas Futuras................................................................................... 156 REFERÊNCIAS...................................................................................................... 157 LISTA DE ANEXOS............................................................................................... 173 Anexo A – Súmula curricular....................................................................... 174