UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Síntese e avaliação antineoplásica de novos análogos
acíclicos e cíclicos da Metformina obtidos a partir de
reações multicomponentes
Enia V. Vieira Lima
Dissertação de Mestrado em Química
Vitória
2015
Enia V. Vieira Lima
Síntese e avaliação antineoplásica de novos análogos acíclicos
e cíclicos da Metformina obtidos a partir de reações
multicomponentes
Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação em Química do Centro de Ciências
Exatas da Universidade Federal do Espírito Santo
como requisito parcial para obtenção do título de
Mestre em Química, na área de Química Orgânica,
subárea de Síntese Orgânica e Medicinal.
Orientador: Prof. Dr. Sandro José Greco
Vitória
2015
Síntese e avaliação antineoplásica de novos análogos
acíclicos e cíclicos da Metformina obtidos a partir de
reações multicomponentes
Enia V. Vieira Lima
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Química da
Universidade Federal do Espírito Santo como requisito parcial para a
obtenção do grau de Mestre em Química.
Aprovado em 20/03/2015 por:
__________________________________________
Prof. Dr. Sandro José Greco
Universidade Federal do Espírito Santo
Orientador
_________________________________________
Prof. Dr.
Universidade Federal
__________________________________________
Prof. Dr. Reginaldo Bezerra dos Santos
Universidade Federal do Espírito Santo
Vitória, 20 de Março de 2015.
Dedico este trabalho primeiramente a Deus, pelo
dom da vida, por ser o autor de meu destino, meu
guia, socorro presente na hora da angústia, meu
protetor e o meu Senhor. Sou grata a Ele por tudo!
Dedico ainda, aos meus pais, meus primeiros
professores, por te me ensinado o caminho certo a
seguir. Ainda dedico a todos os meus professores de
toda a vida. Dedico também ao meu maravilhoso
esposo, parte de mim, Alan Lima, pelo apoio
incondicional.
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar, agradeço a Deus, autor da minha fé e da minha salvação!
Tudo o que tenho e o que sou eu devo a Ele. Por isso, quero aqui o seu nome
engrandecer e agradecer-te por tua obra em minha vida. Obrigada pai, pelo teu
infinito amor.
Quero honrar a quem merece honra: Meus pais, Edna e Edson Vieira!
Dignidade, caráter, lealdade, verdade, e acima de tudo humildade, as coisas
mais importantes da vida, foram eles que me ensinaram. Eles foram os meus
primeiros professores, a quem devo honrá-los até fim de minha vida.
Agradeço ao companheiro que Deus colocou em meu caminho: Alan Lima!
Meu esposo maravilhoso e que me completa em tudo. Obrigada por sempre
me apoiar. Amo-te!
Agradeço ao meu orientador, Profº. Sandro José Greco, um homem correto e
de muito caráter. Muito obrigada pela oportunidade, pela sua orientação e por
acreditar em mim.
Com muito carinho, quero agradecer a todos os meus colegas do Laboratório
de síntese orgânica e medicinal (LSO&M). Vocês foram imprescindíveis para
que eu chegasse até aqui. Obrigada pelas risadas, pelos momentos de bobeira
e de muita alegria. Agradeço em especial Rodolfo Fiorot, a quem me ajudou
desde o primeiro dia de laboratório, que você continue sendo essa pessoa
ávida para ajudar o próximo, isso sim é uma nobreza incalculável. Agradeço
também a Bárbara Lemos pela cumplicidade e pelas conversas incansáveis,
foram ótimos todos os momentos.
Agradeço ao DQUI e ao NCQP pela estrutura, suporte e realização das
análises de caracterização dos compostos.
Agradeço ao PPGQUI pela ajuda e suporte durante todo o mestrado.
Agradeço aos órgãos de fomento CAPES, pelo financiamento da minha bolsa
de mestrado durante todo o mestrado.
A todos que fizeram parte da minha história, meu muito obrigada!
“A ciência humana de maneira nenhuma
nega a existência de Deus. Quando considero
quantas e quão maravilhosas coisas o homem
compreende, psquisa e consegue realizar, então
reconheço claramente que o espírito humano é obra
de Deus, e a mais notável.”
Galileu Galilei.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Células Cancerosas. ........................................................................ 29
Figura 2. Mutação e câncer. ............................................................................ 32
Figura 3. Passo a passo do processo de carcinogênese. ............................... 33
Figura 4. Diferenças entre tipos de tumores. ................................................... 35
Figura 5. Metástase ......................................................................................... 36
Figura 6. Estrutura química da metformina...................................................... 40
Figura 7. Mecanismos de ação da metformina. Adaptado de Cell Cycle 2010.
......................................................................................................................... 44
Figura 8. Modelo de mecanismos celulares possivelmente modulados pela
metformina na. Em preto, vias ativadas pela interação de fatores de
crescimento com seus receptores, ou pela ativação constitutiva dos mesmos.
Em azul, a ação dupla e indireta da metformina sobre a inibição das vias de
Ras/Raf/MEK/ERK e PI3K/AKT/mTOR. ........................................................... 45
Figura 9. Análogos da metformina com atividade anticâncer. ......................... 46
Figura 10. Esquema representativo de uma reação multi-etapas (clássica) VS
multicomponentes ............................................................................................ 47
Figura 11. Reação multicomponente de Strecker............................................ 48
Figura 12. Desenvolvimento cronológico das reações multicomponentes. ..... 49
Figura 13. Primeira publicação da reação de Mannich. ................................... 50
Figura 14. Metodologia clássica da reação de Mannich. ................................. 51
Figura 15. Demonstração da versatilidade sintética das bases de Mannich. .. 52
Figura 16. Sistemas Biológicos β-aminocarbonílicos. ..................................... 52
Figura 17. Exemplos de derivados de Mannich bioativos. ............................... 53
Figura 18. Reação sem a utilização de catalisadores. .................................... 53
Figura 19. Reação multicomponente de Mannich catalisadas por InCl3. ......... 54
Figura 20. Reação de Mannich catalisada por polianilina-AgNO3-TsOH em
meio aquoso. .................................................................................................... 54
Figura 21. Mecanismo para a formação da base de Mannich em meio básico.
......................................................................................................................... 55
Figura 22. Primeira reação de Biginelli. ........................................................... 56
Figura 23. Intermediários de reação de Biginelli propostos por Folkers e
Johnson. ........................................................................................................... 57
Figura 24. Mecanismos via imínio (4), enamina (5) ou de Knovenagel (6)
sugeridos para a reação de Biginelli. ............................................................... 58
Figura 25. Estrutura do intermediário de m/z 219............................................ 59
Figura 26. Estruturas dos intermediários de m/z 191 e 173. ........................... 60
Figura 27. Estrutura dos intermediários observados na reação entre
benzaldeído e ureia .......................................................................................... 60
Figura
28.
Preferências
de
conformação
do
DHPM
(esquemática
representação, vista lateral). ............................................................................ 61
Figura 29. Estruturas químicas da diidropirimidina e nitrendipina. .................. 62
Figura 30. Estrutura de alguns adutos de Biginelli com atividades biológicas
promissoras. ..................................................................................................... 62
Figura 31. Estrutura do aduto de Biginelli monastrol. ...................................... 63
Figura 32. Síntese do monastrol por Oliverio e colaboradores (2014) livre de
solvente com tricloreto de érbio........................................................................ 64
Figura 33. Monastrol (27a), oxo monastrol (27b), tio análogos (29b - 32b). .... 66
Figura 34. Estruturas comuns de líquidos iônicos (LIs): Cátions mais comuns e
possíveis ânions ............................................................................................... 67
Figura 35. Reação de Biginelli catalisado por Fe(OTs)3. ................................. 68
Figura 36. Reação de Biginelli com CuS QDs como catalisador. .................... 69
Figura 37. Equação geral da reação de Biginelli com os ácidos de Bronsted
citados na tabela 4. .......................................................................................... 70
Figura 38. Exemplos de aldeídos utilizados em reações de Biginelli .............. 73
Figura 39. Uréias/tiouréias e guanidina utilizadas em reações de Biginelli ..... 74
Figura 40. Compostos 1,3-dicarbonílicos e análogos que são utilizados em
reações de Biginelli. ......................................................................................... 75
Figura 41. Utilização de alcoóis em vez de aldeídos na síntese de 3,4diidropirimidinonas. .......................................................................................... 75
Figura 42. Representação esquemática dos adutos de Mannich sintetizados. 76
Figura 43. Análogos cíclicos da metformina 7-9 com potencial atividade
anticâncer. ........................................................................................................ 77
Figura 44. Estratégia para a síntese dos adutos de Mannich. ......................... 78
Figura 45. Estratégia para a síntese dos adutos de Biginelli. .......................... 79
Figura 46. Reação de Mannich Multicomponente. .......................................... 94
Figura 47. Mecanismo proposto para a reação de Mannich em meio ácido. .. 95
Figura 48. Reação de Mannich multicomponente clássica utilizando a
ureia/tioureia ou guanidina. .............................................................................. 95
Figura 49. Mecanismo da reação de Mannich para formação dos análogos da
metformina. ...................................................................................................... 96
Figura 50. Reação de Mannich catalítica para obter o composto 7
estruturalmente semelhante à metformina e fenformina. ................................. 96
Figura 51. Mecanismo proposto para a reação multicomponente de Mannich
com o aldeído triazólico sob catálise ácida. ..................................................... 98
Figura 52. Possível explicação para o longo tempo reacional com o aldeído
fenil-triazólico. .................................................................................................. 98
Figura 53. Síntese do 2-fenil-2H-1,2,3-triazol-4-carboxialdeído 47. ................ 99
Figura 54. Síntese da fenil-D-glicosazona. .................................................... 100
Figura 55. Mecanismo para a formação do fenil-glicotriazol. ........................ 101
Figura 56. Mecanismo da clivagem oxidativa com HIO4 para a formação do
aldeído 47....................................................................................................... 102
Figura 57. 4-nitrobenzaldeído 45, 2- Piridinocarboxaldeído 46 e 1-naftilamina
49. .................................................................................................................. 102
Figura 58. Instabilidade do sal de imínio formado por aminas primárias
alifáticas. ........................................................................................................ 103
Figura 59. Espectro de IV do composto 50.................................................... 107
Figura 60. Espectro de 1H do composto 50. .................................................. 108
Figura 61. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 50. .................................................................................................. 109
Figura 62. Demonstração da parte detectada e não detectada no equipamento
de massas. ..................................................................................................... 110
Figura 63: Espectro de IV do composto 53. .................................................. 111
Figura 64: Espectro de 1H do composto 53. .................................................. 112
Figura 65. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 53. .................................................................................................. 113
Figura 66. Espectro de IV do composto 56.................................................... 114
Figura 67. Espectro de 1H do composto 56. .................................................. 115
Figura 68. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 56 ................................................................................................... 116
Figura 69. Espectro de IV do composto 59.................................................... 117
Figura 70. Espectro de 1H do composto 59. .................................................. 118
Figura 71. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 59. .................................................................................................. 119
Figura 72. Espectro de IV do composto 62.................................................... 120
Figura 73. Espectro de 1H do composto 62. .................................................. 121
Figura 74. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 62. .................................................................................................. 122
Figura 75. Tentativa da síntese da primeira DHPM por meio da reação de
Biginelli com p-TsOH e água como solvente. ................................................. 124
Figura 76. Mecanismo via imínio para síntese de DHPMs. ........................... 124
Figura 77. Estruturas de ressonância do p-nitrobenzaldeído. ....................... 125
Figura 78. Mecanismo proposto para reação de Biginelli promovida por ácido
de Lewis. ........................................................................................................ 127
Figura 79. Tentativa da preparação de DHPM por uma sequência reacional
dominó. .......................................................................................................... 128
Figura 80. Tentativa da preparação da pirimidina substituída pelo método de
Pinner. ............................................................................................................ 128
Figura 81. Variante das reações de Biginelli: modificação Atwal. [80] ........... 129
Figura 82. Mecanismo da reação de Knoevenagel para formação do composto
66. .................................................................................................................. 130
Figura 83. Espectro de IV do composto 66.................................................... 131
Figura 84. Espectro de 1H da reagião alifática do composto 66. ................... 132
Figura 85. Espectro de 1H da reagião aromática do composto 66. .............. 133
Figura 86. Tentativa da preparação de DHPM através da reação de Atwal. . 133
Figura 87. Tentativa da preparação da DHPM substituída com inversão da rota
sintética. ......................................................................................................... 135
Figura 88. Mecanismo proposto da reação de Biginelli catalisada por
FeCl3/DMAP. .................................................................................................. 137
Figura 89. Espectro de IV do composto 67.................................................... 138
Figura 90. Espectro de 1H da reagião alifática do composto 67. ................... 139
Figura 91. Espectro de 1H da reagião alifática do composto 67. .................. 140
Figura 92. Tentativa da desprotonação da DHPM. ........................................ 140
Figura 93. Preparação do imínio. .................................................................. 141
Figura 94. Tentativa da preparação da DHPM substituída. ........................... 141
Figura 95. Figura em 3D do composto 50. .................................................... 142
Figura 96. Compostos mais potentes para o câncer de ovário (ES2 e A2780),
para o câncer de pulmão (H460 e A549) e para o câncer de mama
(MDAMB231 e MCF-7). .................................................................................. 144
Figura 97. Representação das estruturas cristalinas das proteínas ERK2, PI3K,
AMPK e BRAF................................................................................................ 147
Figura 98. Ligante redocado (amarelo) e ligante cristalográfico. (A) PI3K; (B)
ERK2; (C) BRAF; (D) AMPK. ......................................................................... 148
Figura 99. Conformação farmacofórica do Noratiriol (verde) com o sítio ativo da
enzima ERK2. ................................................................................................ 151
Figura 100. Conformação farmacofórica do FR180204 (verde) com o sítio ativo
da enzima ERK2. ........................................................................................... 151
Figura 101. Interações do complexo ERK2 e os ligantes 51, 52, 56, 57 e 58.
....................................................................................................................... 153
Figura 102. Conformação farmacofórica do LY294002 (verde) com o sítio ativo
da enzima PI3K. ............................................................................................. 153
Figura 103. Conformação farmacofórica do Wortmannim (verde) com o sítio
ativo da enzima PI3K. .................................................................................... 154
Figura 104. Interações do complexo PI3K e os ligantes 51, 52, 56, 57 e 58. 156
Figura 105. Conformação farmacofórica do Fenformina (verde) com o sítio
ativo da enzima AMPK. .................................................................................. 157
Figura 106. Conformação farmacofórica do HL010183 (verde) com o sítio ativo
da enzima AMPK. ........................................................................................... 158
Figura 107. Interações do complexo AMPK e os ligantes 51, 52, 56, 57 e 58.
....................................................................................................................... 160
Figura 108. Conformação farmacofórica da Fenformina (verde) com o sítio
ativo da enzima BRAF. ................................................................................... 161
Figura 109. Conformação farmacofórica do HL010183 (verde) com o sítio ativo
da enzima BRAF. ........................................................................................... 161
Figura 110. Interações do complexo BRAF e os ligantes 51, 52, 56, 57 e 58.
....................................................................................................................... 163
Figura 111. Espectro de infravermelho do composto 50. .............................. 196
Figura 112. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 50. ................. 197
Figura 113. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 50. .................................................................................. 198
Figura 114. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 50. ................ 199
Figura 115. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 50. .................................................................................. 200
Figura
116.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 50............................................................ 201
Figura 117. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 50. .................................................................................................. 202
Figura 118. Espectro de infravermelho do composto 51. .............................. 204
Figura 119. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 51. ................. 204
Figura 120. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 51. .................................................................................. 205
Figura 121. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 51. ................ 206
Figura 122. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 51. .................................................................................. 207
Figura
123.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 51............................................................ 208
Figura 124. Espectro de infravermelho do composto 52. .............................. 209
Figura 125. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 52. ................. 210
Figura 126. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 52. .................................................................................. 211
Figura 127. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 52. ................ 212
Figura 128. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 52. .................................................................................. 213
Figura
129.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 52............................................................ 214
Figura 130. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 52. .................................................................................................. 215
Figura 131. Espectro de infravermelho do composto 53. .............................. 216
Figura 132. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 53. ................. 217
Figura 133. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 53. .................................................................................. 218
Figura 134. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 53. ................ 219
Figura 135. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 53. .................................................................................. 220
Figura
136.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 53............................................................ 221
Figura 137. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 53 ................................................................................................... 222
Figura 138. Espectro de infravermelho do composto 54. .............................. 223
Figura 139. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 54 .................. 224
Figura 140. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 54 ................................................................................... 225
Figura 141. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 54 ................. 226
Figura 142. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 54 ................................................................................... 227
Figura
143.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 54............................................................ 228
Figura 144. Espectro de infravermelho do composto 55. .............................. 229
Figura 145. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 55 .................. 230
Figura 146. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 55 ................................................................................... 231
Figura 147. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 55 ................. 232
Figura 148. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 55 ................................................................................... 233
Figura
149.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 55............................................................ 234
Figura 150. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 55. .................................................................................................. 235
Figura 151. Espectro de infravermelho do composto 56. .............................. 236
Figura 152. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 56 .................. 237
Figura 153. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 56 ................................................................................... 238
Figura 154. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 56 ................. 239
Figura 155. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 56 ................................................................................... 240
Figura
156.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 56............................................................ 241
Figura 157. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 56. .................................................................................................. 242
Figura 158. Espectro de infravermelho do composto 57. .............................. 243
Figura 159. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 57. ................. 244
Figura 160. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 57. .................................................................................. 245
Figura 161. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 57. ................ 246
Figura 162. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 57. .................................................................................. 247
Figura
163.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 57............................................................ 248
Figura 164. Espectro de infravermelho do composto 58. .............................. 249
Figura 165. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 58. ................. 250
Figura 166. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 58. .................................................................................. 251
Figura 167. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 58. ................ 252
Figura 168. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 58. .................................................................................. 253
Figura
169.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 58............................................................ 254
Figura 170. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 58. .................................................................................................. 255
Figura 171. Espectro de infravermelho do composto 59. .............................. 256
Figura 172. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 59. ................. 257
Figura 173. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 59. .................................................................................. 258
Figura 174. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 59. ................ 259
Figura 175. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 59. .................................................................................. 260
Figura
176.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 59............................................................ 261
Figura 177. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 59. .................................................................................................. 262
Figura 178. Espectro de infravermelho do composto 60. .............................. 263
Figura 179. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 60 .................. 264
Figura 180. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 60 ................................................................................... 265
Figura 181. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 60 ................. 266
Figura 182. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 60 ................................................................................... 267
Figura
183.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 60............................................................ 268
Figura 184. Espectro de infravermelho do composto 61. .............................. 269
Figura 185. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 61. ................. 270
Figura 186. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 61 ................................................................................... 271
Figura 187. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 61 ................. 272
Figura 188. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 61 ................................................................................... 273
Figura
189.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 61............................................................ 274
Figura 190. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 61 ................................................................................................... 275
Figura 191. Espectro de infravermelho do composto 62. .............................. 276
Figura 192. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 62 .................. 277
Figura 193. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 62 ................................................................................... 278
Figura 194. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 62. ................ 279
Figura 195. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 62 ................................................................................... 280
Figura
196.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 62............................................................ 281
Figura 197. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 62. .................................................................................................. 282
Figura 198. Espectro de infravermelho do composto 63. .............................. 283
Figura 199. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 63 .................. 284
Figura 200. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 63 ................................................................................... 285
Figura 201. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 63 ................. 286
Figura 202. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 63 ................................................................................... 287
Figura
203.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 63............................................................ 288
Figura 204. Espectro de infravermelho do composto 64. .............................. 289
Figura 205. Espectro de RMN de 1H em CDCl3 do composto 64 .................. 290
Figura 206. Expansão da região aromática do espectro de RMN de 1H em
CDCl3 do composto 64 ................................................................................... 291
Figura 207. Espectro de RMN de 13C em CDCl3 do composto 64 ................. 292
Figura 208. Mapa de contorno da correlação homonuclear 1H-1H bidimensional
COSY do composto 64 ................................................................................... 293
Figura
209.
Mapa
de
contorno
da
correlação
heteronuclear
1
H-13C
bidimensional HSQC do composto 64............................................................ 294
Figura 210. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o
composto 64 ................................................................................................... 295
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Estimativas para o ano 2014 de número de casos novos por câncer,
em homens e mulheres, segundo localização primária.* ................................. 31
Tabela 2. Alguns ácidos de Lewis duro utilizados como catalisador para reação
de Biginelli. ....................................................................................................... 69
Tabela 3. Alguns ácidos de Lewis mole utilizados como catalisador para reação
de Biginelli. ....................................................................................................... 70
Tabela 4. Alguns ácido de Brφnted utilizados como catalisador para reação de
Biginelli. ............................................................................................................ 72
Tabela 5. Síntese de novos adutos de Mannich estruturalmente semelhantes à
metformina e fenformina com variação do heteroátomo do nucleófilo. .......... 103
Tabela 6. Ácidos de Brønsted utilizados na tentativa da preparação da DHPM.
....................................................................................................................... 125
Tabela 7. Ácidos de Lewis utilizados nas reações na tentativa da síntese das
DHPMs. .......................................................................................................... 126
Tabela 8. Algumas alterações na metodologia de Atwal. .............................. 134
Tabela 9. Valor de IC50 para câncer de ovário (A2780 e ES2), câncer de
pulmão (H460, A549 e LC319) e câncer de mama (MDA-MB-231 e MCF-7). 145
Tabela 10. Energias de interação ligante/receptor do Noratiriol, FR180204,
LY294002, Wortmannim, Fenformina, HL010183, Metformina e dos compostos
sintetizados mais potentes 51, 52, 56, 57 e 58 com as proteínas ERK2, PI3K,
AMPK e BRAF................................................................................................ 149
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
ccf- Cromatografia em camada fina
DHPM – diidropirimidinona
DHPMs - diidropirimidinonas
d - Dubleto
dd - Duplo dubleto
DQUI - Departamento de Química
ESI-FT-ICR-MS - Espectrometria de massas com ionização por eletrospray e
ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourier (Electrospray
Ionization Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry)
INCa - Instituto Nacional do Câncer
IV - Infravermelho
LSO&M - Laboratório de Síntese Orgânica e Medicinal
m - Multipleto
m/z - Razão massa sobre carga
MTT - Brometo de 3-(4,5-dimetiltiazo-2-il)-2,5-difeniltetrazolio
MDR- Resistência múltipla ao fármaco
NCQP - Núcleo de Competências em Química do Petróleo
ppm - Partes por milhão
RMC - Reação multicomponente
RMCs - Reações multicomponentes
RMN 13C - Ressonância Magnética Nuclear de Carbono
RMN 1H - Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio
s - Singleto
t - Tripleto
td - Triplo dubleto
UFES - Universidade Federal do Espírito Santo
LISTA DE SÍMBOLOS
cm - centímetro
h - horas
Hz – Hertz
mL - mililitro (10-3 L)
mM - milimolar (10-3 M)
Δ - aquecimento
δ - Deslocamento químico
μg - micrograma (10-6 g)
ν - Deformação da ligação
RESUMO
O câncer é uma das doenças que mais causam temor na sociedade,
pois se tornou um estigma de mortalidade e dor. Em pesquisa realizada pela
Organização Mundial de Saúde (WHO), estatisticamente, o câncer é a segunda
causa de óbitos no mundo com 13%, matando cerca de 6,0 milhões de
pessoas por ano. Acredita-se que em 2015 o câncer seja responsável por 9
milhões de mortes no mundo. Os avanços averiguados nas últimas décadas,
na área da quimioterapia antineoplásica, têm facilitado admiravelmente a
aplicação de outros tipos de tratamento de câncer e permitido maior número de
curas. Todavia, muitos tipos de câncer são intrinsecamente resistentes a
quimioterápicos, enquanto outros inicialmente respondem ao tratamento, mas
adquirem resistência aos fármacos. A resistência múltipla ao fármaco (MDR), o
quadro mais grave, advém quando culturas de células in vitro e in vivo mostram
resistência simultânea a diferentes fármacos. Assim, apesar do grande número
de compostos que compõem o arsenal quimioterápico de combate ao câncer, o
problema de resistência requer a busca constante por novos fármacos eficazes
no combate ao câncer.
Assim, dando continuidade a incessante busca por novos compostos
protótipos com atividade antineoplásica que vem sendo desenvolvido em nosso
laboratório, o presente projeto de natureza interdisciplinar visa à síntese dos
novos análogos acíclicos e cíclicos da metformina com potencial atividade
anticâncer de modo a atuarem por vias celulares múltiplas com a finalidade de
se evitar a aquisição de fenótipo resistente à quimioterapia pelas células
tumorais. Estes compostos foram racionalmente desenhados por estudos
prévios de ancoragem molecular para atuarem nas proteínas ERK, PI3K,
AMPK, BRAF e na depleção de ATP pela inibição do complexo I da cadeia
respiratória, que são alvos terapêuticos importantes para inibir a proliferação
celular das células tumorais.
Neste trabalho foram sintetizados quinze adutos de Mannich com
rendimentos que variaram de 51 a 85% contendo grupos oxigenados,
nitrogenados e sulfurados. Em seguida, foram realizadas algumas reações com
o intuito de sintetizar a diidropirimidinona (DHPM), análogo cíclico da
metformina, a fim de avaliar a correlação entre a restrição conformacional
destes compostos e a atividade antineoplásica, porém, não foi obtido nenhum
sucesso nessa reação. Os quinze adutos de Mannich sintetizados tiveram as
suas citotoxidades avaliadas nas linhagens de câncerhumanode pulmão (H460
e A549), mama (MDA-MB-231 e MCF-7) e ovário (A2780 e ES2). Efetuou-se
também estudos de docking desses compostos com os alvos terapêuticos
PI3K, ERK2, AMPK e BRAF.
Palavras-chave: adutos de Mannich, diidropirimidinona, metformina, atividade
antineoplásica, docking.
ABSTRACT
Cancer is one of the diseases that cause fear in society because it has
become a stigma of death and pain. In a survey conducted by the World Health
Organization (WHO), statistically, cancer is the second cause of death in the
world with 13%, killing about 6.0 million people a year. It is believed that cancer
in 2015 is responsible for 9 million deaths worldwide. Advances investigated in
recent decades in the field of cancer chemotherapy, have admirably facilitated
the implementation of other types of cancer treatment and allowed more cures.
However, many cancers are intrinsically resistant to chemotherapy, while others
initially respond to treatment, but become resistant to drugs. Multiple drug
resistance (MDR), the most severe condition, comes when in vitro cell cultures
and in vivo show simultaneous resistance to different drugs. Thus, despite the
large number of compounds that make up the chemotherapeutic arsenal to fight
cancer, the resistance problem requires constant search for new effective drugs
to combat cancer.
Thus, continuing the constant search for new compounds with activity
antineoplastic prototypes being developed in our laboratory, this project aims to
interdisciplinary synthesis of new acyclic and cyclic analogues of metformin with
potential anticancer activity to act by cellular pathways multiple in order to avoid
the acquisition of chemoresistant phenotype by tumor cells. These compounds
were rationally designed by molecular docking previous studies to work in the
ERK proteins, PI3K, AMPK, BRAF and ATP depletion by the inhibition of
complex I of the respiratory chain, which are important targets for inhibiting cell
proliferation of tumor cells.
In this work were synthesized fifteen adducts of Mannich with yields
ranging 51-85% oxygen-containing groups, nitrogen and sulfur. Then, some
reactions were performed in order to synthesize diidropirimidinona (DHPM),
cyclic analog of metformin, in order to assess the correlation between these
compounds and conformational restrictions antineoplastic activity, however, no
success has been obtained in this reaction. The fifteen synthesized Mannich
adducts were evaluated citotoxidades in their lineages câncerhumanode lung
(A549 and H460), breast (MDA-MB-231 and MCF-7) and ovarian cancer
(A2780 and ES2). It is also made docking studies of these compounds with
therapeutic targets PI3K, ERK2, and BRAF AMPK.
Keywords: Mannich adducts, diidropirimidinona, metformin, antineoplastic
activity, docking.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................. 29
1.1
CÂNCER ...................................................................................... 29
1.1.1 Estimativa do Câncer ............................................................ 29
1.1.2 A Formação do Câncer ......................................................... 32
1.1.3 Oncogênese .......................................................................... 32
1.1.4 Agentes cancerígenos ........................................................... 33
1.1.5 Câncer e crescimento celular ................................................ 34
1.1.6 Câncer: tipos de crescimento celular .................................... 34
1.1.7 Classificação das neoplasias ................................................ 35
1.1.8 Câncer in situ e câncer invasivo ............................................ 36
1.1.9 Tratamento do câncer ........................................................... 37
1.2
METFORMINA ............................................................................... 40
1.2.1 Metformina no Diabetes Mellitus do Tipo 2 ........................... 41
1.2.1 Metformina e Câncer ............................................................. 42
1.3
REAÇÕES MULTICOMPONENTES .................................................... 47
1.4
REAÇÃO DE MANNICH .................................................................. 50
1.4.1 Metodologias sintéticas ......................................................... 53
1.5
REAÇÃO MULTICOMPONENTE DE BIGINELLI .................................... 56
1.5.1 Mecanismo da Reação .......................................................... 56
1.5.2 Atividade Biológica dos Adutos de Biginelli ........................... 61
1.5.2.1 Atividade Antibacteriana ................................................... 64
1.5.2.2 Agentes antimaláricos ...................................................... 65
1.5.2.3 Anti-inflamatório............................................................... 65
1.5.2.4 Agente Anti HIV ................................................................ 65
1.5.2.5 Atividades Anticâncer ....................................................... 66
1.5.3 Alguns Catalisadores Empregados em Reações de Biginelli 67
1.5.4 Escopo da Reação/ variação estrutural ................................. 72
1.5.4.1 Aldeídos ........................................................................... 73
1.5.4.2 Ureias, tioureias e guanidinas mono/dissubstituídas ........ 73
1.5.4.3 β-Cetoéster ....................................................................... 74
1.5.4.4 Alcoóis em lugar de aldeídos ........................................... 75
2
OBJETIVOS ..................................................................................... 76
3
METODOLOGIA .............................................................................. 78
4
PARTE EXPERIMENTAL ................................................................ 80
4.6
MATERIAIS .................................................................................. 80
4.7
MÉTODOS ................................................................................... 80
4.7.1 Cromatografia........................................................................ 80
4.7.2 Ponto de fusão ...................................................................... 80
4.7.3 Espectroscopia no infravermelho .......................................... 80
4.7.4 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de 1H e
13
C.....................................................................................................81
4.7.5 Espectrometria de Massas.....................................................81
4.7.6 Avaliação da atividade antitumoral in vitro ............................ 81
4.7.6.1 Cultura celular .................................................................. 81
4.7.6.2 Viabilidade celular ............................................................ 82
4.8
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS................................................. 83
4.8.1 Preparação do composto (E)-1-(3-phenyl-1-(ptolylamino)allyl)guanidine (50)......................................................... 83
4.8.2 Preparação do composto (E)-1-(3-phenyl-1-(p-
tolylamino)allyl)thiourea (51) ........................................................... 83
4.8.3 Preparação do composto (E)-1-(3-phenyl-1-(ptolylamino)allyl)urea (52) ................................................................. 84
4.8.4 Preparação do composto 1-((2-phenyl-2H-1,2,3-triazol-4-yl)(ptolylamino)methyl)guanidine (53) .................................................... 85
4.8.5 Preparação do composto -((2-phenyl-2H-1,2,3-triazol-4-yl)(ptolylamino)methyl)thiourea (54) ....................................................... 85
4.8.6 Preparação do composto -((2-phenyl-2H-1,2,3-triazol-4-yl)(ptolylamino)methyl)urea (55)............................................................. 86
4.8.7 Preparação do composto 1-(pyridin-2-yl(ptolylamino)methyl)guanidine (56) .................................................... 87
4.8.8 Preparação do composto 1-(pyridin-2-yl(ptolylamino)methyl)thiourea (57) ....................................................... 87
4.8.9 Preparação do composto 1-(pyridin-2-yl(ptolylamino)methyl)urea (58)............................................................. 88
4.8.10 Preparação do composto 1-((4-nitrophenyl)(ptolylamino)methyl)guanidine (59) .................................................... 89
4.8.11 Preparação do composto 1-((4-nitrophenyl)(ptolylamino)methyl)thiourea (60) ....................................................... 89
4.8.12 Preparação do compost 1-((4-nitrophenyl)(ptolylamino)methyl)urea (61)..............................................................90
4.8.13 Preparação do composto 1-((naphthalen-1-ylamino)(4nitrophenyl)methyl)guanidine (62)................................................... 91
4.8.14Preparação do composto 1-((naphthalen-1-ylamino)(4nitrophenyl)methyl)thiourea (63).......................................................91
4.8.15 Preparação do composto 1-((naphthalen-1-ylamino)(4-
nitrophenyl)methyl)urea (64).............................................................92
5
RESULTADOS E DISCUSSÃO.........................................................94
5.9
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DOS ADUTOS DE MANNICH ................. 94
5.10 TENTATIVA DA SÍNTESE DAS DIIDROPIRIMIDINONAS COM DIVERSOS
CATALISADORES...................................................................................123
5.11 ATIVIDADE ANTINEOPLÁSICA IN VITRO.......................................... 143
5.12 ESTUDOS DE ANCORAGEM MOLECULAR (DOCKING) ...................... 147
5
CONCLUSÂO ................................................................................ 164
6
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................... 165
7
ANEXOS ........................................................................................ 196
1. INTRODUÇÃO
1.1
Câncer
O câncer é uma das doenças mais temidas doenças pela sociedade.
Ligados ao estigma de dor estão os alarmantes índices de mortalidade, que
denotam a necessidade de recursos e esforços que viabilizem estratégias de
prevenção e controle da doença.
O câncer, termo derivado do latim câncer e do grego karkínos
(caranguejo). Atualmente, câncer é o nome geral dado a um conjunto de mais
de 100 doenças, que têm em comum o crescimento desordenado de células
(Figura 1), que tendem a invadir tecidos e órgãos vizinhos. A sua característica
mais comum é a ocorrência de alterações nos processos de divisão das células
do corpo. Tais alterações provocam um crescimento irregular e normalmente
mais rápido de um conjunto de células dando origem ao que se designa
genericamente de tumor. [1]
Figura 1. Células Cancerosas. [1]
1.1.1 Estimativa do Câncer
O câncer é responsável por mais de 12% de todas as causas de óbito no
mundo: mais de 7 milhões de pessoas morrem anualmente da doença. Como a
esperança de vida no planeta tem melhorado gradativamente, a incidência de
câncer, estimada em 2002 em 11 milhões de casos novos, alcançará mais de
15 milhões em 2020 segundo a International Union Against Cancer (UICC). [2]
De acordo com estimativas mundiais do projeto Globocan 2012, da
Agência Internacional para Pesquisa em Câncer da Organização Mundial da
Saúde (OMS), houve 14,1 milhões de novos casos de câncer e um total de 8,2
milhões de mortes por câncer, em todo o mundo, em 2012. [3]
A
carga
do
câncer
continuará
aumentando
nos
países
em
desenvolvimento e crescerá ainda mais em países desenvolvidos se medidas
preventivas não forem amplamente aplicadas. Nesses, os tipos de câncer mais
frequentes na população masculina foram próstata, pulmão e cólon e reto; e
mama, cólon e reto e pulmão entre as mulheres. Nos países em
desenvolvimento, os três cânceres mais frequentes em homens foram pulmão,
estômago e fígado; e mama, colo do útero e pulmão nas mulheres.
Em 2030, a carga global será de 21,4 milhões de casos novos de câncer
e 13,2 milhões de mortes por câncer, em consequência do crescimento e do
envelhecimento da população, bem como da redução na mortalidade infantil e
nas mortes por doenças infecciosas em países em desenvolvimento.
Segundo o Inca no Brasil, as estimativas, para o ano de 2014, válidas
também para o ano de 2015, apontam para a ocorrência de aproximadamente
576 mil casos novos de câncer, incluindo os casos de pele não melanoma,
reforçando a magnitude do problema do câncer no país. (Tabela 1). [4]
Tabela 1. Estimativas para o ano 2014 de número de casos novos por câncer, em homens e mulheres, segundo localização
primária.*
Estimativa dos Casos Novos
Homens
Localização Primária da
Estado
Neoplasia Maligna
Próstata
Mulheres
Capitais
Estado
Casos
Taxa Bruta
Casos
Taxa Bruta
Casos
Capitais
Taxa Bruta
Casos
Taxa Bruta
68.800
70,42
17.540
82,93
-
-
-
-
Mama feminina
-
-
-
-
57.120
56,09
19.170
80,67
Colo de Útero
-
-
-
-
15.590
15,33
4.530
19,20
Tranq., Brônq., Pulm.
16.400
16,79
4.000
18,93
10.930
10,75
3.080
13,06
Cólon e Reto
15.070
15,44
4.860
22,91
17.530
17,24
5.650
23,82
Estômago
12.870
13,19
2.770
13,07
7.520
7,41
2.010
8,44
Cavidade Oral
11.280
11,54
2.220
10,40
4.010
3,92
1.050
4,32
Laringe
6.870
7,03
1.460
6,99
770
0,75
370
1,26
Bexiga
6.750
6,89
1.910
8,91
2.190
2,15
730
2,97
Esôfago
8.010
8,18
1.460
6,76
2.770
2,70
540
0,00
-
-
-
-
5.680
5,58
2.270
9,62
Linfoma de Hodgkin
1.300
1,28
410
5,72
880
0,83
420
8,64
Linfoma não Hodgkin
4.940
5,04
1.490
6,87
4.850
4,77
1.680
7,06
Glândula Tireoide
1.150
1,15
470
1,76
8.050
7,91
2.160
9,06
Sistema Nervoso Central
4.960
5,07
1.240
5,81
4.130
4,05
1.370
5,81
Leucemia
5.050
5,20
1.250
5,78
4.320
4,24
1.250
5,15
-
-
-
-
5.900
5,79
2.690
11,24
Ovário
Corpo do Útero
Pele melanoma
2960
3,03
950
4,33
2.930
2,85
1.150
4,57
Outras localizações
37.520
38,40
9.070
42,86
35.350
34,73
8.590
36,49
Subtotal
203.930
208,77
51.100
241,30
190.520
187,13
58.710
248,46
Pele não melanoma
98.420
100,75
19.650
92,72
83.710
82,24
22.540
95,26
Todas as Neoplasias
302.350
*Números arredondados para 10 ou múltiplos de 10
Fonte: Instituto Nacional de Câncer – INCA/MS
309.53
70.750
334.08
274.230
269,35
81.250
343.85
1.1.2 A Formação do Câncer
Uma célula normal pode sofrer uma mutação genética, ou seja, modificações
no DNA dos genes. As células cujo material genético foi alterado passam a receber
informações erradas para as suas atividades (Figura 2). [5]
Figura 2. Mutação e câncer.
Mesmo diante da exposição a agentes cancerígenos, as células passam por
processos de mutação espontânea, que não modificam seu desenvolvimento
normal.
As alterações podem ocorrer em genes especiais, designados protooncogenes, que, inicialmente, são inativos em células normais. Quando ativados,
os proto-oncogenes transformam-se em oncogenes, que são os responsáveis
pelas células cancerosas. [6]
1.1.3 Oncogênese
O processo de desenvolvimento do câncer é denominado oncogênese ou
carcinogênese e, normalmente, ocorre vagarosamente, podendo demorar alguns
anos para que uma célula cancerosa se prolifere e dê origem a um tumor
perceptível. Os efeitos cumulativos de diversos agentes cancerígenos ou são os
causadores da origem, desenvolvimento e inibição do tumor. A carcinogênese é
determinada pela exposição a esses agentes, em uma dada frequência e período
de tempo, e pela interação entre eles. Devem ser analisadas, no entanto, as
características individuais, que facilitam ou dificultam a instalação do dano celular.
[7]
Esse processo é constituído por três estágios:
Estágio de iniciação, no qual os genes sofrem ação dos agentes
cancerígenos.
Estágio de promoção, onde os agentes oncopromotores agem na célula já
modificada.
Estágio de progressão, definido pela multiplicação desequilibrada e
irreversível da célula.
Figura 3. Passo a passo do processo de carcinogênese.
O estágio de latência altera com a veemência do estímulo carcinogênico,
com a presença ou ausência dos agentes oncoiniciadores, oncopromotores e
oncoaceleradores, e também com o tipo e localização primária do câncer. [7]
1.1.4 Agentes cancerígenos
Há casos que apenas a presença dos agentes cancerígenos, por si só, são
responsáveis pelo desenvolvimento dos tumores. Sabe-se que a exposição
contínua à substância química benzina pode aumentar o risco de produzir câncer
na bexiga (principal tipo de câncer localizado em trabalhadores das antigas
indústrias de borracha, tintas, couros e papel que manuseavam benzina na sua
produção), e o câncer de pulmão, que ocorre entre fumantes, em mais de 90% dos
casos é consequência do tabagismo crônico. [4] [8]
Esses exemplos submetem a dois conceitos usados na epidemiologia: causa
necessária e causa suficiente, em que, para que um indivíduo desenvolva uma
doença, não basta à presença do agente específico da doença em seu organismo.
É indispensável que, sobre o indivíduo, exerçam outras forças (ou causas)
suficientes para que, em conjunto com o agente específico consiga originar a
doença específica.
O agente específico é a causa necessária. As outras forças são ditas causas
predisponentes. Causa necessária e causas predisponentes produzem a causa
suficiente. Assim, as doenças multicausais, como o câncer, podem ter diferentes
causas suficientes. [9]
1.1.5 Câncer e crescimento celular
É um processo natural das células normais que constituem os tecidos do
corpo humano, multiplicar-se através de um processo contínuo, pois são
capacitadas para tal peculiaridade. A maioria das células normais cresce,
multiplica-se e morre de maneira ordenada, porém, nem todas as células normais
são iguais. Algumas células nunca se dividem, como os neurônios; por exemplo,
outras se dividem de forma rápida e contínua, como as células do tecido epitelial.
[5]
Dessa forma, a multiplicação celular não origina necessariamente presença
de malignidade, podendo espontaneamente responder a necessidades específicas
do corpo.
Contudo, o crescimento das células cancerosas diverge do crescimento das
células normais. As células cancerosas, ao invés de morrerem, continuam
crescendo irrefreadamente, formando outras novas células anormais. Muitos
organismos vivos podem expor, em algum momento da vida, anormalidade no
crescimento celular. As células se dividem de maneira rápida, incontrolável e
agressiva, disseminando-se para outras regiões do corpo e com isso, provocando
transtornos funcionais. [10]
Assim, o câncer se caracteriza pela perda do controle da divisão celular e
pela capacidade de invadir outras estruturas orgânicas.
1.1.6 Câncer: tipos de crescimento celular
A proliferação celular pode ser controlada ou não controlada. No
crescimento controlado, há um crescimento estabelecido e autolimitado do número
de células de tecidos normais que formam o organismo, gerado por estímulos
fisiológicos ou patológicos. Nele, as células são normais ou com pequenas
modificações na sua forma e função, podendo ser iguais ou diferentes do tecido
onde se instalam. O efeito é reversível após o término dos estímulos que o
provocaram. A hiperplasia, a metaplasia e a displasia são exemplos desse tipo de
crescimento celular (Figura 4). [11]
Figura 4. Diferenças entre tipos de tumores. [11]
No crescimento não controlado, existe uma massa anormal de tecido, onde
o crescimento é quase autônomo, persistindo dessa maneira excessiva após o
término dos estímulos que o ocasionaram. As neoplasias (câncer in situ e câncer
invasivo) equivalem a essa forma não controlada de crescimento celular e, na
prática, são designados tumores.
1.1.7 Classificação das neoplasias
Como citado anteriormente, a neoplasia é uma proliferação anormal do
tecido, que desviar-se parcial ou totalmente ao controle do organismo e tende à
autonomia e à perpetuação, com efeitos agressivos sobre o homem. As neoplasias
podem ser benignas ou malignas (Figura 4). [12]
Figura 5. Diferenças entre tipos de tumores.
As neoplasias benignas ou tumores benignos têm seu crescimento de
maneira organizada, normalmente lento, expansivo e apresentam limites bem
nítidos. Apesar de não invadirem os tecidos vizinhos, podem comprimir os órgãos e
tecidos adjacentes. O lipoma (que tem início no tecido gorduroso), o mioma (que
tem início no tecido muscular liso) e o adenoma (tumor benigno das glândulas) são
exemplos de tumores benignos. [13]
As neoplasias malignas ou tumores malignos revelam um maior grau de
autonomia e são capazes de espalhar-se por tecidos vizinhos e provocar
metástases, podendo ser resistentes ao tratamento, causando a morte do
hospedeiro. [14]
1.1.8 Câncer in situ e câncer invasivo
O câncer não invasivo ou carcinoma in situ é o primeiro estágio em que o
câncer pode ser classificado (essa classificação não se aplica aos cânceres do
sistema sanguíneo). Nesse estágio (in situ), as células cancerosas estão apenas
na camada de tecido que se desenvolveram, porém não se espalharam para outras
camadas do órgão de origem. A maioria dos cânceres in situ é curável se for
tratado antes de progredir para a fase de câncer invasivo. [15]
No câncer invasivo, as células cancerosas invadem outras camadas
celulares do órgão, vai para a corrente sanguínea ou linfática e têm a habilidade de
se espalhar para outras partes do corpo. Essa capacidade de invasão e
disseminação que os tumores malignos exibem de produzir outros tumores, em
outras partes do corpo, a partir de um já existente é conhecida como metástase é a
principal característica do câncer (Figura 5). [16]
Figura 6. Metástase
1.1.9 Tratamento do câncer
A terapia do câncer é baseada na cirurgia e radioterapia, que são, quando
possível, bem sucedidas intervenções regionais e na quimioterapia sistemática.
Aproximadamente metade dos pacientes com câncer não são curados por esses
tratamentos e podem obter somente uma sobrevida prolongada ou até mesmo
nenhum
benefício
considerável.
O
objetivo
da
maioria
dos
fármacos
quimioterápicos atualmente em uso clínico é matar as células tumorais malígnas
mediante inibição de algum mecanismo presente na divisão celular. Portanto, os
fármacos antitumorais desenvolvidos através dessa abordagem são citostático ou
citotóxico. Entretanto, o avanço no conhecimento da biologia do tumor, nas
décadas passadas, pode abrir caminho para o desenvolvimento de fármacos mais
potentes e mais específicas. [17]
A quimioterapia do câncer é uma tarefa extremamente difícil. Um dos seus
principais problemas associados é a toxicidade não específica de muitos fármacos
anticâncer devido a sua biodistribuição em todo corpo, que requer a administração
de uma dose total alta para que chegue a concentração adequada no tumor.
Fármacos específicos têm como objetivo o acúmulo preferencial do princípio ativo
no alvo celular independentemente do método e rota de administração da
substância. [17] Uma abordagem que permite melhorar a seletividade de
compostos citotóxicos é o uso de pró-drogas que são seletivamente ativadas no
tecido acometido pelo câncer aproveitando alguns aspectos específicos da
fisiologia do tumor, como uma expressão enzima seletiva, hipóxia e pH extracelular
baixo. Técnicas mais sofisticadas de liberação específica de fármacos no tumor
permite a ativação seletiva de pró-drogas por enzimas exógenas (terapia pró-droga
gene-dirigida
e
enzima
anticorpo-dirigida).
Além
disso,
o
aumento
da
permeabilidade do endotélio vascular nos tumores (aumento da permeabilidade e
retenção, efeito EPR) permite que nanopartículas carregadas com uma droga
antitumoral extravasem e acumulem a droga dentro do espaço intersticial, onde ela
possa ser liberada como resultado da degradação transportadora normal. [18]
A justificativa para o uso de fármacos antitumorais citotóxicos convencionais
é baseada na tese de que células em proliferação e divisão rápida são mais
sensíveis a esses compostos do que as células normais. [19] A interação entre as
drogas citotóxicas e o DNA são agora melhores definidos, e novos compostos que
alvejam sequências de bases especiais podem inibir fatores de transcrição de uma
maneira mais específica. O DNA pode ser considerado como um verdadeiro
receptor molecular que é capaz de reconhecimento molecular e dos elementos de
resposta que transmitem sinais através de interações com proteínas. [20] As
propriedades dos ligantes de DNA podem ser racionalizadas com base na sua
complementariedade estrutural e eletrônica com os grupos funcionais presentes
nos sulcos maiores e menores de sequências de DNA que são reconhecidas
principalmente por ligações de hidrogênio específicas. [21]
Apesar do DNA continuar sendo um alvo essencial para a quimioterapia do
câncer, esforços recentes tem sido direcionado para a descoberta de fármacos
antitumoral especificamente adequada para alvos moleculares aberrantes que são
específicos das células tumorais. [22] Essa nova geração de agentes antitumorais
é baseado na pesquisa de processos de sinalização celular, angiogênese e
metástase e na inibição de enzimas que, como a telomerase, são reativadas na
maioria das células tumorais. [23] Para este fim, podem-se usar fármacos que são
pequenas moléculas ou outras estruturas macromoleculares, como anticorpos
monoclonais que
se
ligam
a
antígenos presentes preferencialmente ou
exclusivamente nas células do tumor, ligando-se diretamente a dupla hélice do
DNA e consequentemente inibindo a transcrição. [24]
A sinalização celular é o mecanismo pelo qual sinais que estão presentes no
meio extracelular são transmitidos e interpretados pelas células. Nas células
malignas, a super ativação dessas vias promovem a proliferação e sobrevivência
celular, sendo que as vias mais comumente ativadas são a via da Proteino Cinase
Ativada por Mitógenos (MAPK) e a via da Fosfatidilinositol 3-cinase/Proteína
Cinase B/ Proteína Alvo em Mamíferos da Rapamicina (PI3K/Akt/mTOR). [25]
A família das MAPK são cinases que regulam processos celulares como
apoptose, migração e proliferação celular. Nessa família destaca-se a Proteína
Cinase Controlada pela Sinalização Extracelular 1 e 2 (ERK1/2) que integra uma
via de transdução de sinais proliferativos iniciada por mitógenos por meio do
estímulo de receptores tirosino cinases. [26] Adicionalmente aos efeitos
proliferativos a ativação constitutiva da via de ERK1/2 tem sido relacionada ao
aumento
da
motilidade
celular
e
do
potencial
invasivo,
aumentando
consequentemente o potencial metastático, em vários tipos de carcinomas. [27]
A via de PI3K/Akt/mTOR regula processos biológicos importantes nas
células malignas: sobrevivência, proliferação e metabolismo celular. A ativação de
PI3K através dos receptores tirosino cinases ou Receptores Acoplados a Proteínas
G (Ras) promove a geração do segundo mensageiro lipídico fosfatidilinositol-3,4,5trifosfato (PIP3) resultando na fosforilação e ativação de Akt. Os efeitos da ativação
de Akt incluem a promoção da síntese protéica e o crescimento celular através da
ativação de mTOR. [28] Ademais a via de PI3K/AKT/mTOR e a via de ERK
reconhecidamente interagem em vários pontos, resultando na ativação cruzada e
na convergência das vias, [29] e portanto a dupla inibição de efetores importantes
dessas vias tornou-se estratégia farmacológica promissora no combate ao câncer.
1.2
Metformina
A metformina 1 (N,N-dimetilbisguanidina) é derivado da guanidina, o
composto ativo hipoglicemiante da Galega officinalis. [30] Essa erva medicinal,
também conhecida como Lilac francês, foi utilizadasada por séculos na Europa
como tratamento do diabetes desde a época medieval. [30] O uso das guanidinas e
de seus derivados (fenformina, buformina e metformina) como agentes terapêuticos
para DM no início do século passado. [30]
Figura 7. Estrutura química da metformina.
A metformina é uma das drogas antidiabéticas orais mais frequentemente
prescritas no mundo e deve preservar essa posição, mesmo com inúmeros
antidiabéticos orais que vêm sendo inseridos no tratamento do Diabetes Mellitus 2
(DM2). [31]
O uso da metformina compõe a terapia padrão para o DM2 não apenas
pelos efeitos antihiperglicêmicos, mas também pelos benefícios na disfunção
endotelial, estresse oxidativo e hemostasia, resistência à insulina, perfil lipídico e
redistribuição de gorduras. [32]
Em estudo do Diabetes Prevention Program Research Group, [33] foi
constatado que tanto a administração de metformina como a alteração no estilo de
vida (dieta e exercício físico) diminuiram a incidência do DM2 em 31% e 58%,
respectivamente, quando comparados ao grupo controle. O estudo também
mostrou que tanto a metformina quanto a rigorosa mudança no estilo de vida foram
capazes de reduzir significativamente a glicemia de jejum e a porcentagem de
hemoglobina glicada [33] [34] [35] [36] [37]
A metformina é absorvida lentamente pelo segmento superior do intestino
delgado, apresentando uma biodisponibilidade de 40 a 60%. A metformina não é
metabolizada e, portanto, excretada sem alterações na urina, com tempo de meia
vida de aproximadamente de 5h. [31] O fármaco é largamente espalhado entre os
tecidos de transportadores de cátions orgânicos e as ligações às proteínas não são
significativas. [38] Utilizando-se doses clínicas da metformina (500 - 2000 mg) em
humanos, a concentração plasmática máxima encontrada nos usuários de
metformina é de 2,8 - 15 µM (0,46 - 2,5 mg/L). [39]
1.2.1 Metformina no Diabetes Mellitus do Tipo 2
As ações primárias da metformina no diabetes incluem a inibição da
gliconeogênese hepática, sem causar hipoglicemia, além de atuar como um agente
sensibilizador da insulina causando redução da resistência e decréscimo
significante no seu nível plasmático. A metformina, ainda, incita a captação de
glicose pelos músculos. [40] [41] Concomitante aos seus efeitos na produção
endógena de glicose, a metformina induz a redução do conteúdo lipídico em
hepatócitos com aumento na oxidação de ácidos graxos e inibição da lipogênese.
A ativação da Proteína Cinase ativada por Monofosfato de Adenosina
(AMPK) parece estar relacionada à maioria dos efeitos celulares da metformina.
[37] [42] AMPK é uma serina/treonina proteinocinase que executa um papel crucial
no metabolismo celular e na manutenção da homeostasia por meio da indução de
uma cascata de eventos intracelulares em resposta a uma diversidade de
estresses metabólicos que ocasionam alterações na carga energética celular. [43]
AMPK é uma proteína heterotrimérica que consiste em uma subunidade
catalítica α e duas subunidades regulatórias β e γ. Essa cinase é ativada pelo
aumento da relação intracelular AMP/ATP resultado do desequilíbrio entre a
produção de ATP e o seu consumo. [44] A ativação de AMPK abrange a ligação de
AMP nos sítios regulatórios da subunidade γ. Essa ligação promove uma mudança
conformacional que ativa alostericamente a enzima e inibe desfosforilação do
resíduo de treonina 172, localizado na subunidade catalítica α. [44] [45] Além
disso, a ativação de AMPK requer a fosforilação do resíduo de treonina 172 por
cinases regulatórias, identificadas como o Supressor Tumoral Serina/Treonina
Cinase 11 (LKB1) e Cinase β da Proteína Cinase Dependente de Ca2+/Calmodulina
(CaMKKβ). [46]
O decréscimo do conteúdo energético celular provoca a redução, pela
AMPK, das vias metabólicas biossintéticas de ácidos graxos e colesterol, e
concomitantemente estimula vias catabólicas de oxidação de ácidos graxos,
captação de glicose e glicólise. [44] [45] Essa regulação envolve a fosforilação pela
AMPK de enzimas regulatórias e fatores/coativadores de transcrição modulando a
expressão gênica. [37] [46] A exemplo, AMPK fosforila o coativador transcricional
TORC2 (Transdutor da Atividade de CREB Regulada por Coativadores) reduzindo
a expressão de enzimas associadas com a gliconeogênese. [47]
A metformina não estimula diretamente nem AMPK, nem seu principal
ativador LKB1 [48] exercendo efeitos indiretos nessa via por meio do aumento
intracelular da relação AMP/ATP em consequência da inibição do complexo I da
cadeia respiratória. Os primeiros estudos que legitimaram as ações da metformina
no complexo I da cadeia respiratória usavam hepatócitos perfundidos e hepatócitos
isolados de roedores. [49] [50] Posteriormente, as pesquisas foram expandidas
para outros tecidos, incluindo músculo esquelético, [51] células endoteliais, [52]
células β-pancreáticas, [53] e neurônios humanos. [54] Cabe ressaltar que o
mecanismo exato pelo qual a metformina inibe o complexo I da cadeia respiratória
ainda não foi elucidado.
Foretz e colaboradores [55] mostraram que tanto a atividade de LKB-1
quanto AMPK são dispensáveis para o efeito mediado pela metformina na
gliconeogênese. O estudo menciona que a redução do estado energético é o fator
crítico para a produção da glicose hepática, pois tanto ATP quanto AMP executa
regulações alostéricas em enzimas chaves desta via. Por exemplo, o AMP atua de
maneira sinérgica com a frutose 2,6- bisfosfato ativando a enzima Fosfofrutocinase,
aumentando
assim
a
sua
afinidade
pelo
substrato
(frutose-6-fosfato) e,
consequentemente, ativa a glicólise. [56] Claramente os hepatócitos possuem
diversos mecanismos para regular a síntese de glicose, por consequência, a
ativação das cinases provavelmente representa uma via suficiente, mas não
necessária para o controle da gliconeogênese.
1.2.2
Metformina e Câncer
O potencial de aplicabilidade da metformina 1 (Figura 6), na oncologia
surgiu a partir de estudos epidemiológicos conduzidos em pacientes diabéticos
com câncer. Evans e colaboradores, [57] foram os primeiros a reportarem a
associação da metformina com a redução na incidência de câncer. Pacientes
usuários da bisguanidina (em oposição às outras terapias) apresentam menor
incidência de câncer (risco relativo (RR) de 0,86; Intervalo de Confiança (IC) =
95%).
Desde então, muitos estudos populacionais investigaram essa associação e
relataram resultados semelhantes. Currie e colaboradores, [58] em um dos maiores
estudos observacionais conduzido em mais de 60 mil pacientes diabéticos com o
objetivo de correlacionar o benefício da metformina no tratamento do câncer,
relataram que os usuários de insulina ou secretagogos, eram mais pré-dispostos ao
desenvolvimento de tumores sólidos do que os pacientes em terapia com
metformina (RR de 1,36 e 1,42, para a monoterapia com sulfoniluréias e insulina,
respectivamente; IC = 95%). Interessantemente, a associação da metformina
reverteu o risco de câncer tanto relacionado às sulfoniluréias (RR de 1,08; IC =
95%) quanto à insulina (RR de 0,54; IC = 95%). Atualmente, vários estudos clínicos
estão em andamento objetivando testar a eficácia da metformina como um
adjuvante à quimioterapia convencional, bem como em combinação como novos
agentes em diversos tipos de câncer.
Estes estudos epidemiológicos deram a base empírica para maiores
investigações acerca das propriedades antitumorais da metformina, a partir de
estudos pré-clínicos. O mecanismo de ação da metformina no câncer pode ser
dividido em efeitos diretos nas células tumorais e em efeitos indiretos, por meio da
redução da hiperinsulinemia e da glicemia.
Os efeitos indiretos da metformina estão relacionados à sua habilidade em
inibir fatores de transcrição importantes na gliconeogênese no fígado e assim
aumentar a sensibilidade à insulina, reduzindo a concentração plasmática de
glicose e os níveis de insulina circulantes (Figura 7). Sabe-se que as células do
câncer, devido ao seu rápido crescimento, necessitam de altas concentrações de
glicose, o seu principal nutriente usado para gerar a energia necessária em
diversos eventos bioquímicos da replicação celular. É sabido ainda que os tumores
muitas vezes usem a glicose de forma diferente das células saudáveis e por isso a
redução da concentração de glicose pode ser uma importante via alvo-seletiva de
inibição do crescimento celular das células neoplásicas.
A insulina é um fator de crescimento e a sua ligação ao receptor de insulina
(RI) ativa vias de sinalização complexas envolvidas no metabolismo da glicose e na
proliferação celular. Os efeitos mitogênicos da insulina perpassam principalmente
pela ativação da via AMPK. [59]
Adicionalmente, o RI deflagra a ativação da via PI3K contribuindo para a
proliferação e sobrevivência celular. [60] Essas ações indiretas da metformina são
corroboradas pelos estudos epidemiológicos que relacionam o diabetes com risco
maior de desenvolver câncer. Estudos em modelos animais também reforçam essa
associação, pois animais induzidos à hiperinsulinemia transfectados com células
neoplásicas não apresentaram crescimento tumoral quando tratados com
metformina. [61] Altos níveis do receptor de fatores de crescimento relacionados à
insulina 1 (IGFR-1) estão associados à tumorogênese, além de inibir a indução de
apoptose por agentes quimioterápicos, como etoposideo e carboplatina, por meio
da ativação da via de PI3K. [62] Esses fatores de crescimento são modulados pela
proteína ligante de fatores de crescimento relacionados à insulina 1 (IGFBP1). A
produção de IGFBP1 é regulada negativamente pela insulina e a utilização da
metformina aumenta os níveis de IGFBP1 produzidos pelo fígado, endométrio e
células da granulosa, impedindo a ativação da via de PI3K. [63]
Figura 8. Mecanismos de ação da metformina. Adaptado de Cell Cycle 2010.
Os efeitos diretos da metformina nas células neoplásicas parecem estar
relacionados à ativação da via de LKB1/AMPK e subsequente modulação de vias
relacionadas à proliferação celular (Figura 7). [64] Entretanto, várias evidências
surgiram acerca de mecanismos celulares independentes dessa via, geralmente
associados ao aumento da taxa AMP/ATP e possíveis efeitos diretos. A síntese
proteica, processo celular que requer grande quantidade de energia, pode ser
regulada pela metformina tanto de maneira dependente de AMPK quanto por
efeitos diretos na depleção de ATP pela inibição do complexo I da cadeia
respiratória. [65] A ativação de AMPK pela metformina provoca a inibição do alvo
da rapamicina em mamíferos (mTOR), membro de uma via de sinalização que
regula processos fundamentais de crescimento e divisão celular.
ERK 1/2, como dito anteriormente, integra uma via de sinalização iniciada
por mitógenos através do estímulo de receptores do tipo tirosino cinase, como
EGFR, HER2 e IGFR/IR. Soares e colaboradores relataram que o tratamento de
linhagens de células de câncer pancreático com metformina inibe a sinalização
pela via de ERK concomitante com a inativação de mTORC1, sugerindo uma
possível inibição de duas vias celulares importantes na progressão e proliferação
tumoral (Figura 8). [66]
Figura 9. Modelo de mecanismos celulares possivelmente modulados pela metformina na. Em
preto, vias ativadas pela interação de fatores de crescimento com seus receptores, ou pela ativação
constitutiva dos mesmos. Em azul, a ação dupla e indireta da metformina sobre a inibição das vias
de Ras/Raf/MEK/ERK e PI3K/AKT/mTOR.
Além das ações na inibição da síntese proteica, a metformina regula, via
AMPK, a síntese de ácidos graxos, essencial para as células em rápido
crescimento
e
proliferação.
[67]
Vários
tipos
tumorais
superexpressam
constitutivamente a enzima Ácido Graxo Sintetase (FAS), com papel crítico na
biossíntese destes ácidos. [68] [69]
A adaptação metabólica é crítica para manter a sobrevivência das células
neoplásicas, pois estão em constante estímulo de fatores estressantes, como a
falta de nutrientes e hipóxia. Em condições de aporte de nutrientes a via de
LKB1/AMPK possui papel importante nos efeitos antineoplásicos da metformina.
[70] Todavia, a redução da expressão de LKB1 aumenta os efeitos antiproliferativos
da metformina, [61] em um contexto de estresse metabólico, como a falta de
nutrientes adequados, pois as células perdem a capacidade de promover os
mecanismos para reativar a homeostasia energética. [71] Semelhantemente,
Buzzai e colaboradores observaram que a depleção nos níveis energéticos
causados pela metformina nas linhagens celulares de câncer de cólon, cultivadas
em meio de cultura com poucos nutrientes, foram suficientes para provocar a
apoptose nessas células. [72]
Estudos recentes mostraram que a fenformina 2 (Figura 9) também usada
contra a diabetes, porém, retirado do uso clínico devido a sua associação com
acidose lática apresentou uma atividade antitumoral mais potente do que a
metformina em linhagens de câncer de cólon e de mama triplo-negativo, sugerindo
uma aplicação promissora desta substância na quimioterapia do câncer. [73]
Adicionalmente Moon e colaboradores descreveram a síntese da triazina
substituída HL010183 3 (Figura 9) como um análogo da metformina cíclico que
apresentou um efeito ativador de AMPK e inibitório de mTOR cem vezes maior do
que a metformina e também maior atividade citotóxica, determinado via método in
vitro (MTT), em células de câncer de mama triplo negativo Hs578T e MDA-MB-23.
[74]
Figura 10. Análogos da metformina com atividade anticâncer.
1.3
Reações multicomponentes
Reações Multicomponentes (RMC) são reações em que são utilizados três
reagentes ou mais com grupos funcionais distintos em um meio reacional para
produzir um aduto que contenha parte de todos os reagentes. Assim, se obtém
uma grande variabilidade química em apenas um passo reacional. Esse tipo de
reação é muito utilizado na área da química combinatória (Figura 10). [75]
Figura
11.
Esquema representativo de uma reação multi-etapas
(clássica)
VS
multicomponentes. [76]
Nas sínteses orgânicas, as reações multicomponentes apresentam muitas
vantagens quando comparadas as demais reações lineares, como rendimentos
melhores, menores tempos reacionais, além da simplicidade. [77] [78]
Em processos de sínteses o ideal é que o numero de purificação e
isolamento do produto seja o menor possível para dar praticidade ao processo. As
RMC ocorrem in situ, em procedimentos ‘one pot’. Nesse processo o produto é
separado apenas no final da reação, enquanto que nas reações lineares há a
necessidade de separar e purificar o produto em cada etapa. Nesse caso, a
eficiência é diminuída, já que o produto final é obtido em menor rendimento, pois é
um método mais complexo e muito extenso, em que há perdas dos produtos
intermediários devido ao processo de purificação. [77] [78]
As RMC se enquadram nos quesitos da química verde, visto que, por meio
dos equivalentes estequiométricos da reação podem-se utilizar quantidades
reduzidas de regentes sem que haja interferência na obtenção do produto,
promovendo assim, uma economia atômica. [79]
A primeira metodologia sintética multicomponente que se conhece é a de
Strecker, [80, 80] na qual se produz um α-aminoácido através da hidrólise de uma
α-cianoamina sintetizada pela reação de um aldeído com amônia e ácido cianídrico
(Figura 11).
Figura 12. Reação multicomponente de Strecker.
A partir de então diversas reações multicomponente foram desenvolvidas
como é mostrado na Figura 13 à descoberta de algumas dessas reações
multicomponentes e o exemplo de cada uma delas. [81]
Figura 13. Desenvolvimento cronológico das reações multicomponentes.
1.4
Reação de Mannich
As reações de Mannich proporcionam um dos métodos mais simples e úteis
na síntese de compostos nitrogenados e moléculas naturais. Além disso, possui
uma metodologia sintética muito eficiente na produção de candidatos a fármacos
valiosos. [78]
Essas reações de aminoalquilação foram inicialmente desenvolvidas no
século XIX, pelos pesquisadores Tollens e van Marle que, em 1903, observaram
que a reação entre a acetofenona, formaldeído e cloreto de amônio resultava na
formação da amina terciária. [82]
Contudo, foi em 1912, que Carl Mannich
demonstrou a importância dessa síntese ao reagir à antipirina nas mesmas
condições de Tollens e van Marle e isolar a amina terciária (Figura 13). [83]
Figura 14. Primeira publicação da reação de Mannich.
A reação de Mannich tornou-se uma metodologia clássica para a preparação
de compostos β-aminocarbonilados, conhecidos como bases de Mannich. Essas
bases são obtidas através da condensação de um composto contendo uma ligação
C-H ativada (usualmente aldeídos ou cetonas) com aminas primárias, secundárias
ou amônia e um aldeído ou cetona não-enolizável (Figura 14).
Figura 15. Metodologia clássica da reação de Mannich.
Em geral, as bases de Mannich podem ser preparadas através da adição de
um carbono nucleofílico (estabilizado por ressonância) a um eletrófilo, que pode ser
um sal de imínio, uma imina, um aminal ou um azacetal. Os compostos utilizados
como metileno ativo (CH-α ativada) usualmente é um aldeído ou uma cetona
aromática ou alifática, mas também podem ser derivados de ácidos carboxílicos,
compostos β-dicarbonilados, nitroalcanos, compostos aromáticos com alta
densidade eletrônica, alquinos terminais dentre outros. [84]
As bases de Mannich podem ser utilizadas como meios sintéticos versáteis
na preparação, principalmente, de aceptores de Michael (via eliminação da amina
HNR2), de 1,3-aminoálcois (redução ou adição de organometálicos) e compostos
carbonilados funcionalizados e substituição de NR2 por nucleófilos, conforme
mostra a Figura 15. [84]
Figura 16. Demonstração da versatilidade sintética das bases de Mannich.
Os adutos de Mannich e seus derivados possuem um grande número de
aplicações em diversas áreas da química, entretanto, a mais pungente é a síntese
de produtos farmacêuticos. [84] [85]
Sistemas β-aminocarbonílicos ocorrem em grande número na natureza,
principalmente na forma de alcalóides cujas estruturas estão, quase sempre,
relacionadas com atividades biológicas, como a licopodina, a cocaína e a
alaeocarpina (Figura 16). [86]
Figura 17. Sistemas Biológicos β-aminocarbonílicos.
A literatura relata diversas atividades farmacológicas ligadas às bases de
Mannich:
analgésico,
anti
Parkinson,
anti-hipertensivo,
antidepressiva,
anticoagulante, antitussígena, diurética, analgésica, antitumoral, antibacteriana,
antifúngica, entre outras (Figura 17). [87]
Figura 18. Exemplos de derivados de Mannich bioativos.
1.4.1 Metodologias sintéticas
A reação multicomponente de Mannich é muito relatada na literatura. Uma
variedade de catalisadores e diversas condições reacionais são descritas. Ainda,
são citados exemplos da síntese dessa reação sem a utilização de catalisadores
como mostrado na Figura 18, descrito por Arafa e Mohamed na síntese de bis1,2,4-triazólicos com atividade bactericida e fungicida sem utilizar catalisador na
presença de DMF como solvente. [88]
Figura 19. Reação sem a utilização de catalisadores.
Porém, ainda é relatado que a reação de Mannich sem um catalisador
dificulta a formação do produto, já que a sua presença faz com que a
eletrofilicidade do carbono imínico seja aumentada. Diante disso, pesquisadores
começaram a testar novos catalisadores em reações desse tipo, a fim de avaliar
quais apresentam melhores resultados em questão de controle regiosseletivo e
estéreosseletivo, visando também obter melhores rendimentos reacionais seguindo
a filosofia da Green Chemistry. Através de estudos sugiram diversos catalisadores
ácidos e básicos, como, por exemplo, ácidos de Lewis e de Bronsted, líquidos
iônicos, organocatalidores (prolina, diaminas, etc...), entre outros. [89] [90] [91]
As catálises ácidas em Mannich geralmente são realizadas por ácidos de
Lewis ou de Bronsted, tendo-se em vista que os mesmos apresentam excelentes
rendimentos, além da simplicidade na separação e controle estereosseletivo. [90]
Através de uma catálise ácida, a carbonila do aldeído é ativada devido a
ação do catalisador e apresenta-se mais eletrofilica, a amina primária ou
secundária age nucleófilicamente e ataca a carbonila ocorrendo a formação de um
íon imínio como relevante intermediário e altamente reativo. O mesmo reage
rapidamente com um enol para formar a base de Mannich (Figura 19) [90]
Como exemplo do uso do ácido de Lewis podemos citar Loh e Chen, que
utilizaram o InCl3 como catalisador na síntese de bases de Mannich derivadas da LValina. [92] [93]
Figura 20. Reação multicomponente de Mannich catalisadas por InCl3.
Um exemplo interessante da catálise por ácido de Brönsted-Lowry foi
descrita por Palaniappan e Rajender que utilizaram a polianilina dopada com
AgNO3 e TsOH como catalisador ácido na síntese de bases de Mannich derivadas
da cicloexanona (Figura 20). [94]
Figura 21. Reação de Mannich catalisada por polianilina-AgNO3-TsOH em meio aquoso.
As catálises básicas em Mannich são pouco utilizadas por apresentarem
baixos rendimentos e formação de intermediários que geram subprodutos
indesejados. Quando se tem uma reação do tipo Mannich com um catalisador
básico, forma-se com maior facilidade um enolato instável, que reage com a amina
que tenha um grupo de saída para que a reação ocorra via SN2. [90]
Figura 22. Mecanismo para a formação da base de Mannich em meio básico.
1.5
Reação Multicomponente de Biginelli
A reação de Biginelli, uma das reações multicomponentes mais úteis,
constitui uma forma eficiente de acesso multifuncionalizado das 3,4-diidropirimidin2-(1H)-onas (DHPMs) e compostos heterocíclicos relacionados. Esses compostos
heterocíclicos revelam uma grandeza de propriedades farmacológicas importantes
e constituem um grande escopo de compostos medicinais. [95]
Em
1893,
multicomponente
o
de
químico
italiano
ciclocondensação
Pietro
Biginelli
catalisada
por
relatou
ácido
a
reação
envolvendo
acetoacetato de etila, benzaldeído e ureia. [96] A reação foi realizada por simples
aquecimento de uma mistura dos três componentes dissolvidos em etanol, na
presença de uma quantidade catalítica de ácido clorídrico, em temperatura de
refluxo. O produto desta reação de três componentes foi identificado como sendo
uma 3,4-diidropirimidin-2(1H)-ona (DHPM, Figura 22). Tal procedimento é hoje
conhecido como reação de Biginelli, condensação de Biginelli ou síntese de
diidropirimidinona de Biginelli. [95]
Figura 23. Primeira reação de Biginelli.
1.5.1 Mecanismo da Reação
O mecanismo da reação de Biginelli tem sido motivo de pesquisa durante
muitas décadas. Após seu relato em 1893, diversos mecanismos foram sugeridos
para essa reação. Os primeiros estudos sobre esse mecanismo foram relatados
por Folkers e Johnson quarenta anos depois. Três possíveis combinações dos três
componentes da reação de Biginelli foram averiguadas para produzir a
diidropirimidinona.
Assim, na década de 1930, Folkers e Johnson sugeriram a formação de três
possíveis intermediários chaves (4-6) para a reação (Figura 23). [97] Esses autores
defendiam a formação preferencial do intermediário 4 em relação a 5 e 6 a partir da
condensação de uma molécula de aldeído com duas moléculas de ureia.
Figura 24. Intermediários de reação de Biginelli propostos por Folkers e Johnson.
Os mecanismos sugeridos envolvendo os três intermediários ficaram então
identificados, respectivamente, como mecanismo via iminium (4), mecanismo via
enamina (5) e mecanismo de Knoevenagel (6) (Figura 24).
Figura 25. Mecanismos via imínio (4), enamina (5) ou de Knovenagel (6) sugeridos para a reação
de Biginelli.
Mais tarde, Sweet e Fissekis propuseram que o intermediário 6 (aduto de
Knoevenagel) seria produzido favorecidamente por meio de uma reação aldólica
entre o benzaldeído e o acetoacetato de etila, catalisada por ácido. [98] O
mecanismo da reação de Biginelli foi reavaliado na década de 1990, aplicando
como método de análise a ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e 13C. A
avaliação consistiu-se no estudo de reações entre aldeído/acetoacetato de etila,
ureia/aldeído, acetoacetato de etila/uréia utilizando como solvente o CD3OH. [99]
Após acompanhar a reação à temperatura ambiente entre benzaldeído e
acetoacetato de etila não foi notada nenhum indício de uma condensação aldólica
(formação do intermediário 6) ou outra reação entre os dois componentes.
Observou-se a formação do acetal resultante da reação entre o benzaldeído e o
solvente empregado (Ph-CH(OCD3)2). Após 12 horas de reação, os sinais
correspondentes ao acetoacetato permaneceram nas mesmas posições e com as
mesmas intensidades apresentadas no início do experimento. A presença do
intermediário 5 foi observada por Kappe na reação entre ureia e acetoacetato.
Entretanto, este intermediário sofreu hidrólise rapidamente nas condições da
reação de Biginelli, sendo o equilíbrio da reação deslocado no sentido de formação
dos materiais de partida. [99] Já a formação do intermediário 4 foi observada por
Kappe por meio da reação entre ureia e benzaldeído, com a precipitação do
composto 4 após um período de 15-20 minutos de reação. Na presença de
acetoacetato de etila observou-se a formação da diidropirimidinona após um
período de 1-2 horas de reação. [99]
Recentemente, a reação de Biginelli foi monitorada utilizando a técnica de
espectrometria de massas com infusão direta por electrospray (ESI-MS). [100] Por
meio dessa técnica foi possível averiguar a formação dos intermediários catiônicos
da reação, bem como realizar a sua interceptação e caracterização empregando a
técnica de ESI-MS/MS.
Não foram detectados os íons que seriam gerados pelo mecanismo de
Knovenagel (intermediário 6). O carbocátion de m/z =219 não foi detectado pela
técnica de ESI-MS (Figura 25), mesmo após um tempo de seis horas de reação
sob contínuo monitoramento. Os íons esperados foram observados apenas após
vinte e quatro horas de reação, o que representa sua lenta formação comparada ao
tempo de reação normalmente empregado para essa reação.
Figura 26. Estrutura do intermediário de m/z 219.
Já a reação entre a ureia e acetoacetato (mecanismo via enamina), os íons
de razão m/z 191 (Figura 26) foi observado, porém o intermediário 5 em sua forma
protonada (m/z 173) era ausente. Segundo Souza e colaboradores essa ausência é
justificada pelo pequeno tempo de existência deste íon no meio reaciona.
Figura 27. Estruturas dos intermediários de m/z 191 e 173.
Por meio da reação entre benzaldeído e ureia (intermediário 4), notou-se
formação dos íons com razão m/z 209, 167 e 149 (Figura 27). Estes mesmos
intermediários foram observados, quando a reação entre a ureia, benzaldeído e
acetoacetato de etila foram acompanhadas.
Figura 28. Estrutura dos intermediários observados na reação entre benzaldeído e ureia. [101]
Desse modo, por meio das evidências experimentais alcançados por Kappe
e Souza e colaboradores, pode-se constatar a predominância do mecanismo via
imínio conforme proposto por Folkers e Johnson anteriormente. [97]
Para uma melhor compreensão da interação de DHPMs é necessário o
conhecimento da geometria molecular e conformações das mesmas. As
características de conformação de DHPMs têm sido, portanto, extensivamente
estudadas por estudos computacionais, difração de raios-X e RMN. [102] [103]
[104] [105] [106] [107]
Em geral, as DHPMs são moléculas bastante flexíveis conformacionalmente,
em que os anéis arila e os grupos éster podem girar e a conformação do anel de
dihidropirimidina pode ser alterada (Figura 28).
Figura 29. Preferências de conformação do DHPM (esquemática representação, vista lateral).
A configuração absoluta do carbono quiral indica a atividade antagonista
versus agonista e é dependente da configuração em C-4 do grupo arila
(enantiômero R versus S). O grupo substituinte no anel em posição axial orienta
synperiplanar em relação ao hidrogênio ligado a C-4. O sistema carbonílico α, β
insaturado (C-5 e C6) do grupo éster assume orientação s-cis e o heterociclo
assume uma conformação aproximada de bote, orientando o grupo arila na posição
axial. [95]
1.5.2 Atividade Biológica dos Adutos de Biginelli
A descoberta das propriedades farmacológicas das 3,4- diidropirimidin2(1H)-onas (DHPMs) no final do século passado levou a um grande interesse por
esses compostos heterocíclicos. [108] As DHPMs têm se mostrado ferramentas
para o estudo da estrutura e função moduladora do canal iônico de cálcio, sendo
que correlações de IC50 para atividade vasorrelaxante demonstraram que as
DHPMs são agentes cardiovasculares potentes. [109] Em alguns casos, estas
apresentaram atividade bloqueadora do canal de cálcio sendo significativamente
mais potentes que as diidropirimidinas análogas ou, sensivelmente menos potentes
que a diidropiridina nitrendipina (Figura 29), agente bloqueador do canal de cálcio
clássico. [110] Além disso, outras atividades farmacológicas foram observadas para
DHPMs como, α1- antagonista, [111] antibacteriana, [112] anti-inflamatória, [113]
antiviral, [114] e antitumoral. [115]
Figura 30. Estruturas químicas da diidropirimidina e nitrendipina.
Diante da vasta aplicação biológica, o interesse em estratégias sintéticas
com diversas abordagens para sua síntese cresceu profundamente nos últimos
anos, expandindo tanto o interesse químico quanto biológico. Isso tem acarretado
uma grande exploração na literatura de DHPMs. Desse modo, a reação de Biginelli
é uma possibilidade sofisticada que vem sendo aplicada. [116] [117] [118]
A Figura 30 apresenta a estrutura de algumas diidropirimidinonas e análogos
que se destacam quanto às atividades biológicas por elas exibidas.
Figura 31. Estrutura de alguns adutos de Biginelli com atividades biológicas promissoras.
Alguns alcalóides marinhos contendo um núcleo DHPM, tais como a
batzeladina B (7, Figura 30), isolados de várias espécies de esponjas, foram
relatados como os primeiros produtos naturais de baixa massa molecular capaz de
inibir a ligação do HIV gp-120 à células CD4. Desse modo, esses compostos são
de grande interesse como candidatos ao desenvolvimento de novos compostos
para a terapia contra AIDS. [119]
Mayer e colaboradores, 1999, relataram o monastrol (10, Figura 31) como o
primeiro inibidor específico da proteína mitótica Eg5. [120]
Figura 32. Estrutura do aduto de Biginelli monastrol.
Realmente, a inibição da proteína quinase Eg5 é uma estratégia atrativa em
termos de tratamento contra o câncer. [121] A proteína Eg5 é responsável pela
separação dos centrossomos e pela formação do eixo bipolar durante a mitose.
[122]
A grande vantagem de se utilizar um inibidor específico para Eg5 em
detrimento a outros inibidores de mitose (ex.: alcalóides da vinca, taxanos e
epotilonas) é que a inibição de tal proteína não interfere em nenhum outro processo
relacionado aos microtúbulos. Tal inibição virtualmente não desencadeia efeitos
neurotóxicos. [121] Desse modo, o monastrol apresentaria possivelmente pouco ou
nenhum efeito neurotóxico. No entanto, mais estudos devem ser conduzidos para
comprovar a inocuidade deste aduto de Biginelli. A descoberta do efeito regulatório
do monastrol na função de uma proteína-alvo no tratamento contra o câncer trouxe
perspectivas para estudos com análogos estruturais.
Assim, diversas outras publicações foram relatados sobre a importância
desse composto. Ainda hoje, 15 anos depois, Oliverio e colaboradores, 2014,
relataram suas numerosas tentativas de estudo do monastrol, principalmente
relacionados aos análogos estruturais, relacionados à presença de grupos
doadores ou retiradores de elétrons que notaram ser crucial para a interação com o
sítio ativo da enzima. [123] Esses autores ainda sintetizaram o monastrol de forma
simples
e
econômica,
com
uma
vasta
biblioteca
de
derivados
das
diidropirimidinonas. A reação de Biginelli foi realizada em condições livres de
solvente e com a catálise de um ácido de Lewis muito leve e ambientalmente suave
que consiste em tricloreto de érbio hexa-hidrato de érbio. A reação foi realizada em
apenas 90 minutos a 120°C num reator de microondas.
Figura 33. Síntese do monastrol por Oliverio e colaboradores (2014) livre de solvente com tricloreto
de érbio. [123]
1.5.2.1
Atividade Antibacteriana
Uma série de 4-amino-pirido [2,3-d] pirimidin-5 (8H)-onas foram concebidos
e sintetizados 11-13 como uma nova classe de inibidores de DNA-ligase de NAD +
dependente que possuem potência contra bactérias gram-positivas. [124]
Alguns adutos de Biginelli substituídos 14-19 são citados como sendo
agentes antibacterianos promissores. [125]
1.5.2.2
Agentes antimaláricos
Os compostos Pirido[1,2-a] pirimidin-4-ona (20-23) apresentaram uma
atividade considerável, com uma estrutura de liderança para uma maior otimização
química para obtenção de potenciais compostos antimaláricos. [126]
1.5.2.3
Anti-inflamatório
Dinakaram e colaboradores utilizaram chalconas como reagentes e as
mesmas foram submetidos à ciclização por tratamento com ureia e tioureia, na
presença de hidróxido de sódio para obtenção das pirimidinonas e pirimidinationas.
Os compostos sintetizados 24-25 mostraram uma melhor atividade anti-inflamatória
in vivo quando comparados ao composto padrão. [127]
1.5.2.4
Agente Anti HIV
Os compostos Batzelladine A (26) e B (7) derivados de DHPMs obtidos de
fonte natural marinho tem atividade anti HIV promissor. Estes derivados de baixo
peso molecular inibem a ligação de HIV gp-120 de células CD4.
1.5.2.5
Atividades Anticâncer
A síntese e a atividade antiproliferativa diferencial de monastrol (27a),
oxomonastrol (27b) e oito oxigenados derivados 29a-b, 32a-b em sete linhas de
células cancerosas humanas são descritos (Figura 33).
Figura 34. Monastrol (27a), oxo monastrol (27b), tio análogos (29b - 32b).
Para todas as linhas de células avaliadas, monastrol mostrou-se mais ativo
do que o seu oxo-análogo, exceto para a linha de células contra o câncer de colo
(HT-29), sugerindo a importância do átomo de enxofre para a atividade
antiproliferativa. Monastrol (27a) e os derivados de tio- (29a, 30a e 32a) exibiram
propriedades antiproliferativa relevantes com 3,4-metilenodióxi derivado do 27a,
sendo cerca de mais de 30 vezes mais potente do que monastrol contra o câncer
de cólon (HT-29) linha celular. [128]
1.5.3 Alguns Catalisadores Empregados em Reações de Biginelli
Durante
os
últimos
anos,
numerosos
métodos
catalíticos
foram
desenvolvidos para melhorar o rendimento da reação. Muitas mudanças foram
realizadas e essas alterações foram imprescindíveis, uma vez que, a síntese
original proporcionava limitações tais como, uso de tempos prolongados de refluxo,
uso de ácido clorídrico concentrado como catalisador, além de baixos rendimentos
quando aldeídos alifáticos eram empregados como substratos. [129]
Assim, nos últimos anos vários ácidos de Lewis e Bronsted foram descritos
como catalisadores para essa reação. [130] Além desses ácidos, diversas outras
substâncias são utilizadas, como líquidos iônicos (Figura 34), grafite, [131] e até
mesmo fermento biológico, [132] foram relatadas como catalisadores para essa.
Ainda é descrito na literatura, a utilização de microondas na ausência de solvente.
[133]
Figura 35. Estruturas comuns de líquidos iônicos (LIs): Cátions mais comuns e possíveis ânions.
[134]
Além disso, é relatado na literatura o emprego de ácidos de Lewis ou de
Bronsted quirais como catalisadores nesta reação para obtenção de produtos com
boa enantiosseletividade. Chen e colaboradores, 2006, empregaram também
organocatalisadores (ácidos de Bronsted-Lowry), que mostraram eficiência para a
preparação enantiosseletiva das diidropirimidinonas, cujo rendimento variou de 4086% e o excesso enantiomérico foi de 88-97%). [135]
Com uma varredura na literatura de 2010 até agora, foi observado que
muitos ácidos de Lewis são utilizados para obtenção dos adutos de Biginelli. Nas
tabelas 1 e 2 abaixo, são citados alguns desses ácidos de Lewis classificados
como duro e mole segundo a teoria de ácidos e bases duros e moles (HSAB) [136]
proposta por Ralph G. Pearson em 1963 amplamente usada em química para
explicar a estabilidade dos compostos químicos, reações químicas, entre outros.
Comumente, ácidos e bases interagem entre si, e as interações mais
estáveis são as de caráter "duro-duro" (maior característica de ligação iônica) e de
caráter "mole-mole" (maior característica de ligação covalente). Do ponto de vista
da estrutura eletrônica, a característica de "dureza" e de "moleza" é vinculada
respectivamente à maior e menor diferença de energia existente entre orbitais de
fronteira.
Starcevich e colaboradores, 2013, utilizaram Tosilato de ferro III como
catalisador para reação de Biginelli (Figura 35), que é considerado um ácido duro
segundo a teoria HSAB de Pearson.
Figura 36. Reação de Biginelli catalisado por Fe(OTs)3.
Esse ácido de Lewis duro é um catalisador muito atraente para reação de
Biginelli, devido o seu baixo custo, baixa toxicidade e facilidade de manuseio. [137]
Diversos outros artigos relataram o uso do Ferro III como catalisador para
esse tipo de reação, as referências constando não apenas o Ferro III, mas,
diversos outros tipos de ácido de Lewis duro, também são citados na Tabela 2
abaixo.
Tabela 2. Alguns ácidos de Lewis duro utilizados como catalisador para reação de Biginelli.
Ácido de Lewis duro
Referências
3+
Fe
3+
Al
[139], [145], [146], [147], [148]
2+
[147]
2+
[149], [150], [151], [152]
2+
[149], [151], [152]
3+
[149], [152]
3+
[149], [152], [153]
Mg
Mn
Sr
[137], [138], [139], [140], [141], [142], [143], [144]
Cr
Ce
4+
[154], [155], [156], [157]
3+
[158], [159], [160], [161], [162], [163]
4+
[164], [165], [166]
2+
[149], [152], [167], [168]
3+
[169], [170], [171]
Si
Yb
Ti
Sn
In
Na tabela 3, são citados alguns ácidos de Lewis moles.
Chaudhary e
colaboradores, 2014, chamaram atenção, pois utilizam Sulfeto de cobre II (CuS)
com pontos quânticos (QDs). Os QDs são nanocristais de um semicondutor
possuindo um diâmetro inferior a 10 nm, com propriedades ópticas e eletrônicas
únicas. Estas propriedades são o resultado de confinamento quântico e pode ser
manipulado, controlando o tamanho dos pontos quânticos. Eles podem mostrar
excelente catalítico atividade, tal como a sua área superficial em relação ao volume
é extraordinariamente grande. Contudo, esses autores exploraram CuS QDs como
catalisador. [172] O CuS QDs como catalisador apresentou boa atividade catalítica
para a síntese de diidropirimidinonas com excelente rendimento. Esse catalisador
proporciona menor tempo de reação em comparação a outros catalisadores, e
possui características atraentes, como maior rendimento, facilidade de isolamento
do produto, disponibilidade econômica do catalisador, procedimento simples, e
nenhum subproduto prejudicial.
Figura 37. Reação de Biginelli com CuS QDs como catalisador.
Além do CuS QDs utilizado como catalisador, alguns outros ácidos de Lewis
mole também são citados na tabela 3 abaixo com suas respectivas referências.
Tabela 3. Alguns ácidos de Lewis mole utilizados como catalisador para reação de Biginelli.
Ácido de Lewis mole
Referências
2+
Cu
[172], [173], [174], [175], [176]
3+
[177]
+
[178]
2+
[149], [179]
+
[180], [181]
B
Au
Cd
Ag
É notável que na literatura o ácido de Lewis duro é mais utilizado em
detrimento ao mole (Tabela 3). Possivelmente, isso é explicado devido ao
mecanismo da reação, que ocorre via imínio conforme mostrado na figura 24
anteriormente.
A complexação do ácido de Lewis no oxigênio da carbonila aumenta a
eletrofilicidade do carbono atacado. Desse modo, o ácido de Lewis duro se
complexa melhor com o oxigênio que é uma base dura, o que esta de acordo com
a teoria de HSAB de Pearson.
Na tabela 4 abaixo, também são relatados alguns ácidos de Bronsted
utilizados como catalisadores nas reações de Biginelli. Na grande maioria dos
artigos citados são utilizados aldeídos aromáticos (38), ureia ou tioureia (39) e em
geral acetato de etila ou metila (40) com algumas variações como mostrado na
equação geral abaixo (Figura 37).
Figura 38. Equação geral da reação de Biginelli com os ácidos de Bronsted citados na tabela 4.
Os pKa’s desses respectivos ácidos são citados na mesma tabela para
analisar se o seus valores influencia para este tipo reação. Como podemos
observar, os seus valores são bastante variados, desde um valor que representa
um ácido mais forte (HClO4, pKa= -10), a um valor que representa um ácido mais
fraco (H3BO3, pKa = 9,23 ). Desse modo, correlacionando os valores de pKa’s com o
andamento da reação e levando em consideração o seu tempo e rendimento da
mesma (Tabela 4), é possível concluir que o curso reacional independe do valor de
pKa. Ou seja, o seu valor não influência de modo significativo nas reações, pois, é
possível obter os adutos de Biginelli tanto com ácidos mais fortes quanto com
ácidos considerados mais fracos.
Tabela 4. Alguns ácido de Brφnted utilizados como catalisador para reação de Biginelli.
Ácido de Bronted
pKa’s
Tempo de
Reação
Rendimento
Ref.
2, 55
30 min.
96%
[182]
30 min.
92%
[183]
8 min.
90%
[184]
180 min.
73%
[185]
30 min.
94%
[186]
60 min.
92%
[187]
240 min.
72%
[188]
420 min.
93%
[189]
300 min.
55%
[190]
30 min.
83%
[191]
30 min.
94%
[192]
180 min.
63%
[193]
2100 min.
36%
[189]
20 min.
85%
[194]
Reflux
77%
[195]
120 min.
89%
[196]
180 min.
98%
[197]
270 min.
85%
[198]
360 min.
87%
[199]
90 min.
91%
[200]
45 min.
96%
[201]
Ácido p-dodecilbenzenosulfônico
(DBSA)
- 2,8
Ácido p- toluenosulfônico
H3BO3
HCl
H2SO4
HClO4
9, 23
-2,2
-3,9
-10
1.5.4 Escopo da Reação/ variação estrutural
Com uma compreensão mais profunda do mecanismo da reação de Biginelli,
alguns avanços foram realizados para resolver o problema dos rendimentos pobres
e variáveis e do escopo limitado de substrato associados esta reação. Desse
modo, estudos sobre o uso de diferentes aldeídos aromáticos, ureia ou tioureia
funcionalizadas e β-cetoésteres modificados na síntese de DHPMs têm sido
relatados e muitos deles descrevem a influência da modificação estrutural na
atividade biológica destes compostos. Portanto, o escopo desta reação foi
formidavelmente explorado, diversificando-se os substratos empregados.
1.5.4.1
Aldeídos
Dos três substratos envolvidos na reação de Biginelli o aldeído é um dos
elementos que pode ser amplamente variado. (Figura 38).
Figura 39. Exemplos de aldeídos utilizados em reações de Biginelli. [118] [202]
Geralmente, a reação ocorre melhor com aldeídos aromáticos, sendo que os
mesmos podem apresentar substituintes em posições orto, meta ou para. Em geral,
os aldeídos que contem substituintes volumosos em posição orto, os rendimentos
podem ser consideravelmente menores. Já os aldeídos aromáticos que possui
grupos doadores ou retirados de elétrons nas posições meta ou para, comumente
propicia os produtos almejados em melhor rendimento. Aldeídos heterocíclicos,
como furano e derivados de anéis piridínicos também podem ser utilizados, à
medida que o uso de aldeídos alifáticos gera os produtos correspondentes em
rendimentos moderados. [118]
1.5.4.2
Ureias, tioureias e guanidinas mono/dissubstituídas
Tioureia, guanidina são usados com muito sucesso. Diversas ureias
substituídas N-mono/di têm sido empregadas nesta reação para obter moléculas
farmacologicamente potentes. (Figura 39). Dos componentes da reação de
Biginelli, a ureia é a que evidencia maiores restrições em termos de diversificação
estrutural. Entretanto, ureias substituídas também fornecem bons rendimentos.
Tioureia e tioureias substituídas também são largamente utilizadas, embora os
rendimentos obtidos sejam normalmente menores e os tempos de reação maiores
quando comparados à ureia correspondente. Há relato do emprego de guanidina
nestas reações. [118]
Figura 40. Uréias/tiouréias e guanidina utilizadas em reações de Biginelli. [118] [202]
1.5.4.3
β-Cetoéster
Dos três substratos envolvidos na reação clássica de Biginelli, β-Cetoéster é
o componente mais flexível na medida em que permite múltiplas modificações ou
alterações. [202] Assim, além da utilização de acetoacetatos de alquila simples,
também são empregados como substratos nessa reação β-Cetotioésteres e
acetoacetatos substituídos com sucesso. [118]
Figura 41. Compostos 1,3-dicarbonílicos e análogos que são utilizados em reações de Biginelli.
1.5.4.4
Alcoóis em lugar de aldeídos
Ultimamente, uma alternativa para a síntese clássica dos compostos de
Biginelli foi descrito diretamente a partir de alcoóis aromáticos sob condições
brandas e também é descritos a utilização de líquido iônico 1-methylimidazolium
sulfato de hidrogênio [Hmim]HSO4 (Figura 41).
Figura 42. Utilização de alcoóis em vez de aldeídos na síntese de 3,4-diidropirimidinonas.
Neste método, ocorre a oxidação dos álcoois aromáticos com NaNO 3 para
formação in situ dos aldeídos aromáticos. [203] [204]
2 OBJETIVOS
Dando continuidade a incessante busca por novos compostos protótipos
com atividade antineoplásica que vem sendo desenvolvido em nosso laboratório, o
presente projeto de natureza interdisciplinar visa à síntese dos novos análogos
acíclicos e cíclicos da metformina com potencial atividade anticâncer de modo a
atuarem por vias celulares múltiplas com a finalidade de se evitar a aquisição de
fenótipo resistente à quimioterapia pelas células tumorais. Estes compostos foram
racionalmente desenhados (ver estudos prévios de ancoragem molecular mostrado
adiante) para atuarem nas proteínas ERK, PI3K, AMPK, BRAF e na depleção de
ATP pela inibição do complexo I da cadeia respiratória, que são alvos terapêuticos
importantes para inibir a proliferação celular das células tumorais.
Para tal, vislumbrou-se a síntese destas substâncias através da reação de
Mannich multicomponente entre a ureia ou tioureia ou guanidina como nucleófilos,
aminas aromáticas e aldeídos (Figura 42). Essa reação é uma das principais, se
não a principal, metodologia sintética de introdução de grupos amina em
compostos orgânicos. Sabe-se ainda que, a incorporação de grupos amina e/ou
átomos de nitrogênio nestas estruturas normalmente potencializam suas atividades
biológicas. [205] [206]
A variação do nucleófilo permitirá avaliar a influência do heteroátomo na
atividade antineoplásica.
Figura 43. Representação esquemática dos adutos de Mannich sintetizados.
Outro objetivo deste trabalho é a preparação de 3,4-diidropirimidin-2(1H)onas (DHPM) substituídas, análogas cíclicas da metformina, a fim de avaliar a
correlação entre a restrição conformacional destes compostos e a atividade
antineoplásica (Figura 43). Para a síntese destes compostos pretende-se fazer
uma sequência reacional dominó que consiste nas reações multicomponentes de
Mannich e Biginelli.
Figura 44. Análogos cíclicos da metformina 7-9 com potencial atividade anticâncer.
Por fim, o último objetivo consistiu em avaliar a citotoxidade in vitro nas
linhagens de células de câncer humano de pulmão (H460 e A549), mama (MDAMB-231 e MCF-7) e ovário (A2780 e ES2).
3 METODOLOGIA
Os adutos foram obtidos a partir de reações de Mannich entre aldeídos
aromáticos
e
alifáticos
(2-piridinocarboxaldeído,
2-fenil-2H-1,2,3-triazol-4-
carboxialdeído, 4-nitrobenzaldeído e cinamaldeído) e as aminas aromáticas: ptoluidina e 1-naftilamina conforme Figura 44.
Figura 45. Estratégia para a síntese dos adutos de Mannich.
Para essas reações foram utilizadas a acetonitrila como solvente e o ácido
p-tolueno sulfônico como catalisador, de acordo com a metodologia descrita por
Fiorot e colaboradores [207]
Para a tentativa da síntese dos análogos cíclicos da metformina, foram
utilizados os adutos descritos na Tabela 5 (50-64) e alguns catalisadores como
ácidos de Bronsted e ácidos de Lewis.
Figura 46. Estratégia para a síntese dos adutos de Biginelli.
4 PARTE EXPERIMENTAL
4.1
Materiais
Foram utilizados nesse trabalho os reagentes e os substratos 2-
piridinocarboxaldeído 99% (Aldrich), cinamaldeído 98% (Fluka), 4-nitrobenzaldeído
98% (Aldrich), 2-picolilamina 99% (Aldrich), P-toluidina 99% (Vetec), naftilamina
99% (Vetec), metilamina (Aldrich), benzilamina 99% (Fluka), ureia 99% (Vetec),
tioureia 99% (Vetec) e guanidina 98% (Sigma). Como solvente foram utilizados
água destilada, metanol P.A. 99.9% (Vetec), etanol 99.3% (Fmaia), acetato de etila
P.A. 99.5% (Vetec), hexano P.A. 98.5% (Vetec) sem qualquer tratamento prévio. A
benzilamina e a 2-picolilamina foram utilizadas após purificação prévia por
destilação.
4.2
Métodos
4.2.1 Cromatografia
As análises de cromatografia em camada fina foram realizadas utilizando
cromato folhas de alumínio recobertas com sílica gel UV254 (250 µm, 20x20 cm). As
amostras foram diluídas em diclorometano e sua revelação foi efetuada por
exposição à luz ultravioleta (250 e 300 nm).
O eluente utilizado na análise cromatográfica da reação envolvendo os
adutos de Mannich foi preparado misturando-se uma proporção em volume 1:2 dos
solventes, acetato de etila e hexano, respectivamente, sem qualquer tratamento
prévio. Enquanto que para as reações realizadas para tentativa da ciclização
desses adutos de Mannich via reação de Biginelli, o eluente utilizado na análise
cromatográfica foi preparado misturando-se uma proporção 1:2 dos solventes,
hexano e acetato de etila, respectivamente, sem qualquer tratamento prévio.
4.2.2 Ponto de fusão
Para a determinação dos pontos de fusão das substâncias utilizou-se o
equipamento digital Fisatom 430D.
4.2.3 Espectroscopia no infravermelho
Os espectros de infravermelho dos compostos sintetizados foram obtidos em
um equipamento Perkin Elmer, modelo Spectrum 400. A aquisição dos espectros
de MIR (infravermelho médio) ocorreu através de uma célula horizontal de ATR
(reflectância total atenuada) constituída de ZnSe 45º fabricado pela Pike
Technologies.
Todas as medidas de infravermelho foram efetuadas com uma média de 16
varreduras e resolução de 4 cm-1.
4.2.4 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C
Os espectros de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H) e de
carbono (13C) foram obtidos utilizando um espectrômetro Varian 400MHz e sonda
de 5 mm Broadband 1H/X/D. Os deslocamentos químicos (δ) estão relatados em
ppm em relação ao TMS (padrão interno). Foram utilizados o DMSO-d6 e o CDCl3
como solventes deuterados contendo TMS.
4.2.5 Espectrometria de Massas
Os espectros de massa (m/z) foram obtidos no espectrômetro de alta
resolução (modelo 9.4T Solarix, Bruker Daltonics, Bremen, Germany), operado em
modos de ionização positivo e negativo com eletro spray ionizante, ESI(+) e ESI(-)FT-ICR-MS. A aquisição dos espectros de FT-ICR-MS foi realizada com poder de
resolução de m/Δm50% ≈ 500000, onde Δm50% é o pico inteiro com m/z 400
sendo metade da altura máxima e acurácia de massa < 1 ppm em uma variação de
massa de m/z 200-2000.
4.2.6 Avaliação da atividade antitumoral in vitro
Os testes de avaliação da atividade antitumoral in vitro dos compostos foram
realizados no Instituto Nacional do Câncer - INCa pela aluna de doutorado Isabella
dos Santos Guimarães orientada pela Dra. Cinthya Sternberg.
4.2.6.1
Cultura celular
As linhagens de câncer humano de pulmão e ovário foram cultivadas em
meio RPMI-1640 (Sigma-Aldrich, Steinheim, Alemanha) e de câncer humano de
mama em meio DMEM (Sigma-Aldrich, Steinheim, Alemanha), acrescido de soro
fetal bovino a 10% v/v (SFB, Gibco/Invitrogen, Nova York, EUA), solução
estabilizada
de
Penicilina-Estreptomicina
(104
unidades/mL
-
10
mg/mL,
respectivamente) (Sigma-Aldrich, Steinheim, Alemanha) e Anfotericina B (250
µg/mL) (Gibco/Invitrogen, Nova York, EUA). A manipulação das células foi
realizada em capela de fluxo laminar, sendo as mesmas mantidas em incubação
em estufa com condições controladas de temperatura (37ºC), com atmosfera de
5% de CO2, condições adequadas para o crescimento de células de mamíferos. A
passagem das células foi realizada de duas a três vezes por semana, de acordo
com o tempo de crescimento, utilizando-se PBS (tampão fosfato salina) para
lavagem e solução de tripsina/EDTA (0,25 µg/mL de tripsina e 1 µg/mL de EDTA)
para rompimento da matriz extracelular que mantém as células aderidas à garrafa
de cultura em monocamada. Diariamente, as garrafas foram analisadas em
microscópio óptico de luz invertida para avaliação do aspecto do meio e das células
em cultivo, bem como de sua taxa de crescimento, confluência e morfologia.
4.2.6.2
Viabilidade celular
A viabilidade celular foi analisada de acordo com o ensaio de MTT. [208] As
linhagens foram semeadas na densidade de 10.000 células/poço da placa de 96
poços em 100 mL de meio de cultura suplementado com 10% de soro fetal bovino.
Após 24 horas, foram adicionadas as drogas a serem testadas.
Após 24 horas de tratamento, adicionou-se 20 μL/poço de uma solução de
MTT 5 mg/ml (Sigma-Aldrich, St. Louis, EUA). As placas de 96 poços contendo
essa solução foram deixadas por 4 horas a 37ºC em estufa com 5% de CO 2. Ao
final dessa incubação, as placas foram centrifugadas a 2600 rpm por 10 minutos
(4ºC), descartou-se o sobrenadante e os cristais de formazam produzidos foram
dissolvidos em 100 μL de DMSO. Procedeu-se leitura em espectrofotômetro
(modelo Spectramax 190, Molecular Devices, CA, EUA) no comprimento de onda
de 538 nm. Foram feitas quadruplicatas de cada condição experimental, sendo que
os experimentos foram realizados 3 vezes. A determinação dos valores da
concentração inibitória de 50% da proliferação celular (IC50) foi efetuada a partir da
curva dose resposta feita para cada substância.
4.3
Procedimentos Experimentais
4.3.1 Preparação do composto (E)-1-(3-phenyl-1-(p-tolylamino)allyl)guanidine
(50)
Uma suspensão de p-toluidina 48 (1 mmol), cinamaldeído 44 (1 mmol),
acetonitrila (5 mL), guanidina 43 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno sulfônico
foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi colocado num
banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com água
destilada para se obter como produto o composto 50 como um sólido de cor de
amarela com 69% de rendimento.
P. F 78-80°C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3362 (N-H), 3031 (C-H), 2857 (C=H), 1627
(C=C), 1584 (N-H), 1292 (C-N).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.27 (dd, J = 6.0, 2.3 Hz, 1H), 7.54 –
7.51 (m, 1H), 7.41 – 7.32 (m, 2H), 7.18 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.11 (dd, J = 7.2, 4.4 Hz,
2H), 2.35 (s, 2H), 1.72 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 160.8, 149.0, 143.6, 136.1, 135.6,
129.8, 129.5, 128.9, 128.6, 127.4, 120.8, 21.0.
4.3.2 Preparação do composto (E)-1-(3-phenyl-1-(p-tolylamino)allyl)thiourea
(51)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1 mmol), cinamaldeído 44 (1 mmol),
acetonitrila (5 mL), tioureia 42 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno sulfônico foi
agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi colocado num
banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com água
destilada para se obter como produto o composto 51 como um sólido de cor de
amarela com rendimento de 71%.
P. F 78-79°C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3031 (C-H), 2913 (C=H), 1627 (C=C), 1585
(N-H), 1293 (C-N).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8, 27 (dd, J = 6.1, 1H), 7.54 – 7.51 (m,
2H), 7.41 – 7.31 (m, 3H), 7.18 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.13 – 7.08 (m, 4H), 2.35 (s, 3H),
1.75 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 160.8, 149.0, 143.6, 136.1, 135.6,
129.8, 129.5, 128.9, 128.7, 127.4, 120.8, 21.0.
4.3.3 Preparação do composto (E)-1-(3-phenyl-1-(p-tolylamino)allyl)urea (52)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1 mmol), cinamaldeído 44 (1 mmol),
acetonitrila (5 mL), ureia 41 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno sulfônico foi
agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi colocado num
banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com água
destilada para se obter como produto o composto 52 como um sólido de cor de
amarela e de rendimento de 72%.
P. F 79-81°C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3031 (C-H), 2857 (C=H), 1627 (C=C), 1584
(N-H), 1292 (C-N).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.29 (dd, J = 6.0, 2.3 Hz, 1H), 7.54 (d,
J = 7.0 Hz, 2H), 7.42 – 7.33 (m, 3H), 7.19 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.12 (dd, J = 7.2, 4.1
Hz, 4H), 2.37 (s, 3H), 1.73 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 160.7, 149.1, 143.6, 136.1, 135.7,
129.8, 129.5, 128.9, 128.7, 127.5, 120.9, 20.9.
4.3.4 Preparação
do
composto
1-((2-phenyl-2H-1,2,3-triazol-4-yl)(p-
tolylamino)methyl)guanidine (53)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1,05 mmol), aldeído fenil triazólico 47
(1,1 mmol), acetonitrila (5 mL) foi agitada por 24h a 50°C. Em seguida esperou-se o
resfriamento da reação a 25°C e foi adicionado a guanidina 43 (1 mmol) e foi
deixado sob agitação por mais 4h. O produto foi colocado num banho de gelo até
formação de um precipitado, filtrado e lavado com água destilada para se obter
como produto o composto 53 como um sólido de bege de 53% de rendimento.
P.F 109-111°C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3140 (N-H), 3020 (C-H), 2877 (C=H), 1632
(C=C), 1595 e 1495 (C=N), 1354 (C-N).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.70 (s, 1H), 8.34 (s, 1H), 8.11 (d, J =
8.3 Hz, 2H), 7.50 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 7.38 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.24 – 7.17 (m, 4H),
2.37 (s, 1H), 1.70 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 149.9, 148.4, 147.6, 139.5, 136.8,
134.8, 129.9, 129.4, 128.0, 120.9, 119.0, 21.0.
4.3.5 Preparação
do
composto
-((2-phenyl-2H-1,2,3-triazol-4-yl)(p-
tolylamino)methyl)thiourea (54)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1,05 mmol), aldeído fenil triazólico 47
(1,1 mmol), acetonitrila (5 mL) foi agitada por 24h a 50°C. Em seguida esperou-se o
resfriamento da reação a 25°C e foi adicionado a tioureia 42 (1 mmol) e sob
agitação por mais 4h. O produto foi colocado num banho de gelo até formação de
um precipitado, filtrado e lavado com água destilada para se obter o produto 54
como um sólido de bege com 56% de rendimento.
P.F 108-110°C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3140 (N-H), 3020 (C-H), 2876 (C=H), 1628
(C=C), 1594 e 1493 (C=N), 1354 (C-N).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm 8.70 (s, 1H), 8.34 (s, 1H), 8.11 (d, J =
8.3 Hz, 2H), 7.50 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 7.38 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.25 – 7.16 (m, 4H),
2.37 (s, 1H), 1.61 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm 149.8, 148.5, 147.6, 139.5, 136.8,
134.8, 129.9, 129.4, 128.0, 120.9, 119.0, 21.0.
4.3.6 Preparação
do
composto
-((2-phenyl-2H-1,2,3-triazol-4-yl)(p-
tolylamino)methyl)urea (55)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1,05 mmol), aldeído fenil triazólico 47
(1,1 mmol), acetonitrila (5 mL) foi agitada por 24h a 50°C. Em seguida esperou-se o
resfriamento da reação a 25°C e foi adicionado a ureia 41 (1 mmol) e sob agitação
por mais 4h. O produto foi colocado num banho de gelo até formação de um
precipitado, filtrado e lavado com água destilada para se obter o produto 55 como
um sólido de bege de 51% de rendimento.
P.F 107-109°C.
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3140 (N-H), 3020 (C-H), 2875 (C=H), 1631
(C=C), 1594 e 1495 (C=N), 1354 (C-N).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.70 (s, 1H), 8.34 (s, 1H), 8.11 (d, J =
8.3 Hz, 2H), 7.50 (t, J = 7.9 Hz, 2H), 7.38 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.23 – 7.17 (m, 4H),
2.37 (s, 1H), 1.69 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 149.7, 148.5, 147.7, 139.5, 136.8,
134.8, 129.9, 129.4, 128.0, 120.9, 119.0, 21.0.
4.3.7 Preparação do composto 1-(pyridin-2-yl(p-tolylamino)methyl)guanidine
(56)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1 mmol), 2-piridinocarboxaldeído 46 (1
mmol), acetonitrila (5 mL), guanidina 43 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno
sulfônico foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi
colocado num banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com
água destilada para se obter 56 como produto como um sólido de cor escura de
67% de rendimento.
P.F 48-50°C.
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3354 e 3171 (N-H), 2919 (C-H), 2860
(C=H), 1627 (C=C), 1658 e 1581 (C=N), 1346 (C-N).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.68 (dd, J = 4.8, 1.6, 0.9 Hz, 1H), 8.60
(s, 1H), 8.17 (dd, J = 7.1, 0.8 Hz, 1H), 7.80 – 7.74 (m, 1H), 7.33 (ddd, J = 7.5, 4.8,
1.2 Hz, 1H), 7.23 – 7.17 (m, 4H), 2.36 (s, 1H), 2.15 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 159. 7, 154.7, 149.6, 148.3, 136.8,
136.6, 129.8, 125.0, 121.8, 121.1, 115.2, 21.1.
4.3.8 Preparação do composto 1-(pyridin-2-yl(p-tolylamino)methyl)thiourea
(57)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1 mmol), 2-piridinocarboxaldeído 46 (1
mmol), acetonitrila (5 mL), tioureia 42 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno
sulfônico foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi
colocado num banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com
água destilada para se obter o composto 57 como um sólido de cor bege com
rendimento de 59%.
P.F decompõe a 100°C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 32724 e 3136 (N-H), 2918 (C-H), 2728
(C=H), 1627 (C=C), 1614 e 1584 (C=N), 1385 (C-N).
RMN de 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.68 (ddd, J = 4.8, 1.6, 0.9 Hz,
1H), 8.59 (d, J = 4.8 Hz, 1H), 8.17 (dt, J = 7.9, 0.9 Hz, 1H), 7.33 (ddd, J = 7.5, 4.8,
1.2 Hz, 1H), 7.20 (s, 4H), 2.36 (s, 3H), 1.92 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 159. 6, 154.7, 149.6, 148.2, 136.7,
136.6, 129.8, 124.9, 121.7, 121.1, 115.1, 21.0.
4.3.9 Preparação do composto 1-(pyridin-2-yl(p-tolylamino)methyl)urea (58)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1 mmol), 2-piridinocarboxaldeído 46 (1
mmol), acetonitrila (5 mL), ureia 41 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno
sulfônico foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi
colocado num banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com
água destilada para se obter como produto o composto 58 como um sólido de cor
bege com 65% de rendimento.
P.F 92-94 °C.
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3432 e 3168 (N-H), 3052 (C-H), 2917
(C=H), 1623 (C=C), 1676 e 1582 (C=N), 1346 (C-N).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.68 (ddd, J = 4.8, 1.6, 0.9 Hz, 1H),
8.60 (s, 1H), 8.18 (dd, J = 7.9, 0.9 Hz, 1H), 7.34 (ddd, J = 7.5, 4.8, 1.2 Hz, 1H), 7.34
(ddd, J = 7.5, 4.8, 1.2 Hz, 1H), 7.20 (s, 4H), 2.36 (s, 1H), 1.87 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 159. 6, 154.7, 149.5, 148.3, 136.7,
136.6, 129.8, 124.9, 121.7, 121.1, 115.2, 21.0.
4.3.10 Preparação
do
composto
1-((4-nitrophenyl)(p-
tolylamino)methyl)guanidine (59)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1 mmol), 4-nitrobenzaldeído 45 (1 mmol),
acetonitrila (5 mL), guanidina 43 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno sulfônico
foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi colocado num
banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com água
destilada para se obter como produto o composto 59, um sólido de cor de amarela
com 78% de rendimento.
P.F 122-124 ° C.
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 2917 (C=H), 1622 (C=C), 1597 e 1583
(C=N), 1505 e 1336 (N=O).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.55 (s, 1H), 8.29 (dd, J = 8.9, 1.9 Hz,
2H), 8.04 (dd, 2H)), 7.24 – 7.15 (m, 4H), 2.38 (s, 3H), 1.63 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 156. 4, 149. 1, 148.2, 141.7, 137.2,
129.9, 129.2, 124.0, 121.0, 21. 1.
4.3.11 Preparação
do
composto
1-((4-nitrophenyl)(p-
tolylamino)methyl)thiourea (60)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1 mmol), 4-nitrobenzaldeído 45 (1,51g 10
mmol), acetonitrila (5 mL), tioureia (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno sulfônico
foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi colocado num
banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com água
destilada para se obter como produto o composto 60 como um sólido de cor de
amarela com 81% de rendimento.
P. F 119-121 ° C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 2673 (C=H), 1623 (C=C), 1597 e 1583
(C=N), 1505 e 1337 (N=O).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.54 (s, 1H), 8.28 (d, J = 8.8 Hz, 2H),
8.03 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.24 – 7.16 (m, 4H), 2.37 (s, 3H), 1.73 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 156. 2, 149.1, 148.2, 141.7, 137.2,
129.9, 129.2, 123.9, 121.0, 20. 9.
4.3.12 Preparação do composto 1-((4-nitrophenyl)(p-tolylamino)methyl)urea
(61)
Uma suspensão de p- toluidina 48 (1 mmol), 4-nitrobenzaldeído 45 (1 mmol),
acetonitrila (5 mL), ureia 41 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno sulfônico foi
agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi colocado num
banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com água
destilada para se obter 61 como um sólido de cor de amarela com 83%.
P. F 118-120 °C.
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 2673 (C=H), 1623 (C=C), 1597 e 1583
(C=N), 1505 e 1336 (N=O).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.55 (s, 1H)), 8.32 – 8.27 (m, 2H), 8.06
– 8.02 (m, 2H), 7.24 – 7.16 (m, 4H), 2.37 (s, 3H), 1.63 (s, 1H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 156. 2, 149. 1, 148.2, 141.7, 137.2,
129.9, 129.2, 124.9, 121.0, 21. 0.
4.3.13 Preparação
do
composto
1-((naphthalen-1-ylamino)(4-
nitrophenyl)methyl)guanidine (62)
Uma suspensão de 1-naftilamina 49 (1,0 mmol), 4-nitrobenzaldeído 45
(1mmol), etanol (5 mL), guanidina 43 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno
sulfônico foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi
colocado num banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com
água destilada para se obter como produto o composto 62 como um sólido de cor
amarela e redimento de 85%.
P. F 158-160 ° C.
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3046 (C=H), 1619 (C=C), 1597 e 1567
(C=N), 1509 e 1338 (N=O).
RMN de 1H (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.62 (s, 1H), 8.33 (d, J = 8.5 Hz, 2H),
8.15 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 7.89 – 7.83 (m, 1H), 7.77 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.57 – 7.44
(m, 3H), 7.09 (d, J = 7.2 Hz, 2H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 157.4, 149.3, 148.1, 141.6, 133.9,
129.5, 128.8, 127.7, 127.0, 126.7, 126.1,125.9, 124.0, 123.7, 112.5.
4.3.14 Preparação
do
composto
1-((naphthalen-1-ylamino)(4-
nitrophenyl)methyl)thiourea (63)
Uma suspensão de 1-naftilamina 49 (1,0 mmol), 4-nitrobenzaldeído 45
(1mmol), etanol (5 mL), tioureia 42
(1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno
sulfônico foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi
colocado num banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com
água destilada para se obter como produto o composto 63 como um sólido de cor
amarela e rendimento de 75%.
P.F 159-160°C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3045 (C=H), 1617 (C=C), 1597 e 1568
(C=N), 1509 e 1337 (N=O).
RMN de 1H 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.64 (s, 1H), 8.39 – 8.31 (m,
2H), 8.19 – 8.15 (m, 2H), 7.89 – 7.83 (m, 1H), 7.77 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.55 – 7.42
(m, 3H), 7.09 (dd, J = 7.3, 1.0 Hz, 2H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 157.4, 149.3, 148.1, 141.6, 133.9,
129.5, 128.8, 127.7, 127.0, 126.6, 126.1,125.9, 124.1, 123.7, 112.5.
4.3.15 Preparação
do
composto
1-((naphthalen-1-ylamino)(4-
nitrophenyl)methyl)urea (64)
Uma suspensão de 1-naftilamina 49 (1,0 mmol), 4-nitrobenzaldeído 45
(1mmol), etanol (5 mL), ureia 41 (1 mmol) e 20 mol% de ácido p-tolueno sulfônico
foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente. O produto foi colocado num
banho de gelo até formação de um precipitado, filtrado e lavado com água
destilada para se obter como produto o composto 64 como um sólido de cor
amarela e rendimento de 73%.
P.F 153-155°C
I.V. νmax (cm-1, pastilha de ATR): 3045 (ν C=H), 1618 (ν C=C), 1597 e 1566
(δ C=N), 1508 e 1336 (ν N=O).
RMN de 1H 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ ppm: 8.64 (s, 1H), 8.39 – 8.31 (m,
2H), 8.19 – 8.15 (m, 2H), 7.88 – 7.84 (m, 1H), 7.77 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.55 – 7.44
(m, 3H), 7.09 (dd, J = 7.3, 0.8 Hz, 2H).
RMN de
13
C (101 MHz, CDCl3) δ ppm: 157.4, 149.3, 148.1, 141.6, 133.9,
129.5, 128.8, 127.7, 127.0, 126.7, 126.1,125.9, 124.1, 123.7, 112.6.
5 Resultados e Discussão
5.1
Síntese e caracterização dos adutos de Mannich
A reação de Mannich é uma das metodologias mais promissora entre os
principais métodos de formação de ligação carbono-carbono. Desse modo, a
reação clássica de Mannich, tem se tornado objeto de pesquisa de vários cientistas
no campo da síntese orgânica e o seu mecanismo é detalhadamente conhecido.
O produto da reação, conhecido como aduto ou base de Mannich 65, é
obtido
pela
amino-alquilação
de
uma
substância
contendo
um
carbono
ativado/ácido (comumente aldeídos e cetonas) e uma imina ou sal de imínio,
dependendo das condições experimentais. A versão multicomponente desta reação
diferencia-se pelo fato de que a imina é produzida in situ pela condensação de um
composto carbonilado normalmente não-enolizável e uma amina primária ou
secundária que reage em sequência com a substância de ligação C-H ativada
(Figura 46).
Figura 47. Reação de Mannich Multicomponente.
O mecanismo da reação de Mannich multicomponente tem sido amplamente
estudado por diversos grupos de pesquisa. Existem muitas referências na literatura
que descrevem as etapas reacionais. [209] [210]
Para essa reação há duas possibilidades de catálise: ácida ou básica. Na
catálise ácida, metodologia tradicional, a etapa inicial é a complexação do ácido ao
composto carbonilado não-enolizável, o que o deixa ainda mais eletrofílico. Em
seguida, os elétrons n da amina atacam o carbono eletrofílico ativado formando um
intermediário denominado hemiaminal (66). A etapa seguinte é um prototropismo
entre o nitrogênio e o oxigênio o que possibilita uma desidratação para formar o íon
imínio 67, eletrófilo da reação. Finalmente, o composto 68 atua como nucleófilo e
ataca o carbono, sítio eletrofílico, do íon imínio, gerando o aduto de Mannich 69
(Figura 47).
Figura 48. Mecanismo proposto para a reação de Mannich em meio ácido.
As substâncias que foram sintetizadas, os análogos da metformina, exibiram
notável atividade anticâncer. Inicialmente esses adutos de Mannich foram obtidos
através da reação multicomponente utilizando acetonitrila como solvente entre a
ureia, tioureia ou guanidina, uma amina aromática e um aldeído (Figura 48).
Figura 49. Reação de Mannich multicomponente clássica utilizando a ureia/tioureia ou
guanidina.
O mecanismo proposto para esta reação é a reação clássica de Mannich
que é acompanhada por uma catálise ácida. A etapa inicial é a protonação do
oxigênio da carbonila do aldeído que o deixa mais eletrofílico para o ataque do par
de elétrons não ligante do nitrogênio da amina para formação do eletrófilo (sal de
íminio) in situ da reação. Em seguida, ocorre o ataque nucleofílico da ureia, tioureia
ou guanidina no sal de imínio formado in situ (Figura 49), de forma análoga ao
mecanismo proposto na Figura 48.
Figura 50. Mecanismo da reação de Mannich para formação dos análogos da metformina.
A realização deste trabalho teve início a partir da escolha e aplicação de
uma reação de Mannich modelo, usando para tal a metodologia catalítica
desenvolvida recentemente em nosso laboratório, [207] empregando o ácido ptoluenossulfônico como catalisador em acetonitrila. Como nucleófilo da reação de
Mannich usou-se inicialmente a guanidina 43, além do cinamaldeído 44 e a ptoluidina 48 para formar o sal de imínio eletrofílico in situ (Figura 50). O aduto de
Mannich 70 foi obtido em rendimento razoável (Entrada 1 da Tabela 5). Cabe
ressaltar que a mesma reação foi repetida usando a metodologia tradicional para a
reação de Mannich multicomponente, isto é, usando EtOH como solvente e sem a
presença do catalisador, contudo, o tempo reacional foi de 24 horas e apresentou
menores rendimentos aos mostrados na tabela 4.
Figura 51. Reação de Mannich catalítica para obter o composto 7 estruturalmente semelhante
à metformina e fenformina.
Posteriormente, a fim de verificar a influência da troca bioisostérica do
heteroátomo ligado, por ligação dupla ao carbono no nucleófilo, na atividade
biológica dos adutos de Mannich repetiu-se a reação modelo usando como
nucleófilo a tioureia 42 e a ureia 41. Ambos os adutos de Mannich 71 e 72 (Entrada
2 e 3 da Tabela 5) foram obtidos em bons rendimentos e com tempos reacionais
diminutos.
Em seguida, fez-se a reação multicomponente de Mannich utilizando o 2fenil-2H-1,2,3-triazol-4-carboxialdeído 47 no lugar do cinamaldeído, na presença de
guanidina 43 e p-toluidina 48 (Entrada 4 da Tabela 5). O objetivo desta modificação
foi introduzir o grupo triazol, com reconhecida atividade antineoplásica, ao análogo
estrutural da metformina. [211] Efetuou-se ainda esta mesma reação utilizando a
tioureia 42 e a ureia 41 como nucleófilos (Entradas 5 e 6 da Tabela 5). O tempo de
reação com o 2-fenil-2H-1, 2,3-triazol-4-carboxialdeído foi consideravelmente maior
quando comparado aos outros aldeídos. Em princípio, o 2-fenil-2H-1,2,3-triazol-4carboxialdeído 47 e o ácido p-toluenossulfônico foram agitados em acetonitrila para
que houvesse a protonação do oxigênio da carbonila, aumentando a eletrofilicidade
do aldeído. Em seguida, a p-toluidina foi adicionada e mantida sob agitação com o
aldeído protonado por 10 minutos para formar a íon imínio, eletrófilo in situ da
reação, deixou-se reagir o aldeído triazólico e a p-toluidina em solução com
acetonitrila overnight com uma temperatura constante de 50°C. Em seguida, a
guanidina/tioureia/ureia foi adicionada ao meio reacional e após 24 h o aduto de
Mannich foi obtido. O rendimento e o ponto de fusão desses produtos que foram
obtidos estão contidos na Tabela 5. A Figura 51 abaixo ilustra o mecanismo
possível baseado no mecanismo geral da reação de Mannich multicomponente
para este sistema reacional.
Figura 52. Mecanismo proposto para a reação multicomponente de Mannich com o aldeído
triazólico sob catálise ácida.
A princípio acredita-se que os longos tempos reacionais para as reações
com este 2-fenil-2H-1,2,3-triazol-4-carboxialdeído (47), quando comparados com o
cinamaldeído 44 se deva a menor concentração do íon imínio (eletrófilo da reação)
no meio reacional, possivelmente, devido a menor reatividade do 2-fenil-2H-1,2,3triazol-4-carboxialdeído, que pode apresentar um efeito mesomérico importante
para a diminuição da eletrofilicidade da sua carbonila (Figura 52). [212]
Figura 53. Possível explicação para o longo tempo reacional com o aldeído fenil-triazólico.
O 2-fenil-2H-1, 2,3-triazol-4-carboxialdeído 47 foi sintetizado em três etapas
conforme descrito na literatura (Figura 53). [213]
Figura 54. Síntese do 2-fenil-2H-1,2,3-triazol-4-carboxialdeído 47.
A agitação da D-(+)-glicose com fenilidrazina em etanol acidificado durante 4
dias levou a formação da fenil-D-glicosazona em 63% de rendimento, após
recristalização em EtOH 60%. Este produto apresentou-se como um sólido amarelo
de ponto de fusão 206-208 oC, cujo valor é compatível com o descrito na literatura
(207
o
C). [214] O tratamento da D-(+)-glicose com a fenil-hidrazina forma
inicialmente a correspondente fenil-hidrazona, através de uma reação de adição
nucleofílica em meio ácido na carbonila do aldeído do açúcar, com eliminação de
água. A reação, porém, não para neste estágio. A hidrazona inicialmente formada
sofre uma segunda reação com dois equivalentes de fenil-hidrazina para finalmente
formar a fenil-D-glicosazona. Além da formação deste produto a reação também
produz anilina, amônia e água. O mecanismo da síntese da osazona envolve um
tautomerismo a uma 2-ceto-amina, seguido por uma sequência complexa de
eliminações e condensações. O mecanismo resumido é apresentado na Figura 54.
[215]
Figura 55. Síntese da fenil-D-glicosazona.
A subsequente reação da fenil-D-glicosazona com sulfato de cobre (II), como
agente oxidante, ao refluxo durante 3 horas forneceu o fenil-D-glicotriazol em 68%
de rendimento. Este composto apresentou-se como um sólido bege, com ponto de
fusão 195-197 ºC, cujo valor é muito próximo ao descrito na literatura (195-196ºC).
[214] Nesta etapa, foram suprimidas as duas recristalizações em água, conforme
descreve o experimental padrão, pois o rendimento do sólido branco obtido após
recristalização foi inferior a 20% e a pureza deste produto foi praticamente
equivalente ao sólido sem recristalizar, conforme mostra os valores de ponto de
fusão. A formação do fenil-D-glicotriazol necessita da presença de um agente
oxidante. [216] Portanto, o sulfato de cobre (II) é reduzido a cobre metálico durante
a conversão ao triazol. Esta reação pode ser feita com outros sais metálicos
oxidantes, tais como, acetato de mercúrio (II), sulfato ou cloreto de ferro (III). A
conversão da osazona ao osotriazol resulta na precipitação de cerca de 0,5 mol de
cobre metálico por mol de osazona.
O mecanismo sugerido para esta reação tem como primeira etapa a reação
da osazona com os íons Cu(II) para formar um complexo monomérico osazonaCu(II) (Figura 55). O metal é, portanto reduzido de Cu(II) para Cu(I) e o ligante
oxidado, visto que ele perdeu um elétron. Pode ser notado que um complexo
dimérico não é essencial para o processo de oxi-redução, visto que o complexo
monomérico osazona-Cu(II)-hidrogenossulfato fornece o mesmo resultado. Nas
duas situações, um processo oxidação-redução intramolecular forma um complexo
ligante-Cu(I) menos estável que sofre posterior decomposição liberando o radical.
Este radical sofre um conjunto de deslocamentos de um elétron para formar o fenilD-glicotriazol. O complexo de Cu(I) obtido a partir do dímero decompõe-se para
regenerar um mol de osazona e Cu(I), enquanto que o complexo de Cu(I) formado
a partir do monômero deverá formar o triazol, a anilina e o Cu(I). Este íon foi
produzido a partir dos dois complexos através de um desproporcionamento para
formar Cu(II) e Cuo. A função do complexo de Cu(II) na formação do triazol é
facilitar a oxidação, trazendo o átomo de nitrogênio com alta densidade eletrônica
para próximo do oxidante. [217]
Figura 56. Mecanismo para a formação do fenil-glicotriazol.
O posterior tratamento do fenil-D-glicotriazol com solução aquosa de
periodato de sódio sob agitação por 24 horas forneceu o 2-fenil-2H-1, 2,3-triazol-4carboxialdeído 47 em rendimento de 86%. O excesso de oxidante forma, em
termos estequiométricos, um mol de formaldeído, dois mols de ácido fórmico, um
mol do aldeído 47 e três mols do oxidante reduzido. Este aldeído foi obtido, após
recristalização em EtOH/H2O (1:2), como um sólido branco ligeiramente amarelado,
com odor adocicado característico, com ponto de fusão 65-66 oC, cujo valor é
compatível com a literatura. [214] O mecanismo desta reação trata-se de uma
clivagem oxidativa do composto poli hidroxilado, proporcionado pelo ácido
periódico HIO4, formado no meio reacional a partir do periodato de sódio e água.
Este mecanismo é mostrado na Figura 56.
Figura 57. Mecanismo da clivagem oxidativa com HIO4 para a formação do aldeído 47.
Para posterior aumento de escopo desta metodologia, a reação de Mannich
multicomponente foi realizada utilizando as mesmas condições reacionais descritas
anteriormente com os aldeídos 2-piridinocarboxaldeído 46 e 4-nitrobenzaldeído 45.
Como esperado rendimentos superiores foram obtidos na formação dos
respectivos adutos de Mannich quando o 4-nitrobenzaldeído 45, que contém o
grupo nitro retirador de elétrons foi utilizado, provavelmente por aumentar a
eletrofilicidade da carbonila.
Com o intuito de avaliar a extensão da reação de Mannich, bem como a
importância da amina na atividade biológica foram feitas reações trocando a ptoluidina 48 pela 1-naftilamina 49. Foram utilizados nestas reações o 4nitrobenzaldeído 45 e a guanidina 43 como nucleófilo. Os respectivos adutos de
Mannich foram obtidos em excelentes rendimentos.
Figura 58. 4-nitrobenzaldeído 45, 2- Piridinocarboxaldeído 46 e 1-naftilamina 49.
Diversos adutos de Mannich estão descritos na literatura, empregando os
mais variados aldeídos e aminas. Um dos resultados que mais chama a atenção é
o de que, surpreendentemente a reação one pot, multicomponente de Mannich não
forneceu as respectivas bases de Mannich quando a amina primária 2-picolilamina
foi utilizada. Acredita-se que o produto esperado não se forma devido à
instabilidade do sal de imínio oriundo da amina primária alifática (Figura 58).
Figura 59. Instabilidade do sal de imínio formado por aminas primárias alifáticas.
Tabela 5. Síntese de novos adutos de Mannich estruturalmente semelhantes à metformina e
fenformina com variação do heteroátomo do nucleófilo.
Entry
Nucleophile
Aldehyde
Amines
Product
Yield
M.P (°C)
1
57%
79-80
66%
78-79
2
3
69%
79-81
4
53%
109-111
56%
108-110
51%
107-109
67%
45-47
59%
111-113
65%
92-94
5
6
7
8
9
10
78%
122-123
81%
119-121
83%
118-120
85%
158-160
75%
159-160
11
12
13
14
15
73%
153-155
*Entradas 1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 e 15 o tempo de reação foi de 0,5h.
** Entradas 4,5 e 6 o tempo de reação foi de 24h.
Como pode ser observado na Tabela 5 acima, a reação de Mannich
multicomponente catalisada por ácido p-tolueno sulfônico exibiu resultados
interessantes. Os rendimentos das reações foram considerados de bons a ótimos
e, em todos os casos, foi observada a formação de precipitados bege e amarelo. O
tempo de todas as reações durou aproximadamente meia hora (0,5h), com
exceção das realizadas com o 2-fenil-2H-1, 2,3-triazol-4-carboxialdeído (47) que
levaram aproximadamente 24h. Desta forma, o solvente escolhido como ótimo para
a reação de Mannich multicomponente utilizando este sistema foi a acetonitrila,
como é descrito por Fiorot e colaboradores 2014. [207]
Analisando os resultados obtidos, observou-se que o sistema catalítico pTsOH/CH3CN foi eficiente na reação de Mannich multicomponente derivada da
ureia/tioureia/guanidina formando compostos, na maioria dos casos, com altos
rendimentos e com tempos reacionais bem menores, quando comparados com a
metodologia clássica usando etanol como solvente. Estes resultados vêm
corroborar com a proposta da formação do eletrófilo (íon imínio) em maior
concentração. Acredita-se ainda que a acetonitrila, um solvente bastante polar,
tenha uma considerável participação na efetividade desta metodologia. Sabe-se
que a reação de Mannich é governada por parâmetros iônicos e não orbitalares,
uma vez que a carga do substrato é bastante pronunciada (íon imínio). Desta
maneira, já era de se esperar que solventes polares apróticos favorecessem a
reação ao estabilizar estados de transição carregados. Já o uso de solventes
polares próticos pode levar a solvatação do ânion, o nucleófilo da reação,
ocasionando assim, na diminuição da nucleofilicidade.
Desta maneira, a proporção de catalisador já descrita na literatura e
escolhida como ótima para este sistema é de 20 mol %, onde o rendimento foi
maximizado e o tempo reacional minimizado.
Os produtos inéditos 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63 e
64 foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho, Ressonância
Magnética Nuclear de 1H e
13
C e também submetidos à determinação do ponto de
fusão. Considerando a similaridade estrutural dos compostos 50, 51 e 52 usaremos
a caracterização estrutural do composto 50 como exemplo.
A caracterização estrutural de 50 por infravermelho em pastilha de ATR
mostrou bandas características em 3031 e 2913 cm -1 referente aos estiramentos
das ligações C-H aromática e alifática. Em 1627 cm-1 um estiramento referente à
ligação C=C. A banda em 1584 cm-1 foi atribuída ao estiramento da ligação N-H, já
em 747 cm-1 observa-se o estiramento da ligação C-H do anel aromático
dissubstituído da toluidina, e ainda uma banda em 987 cm-1 atribuída ao
estiramento C-H do grupo vinil. Por fim, o estiramento da ligação C-N da amina em
1293
cm-1
evidencia
a
formação
do
aduto
de
Mannich.
(Figura
59).
Figura 60. Espectro de IV do composto 50.
O espectro de RMN de 1H (Figura 60) do composto 50 mostrou os sinais
característicos dos hidrogênios da metila ligada a um anel aromático na região não
aromática em 2.35 ppm (H11). Na região aromática, puderam-se observar os
hidrogênios característicos do anel aromático proveniente do aldeído em 7.52 ppm
(H4 e H5), em 7.35 ppm (H1, H2 e H3). Os sinais referentes à dupla alifática também
proveniente do aldeído aparece-se em 7.17 ppm (H6 e H7) e os sinais do anel
aromático proveniente da p-toluidina em 7.10 ppm (H9, H10, H12 e H13). Um duplo
dubleto em 8.27 ppm refere-se ao hidrogênio ligado a C-N da amina e C-N da
guanidina evidenciando a formação do aduto de Mannich.
É notado que, nos espectros de 1H de todos os compostos os hidrogênios
ligados ao nitrogênio não aparecem. Segundo Silverstein e colaboradores (2005),
hidrogênios diretamente ligados a oxigênio, nitrogênio ou enxofre diferem dos
hidrogênios ligados a um átomo de carbono porque podem ser trocados facilmente,
pois são muito lábeis e estão sujeitos à ligação de hidrogênio. [218]
1
Figura 61. Espectro de H do composto 50.
No espectro de massas de alta resolução foi detectado por ionização da
amostra no modo positivo [ESI(+)] a presença do íon protonado [C 16H16N + H]+ com
relação massa/carga m/z = 222.12771 (erro = 0.08 ppm) e índice de instauração
igual a 12 ratificando a determinação estrutural do composto 50 com fórmula
mínima C16H16N (m = 222,13) (Figura 61).
222.127
71
557.295
15
468.232
25
336.174
75
671.342
18
Figura 62. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 50.
Os
compostos
derivados
da
tioureia
não
foram
detectados
pela
espectrometria de massas. Segundo a literatura, o espectro de massa não
consegue detectar compostos contendo enxofre. A fonte de eletrospray (ESI) gera
íons através da simples protonação/desprotonação das espécies polares, assim, no
processo de ionização da fonte de ESI no modo negativo espécies moleculares
ácidas são desprotonadas ([M-H]-), enquanto que no modo positivo as espécies
básicas são protonadas ([M+H]+). A eficiência de ionização dessa fonte é maior de
acordo com a acidez ou basicidade das espécies. Os compostos sulfurados não
são eficientemente capazes de perder ou ganhar um próton no processo de
ionização, ou seja, não são suficientemente ácidos nem básicos. [219]
Em relação aos outros compostos derivados da ureia e guanidina, apenas
parte desses compostos foram detectados pela espectrometria de massas. Isso
ocorreu pois, segundo a literatura a ureia e seus derivados decompõe-se acima de
80ºC, [220] e as amostras analisadas por espectrometria de massas atingiram uma
temperatura de 250 ºC para realização deste procedimento. Assim, a parte da
ureia/guanidina foi decomposta restando somente a parte do composto que foi
detectado (Figura 61).
Figura 63. Demonstração da parte detectada e da parte não detectada no equipamento de
massas.
Por isso, a massa do aduto de Mannich 50 foi de 222,13 ao invés de 280, 17
g/mol. A massa da parte da guanidina no composto 50 é de 58, 05 g/mol, assim a
diferença dessa parte decomposta da massa total corresponde à massa detectada
que foi de 222,13 g/mol, observada no espectro da Figura 62.
Considerando a similaridade estrutural dos compostos 53, 54 e 55 usaremos
a caracterização estrutural do composto 53 como exemplo.
A caracterização estrutural de 53 por infravermelho em pastilha de ATR
mostrou bandas características em 3140 cm-1 referente à ligação N-H e ainda
estiramento da ligação C-H aromática em 3020 cm-1. Em 1632 cm-1 um estiramento
da ligação C=C. Os estiramentos das ligações C=N do anel triazólico em 1595 e
1494 cm-1. Por fim, o estiramento da ligação C-N da amina em 1354 cm-1 evidencia
a formação do aduto de Mannich. (Figura 63).
Figura 64: Espectro de IV do composto 53.
O espectro de RMN de 1H (Figura 64) do composto 53 mostrou os sinais
característicos dos hidrogênios da metila ligada a um anel aromático na região não
aromática em 2.37 ppm (H11). Na região aromática, puderam-se observar os
hidrogênios característicos do anel aromático proveniente do aldeído em 7.37 ppm
(H1), em 7.50 ppm (H2 e H4) e em 8.11 ppm (H3 e H5) e os sinais do anel aromático
proveniente da p-toluidina estão 7.10 ppm (H9, H10, H12 e H13). O único sinal de
hidrogênio do anel triazólico aparece-se em 8.69 ppm (H6). Um singleto em 8.34
ppm refere-se ao hidrogênio ligado a C-N da amina e C-N da guanidina
evidenciando a formação do aduto de Mannich.
1
Figura 65: Espectro de H do composto 53.
No espectro de massas de alta resolução foi detectado por ionização da
amostra no modo positivo [ESI(+)] a presença do íon protonado [C16H15N4 + H]+
com relação massa/carga m/z = 263.12914 (erro = - 0.07 ppm) e índice de
instauração igual a 12 ratificando a determinação estrutural do composto 53 com
fórmula mínima C16H15N4 (m = 263,13) (Figura 65) .
547.23290
263.12914
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
m/z
Figura 66. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 53.
Considerando a similaridade estrutural dos compostos 56, 57 e 58 usaremos
a caracterização estrutural do composto 56 como exemplo.
A caracterização estrutural de 56 por infravermelho em pastilha de ATR
mostrou bandas características em 3355 e 3171 cm-1 referente à ligação N-H e
ainda estiramento da ligação C-H aromática em 2919 cm-1. Em 1627 cm-1 um
estiramento da ligação C=C. E em 1658 e em 1581 cm-1 estiramentos das ligações
C=N. Por fim, o estiramento da ligação C-N da amina em 1346 cm-1 evidencia a
formação do aduto de Mannich. (Figura 66).
Figura 67. Espectro de IV do composto 56.
O espectro de RMN de 1H (Figura 67) do composto 56 mostrou os sinais
característicos dos hidrogênios da metila ligada a um anel aromático na região não
aromática em 2.35 ppm (H12). Na região aromática, puderam-se observar os
hidrogênios característicos do anel aromático proveniente do aldeído em 8.68 ppm
(H1), em 8.17 ppm (H2), em 7.77 ppm (H4) e em 7.33 ppm (H3). Os sinais do anel
aromático proveniente da p-toluidina estão em 7.20 ppm (H10, H11, H13 e H14). Um
singleto em 8.60 ppm refere-se ao hidrogênio ligado a C-N da amina e C-N da
guanidina evidenciando a formação do aduto de Mannich.
1
Figura 68. Espectro de H do composto 56.
No espectro de massas de alta resolução foi detectado por ionização da
amostra no modo positivo [ESI(+)] a presença do íon protonado [C13H13N2 + H]+
com relação massa/carga m/z = 197.10728 (erro = 0.23 ppm) e índice de
instauração igual a 9 ratificando a determinação estrutural do composto 56 com
fórmula mínima C13H13N2 (m = 197,11) (Figura 68).
197.10728
00483.
291
329
1.1
/
Figura 69. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 56.
Considerando a similaridade estrutural dos compostos 59, 60 e 61 usaremos
a caracterização estrutural do composto 59 como exemplo.
A caracterização estrutural de 59 por infravermelho em pastilha de ATR
mostrou banda característica com estiramento da ligação C-H aromática em 2910
cm-1. Em 1623 cm-1 um estiramento da ligação C=C. E em 1597 e1583 cm-1
estiramentos das ligações C=N. Por fim, o estiramento da ligação N=O do p-
nitrobenzaldeído
é
evidenciado
em
1505
e
1336
cm-1(Figura
69).
Figura 70. Espectro de IV do composto 59.
O espectro de RMN de 1H (Figura 66) do composto 59 mostrou os sinais
característicos dos hidrogênios da metila ligada a um anel aromático na região não
aromática em 2.38 ppm (H12). Na região aromática, puderam-se observar os
hidrogênios característicos do anel aromático proveniente do aldeído em 8.29 ppm
(H1 e H2), em 8.04 ppm (H3 e H4). Os sinais do anel aromático proveniente da ptoluidina estão em 7.19 ppm (H10, H11, H13 e H14). Um singleto em 8.55 ppm referese ao hidrogênio ligado a C-N da amina e C-N da guanidina evidenciando a
formação do aduto de Mannich.
1
Figura 71. Espectro de H do composto 59.
No espectro de massas de alta resolução foi detectado por ionização da
amostra no modo positivo [ESI(+)] a presença do íon protonado [C14H13N2O2 + H]+
com relação massa/carga m/z = 241.1 (erro = 0.03 ppm) e índice de instauração
igual a 10 ratificando a determinação estrutural do composto 59 com fórmula
mínima C14H13N2O2 (m = 241,1) (Figura 71) .
Figura 72. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 59.
Considerando a similaridade estrutural dos compostos 62, 63 e 64 usaremos
a caracterização estrutural do composto 62 como exemplo.
A caracterização estrutural de 62 por infravermelho em pastilha de ATR
mostrou banda característica com estiramento da ligação C-H aromática em 3046
cm-1. Em 1620 cm-1 um estiramento da ligação C=C. E em 1597 e 1568 cm-1
estiramentos das ligações C=N. Por fim, o estiramento da ligação N=O do pnitrobenzaldeído é evidenciado em 1510 e 1338 cm-1(Figura 72).
Figura 73. Espectro de IV do composto 62.
O espectro de RMN de 1H (Figura 73) do composto 62 apresentou um sinal
em 8.33 ppm referente a dois hidrogênios do aldeído (H3 e H4) e também ao sinal
proveniente de um dos hidrogênios da amina (H13) que ficaram sobrepostos. O
sinal em 8.15 ppm é característica também de hidrogênios do aldeído (H 1 e H2). Os
sinais do anel aromático proveniente da 1-naftilamina foram observados em 7.85
ppm (H12), em 7.77 ppm (H11), em 7.50 ppm (H14, H151 e H16). E o singleto em 8.62
ppm refere-se ao hidrogênio ligado a C-N da amina e C-N da guanidina
evidenciando a formação do aduto de Mannich.
1
Figura 74. Espectro de H do composto 62.
No espectro de massas de alta resolução foi detectado por ionização da
amostra no modo positivo [ESI(+)] a presença do íon protonado [C17H13N2O2 + H]+
com relação massa/carga m/z = 277.09716 (erro = 0.05 ppm) e índice de
instauração igual a 12 ratificando a determinação estrutural do composto 62 com
fórmula mínima C17H13N2O2 (m = 277,10) (Figura 74).
277.09716
263.12912
241.1
547.23293
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
m/z
Figura 75. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 62.
5.2
Tentativa da Síntese das Diidropirimidinonas com diversos
Catalisadores
A reação de Biginelli é uma das mais importantes reações para a síntese de
dihidropirimidinonas (DHPMs). [221]
Diante da vasta aplicação biológica, o interesse em estratégias sintéticas
com abordagens variadas para sua síntese aumentou ao longo dos últimos anos
ampliando tanto o interesse químico quanto biológico, o que tem proporcionado
grande exploração na literatura de DHPMs. Neste sentido, a reação de Biginelli é
uma alternativa elegante que vem sendo empregada. [118] [221] [222]
Diversas modificações nas condições empregadas nas reações de Biginelli
foram realizadas. Tais alterações foram necessárias uma vez que a síntese original
apresentava limitações como tempos reacionais prolongados sob refluxo, uso de
ácido clorídrico concentrado como catalisador, além de baixos rendimentos quando
aldeídos alifáticos eram empregados como substratos. [223]
Assim, nos últimos anos diversos ácidos de Brønsted e de Lewis foram
relatados como catalisadores para essa reação [224]. Ademais, uma grande
variedade de substâncias não ácidas, como líquidos iônicos [225], grafite [226] e
até mesmo fermento biológico [227], foram relatadas como catalisadores para a
reação de Biginelli.
Desse modo, dando prosseguimento a outra parte deste trabalho, foram
realizadas algumas reações na tentativa da preparação da dihidropirimidinona
substituída, análoga cíclica da metformina, a fim de avaliar a correlação entre a
restrição conformacional destes compostos e a atividade antineoplásica.
Portanto, após a preparação e caracterização dos adutos de Mannich 50-64,
foram feitas diversas reações com o intuito de sintetizar as DHPMs substituídas.
Como catalisadores, foram utilizados diferentes ácidos de Brønsted e de Lewis, já
que segunda a literatura, o uso dessas metodologias sintéticas possibilitam
melhora nos rendimentos desse tipo de reação. [228]
Inicialmente, foram utilizados ácidos de Brønsted como catalisadores para
reação. A primeira tentativa foi realizada com a adaptação da metodologia de Bose
e colaboradores (2005), utilizando água como solvente e ácido p-tolueno sulfônico
como catalisador (Figura 75). [229]
Figura 76. Tentativa da síntese da primeira DHPM por meio da reação de Biginelli com pTsOH e água como solvente.
A função do ácido de Brønsted é protonar a carbonila do aldeído, e
consequentemente, aumentar sua eletrofilicidade. Assim, o equilíbrio químico da
reação é deslocado para a formação do íon imínio (Figura 76).
Figura 77. Mecanismo via imínio para síntese de DHPMs.
Em geral, nesta combinação tricomponente, dos três substratos envolvidos
na reação de Biginelli, segundo a literatura, a reação funciona melhor com aldeídos
aromáticos, podendo este apresentar substituintes em posições orto, meta ou para.
Aldeídos aromáticos que apresentam grupos doadores ou retirados de elétrons nas
posições meta ou para fornecem os produtos com rendimentos relativamente bons.
Enquanto, os aldeídos contendo substituintes volumosos em posição orto, os
rendimentos são menores, dependendo do substituinte na cadeia. [118]
Assim, foi estabelecida uma reação modelo que utilizou o p-nitrobenzaldeído
45 em todas as tentativas de preparação de DHPMs, pois o mesmo adequa-se
perfeitamente na descrição acima. E ainda, este aldeído foi escolhido pela
facilidade de manuseio (é sólido) e principalmente por sua reatividade, onde o
grupo nitro do aldeído aumenta a eletrofilicidade do íon imínio formado in situ
(Figura 77).
Figura 78. Estruturas de ressonância do p-nitrobenzaldeído.
Contudo, o resultado esperado da reação, a formação da DHPM substituída,
não foi alcançado. Ainda assim, outros ácidos de Brønsted foram testados na
tentativa de obtenção das DHPMs, como é mostrado na Tabela 6 abaixo.
Tabela 6. Ácidos de Brønsted utilizados na tentativa da preparação da DHPM.
Entrada
Ácido de Brønsted
Solvente
Resultado
Referência
1
p-TsOH
EtOH
X
[229]
2
HCl
EtOH
X
[195]
3
H3BO3
Ác. acético
X
[230]
Entretanto, o uso de HCl e H3BO3, além do uso do p-TsOH (Tabela 6), não
foi suficiente para obtenção do resultado esperado.
Diante dos resultados negativos obtidos, prossegui-se com uma busca por
um catalisador propício para preparação da DHPM substituída. Em um trabalho
publicado por Suresh e Sandu (2012), os ácidos de Lewis são empregados para
alcançar excelentes rendimentos e reduzir bastante (colocaria outro advérbio de
intensidade, como muito) o tempo de reação. [231]
Desse modo, na Tabela 7 abaixo são descritos todos os ácidos de Lewis que
foram utilizados na tentativa da preparação das DHPMs substituídas.
Tabela 7. Ácidos de Lewis utilizados nas reações na tentativa da síntese das DHPMs.
Entrada
Ácido de Lewis
Solvente
Resultado
Referência
1
NbCl5
CH3CN/CH2Cl2
X
[232]
2
(CH3)3SiCl
DMF/CH3CN
X
[233] [234]
3
CuCl2
MeOH
X
[235]
4
CeCl3·7H2O
MeOH
X
[149]
5
FeCl3.6H2O
EtOH/CH3CN
X
[236] [237]
6
FeCl3/DMAP
EtOH
X
[238]
7
MgSO4
-
X
[239]
8
CaCl2
EtOH
X
[240]
Cabe salientar que ao utilizar o pentacloreto de nióbio (NbCl 5) como
catalisador (Entrada 1, Tabela 7), foi necessária a secagem prévia dos solventes
utilizando hidreto de cálcio seguido por destilação fracionada.
O mecanismo da reação de Biginelli catalisada por ácido de Lewis é
parecido com o mecanismo mostrado na Figura 78 - proposta mecanística similar
ao de Kappe (1997). [241]
A imina, o intermediário formado através da
ureia/tioureia/guanidina substituída (aduto de Mannich) e o aldeído, é estabilizado
pelo íon metal [exemplo é mostrado com o Ca2+ (entrada 8, da Tabela 7), Figura
78], seguido da adição do enolato β-cetoéster e ciclodesidratação para obtenção
da diidropirimidinona.
Figura 79. Mecanismo proposto para reação de Biginelli promovida por ácido de Lewis.
Contudo, mesmo diante de variais tentativas, não obtivemos nenhum
resultado na preparação das DHPMs substituídas. Então, ao invés de isolar o aduto
de Mannich e em seguida fazer a reação de Biginelli, pretendeu-se fazer uma
sequência reacional dominó que consistiu na reação de Mannich multicomponente
para obter inicialmente o aduto de Mannich, com excesso do aldeído, seguido da
adição de acetoacetato de etila para realizar a reação de Biginelli multicomponente
(Figura 79). [242] O intuito do excesso de aldeído servirá tanto para formar o imínio
na reação de Mannich e deslocar o equilíbrio químico no sentido da formação de
aduto de Mannich, quanto para a formação do intermediário carbenio obtido pela
reação aldólica, catalisada por ácido, entre o acetoacetato de etila e o aldeído na
reação de Biginelli.
Figura 80. Tentativa da preparação de DHPM por uma sequência reacional dominó.
Existem diversas variações da reação Biginelli amplamente usada, para
geração de compostos bioativos. [80] [243] Assim, diante dos insucessos descritos
anteriormente para a síntese das DHPMs, foi proposto a tentativa de duas
modificações de Biginelli: a modificação de Pinner e de Atwal.
O método de Pinner foi realizado segundo a adaptação de Kaiser (1959) e
de Ringom e colaboradores (2004) [244] [245] como mostra a Figura 80 abaixo.
Figura 81. Tentativa da preparação da pirimidina substituída pelo método de Pinner.
Para a realização desta reação foi adicionado o etanol após a sua destilação
para remoção de toda sua água. Em seguida, foi adicionado o etóxido de sódio, o
aduto de Mannich 50 e o acetato de etila 65. A mistura foi refluxada por 24h e o
solvente foi rotaevaporado. O resíduo marrom foi dissolvido em água gelada em
um banho de gelo e acidificado com HCl até pH entre 5 e 7 para formação de
cristais incolores. Assim, o produto obtido foi caracterizado e após observar o
espectro de 1H, notou-se que o produto esperado não foi formado.
A variante mais significativa é conhecida como modificação Atwal (Figura
81), em que uma enona reage com ureia protegida ou derivada de tioureia na
presença de bicarbonato de sódio para formação de uma primeira dihidropirimidina
que é, então, convertida para a correspondente DHPM sob desproteção com ácido.
[80] [243]
Figura 82. Variante das reações de Biginelli: modificação Atwal. [80]
A preparação da enona foi realizada segundo a adaptação da metodologia
de Swenson e colaboradores (2002). [246] A mistura do p-nitrobenzaldeído 45 e
acetoacetato de etila 65, piperidina e ácido acético em tolueno foi mantida em
aquecimento sob refluxo por duas horas com remoção azeotrópica de água usando
o Dean-Stark. A mistura foi refrigerada e concentrada a vácuo e o resíduo foi
purificado com uma coluna cromatográfica, utilizando como eluente hexano/acetato
de etila/tolueno na proporção de 3:1:1 para obter um sólido alaranjado como
produto de ponto de fusão de 68-70 ºC e 69% de rendimento.
O mecanismo da formação da enona foi sugerido pela primeira vez em 1973,
por Sweet e Fissekis, [98] conhecido por mecanismo de Knoevenagel (Figura 82 ).
A proposta envolve a reação entre o aldeído e acetoacetato de etila via
condensação aldólica.
Para obtenção do produto de Knoevenagel 66, um enolato é formado como
intermediário inicialmente. Este enolato reage com o aldeído, e o aldol resultante
sofre uma eliminação subsequente induzida pela base.
Figura 83. Mecanismo da reação de Knoevenagel para formação do composto 66.
A caracterização estrutural de 66 por infravermelho em pastilha de ATR
mostrou bandas características em 3042 e 2998 cm-1 referente aos estiramentos
das ligações C-H aromática e alifática. A banda em 1729 cm -1 referente ao
estiramento das ligações O=C-O. Em 1661 mostrou uma banda característica da
ligação C=O. Por fim, o estiramento da ligação N=O do p-nitrobenzaldeído é
evidenciado em 1519 e 1344 cm-1(Figura 83).
Figura 84. Espectro de IV do composto 66.
O espectro de RMN de 1H da região alifática (Figura 84) do composto 66
mostrou os sinais característicos dos hidrogênios da metila ligada a um –CH2 em
1.24
ppm
(H1).
Ainda
na
região
alifática,
observam-se
os
hidrogênios
característicos de outra metila, mas, dessa vez ligada ao carbono da carbonila em
2.43 ppm (H3). O último sinal observado na região alifática foi o referente aos
hidrogênios do metileno em 4.31 ppm (H2).
1
Figura 85. Espectro de H da reagião alifática do composto 66.
Na região aromática, puderam-se observar os hidrogênios característicos do
anel aromático proveniente do aldeído em 8.23 ppm (H7 e H8), em 7.58 ppm (H5 e
H6). Ainda na região aromática pode-se observar o hidrogênio ligado a dupla
alifática em 7.60 ppm (H4).
1
Figura 86. Espectro de H da reagião aromática do composto 66.
Assim, após a preparação, purificação e caracterização do composto 66, foi
realizada a reação de Atwal através da adaptação da metodologia de Atwal e
colaboradores (1989) como mostra a Figura 86. [111]
Figura 87. Tentativa da preparação de DHPM através da reação de Atwal.
Mais
uma
vez,
não
foi
obtido
nenhum
sucesso
na
preparação
diidropirimidinona substituída. Então, algumas variações na reação de Atwal foram
realizadas como mostrada na tabela 8 abaixo.
Tabela 8. Algumas alterações na metodologia de Atwal.
Entrada
Solvente
Base
Resultado
1
CH3CN
NaHCO3
X
2
DMF
EtONa
X
3
DMF
CaH2
X
A primeira reação de Atwal realizada (Figura 86) apresentou um sólido
cristalino amarelo após recristalização com etanol. Contudo, após a caracterização
e elucidação do composto, foi observado no espectro de RMN de 1H que esse
composto se tratava do aduto de Mannich utilizado como reagente. Assim,
concluiu-se que o produto 66 proveniente da reação de Knoevenagel e o aduto de
Mannich utilizado não reagiram para formar a DHPM substituída como era o
esperado.
Desse modo, foram feitas algumas modificações na reação de Atwal, a fim
de conseguir sintetizar a DHPM substituída. Na entrada 1 da Tabela 8 , modificouse o solvente para acetonitrila (CH3CN) em vez da dimetilformamida (DMF), uma
vez que o uso da DMF requer várias extrações para remoção desse solvente do
meio reacional, em contrapartida, a acetonitrila é um solvente que possui
propriedade
similares
(constante
dielétrica
e
momento
dipolar)
ao
da
dimetilformamida, porém, a sua remoção do meio reacional é mais simples e assim
as várias etapas de extração são minimizados. Contudo o resultado obtido com a
utilização da acetonitrila foi o mesmo ao da utilização do DMF, após a
caracterização o espectro de 1H também mostrou que tratava-se do aduto de
Mannich, reagente da reação.
Sabendo que o aduto de Mannich e o composto 66 da reação de
Knoevenagel não reagiam, supõe-se que a base - o bicarbonato de sódio
(NaHCO3) - poderia não ser forte o suficiente para desprotonar o aduto de Mannich
para dar inicio a reação. Assim foram testada duas bases, o etóxido de sódio
(EtONa) e o hidreto de cálcio (CaH2). Ainda assim, o resultado foi o mesmo, e a
formação da DHPM substituída mais uma vez não ocorreu.
Por fim, sem nenhum sucesso, foi decidida a tentativa da síntese da DHPM
substituída pela inversão da rota sintética. Para tal, foi realizada a reação de
Biginelli comum com um ácido de Lewis como catalisador para obtenção da DHPM
não substituída. Após, a DHPM isolada e caracterizada foi adicionada ao meio
reacional com uma base para tentar uma possível abstração do (s) hidrogênio (s)
ligado ao nitrogênio, e assim, aumentar a nucleofilicidade da DHPM para o ataque
com o íon imínio. Concomitante a essa reação, em outro balão foi adicionado o
aldeído e o catalisador e após alguns minutos adicionou-se uma amina aromática
para formação do eletrófilo in situ, o íon imínio. Em seguida, esse íon imínio foi
adicionado lentamente ao meio reacional que estava contido a DHPM já
desprotonada para mais uma tentativa da formação da DHPM substituída como
mostrado na Figura 87 abaixo.
Figura 88. Tentativa da preparação da DHPM substituída com inversão da rota sintética.
Para realização da primeira etapa dessa rota sintética foi usada à
metodologia de Boumoud e colaboradores (2013), onde é relatado a ação
cooperativa da base de Lewis a DMAP (4-dimetilaminopiridina) com o ácido de
Lewis, o FeCl3. Várias sínteses usando essa combinação têm sido relatadas e
provaram ser mais eficiente para formação do produto desejado. [232] [247]
Com uma compreensão mais profunda do mecanismo comumente aceito da
reação de Biginelli [241], a utilização de ácido de Lewis e base de Lewis como
catalisador podem ser trabalhadas em conjunto, numa única reação para ativar a
formação dos intermediários. [238]
Assim a mistura do acetato de etila, p-nitrobenzaldeído e ureia em etanol
foram aquecidos sob refluxo em presença de FeCl3/DMAP (20 mol %) até término
da reação indicado pela CCF. Após o termino da reação, a mistura obtida foi
resfriada até à temperatura ambiente, e agitada em água gelada. O sólido formado
foi filtrado e recristalizado com etanol a quente para obter-se o produto puro, um
sólido amarelo cristalino com 89% de rendimento.
Um mecanismo proposto para a reação de condensação de Biginelli é
apresentado na Figura 88. O intermediário imínio A, formada pela condensação da
ureia 41 com o aldeído ativado 45, é estabilizado por FeCl3 através de uma ligação
coordenada, devido o seu orbital vazio. Já o DMAP abstrai o próton ácido do βcetoéster 65 para obtenção do enolato B. Em seguida, ocorre a adição nucleofílica
subsequente de B em A, seguido pela ciclização e desidratação para produzir o
composto 67 através da reação de Biginelli.
Figura 89. Mecanismo proposto da reação de Biginelli catalisada por FeCl3/DMAP.
A caracterização estrutural de 67 por infravermelho em pastilha de ATR
mostrou bandas características em 3225 e 3112 cm -1 característica da ligação N-H.
Uma banda em 2976 cm-1 referente ao estiramento da ligação C-H aromática e
alifática. A banda em 1700 cm-1 mostrou uma banda característica da ligação C=O.
Em 1641 cm-1 referente ao estiramento das ligações O=C-O. O estiramento da
ligação N=O do p-nitrobenzaldeído é evidenciado em 1517 e 1347 cm -1(Figura 89).
Figura 90. Espectro de IV do composto 67.
O espectro de RMN de 1H da região alifática (Figura 90) do composto 67
mostrou os sinais característicos dos hidrogênios da metila ligada a um C=C em
2.23
ppm
(H8).
Ainda
na
região
alifática,
observam-se
os
hidrogênios
característicos de outra metila ligada ao metileno em 1.06 ppm (H7). Os hidrogênios
do metileno foi observado em 3.95 ppm (H6). O último sinal observado na região
alifática foi o referente ao único hidrogênio ligado a um carbono secundário em
5.24 ppm (H5).
1
Figura 91. Espectro de H da reagião alifática do composto 67.
Na região aromática, puderam-se observar os hidrogênios característicos do
anel aromático proveniente do aldeído em 8.19 ppm (H1 e H2), em 7.47 ppm (H3 e
H4). Ainda na região aromática pode-se observar os hidrogênios ligados ao
nitrogênio em 9.83 ppm (H10) e 7.87 ppm (H9).
1
Figura 92. Espectro de H da reagião alifática do composto 67.
Após a confirmação da síntese da DHPM, o segundo passo foi tentar
desprotonar a DHPM de modo a abstrair o hidrogênio ligado ao nitrogênio. Como
existem dois nitrogênios e ambos estão ligados a hidrogênio, não priorizamos a
seletividade da desprotonação, pois a principio, investigávamos a possibilidade
dessa desprotonação. Assim, seguindo a adaptação da metodologia descrita por
Zhang e colaboradores (2014), o
composto 67 juntamente com a base foi
adicionado ao meio reacional utilizando o etanol como solvente e a mistura foi
mantida sob refluxo (Figura 92). [248]
Figura 93. Tentativa da desprotonação da DHPM.
Em outro balão foi adicionado o aldeído e a amina e 20 mol % do ácido ptolueno sulfônico para preparação do imínio, o eletrófilo da reação (Figura 93).
Figura 94. Preparação do imínio.
Após 30 minutos, o imínio foi pipetado e adicionado ao sistema onde estava
contido o composto 67.
Com isso, esperava-se que a DHPM já desprotonada
reagisse com o imínio adicionado, eletrófilo da reação para a síntese da DHPM
substituída pela inversão da rota sintética. (Figura 94).
Figura 95. Tentativa da preparação da DHPM substituída.
Essa foi à última tentativa da síntese da DHPM substituída e sem sucesso.
Contudo, considerando que a maioria das reações para preparação dessa DHPM
substituída foi mantida por muitas horas e em altas temperaturas (≥ 80ºC) e é
descrito na literatura que a ureia decompõe-se a 85-90ºC. [220] Porém, longos
tempos reacionais são necessários para que a reação comece a se processar,o
que pode ter propiciado a ocorrência de reações colaterais indesejáveis e ainda a
degradação do material de partida e com isso a obtenção do produto desejado foi
prejudicada.
Outra possível justificativa para o insucesso na preparação da DHPM
substituída seria a presença do grupo volumoso ligado ao nitrogênio da ureia
substituída, já que essa é a diferença mais evidente entre a ureia e a ureia
substituída. Sabendo que a reação com a ureia foi bem sucedida e com a ureia
substituída não foi possível, isso pode ser justificado pelo forte impedimento
estérico ocasionado por essa presença do grupo volumoso próximo ao nitrogênio
(Figura 95).
Figura 96. Figura em 3D do composto 50.
Por isso, é possível que este grupo volumoso adjacente ao nitrogênio
dificulte a aproximação com o eletrófilo, diminuindo assim a disponibilidade do seu
par de elétrons, não rendendo a DHPM substituída esperada.
5.3
Atividade Antineoplásica in Vitro
Nosso laboratório tem se aprimorado ao longo dos últimos anos na síntese e
avaliação anticâncer de vários compostos em algumas linhagens de células
tumorais humanas, como câncer de pulmão H460 e A549, de ovário A2780 e ES2
e câncer de mama MDAMB-231 e MCF-7.
Neste trabalho, ensaios de citotoxicidade in vitro dos compostos sintetizados
50-64 foram realizados através de um ensaio colorimétrico normalizado (MTT) [249]
para estimar os valores de IC50, isto é, a concentração do fármaco que provoca a
inibição de 50% do crescimento celular após um período de tempo pré-determinado
da cultura de células exposto ao composto teste. Os valores de IC50 foram obtidos
através de uma curva dose-resposta. Como controle positivo dos experimentos, as
linhagens de células foram tratadas com os agentes quimioterápicos rotineiramente
prescritos na clínica médica, como cisplatina e metformina para o câncer de ovário
(ES2 e A2780) e para o câncer de pulmão (H460 e A549) e ainda doxorrubicina e
paclitaxel além da cisplatina e metformina para o câncer de mama (MDAMB231 e
MCF-7). Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 6, cujas concentrações
foram expressas em concentração molar.
O estudo in vitro com a linhagem ES2 (Câncer de Ovário) mostrou que os
compostos sintéticos 51, 56, 57 e 58 (Figura 96) foram os mais ativos e mais
potentes que, os controles positivos Metformina e Cisplatina (Tabela 9). Cabe
ressaltar que os compostos 51, 56, 57 e 58 foram dez mil vezes mais potentes do
que a metformina e dez vezes mais potentes que a cisplatina. Ainda cabe ressaltar
que o composto 57 foi ainda mais potente que os compostos 51, 56 e 58, pois
mostrou menor concentração (1,06 x 10-6) entre eles. No entanto, para a linhagem
de câncer de mama MCF-7, os adutos de Mannich 56, 57 e 58 (Figura 96) também
exibiram excelentes resultados e, portanto foram os mais potentes, mostrando-se
mil vezes mais potentes do que a metformina e ainda, dez vezes mais potente do
que a Cisplatina (Tabela 9).
Ao analisar os resultados de MTT para as linhagen de células de câncer de
pulmão estudadas (H460) notou-se que os compostos 56 e 58 (Figura 96), foram
os mais ativos entre todos os compostos testados (Tabela 9). Se comparado com a
metformina, esses adutos de Mannich, análogos da metformina, apresentaram
atividade de dez mil vezes mais potentes que a mesma. E ainda, foram dez vezes
mais potentes que a Cisplatina. Já para a linhagem A549 do câncer de pulmão,
ainda os compostos 56, 57 e 58 (Figura 96) apresentaram melhores resultados em
detrimento de todos os outros compostos sintetizados. Eles foram cem vezes mais
potentes que a metformina e dez vezes mais potentes que a cisplatina.
Para a linhagem MDAMB-231 de câcer de mama, apenas o composto 51
(Figura 96) foi o mais potente dentre todos os compostos sintéticos testados
(Tabela 9). Esse análogo da metformina foi dez mil vezes mais potente do que a
própria metformina, cem vezes mais potente que a Cisplatina, dez vezes mais
potente que a Doxorrubicina e apresentou menor citotoxicidade quando comparado
com o Paclitaxel. Já para a linhagem MCF-7, o composto 52 (Figura 96) foi o mais
potente, apresentando citoxidade dez mil vezes mais potente do que a metformina,
dez vezes mais potente que o paclitaxel, dez vezes mais potente que o Cisplatina e
ainda apresentou citotoxidade semelhante à doxorrubicina.
Figura 97. Compostos mais potentes para o câncer de ovário (ES2 e A2780), para o câncer
de pulmão (H460 e A549) e para o câncer de mama (MDAMB231 e MCF-7).
Tabela 9. Valor de IC50 para câncer de ovário (A2780 e ES2), câncer de pulmão (H460, A549 e LC319) e câncer de mama (MDA-MB-231 e MCF-7).
Compostos
ES2
A2780
H460
A549
MDAMB231
MCF-7
(Câncer de
ovário)
(Câncer de
ovário)
(Câncer de
Pulmão)
(Câncer de
Pulmão)
(Câncer de Mama)
(Câncer de Mama)
-5
-6
Doxorrubicina
-
-
-
-
Paclitaxel
-
-
-
-
9,55 x 10
Cisplatina
5,49 x 10
-5
3,28 x 10
-5
2,03 x 10
Metformina
7,70 x 10
-4
2,00 x 10
-4
1,22 x 10
-5
3,50 x 10
-4
3,50 x 10
-4
1,49 x 10
-4
5,95 x 10
-4
7,08 x 10
-6
3,16 x 10
-6
2,42 x10
-6
1,33 x 10
-4
4,24 x 10
-4
8,66 x 10
-4
5,73 x 10
-4
1,27 x 10
-4
6,95 x 10
-4
1,43 x10
-5
2,18 x 10
-2
3,49 x 10
-3
1,32 x 10
-6
4,20 x 10
-4
1,13 x 10
-4
1,52 x 10
-4
1,77 x 10
-4
9,49 x 10
-6
5,84 x 10
-6
5,03 x 10
-6
3,10 x 10
-4
1,95 x 10
-4
1,94 x 10
-5
9,87 x 10
-4
2,33 x 10
-4
1,03 x 10
-4
9,20 x10
50
4, 03 x 10
51
8,75 x 10
52
4,11 x 10
53
1,06 x 10
54
4,12 x 10
55
2,82 x 10
56
7,65 x 10
57
1,06 x 10
58
6,19 x 10
59
4, 24 x 10
60
1,50 x 10
61
7,38 x 10
62
3,87 x 10
63
1,74 x 10
64
1,14 x10
-5
4,59x10
-3
1,94 x 10
-2
5,31 x 10
-4
2,99 x 10
-4
3,18 x 10
-1
1,28 x 10
-5
1,62 x 10
-4
5,32 x 10
-1
2,41 x 10
-5
1,59 x 10
-4
2,00 x10
-4
1,191 x 10
-5
1,39 x 10
-4
4,67 x 10
-6
6,64 x 10
-6
9,75 x 10
-6
1,56 x 10
-5
4,46 x 10
-6
2,13 x 10
-6
6,78 x 10
-4
2,98 x 10
-4
1,08 x 10
-4
3,43 x 10
-4
2,61 x 10
-5
7,82 x 10
-4
8,16 x 10
-4
5,53 x 10
-4
7,67 x 10
-4
2,87 x 10
-4
2,24 x 10
-5
2,01 x10
-4
3,81 x10
-3
3,02 x 10
1,59 x 10
2,27 x 10
-8
2,85 x 10
-5
-4
2,87 x 10
-2
1,99 x 10
-4
1,46 X 10
-5
-6
1,49 X 10
-5
-3
1,50 x 10
-4
4,18 x 10
-4
0,44 x 10
-5
5,66 x 10
-5
1,28 x 10
-5
7,66 x10
-5
9,00 x 10
-4
5,65 x 10
-5
1,96 x 10
-4
2,31 x 10
-4
1,63 x 10
-5
4,91 x10
-4
1,04 x 10
-5
-2
-6
-5
1
-4
-5
-6
-5
-5
-5
-4
-4
-4
-1
De uma maneira geral, os compostos sintetizados 50-64 apresentaram
atividades citotóxicas superiores às da metformina em todas as linhagens de
células de câncer humano estudadas. Os compostos 51, 52, 56, 57 e 58 (Figura
96) mostraram-se mais potentes que os outros adutos de Mannich sintetizados e
ainda, resultados semelhantes ou melhores que as outras drogas de controle
testadas (Doxorrubicina, Paclitaxel e Cisplatina).
Os
compostos
oriundos
do
cinamaldeído
(51
e
52)
e
do
2-
piridinocarboxaldeído (56, 57 e 58) apresentaram melhores resultados do que
aqueles compostos que foi utilizado o p-nitrobenzaldeído e o 2-fenil-2H-1, 2,3triazol-4-carboxialdeído. Quanto ao heteroátomo do nucleófilo (guanidina, tioureia e
ureia), os melhores resultados obtidos apresentaram enxofre (composto 51 e 57) e
oxigênio (composto 52 e 58) na estrutura das bases de Mannich.
Em geral, pôde-se notar que os compostos contendo um átomo de enxofre e
um átomo de oxigênio, são mais potentes no tratamento das linhagens de câncer
humana testadas do que aqueles contendo átomos de nitrogênio.
5.4
Estudos de Ancoragem Molecular (Docking)
A família das AMPK são cinases que regulam processos celulares como
apoptose, migração e proliferação celular. Nessa família destaca-se a ERK1/2 que
integra uma via de transdução de sinais proliferativos. A via de PI3K/Akt/mTOR
regula processos biológicos importantes nas células malignas, como sobrevivência,
proliferação e metabolismo celular. Outro alvo terapêutico objeto de estudo deste
trabalho é a proteína BRAF, pois, diversos tumores expressam uma mutação
ativante nesse oncogene. [250]
Estudos de docking foram conduzidos, a fim de analisar a conformação e a
energia de interação entre os compostos. Contudo, serão apresentados aqui, a
ancoragem molecular dos compostos mais ativos (51, 52, 56, 57 e 58) e possíveis
alvos terapêuticos descritos na literatura, como as enzimas PI3K, ER2, AMPK e
BRAF através do software AutoDock Vina. [251]
A estrutura cristalina da PI3K, ER2, AMPK e BRAF foram obtidas no Protein
Data Bank (PDB) os códigos 1TVO, 1E7U, 2UV4 e 3OG7, respectivamente (Figura
97).
ERK2 (1TVO)
AMPK(2UV4)
PI3K (1E7U)
BRAF(3OG7)
Figura 98. Representação das estruturas cristalinas das proteínas ERK2, PI3K, AMPK e
BRAF.
As proteínas PI3K, ERK2, BRAF e AMPK e foram preparadas com os seus
ligantes, Noratiriol/FR180204 (ERK2), Wortmannim/LY294002 (PI3K) e Fenformina
e HL010183 (AMPK e BRAF), de acordo com o protocolo descrito na literatura.
[251] As caixas com as dimensões de 14x12x12Å para ERK2, PI3K e AMPK e
18x12x12Å para BRAF, com coordenadas x = 6.230, y = -3.419 e z = 17.175 para
ERK2, x = 23.426, y = 69.862 e z = 20.716 para PI3K; x = 14.517, y = 23.348 e z =
20.742 para AMPK e x = 2.171, y = -2.280 e z = -19.403 para BRAF, todas
centrado no ligante, foram construídas de modo a cobrir totalmente o sítio ativo das
enzimas. Imediatamente depois os ligantes cristalográficos foram redocados com
os seus receptores, de modo a validar a eficiência dos cálculos de ancoragem
molecular (Figura 98).
(A)
(C)
(B)
(D)
Figura 99. Ligante redocado (amarelo) e ligante cristalográfico. (A) PI3K; (B) ERK2; (C) BRAF;
(D) AMPK.
Em seguida, o noratiriol e o FR180204 compostos descritos na literatura com
reconhecida atividade inibitória da proteína ERK2 [252] foram superpostos ao sítio
ativo da proteína utilizando o mesmo método descrito anteriormente. O mesmo foi
feito para o Wortmanin e LY294002 inibidores de PI3K [253] [254] e ainda com a
Fenformina e HL010183 inibidores das proteínas AMPK e BRAF. [255] [256]
É importante destacar que a estrutura química dos ligantes cristalográficos
foi totalmente otimizado usando o método semi-empírico PM3 contido no pacote de
cálculos de orbitais moleculares do software Gaussian software 03. [257] Como
resultado, obteve-se a superposição de todos os ligantes no centro ativo das
respectivas proteínas ERK2, PI3K, AMPK e BRAF calculando a energia de
interação ligante/receptor. Os mesmos procedimentos de cálculos de ancoragem
molecular foram utilizados para a metformina e os adutos de Mannich sintetizados
mais ativos 51, 52, 56, 57 e 58 (Tabela 10).
Tabela 10. Energias de interação ligante/receptor do Noratiriol, FR180204, LY294002,
Wortmannim, Fenformina, HL010183, Metformina e dos compostos sintetizados mais
potentes 51, 52, 56, 57 e 58 com as proteínas ERK2, PI3K, AMPK e BRAF.
Energia de ligação (Kcal/mol)
Ligante
ERK2
PI3K
AMPK
BRAF
Noratiriol
-8,1
-
-
-
FR180204
-9,9
-
-
-
LY294002
-
-8,8
-
-
Wortmannim
-
-8,9
-
-
Fenformina
-
-
-7,6
-6,5
HL010183
-
-
-8,0
-6,4
Metformina
-4,5
-4,3
-4,8
-4,4
51
-8,1
-8,1
-6,7
-9,3
52
-7,8
-7,2
-6,6
-8,7
56
-7.8
-7.1
-6.4
-8.5
57
-6.4
-6.5
-5.9
-8.0
58
-7.9
-6.9
-6.4
-8.7
Os resultados de energia de ligação da metformina -4,5, -4,3, -4,8 e -4,4
Kcal/mol com as enzimas ERK2, PI3K, BRAF e AMPK, respectivamente,
mostraram-se consideravelmente superiores aos obtidos para os inibidores destas
proteínas (- 8,1 e -9,9 Kcal/mol - Noratiriol/ FR180204 para ERK2, respectivamente;
-8,8 e -8,9 Kcal/mol -LY294002/Wortmannim para PI3K, respectivamente; -6,5 e 6,4 Kcal/ mol - Fenformina e HL010183 para BRAF, respectivamente e -7,6 e -8,0
Kcal/mol - Fenformina e HL010183 para a AMPK, respectivamente). Estas
diferenças nos valores de energia de interação indicam provavelmente que a
bisguanidina não atua inibindo a proliferação celular das células de câncer através
destes alvos terapêuticos, o que vem a corroborar com os mecanismos de ação
antineoplásica deste composto descrito na literatura. [64]
Por sua vez, o aduto de Mannich 51 apresentou valores de energia de
ligação ligante/receptor semelhante ou inferior aos inibidores descritos na literatura
para todos os alvos proteicos testados indicando que este composto pode de fato
atuar via mecanismos de ação múltiplos. Já para os compostos 52, 56, 57 e 58 as
energias obtidas foram superiores as do Noratiriol, FR180204, LY294002 e
Wortmannim nas proteínas ERK2 e PI3K, e ainda foram superiores as energias
obtidas pela Fenformina e HL010183 para a AMPK. Já para proteína BRAF, a
energia de ligação obtida foi inferior o da Fenformina e HL010183 (Tabela 10).
Estes resultados indicam que o mecanismo de ação antineoplásica desses
análogos da Metformina (52, 56, 57 e 58), possivelmente, não ocorre pela via de
inibição da enzima PI3K, ERK2 e AMPK e ainda que a inibição da enzima BRAF
seja um possível e provável alvo terapêutico. No entanto, investigações
experimentais mais detalhados estão sendo realizadas no Laboratório de Pesquisa
Clínica no Instituto Nacional do Câncer – INCA/RJ sob a coordenação da Dra.
Cynthia Sternberg Intituto de Câncer (INCA) elucidar o mecanismo de ação dessas
substâncias.
Os inibidores Noratiriol e FR180204 foram satisfatoriamente superpostos no
sítio ativo da proteína ERK2 e apresentou uma importante ligação de hidrogênio e
resíduo de aminoácido com a lisina 54 e importantes interações de van der Waals
(verde) com diferentes resíduos de aminoácidos (Figura 99 e 100).
Figura 100. Conformação farmacofórica do Noratiriol (verde) com o sítio ativo da enzima
ERK2.
Figura 101. Conformação farmacofórica do FR180204 (verde) com o sítio ativo da enzima
ERK2.
No análogo da Metformina 51 pode-se destacar uma importante ligação de
hidrogênio e o resíduo de aminoácido aspartato 964 da proteína ERK2 (Figura
101). Já o aduto de Mannich 52 apresentou também uma ligação de hidrogênio e
resíduo de aminoácido asparagina 154 da proteína ERK2 (Figura 101).
No
composto 56 pode-se destacar a interação eletrostática entre um dos nitrogênios
da molécula e o resíduo de aminoácido isoleucina 103 da proteína ERK2 (Figura
101). Outra interação importante deste composto é a ligação de hidrogênio e o
resíduo de aminoácido glutamina 105 da proteína ERK2 (Figura 101).
Ainda
destacam-se importantes interações dos compostos 57 e 58 com resíduo de
aminoácido da proteína ERK2. As demais interações representativas destes
compostos são interações de van der Waals (verde) com diferentes resíduos de
aminoácidos.
Composto 51
Composto 52
Composto 56
Composto 57
Composto 58
Figura 102. Interações do complexo ERK2 e os ligantes 51, 52, 56, 57 e 58.
Os inibidores LY294002 e Wortmannim foram satisfatoriamente superpostos
no sítio ativo da proteína PI3K após ancoragem molecular e apresentou uma
importante ligação de hidrogênio e resíduo de aminoácido com a Lisina 833.
(Figura 103).
Figura 103. Conformação farmacofórica do LY294002 (verde) com o sítio ativo da enzima
PI3K.
Figura 104. Conformação farmacofórica do Wortmannim (verde) com o sítio ativo da enzima
PI3K.
No análogo da Metformina 51 pode-se destacar uma importante ligação de
hidrogênio e o resíduo de aminoácido aspartato 964 da proteína PI3K (Figura 104).
Já o aduto de Mannich 56 apresentou também uma ligação de hidrogênio e resíduo
de aminoácido Lisina 833 da proteína PI3K (Figura 104).
Outra interação
importante ocorre entre o composto 57 e o resíduo de aminoácido aspartato 950 da
proteína PI3K (Figura 104).
Composto 51
Composto 52
Composto 56
Composto 57
Composto 58
Figura 105. Interações do complexo PI3K e os ligantes 51, 52, 56, 57 e 58.
O estudo de ancoragem molecular da proteína AMPK com a Fenformina
mostrou ligações de hidrogênio com os aminoácidos Serina 334 e 226 e Aspartato
317 (Figura 105). Já com o inibidor HL010183 duas ligações de hidrogênios
importantes com a Serina 314 e 226 foram detectadas (Figura 106).
Figura 106. Conformação farmacofórica do Fenformina (verde) com o sítio ativo da enzima
AMPK.
Figura 107. Conformação farmacofórica do HL010183 (verde) com o sítio ativo da enzima
AMPK.
No análogo da Metformina 51 destacam-se importantes ligações de
hidrogênios e o resíduo de aminoácido aspartato 317 e serina 314 da proteína
AMPK (Figura 107). Já o aduto de Mannich 52 apresentou também uma ligação de
hidrogênio e resíduo de aminoácido serina 314 da proteína AMPK (Figura 107).
No composto 56 pode-se destacar ainda uma ligação de hidrogênio e o resíduo de
aminoácido serina 316 da proteína AMPK (Figura 107). Outra interação importante
do composto 57 são as ligações de hidrogênio e o resíduo de aminoácido aspartato
317 e treonina 200 da proteína AMPK (Figura 107).
Ainda destacam-se
importantes interações dos compostos 58 são as ligações de hidrogênio e o
resíduo de aminoácido serina 314 e serina 226 da proteína AMPK (Figura 107).
Composto 51
Composto 52
Composto 56
Composto 57
Composto 58
Figura 108. Interações do complexo AMPK e os ligantes 51, 52, 56, 57 e 58.
As interações intermoleculares que podem ser destacadas a partir da
superposição da Fenformina com a proteína BRAF interações de Van de Waals
com os aminoácidos isoleucina 659 e tirosina 656. Já o composto HL010183
apresentou interações similares com os resíduos de aminoácidos isoleucina 659 e
asparagina 658.
Figura 109. Conformação farmacofórica da Fenformina (verde) com o sítio ativo da enzima
BRAF.
Figura 110. Conformação farmacofórica do HL010183 (verde) com o sítio ativo da enzima
BRAF.
No análogo da Metformina 51 destacam-se interações com o resíduo de
aminoácido isoleucina 659 e asparagina 658 da proteína BRAF (Figura 110). Já o
aduto de Mannich 52 apresentou também interações com o resíduo de aminoácido
isoleucina 659 da proteína BRAF (Figura 110). No composto 56 pode-se destacar
ainda uma ligação de hidrogênio e o resíduo de aminoácido treonina 529 da
proteína BRAF (Figura 110). Outra interação importante do composto 57 é a
ligação de hidrogênio e o resíduo de aminoácido asparagina 581 da proteína BRAF
e interações com o aspartato 594 (Figura 110). Ainda destaca-se uma importante
interação do composto 58 da ligação de hidrogênio e o resíduo de aminoácido
lisina 483 da proteína BRAF (Figura 110).
Contudo, os adutos de Mannich
sintetizados por sua vez apresentaram, via de regra, importantes interações com a
proteína, refletindo numa melhor interação entre estes compostos e o alvo proteico.
Composto 51
Composto 52
Composto 56
Composto 57
Composto 58
Figura 111. Interações do complexo BRAF e os ligantes 51, 52, 56, 57 e 58.
5. CONCLUSÂO
Neste trabalho, descrevemos uma metodologia para a reação de Mannich
multicomponente eficiente para a preparação de quinze adutos de Mannich
estruturalmente semelhantes à metformina 50-64 derivados da ureia ou tioureia ou
guanidina com rendimentos variando de 51-85%. As atividades antineoplásicas de
todos os adutos de Mannich testados mostraram-se superiores as da metformina
em todas as linhagens de câncer humano. Dentre todas as bases de Mannich, os
compostos 56, 57 e 58 derivado da tioureia, ureia e guanidina e 2piridinocarboxaldeído foram os mais potentes nas linhagens de câncer humano de
ovário (ES2 e A2780) e pulmão (H460 e A549). Já são promissores candidatos a
medicamentos para combater essas linhagens de câncer humano. Já o aduto de
Mannich 51 derivado da tioureia e cinamaldeído, foi o composto mais potente
mostrou-se mais efetivo na inibição da proliferação celular na linhagem celular do
câncer de mama MDA-MB-231. Ainda, o adutto de Mannich 52 foi o mais potente
na inibição da proliferação em MCF-7 do câncer de mama.
Estudos de ancoragem molecular indicaram também que o aduto 51, 52, 56,
56 e 58 além de ser o mais potente em diversas linhagens de câncer. Entretanto, o
composto 51 mostrou-se capaz de inibir o crescimento das células neoplásicas
mediante ação nas proteínas ERK2, PI3K, AMPK e BRAF importantes alvos
terapêuticos envolvidos na proliferação celular. Desta forma, este composto
mostra-se um protótipo promissor que pode vir a ser usado na quimioterapia do
câncer. Já os outros adutos de Mannich mais potentes (52, 56, 57 e 58) demais
adutos de Mannich, segundo os dados de ancoragem molecular deverão atuar
somente nas proteínas AMPK e BRAF.
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.
FRANKS, L.; TEICH, N. Hereditariedade e suscetibilidade ao Câncer Introdução à Biologia Celular e Molecular do Câncer. São Paulo: Roca, 1990.
89-105.
2.
Ministério da saúde. Disponivel em:
<http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/situacao_cancer_brasil.pdf>.
Acesso em: 15 Dezembro 2014.
3.
WHO. Disponivel em: <http://www.who.int/cancer/en/index.html>. Acesso em
15 Dezembro 2014.
4.
INCA. Disponível em: < www.inca.gov.br>. Acesso em 15 Dezembro 2014.
5.
Ciências news. Disponível em:
<http://www.ciêncianews.com.br/biologiadocancer.htm> . Acesso em 29
Novembro 2014.
6.
BORGES, O.; R.; ROBINSON, W. M. Genética Humana. Porto Alegre:
Artmed, 2001. 278 – 299.
7.
Predisposição genética ao câncer. Disponível em:
<http://www.fleury.com.br/medico/saude_da_mulher.> Acesso em 20
Setembro 2014.
8.
GIORGIO, S. Uma célula contra o câncer - Ciência Hoje. Brasil, 2000. 70-71.
9.
JORDE, L. B.; CAREY, J. C.; BAMSHAD, M. J.; WHITE, R. L. Genética
Médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. 197 – 221.
10.
NORA, J. J., FRASER, F. C. Genética Médica. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 1991.241 – 250.
11.
CARVALHO, M. Introdução à Psiconcologia. Campinas: Editorial Psy, 1994.
12.
IRISH J.; BERNSTEIN, A. Laryngoscope - Oncogenes in head and neck
cancer. 2009. 42-52.
13.
MINAMOTO, T.; MAI, M.; RONAI, Z. Carcinogenesi s- Environmental factors
as regulators and effectors of multistep. 1999. 519–527.
14.
SILVA, R.; FERREIRA, C.; ROCHA, J. Oncogenes e genes supressores de
tumor - Oncologia Molecular. São Paulo: Atheneu, 2004.
15.
GUIMARÃES, D.; FERREIRA, C.; ROCHA, J. Direções da Pesquisa
Translacional em Oncologia - Oncologia Molecular. São Paulo: Atheneu,
2004.
16.
COOPER, G. Elements of human cancer. Boston: Jones and Bartlett
Publishers, 1994.
17.
TORCHILIN, V. P. Drug targeting. Eur. J. Pharm. Sci., 11, 2000. 81-91.
18.
JAIN, R. K. Transport of molecules across tumor vasculature. Cancer
Metastasis Rev., 6, 1987. 559-593.
19.
MARCHINI, S.; BROGGINI, M. Anti-cancer Agents. Curr. Med. Chem., 4,
2004. 247-262.
20.
HURLEY, L. H. DNA and its associated processes as targets for cancer
therapy. Nat. Rev. Cancer, 2, 2002. 188 - 200.
21.
GAGO, F. Stacking interactions and intercalative DNA binding. Methods, 14,
1998. 277- 292.
22.
LONGLEY, D. B.; HARKIN, D. P.; JOHNSTON, P. G. 5-fluorouracil:
mechanisms of action and clinical strategies. Nat. Rev. Cancer, 3, p. 330,
2003.
23.
NAM, N.; PARANG, K. Drug Targets Current targets for anticancer drug
discovery. Curr. Drug Targets, 4, 2003. 159-179.
24.
SEGOTA, E.; BUKOWSKI, R. M. The promise of targeted therapy: cancer
drugs become more specific. Cleve Clin J Med., 71, 2004. 551-560.
25.
SOS, M. L.; FISCHER, S.; ULLRICH, R.; PEIFER, M.; HEUCKMAN, J. M.;
KOKER, M.; HEYNCK, S.; STUCKRATH, I.; WEISS, J.; FISCHER, F.;
MICHEL, K.; GOEL, A.; REGALES, L.; POLITI, K. A.; PERERA, S. Identifying
genotype-dependent efficacy of single and combined PI3K- and MAPKpathway inhibition in cancer. PNAS, 43, 2009. 18351-18356.
26.
QI, M.; ELION, E. A. MAP kinase pathways. Journal of Cell Science, 16, 2005.
3569-3572.
27.
WU, W. S.; WU, J. R.; HU, C. T. Cancer and Metastasis Reviews. Signal
cross talks for sustained MAPK activation and cell migration: the potential role
of reactive oxygen species, 2, 2008. 303-314.
28.
CANTLEY, L. The phosphoinositide 3-kinase pathway. Science, 296, 2009.
1655-1657.
29.
MENDOZA, M.; ER, E.; BLENIS, J. The Ras-ERK and PI3K-mTOR pathways:
cross-talk and compensation. Trends in Biochemical Sciences, 6, 2011, 320328.
30.
BAILEY, C.J.; DAY, C. Traditional plant medicines as treatments for diabetes.
Diabetes Care, 12, 1989. 553-64.
31.
BAILEY, C. J. Metformin. N. Engl J. Med., 334, 1996. 574-579.
32.
DEFRONZO, R. A.; GOODMAN, A. M. Efficacy of metformina in patients with
non-insulin-dependent diabetes mellitus. The Multicenter Metformin study
Group. New England Journal of Medicine, 333, 1995. 541-549.
33.
KNOWLER, W.C.; BARRETT, C. E.; FOWLER, S. E.; HAMMAN, R. F.;
LACHIN, J. M.; WALKER, E. A. Diabetes Prevention Program Research
Group. Reduction in the incidence of type 2 diabetes with lifestyle intervention
or metformin. N. Engl. J. Med., 346, 2002. 393-403.
34.
MUSI, N.; HIRSHMAN, M. F.; NYGREN, J.; SVANFELDT, M.;
BAVENNHOLM, P.; ROOYACKERS, O. Metformin increases AMP-activated
protein kinase activity in skeletal muscle of subjects with type 2 diabetes.
Diabetes, 51, 2002. 2074 - 2081.
35.
HAWLEY, S. A.; GADALLA, A. E.; OLSEN, G. S.; HARDIE, D. G. The
antidiabetic drug metformin activates the AMP-activated protein kinase
cascade via an adenine nucleotide-independent mechanism. Diabetes, 51,
2002. 2420 - 2425.
36.
FRYER, L. G.; PARBU- PATEL, P. A.; CARLING, D. The anti-diabetic drugs
rosiglitazone and metformin stimulate AMP-activated protein kinase through
distinct signaling pathways. J. Biol. Chem.,277, 2002. 25226-25232.
37.
ZOU, M. H.; KIRKPATRICK, S. S.; Davis, B. J.; Nelson, J. S.; Wiles W. G.;,
Schlattner, U.; NEUMANN, D.; BROWNLEE, M.; FREEMAN, M. B.; GOLDMAN, M. H.
Activation of the AMP-activated protein kinase by the anti-diabetic drug
metformin in vivo – role of mitochondrial reactive nitrogen species. J. Biol
Chem., 279, 2004. 43940-43951.
38.
GONG, L.; GOSWAMI, S.; GIACOMINI, K. M.; ALTMAN, R. B.; KLEIN, T. E.
Metformin pathways: pharmacokinetics and
pharmacodynamics. Pharmacogenetics and Genomics, 22, 2012. 820–827.
39.
STAMBOLIC, V.; WOODGETT, J. R.; FANTUS, I. G.; PRITCHARD, K. I.;
GOODWIN, P. J. Utility of metformin in breast cancer treatment, is
neoangiogenesis a risk factor? Breast Cancer Research and Treatment, 114,
2009. 387–389.
40.
CUSI, K.; CONSOLI, A.; DEFRONZO, R. Metabolic effects of metformin on
glucose and lactate metabolism in noninsulin-dependent diabetes mellitus.
Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 81, 1996. 4059-4067.
41.
HUNDAL, R. S.; KRSSAK, M.; DUFOUR, S.; LAURENT, D.; LEBON, V.;
CHANDRAMOULI, V.; INZUCCHI, S. E.; SCHUMANN, W. C.; PETERSEN,
K.; LANDAU, B. R.; SHULMAN, G. I. Mechanism by which metformin reduces
glucose production in type 2 diabetes. Diabetes, 49, 2000. 2063-2069.
42.
REUBEN, J. S.; LAMIA, K. A.; VASQUEZ, D.; KOO, S.; BARDEESY, N.;
DEPINHO, R. A.; MONTMINY, M.; CANTLEY, L. C. The kinase LKB1
mediates glucose homeostasis in liver and therapeutic effects of metformin.
Science, 310, 2005. 1642-1646.
43.
TOWLER, M. C.; HARDIE, D. G. AMP-activated protein kinase in metabolic
control and insulin signaling. Circulation Research, 100, 2007. 328-341.
44.
HARDIE, D.G. Minireview: the AMP-activated protein kinase cascade: the key
sensor of energy status. Endocrinology, 144, 2003. 5179-5183.
45.
CARLING, D. The AMP-activated protein kinase cascade - a unifying system
for energy control. Trends Biochemical Sciences, 29, 2004. 18-24.
46.
VIOLLET, B.; ATHEA, Y.; MOUNIER, R.; GUIGAS, B.; ZARRINPASHNEH,
E.; HORMAN, S.; LANTIER , L.; HEBRARD, S.; DEVIN-LECLERC, J.;
BEAULOYE, C.; FORETZ, M.; ANDREELLI, F.; VENTURA-CLAPIER, R.;
BERTRAND. AMPK: Lessons from transgenic and knockout animals.
Frontiers in Bioscience, 1, 2009. 19-44.
47.
THOMSON, D. M.; HERWAY, S. T.; FILLMORE, N.; KIM, H.; BROWN, J. D.;
BARROW, J. R.; WINDER, W. W. AMP-activated protein kinase
phosphorylates transcription factors of the CREB family. Journal of Applied
Physiology, 104, 2008. 429-438.
48.
HARDIER, D. G. Neither LKB1 nor AMPK are the direct targets of metformin.
Gastroenterology, 131, 2006. 973-975.
49.
OWEN, M. R.; DORAN, E.; HALESTRAP, A. P. Evidence that metformin
exerts its antidiabetic effects through inhibition of complex 1 of the
mitochondrial respiratory chain.The Biochemical Journal, 348, 2000. 607-614.
50.
EL-MIR, M. Y.; NOGUEIRA, V.; FONTAINE, E.; AVÉRET, N.; RIGOULET, M.;
LEVERVE, X. Dimethylbiguanide inhibits cell respiration via an indirect effect
targeted on the respiratory chain complex I. J. Biol. Chem., 275, 2000. 223228.
51.
BRUNMAIR, B.; STANIEK, K.; GRAS, F.; SCHAFR, N.; ALTHAYM, A.;
CLARA, R.; RODEN, M.; GNAIGER, E.; NOHL, H.; WALDHAUS, W.;
FURNSINN, C. Thiazolidinediones, like metformin, inhibit respiratory complex
I: a common mechanism contributing to their antidiabetic actions? Diabetes,
53, 2004. 1052-1059.
52.
DETAILLE, D.; GUIGAS, B.; CHAUVIN, C.; BATANDIER, C.; FONTAINE, E.;
WIERNSPERGER, N.; LEVERVE, X. Metformin prevents high-glucoseinduced endothelial cell death through a mitochondrial permeability transitiondependent process. Diabetes, 54, 2005. 2179-2187.
53.
HINKE, S. A.; MARTENS, G. A.; CAI, Y.; FINSI, J.; HEIMBERG, H.;
PIPELEERS, D.; CASTEELE, V. Methyl succinate antagonises biguanideinduced AMPK-activation and death of pancreatic beta-cells through
restoration of mitochondrial electron transfer. British Journal of Pharmacology,
150, 2007. 1031-1043
54.
EL-MIR, M. Y.; DETAILLE, D.; R-VILLANUEVA, G.; DELGADO-ESTEBAN,
M.; GUIGAS, B.; ATTIA, S.; FONTAINE, E.; ALMEIDA, A.; LEVERVE, X.
Neuroprotective role of antidiabetic drug metformin against apoptotic cell
death in primary cortical neurons. Journal of Molecular Neuroscience, 34,
2008. 77-87.
55.
FORETZ, M.; HÉBRARD, S.; LECLERC, J.; ZARRINPASHNEH, E.; SOTY,
M.; MITHIEUX, G.; SAKAMOTO, K.; ANDREELLI, F.; VIOLLET, B. Metformin
inhibits hepatic gluconeogenesis in mice independently of the LKB1/AMPK
pathway via a decrease in hepatic energy state. Journal of Clinical
Investigation, 120, 2010. 2355-2369.
56.
ZANCAN, P.; ALMEIDA, F. V. R.; BARATA, J. F.; DELLIAS, J. M.; SOLAPENNA, M. Fructose-2,6-bisphosphate counteracts guanidinium chloride,thermal-, and ATP-induced dissociation of skeletal muscle key glycolytic
enzyme 6-phosphofructo-1-kinase: A structural mechanism for PFK allosteric
regulation. Archives of Biochemistry Biophysics, 467, 2007. 275-282.
57.
EVANS, J. M. M.; DONNELLY, L. A.; EMSLIE-SMITH, A. M.; ALESSI, D. R.;
MORRIS, A. D. Metformin and reduced risk of câncer in diabetic patients.
BMJ, 330, 2005. 1304-1305.
58.
CURRIE, C. J.; POOLE, C.; GALE, E. The influence of glucose-lowering
therapies on cancer risk in type 2 diabetes. Diabetologia, 52, 2009. 17661777.
59.
BELFIORE, A.; MALAGUARNERA, R. INSULIN RECEPTOR AND CANCER.
Endocrine-Related Cancer, 18, 2011. 125-147.
60.
FRASCA F.; PANDINI, G.; SCIACCA, L.; PEZZINO, V.; SQUATRITO, S.;
BELFIORE, A.; VIGNERI, R. Archives of Physiology and Biochemistry, 114,
2008. 23-37.
61.
ALGIRE, C.; AMREIN, L.; BAZILE, M.; DAVID, S.; ZAKIKHANI, M.; POLLAK,
M. Diet and tumor LKB1 expression interact to determine sensitivity to antineoplastic effects of metformin in vivo. Oncogene, 30, 2010. 1174-1182.
62.
WARSHAMANA-GREEBE, G. S. Insulin-like Growth Factors and Cancer:
From Basic Biology to Therapeutics. Clin Cancer Res, 11, 2005. 1563-1571.
63.
ALJADA, A.; MOUSA, S. A. Metformin and neoplasia: Implications and
indications. Pharmacology & Therapeutics., 133, 2012. 108-115.
64.
DOWLING, R. J. O.; ZAKIKHANI, M.; FANTUS, G.; POLLAK, M.;
SONENBERG, N. Metformin inhibits mammalian target of repamycindependent traslation initiation in breast cancer cells. Cancer Research, 67,
2007. 10804-10812.
65.
KALENDER, A.; SELVARAJ, A.; KIM, S. Y.; GULATI, P.; BRULÉ, S.;
VIOLLET, B.; KEMP, B. E.; BARDEESY, N.; DENNIS, P.; SCHLAGER, J. J.;
MARETTE, A.; KOZMA, S. C.; THOMAS, G. Metformin, independent of
AMPK, inhibits Mtorc1 in a rag GTPase-dependent manner. Cell Metabolism,
11, 2010. 390-401.
66.
SOARES, H. P. Plos One, 8, 2013. 57289.
67.
XIANG, X. Biochemical and Biophysical Research Communications, 321,
2004. 161.
68.
WHITNEY, C. W.; SAUSE, W.; BUNDY, B. N.; MALFETANO, J. H.;
HANNIGAN, E. V.; FOWLER, W. C.; CLARK-PEARSON, D. L; LIAO, S.
Randomized comparison of fluorouracil plus cisplantin versus hidroxiure-aortic
lymph nodes: A gynecologic oncology group and southwest oncology group
study. Journal of Clinical Oncology, 17, 1999. 1339-1348.
69.
MILGRAUM, L. Z.; WITTERS, L. A.; PASTERNACK, G. R.; KUHAJDA, F. P.
Enzymes of the fatty acid synthesis pathway are highly expressed in in situ
breast carcinoma. Clinical Cancer Research, 3, 1997. 2115-2120.
70.
ZHOU, G.; MYERS, R.; LI, Y.; CHEN, Y.; SHEN, X.; FENYK-MELODY, J.;
WU, M.; VENTRE, J.; DOEBBER, T.; FUJII, N.; MUSI, N.; HIRSHMAN, M. F.;
GOODYEAR, L. J.; MOLLER, D. E. Role of AMP-activated protein kinase in
mechanism of metformin action. The Journal of Clinical Investigation, 108,
2001. 1167-1174.
71.
SHAW, R. J.; LAMIA, K. A.; VASQUEZ, D.; KOO, S. H. BARDEEESY, N.;
DEPINHO, R. A.; MONTMINY, M.; CANTLEY, L. C. The Kinase LKB1
Mediates Glucose Homeostasis in Liver and Therapeutic Effects of Metformin.
Science, 310, 2005. 1642-1646.
72.
BUZZAI, M.; JONES, R. G.; AMARAVADI, R. K.; LUM, J. J.; DEBERARDINIS,
R. J.; ZHAO, F.; VIOLLET, B.; THOMPSON, C. B. Systemic Treatment with
the Antidiabetic Drug Metformin Selectively Impairs p53-Deficient Tumor Cell
Growth Cancer Research, 67, 2007. 6745-6752.
73.
CARACI, F.; CHISARI, M.; FRASCA, G.; CHIECHIO, S.; SALOMONE, S.;
PINTO, A.; SORTINO, M. A.; BIANCHI, A. Effects of phenformin on the
proliferation of human tumor cell lines. Life Sciences, 74, 2003. 643-650.
74.
KOH, M.; LEE, J. C.; MIN, C.; MOON, A. A novel metformin derivative,
HL010183, inhibits proliferation and invasion of triple-negative breast cancer
cells. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 21, 2013. 2305-2313.
75.
GRAEBIN, C. S.; EIFLER-LIMA, V. L. O uso do forno de microondas na
síntese orgânica em fase sólida. Química Nova, 28, 2005. 73-76.
76.
STRUBING, D.; NEUMANN, H.; KLAUS, S.; HUBNER, S.; BELLER, M. A
facile and efficient synthesis of enyne-reaction precursors by multicomponent
reactions. Tetrahedron, 61, 2005. 11333–11344.
77.
VIEIRA, Y. Reações multicomponentes de Diels-alder com parabenzoquinonas: intermediário para sesquiterpenos eudesmanos. Tese de
doutorado em ciências, UFSCar. 2010, 9-10.
78.
ZHENG, X.; QIAN, Y.; WANG, Y. 2-Pyrrolidinecarboxylic Acid Ionic Liquid as
a Highly Efficient Organocatalyst for the Asymmetric One-Pot Mannich
Reaction. European Journal Organic Chemistry, 3, 2010. 515-522.
79.
MARQUES, M. V.; BISOL, T. B.; Reações multicomponentes de biginelli e de
mannich nas aulas de química orgânica experimental. Uma abordagem
didática de conceitos da química verde, Química Nova, 35, 2012, 1696-1699.
80.
KURTI, L.; CZAKÓ, B. Strategic Applications of Names Reactions in Organic
Syntehsis. San Diego: Elsevier Academic Pres, 2005. 140-141.
81.
DOMLING, A.; UGI, I. Multicomponent reactions with isocyanides. Angew.
Chem. Int. Ed., 39, 2000. 3168-3210.
82.
MARLE, C. M. V.; TOLLENS, B. Formaldehyd-Derivate des Acetophenons.
Ber. Dtsch. Chem. Ges., 36, 1903. 1351-1357.
83.
MANNICH, C.; KRÖSCHE, W. Ueber ein Kondensationsprodukt aus
Formaldehyd, Ammoniak und Antipyrin. Arch. Pharm. Pharm. Med. Chem,
259, 1912. 647-667.
84.
FILHO, J. F. A.; FIOROT, R. G.; DELARMELINA, M.; JÚNIOR, V. L.;
SANTOS, R. B. D.; GRECO, S. J. Reação de Mannich: Metodologia Clássica
na Formação de Ligação Carbono-Carbono. Orbital, 5, 2013. 96-142.
85.
FERLIN, M. G.; CHIARELOTTO, G.; ANTONUCCI, F.; CAPARROTTA, L.;
FROLDI, G. Mannich bases of 3H-pyrrolo[3,2-f]quinoline having vasorelaxing
activity. Eur. J. Med. Chem, 37, 2002. 427-434.
86.
JANEY, M. J.; HSIAO, Y.; ARMSTRONG III, J. D. J. Org. Chem, 71, 390-392.
2006.
87.
NARVÁEZ, A. J. R.; FERREIRA, E. I. Aplicação das bases de Mannich no
campo de desenvolvimento de fármacos. Química Nova, 8, 1985. 38-44.
88.
ARAFA, W. A. A.; MOHAMED, A. S. Convenient One Pot Synthesis and
Antibacterial Evaluation of Some New Mannich Bases Carrying 1,2,4-Triazolyl
Moiety. Chin. J. Chem, 29, 2011. 1661- 1668.
89.
KULKARNI, P.; TOTAWAR, B.; ZUBAIDHA, P. K. An efficient synthesis of βaminoketone
compounds
through
three-component
Mannich
reaction
catalyzed by calcium chloride. Monatshefte für Chemie, 143, 2012. 625-629.
90.
GODOI, M. N. Estudo da Diastereosseletividade Simples e Facial Envolvendo
Íons Imínio e N-Acilimínio. Tese de mestrado em química, UFRS. 2003. 0317.
91.
ZHENG, X.; QIAN, Y.; WANG, Y. 2-Pyrrolidinecarboxylic Acid Ionic Liquid as
a Highly Efficient Organocatalyst for the Asymmetric One-Pot Mannich
Reaction. European Journal Organic Chemistry, 3, 2010, 515-522.
92
LOH, T. P.; CHEN, S. L. InCl3-Catalyzed Three-Component Asymmetric
Mannich-Type Reaction in Methanol. Org. Lett, 4, 2002. 3647-3650.
93.
LOH, T. P.; LIUNG, S. B. K. W.; TAN, K. L.; WEI, L. L. Three component
synthesis of β-amino carbonyl compounds using indium trichloride-catalyzed
one-pot Mannich-type reaction in water. Tetrahedron, 56, 2000. 3227-3237.
94.
PALANIAPPAN, S.; RAJENDER, B. A Novel Polyaniline-Silver Nitrate-pToluenesulfonic Acid Salt as Recyclable Catalyst in the Stereoselective
Synthesis of β-Amino ketones: One-Pot Synthesis in Water Medium. Adv.
Synth. Catal., 352, 2010. 2507 – 2514.
95.
Kappe, C. O. Biologically active dihydropyrimidones of the Biginelli type a
literature survey. Eur. J. Med. Chem, 35, 1043-1052. 2000.
96.
Biginelli, P. Aldehyde-urea derivatives of aceto- and oxaloacetic acids.
Gazzetta Chimica Italiana, 23, 1893. 360-413.
97.
Folkers, K.; Johnson, T. B. J. Am. Chem. Soc., 55, 1993. 3784-3791.
98.
Sweet, F. S; Fissekis, J. D. Synthesis of 3,4-dihydro 2(1H)-pyrimidinones and
the mechanism of the Biginelli reaction. Journal of the American Chemical
Society, 95, 1973. 8741-8749.
99.
Kappe, C. O. A reexamination of the mechanism of the Biginelli
dihydropyrimidine synthesis. Support for an N-acyliminium ion intermediate.
Journal of Organic Chemistry, 62, 1997. 7201-7204.
100. SOUZA, C. M. M.; SILVA, H. R.; VIEIRA, G. M.; AYRES, M. C. C.; COSTA,
C. L. S.; ARAÚJO, D. S.; CAVALCANTE, L. C. D.; BARROS,
E. D. S.;
ARAÚJO, P. B.; BRANDÃO, M. S.; CHAVES, M. H. Fenóis totais e atividade
antioxidante de cinco plantas medicinais., Química nova, 2, 2007. 351-355.
101. De Souza, R. O.; Da PENHA, E. T.; MILAGRE, H. M.; GARDEN, S. J.; P. M.
ESTEVES, P. M.; EBERLIN, M. N.; ANTUNES, O. A. The three-component
Biginelli reaction: a combined experimental and theoretical mechanistic
investigation. Chemistry a European journal, 15, 2009. 9799-9804.
102. KAPPE, C. O., FABIAN, W. M. F.; SEMONES, M. A. Conformational analysis
of 4-aryl-dihydropyrimidine calcium channel modulators. A comparison of ab
initio, semiempirical and X-ray crystallographic studies.Tetrahedron, 53, 1997.
2803-2816.
103. FABIAN, W. M. F.; SEMONES, M. A.; KAPPE, C. O. Ring Conformation and
Ester Orientation in Dihydropyrimidinecarboxylates: A Combined Theoretical
(Ab Initio, Density Functional) and X-Ray Crystallographic Study. J. Mol.
Struct. (Theochem), 432, 1998, 219-229.
104. SHISHKIN, O. V.; SOLOMOVICH, E. V.; VAKULA, V. M.; YAREMENKO, F.
G. Russ. Chem. Bull., 46 ,1997. 1838-1843.
105. KAPPE, C.O.; SHISHKIN, O. V.; URAY, G.; VERDINO, P. X-Ray Structure,
Conformational Analysis, Enantioseparation, and Determination of Absolute
Configuration of the Mitotic Kinesin Eg5 Inhibitor Monastrol. Tetrahedron, 56,
2000. 1859-1862.
106. JAUK, B.; PERNAT, T.; KAPPE, C. O. Design and Synthesis of a
Conformationally Rigid Mimic of the Dihydropyrimidine Calcium Channel
Modulator SQ 32,926. Molecules, 5, 2000. 227-239.
107. ROVNYAK, G. C.; KIMBALL, S. D.; BEYER, B.; CUCINOTTA, G.; DIMARCO,
J. D.; GOUGOUTAS, J.; HEDBERG, A.; MALLEY, M.; MCCARTHY, J. P. J.
Med. Chem., 38, 1995. 119-129
108. WAN, J.; PAN, Y. Recent advance in the Pharmacology of
dihydropyrimidinone. Mini-Rev. Med. Chem., 12, 2012. 337-349.
109. JAUK, B.; PERNAT, T.; KAPPE, C. O. Design and Synthesis of a
Conformationally Rigid Mimic of the Dihydropyrimidine Calcium Channel
Modulator SQ 32,926. Molecules, 5, 2000. 227-239.
110. ATWAL, K. S.; ROVNYAK, G. C.; KIMBALL, S.; FLOYD, D. M.; MORELAND,
S.; SWANSON, B. N.; GOUGOUTAS, J. Z.; SCHWARTZ, J.; SMILLIE, K. M.;
MALLEY, M. F. J. Org. Chem., 33, 1990. 2629.
111. ATWAL, K. S.; ROVNYAK, G. C.; O'REILLEY, B. C.; SCHUWARTZ, J. J.
Med. Chem, 54, 1989. 5898-5909.
112. HURST, E. W.; HULL, R. Two new synthetic substances active against
viruses of the psittacosis-lymphogranulomatrachoma group. J Med Pharm
Chem., 3, 1961. 215–229.
113. SADANANDAM, Y. S.; SHETTY, M. M. DIWAN, P. V.; Synthesis and
biological evaluation of new 3,4-dihydro-6-methyl-5-N-methyl-carbamoyl-4(substituted phenyl)-2(1H)pyrimidinones and pyrimidinethiones. Eur. J. Med.
Chem., 27, 1992. 87-92.
114. DOUGHERTY, A. M.; GUO, H.; WESTBY, G.; LIU, Y.; SIMSEK, E.; GUO, J.
T.; MEHTA, A.; NORTON, P.; GU, B.; BLOCK, T.; CUCONATI, A. A
Substituted Tetrahydro-Tetrazolo-Pyrimidine Is a Specific and Novel Inhibitor
of Hepatitis B Virus Surface Antigen Secretion. Antimicrob. Agents
Chemother., 51, 2007. 4427, 2007.
115. BARROW, J. C.; NANTERMET, P. G.; SELNICK, H. G.; GLASS, K. L.;
KENNETH, E. K.; GILBERT, K. F.; STEELE, T. G.; HOMNICK, C. F.;
FREIDINGER, R. M.; RANSON, R. W.; KLING, P.; REISS, D.; BROTEN, T.
B.; SCHORN, T. W.; CHANG, R. S. L.; O'MALLEY, S. S.; OLAH, T. V.; ELLIS,
J. D.; BARRISH, A.;KASSAHUN, K.; LEPPERT, P.; NAGARATHNAM, D.;
FORRAY, C. J. Med. Chem, 43, 2000. 2703-2718.
116. BIENAYMÉ, H.; HULME, C.; ODDON, G.; SCHMITT, P. Maximizing Synthetic
Efficiency: Multi-Component Transformations Lead the Way. Chem. Eur. J., 6,
2000. 3321-3329.
117. ROVNYAK, G. C.; KIMBAL, S. D.; BEYER, B; CUCINOTTA, G.; DIMARCO, J.
D.; GOUGOUTAS, J.; HEDBERG, A.; MALLEY, M.; MCCARTHY, J. P.;
ZHANG, R.; MORELAND, S. J. Calcium Entry Blockers and Activators:
Conformational and Structural Determinants of Dihydro-Pyrimidine Calcium
Channel Modulators. Journal of Medicinal Chemistry, 38, 1995. 119-129.
118. KAPPE, C. O. The generation of dihydropyrimidine libraries utilizing Biginelli
multicomponent chemistry. QSAR & Comb. Sci., 22, 2003. 630-645.
119. PATIL, A. D.; KUMAR, N. V.; KOKKE, W. C.; BEAN, M. F.; FREYER, A. J.;
DE BROSSE, C.; MAI, S.; TRUNEH, A.; CARTE, B. Novel Alkaloids from the
Sponge Batzella sp.: Inhibitors of HIV gp 120-Human CD4 biding. Journal of
Organic Chemistry, 60, 1995. 1182-1188.
120. MAYER, T. U.; KAPOOR, T. M.; HAGGARTY, S. J.; KING, R. W.;
SCHREIBER, S. L.; MITCHISON, T. J. Small molecule inhibitor of mitotic
spindle bipolarity identified in a phenotypebased screen. Science, 286, 1999.
971-974.
121. MULLER, B. A. Imatinib and its sucessors-how modern chemistry has
changed drug development. Current Pharmaceutical Design, 15, 2009. 120133.
122. KAAN, H. Y. K.; ULAGANATHAN, V.; RATH, O.; PROKOPCOVÁ, H.;
DALLINGER, D.; KAPPE, C.; KOZIELSKI, F. Structural basis for inhibition of
Eg5 by dihydropyrimidines: stereoselectivity of antimitotic inhibitors enastron,
dimethylenastron and fluorastrol. Journal of Medicinal Chemistry, 53, 2010.
5676-5683.
123. OLIVERIO, M.; COSTANZO, P.; NARDI, M.; RIVALTA, I.; PROCOPIO. Facile
Ecofriendly Synthesis of Monastrol and Its Structural Isomers via Biginelli
Reaction. ACS Sustainable Chem. Eng., 2, 2014. 1228-1233.
124. WANG, T.; DUNCAN, L.; GU W.; O’DOWD, H.; WEY, Y.; PEROLA, E.;
PARSONS, J.; GROSS, C. H.; MOODY, C. S.; ARENDS, R. S. J.;
CHARIFSON, P. S. Design, synthesis and biological evaluation of potent
NAD+-dependent DNA ligase inhibitors as potential antibacterial agents. Part
II: 4-amino-pyrido[2,3-d]pyrimidin-5(8H)-ones. Bioorg. Med. Chem. Lett., 22,
2012. 3699–3703.
125. DESHMUKH, M. B.; SALUNKHE, S. M.; PATIL, D.R.; ANBHULE. P. V. A
novel and efficient one step synthesis of 2-amino-5-cyano-6-hydroxy-4-aryl
pyrimidines and their anti-bacterial activity. Eur. J. Med.Chem., 44, 2009.
2651-2654.
126. MANE, U. R.; MOHANAKRISHNAN, D.; SAHAL, D.; MURUMKAR, P. R.;
GIRIDHAR, R.; YADAV, M. R. Synthesis and biological evaluation of some
novel pyrido[1,2-a]pyrimidin-4-ones as antimalarial agents. European Journal
of Medicinal Chemistry, 79, 2014. 422-435.
127. DINAKARAN, V. S.; JACOB, D,; MATHEW, J. E. Synthesis and biological
evaluation of novel pyrimidine-2(1H)-ones/thiones as potent antiinflammatory and anticancer agents. Med Chem Res., 21, 2012. 3598–3606.
128. RUSSOWSKY, D.; CANTO, R. F. S.; SANCHES, S. A. A.; D'OCA, M. G.
M.; FÁTIMA, A.; PILLI, R. A.; KOHN, L. K.; ANTÔNIO, M. A.;
CARVALHO, J. E. Bioorganic Chemistry, 34, 2006. 173–182.
129. KULKARNI, M. G.; CHAVHAN, S. W.; SHINDE, M. P.; GAIKWAD, D. D.;
BORHADE, A. S.; SHAIKH, Y. B.; NINGDALE, V. B.; DESAI, M. P.;
BIRHADE, D. R. Zeolite catalyzed solvent-free one-pot synthesis of
dihydropyrimidin-2(1H)-ones – A practical synthesis of monastrol. Beilstein
Journal of Organic Chemistry, 5, 2009. 1- 4.
130. KOLOSOV, M. A.; ORLOV, V. D.; BELOBORODOV, D. A.; DOTSENKO, V. V.
A chemical placebo: NaCl as an effective, cheapest, non-acidic and greener
catalyst for Biginellitype 3,4- dihydropyrimidin-2(1H)-ones (-thiones) synthesis.
Molecular Diversity,13, 2009. 5-25.
131. ZHANG, Y. Q.; WANG, C.; LI, G. S.; LI, J. C.; LIU, H. M.; WU, Q. H. One-pot
synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones catalyzed by expandable
graphite. Chinese Journal of Organic Chemistry, 25, 2005. 1265-1267.
132. KUMAR, A.; MAURYA, R. A. An efficient bakers yeast catalyzed synthesis of
3,4- dihydropyrimidin-2(1H)-ones. Tetrahedron Letters. 48, 2007. 4569-4571.
133. MIRZA-AGHAYAN, M.; BOLOURTCHIAN, M.; HOSSEINI, M. Microwave
assisted efficient synthesis of dihydropyrimidines in solvent-freecondition.
Synthetic Communication, 34, 2004. 3335-3341.
134. ASRI, Z.; GÉNISSON, Y.; GUILLEN, F.; BASLÉ, O.; ISAMBERT, N.; DUQUE,
M. M. S.; LADEIRA, S.; RODRIGUEZ, J.; CONSTANTIEUX, T.;
PLAQUEVENT, J. C. Multicomponent reactions in ionic liquids: convenient
and ecocompatible acess to the 2,6-DABCO core. Green Chem., 13, 2011.
2549-2552.
135. CHEN, X.; XU, X.; LIU, H.; CUN, L.; GONG, L. Highly Enantioselective
Organocatalytic Biginelli Reaction. Journal of the American Chemical Society,
128, 2006. 14802-14803.
136. PEARSON, R. G. Hard and Soft Acids and Bases. Journal of the American
Chemical Society, 85, 1963. 3533-3539.
137. STARCEVICH, J. T.; LAUGHLIN, T. J.; MOHAN, R. S. Iron (III) tosylate
catalysed synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones/thiones via the
Biginelli reaction. Tetrahedron Letters, 54,2013. 983-985.
138. ZHANG, L.; ZHANG, Z.; LIU, Q.; LIU, T.; ZHANG, G. Iron-catalysed
vinylogous aldol condensation of Biginelli products and its application toward
pyridol[4,3-d]pyrimidinones. J. Org. Chem., 79, 2014. 2281−2288.
139. DAR, B. A.; PATIDAR, P.; KUMAR, S.; WAGAY, M. A.; SAHOO, A. K.;
SHARMA, P. R.; PANDEY, S.; SHARMA, M.; SINGHa, B. J. Chem. Sci., 125,
2013. 545-553.
140. LU, J.; BAI, Y. Catalysis of the Biginelli reaction by ferric and nickel chloride
hexahydrates. One-pot synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)
ones. Synthesis, 4, 2002. 466-470.
141. SEYEDI, N. Transition Metal Chemistry, 38, 2013. 93-103.
142. ZHANG, L.; SUN, J.; YAN, C. Synthesis of tetrahydropyrimidin-2-ones via
FeCl3 catalyzed one-pot domino reaction of amines, methyl propiolate,,
aromatic aldehydes, and urea. Mol Divers, 18, 2014. 79-89.
143. BOUMOUD, B.; MENNANA, I.; BOUMOUD, T.; DEBACHE A. A Catalytic
Dual-Activation Approach to the Significant 3,4- Dihydropyrimidin-2(1H)-one
System via the Bignelli Reaction. Letters in Organic Chemistry, 10, 2013. 811.
144. ZORKUN, I. S.; SARAÇ, S.; ÇELEBI, S.; EROL, K. Synthesis of 4-aryl-3,4dihydropyrimidin-2(1H)-thione derivatives as potential calcium channel
blockers. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 14, 2006. 8582-8589.
145. PANATHUR, N.; DALIMBA, U.; KOUSHIK, P. V.; ALVALA, M.
YOGEESWARI, P.; SRIRAM, D.; KUMAR, V.; Identification and
characterization of novel indole based small molecules as anticancer agents
through SIRT1 inhibition. European Journal of Medicinal Chemistry, 69, 2013.
125-138.
146. GUPTA, P.; PAUL, S. Sulfonated carbon/silica composite functionalized
Lewis acids for one-pot synthesis of 1,2,4,5-tetrasubstituted imidazoles, 3,4dihydropyrimidin-2(1H)-ones and for Michael addition of indole to α,βunsaturated ketones. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 352, 2012.
75-80.
147. SAHU, P. K.; SAHU, P. K.; GUPTA, S. K.; AGARWAL, D. D.
Role of calcinations and basicity of hydrotalcite as catalyst for environmental
benign novel synthesis of 4H-pyrimido[2,1-b][1,3]benzothiazole derivatives
of curcumin. Catal. Sci. Technol., 3, 2013. 1520-1530.
148. KARTHIKEYAN, P., KUMAR, S.S., ARUNRAO, A.S., NARAYAN, M. P.;
BHAGAT, P. R. A novel amino acid functionalized ionic liquid promoted onepot solvent-free synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2-(1H)-thiones. Research on
Chemical Intermediates, 39, 2013. 1335-1342.
149. MARQUES, M. V.;RUTHNER, M. M.; FONTOURA, L. A. M.; RUSSOWSKY,
D. Metal chloride hydrates as Lewis acid catalysts in multicomponent
synthesis of 2,4,5-triarylimidazoles or 2,4,5-triaryloxazoles. J. Braz. Chem.
Soc., 23, 2012. 171-179.
150. ELHAMIFAR, D.; SHÁBANI, A. Manganese-containing periodic mesoporous
organosilica with ionic-liquid framework: A powerful, durable, and reusable
nanocatalyst for the Biginelli reaction. Chem. Eur. J., 20, 2014. 3212-3217.
151. KUMAR, K. A.; KASTHURAIAH, M.; REDDY, C S. Mn(OAc)3·2H2O-mediated
three-component, one-pot, condensation reaction: an efficient synthesis of 4aryl-substituted 3,4-dihydropyrimidin-2-ones. Tetrahedron Lett, 42, 2001.
7873-7875.
152. SCHWALM, C. S.; CESCHI, M. A.; RUSSOWSKY, D. Metal halide hydrates
as Lewis acid catalysts for the conjugated friedel-Crafts reactions of indoles
and activated olefins. J. Braz. Chem. Soc., 22, 2011. 623-636.
153. ADIB, M.; GHANBARY, K.; MOSTOFI, M.; GANJALI, M. R. Efficient
Ce(NO3)3.6H2O-Catalyzed solvent-Free synthesis of 3,4-Dihydropyrimidin2(1H)-ones. Molecules, 11, 2006. 649-654.
154. RYABUKHIN, S. V.; PLASKON, A. S.; BORON, S. Y.; VOLOCHNYUK, D. M.;
TOLMACHEV, A. A. Aminoheterocycles as synthons for combinatorial Biginelli
reactions. Mol Divers, 15, 2011. 189-195.
155. LI, W. J.; LIU, S.; HE, P.; DING, M. W. New efficient synthesis of pyrimido[1,6c]quinazolin-4-ones by a Biginelli 3CC/Staudinger/aza-Wittig sequence.
Tetrahedron, 66, 2010. 8151-8159.
156. POURGHOBADI, Z.; DERIKVAND, F. H3PMo12O40 catalyzed threecomponent one-pot synthesis of 4,6-diarylpyrimidin-2(1H)-ones under solventfree conditions. Chinese Chemical Letters, 21, 2010. 269-272.
157. GUO, S. R.; YUAN, Y. Q. Convenient one-pot synthesis of 3,4Dyhydropyrimidin-2(1H)-ones using TMSCl as a catalyst with ultrassonic
irradiation in DMF. Synthetic Communications, 39, 2009. 2205–2220.
158. PIQANI, B.; ZHANG, W. Synthesis of diverse dihydropyrimidine-related
scaffolds by fluorous benzaldehyde-based Biginelli reaction and postcondensation modifications. Beilstein J. Org. Chem., 7, 2011. 1294-1298.
159. WANG, L.; QIAN, C.; TIAN, H.; MA, Y. Lanthanide triflate catalyzed one-pot
synthesis of dihydropyrimidin-2(1H)-thiones by a three-component of 1,3dicarbonyl compounds, aldehydes, and thiourea using a solvent-free Biginelli
condensation. Synthetic Communications, 33, 2003. 1459-1468.
160. WU, M.; YU, J.; ZHAO, W.; WU, J.; CAO, S. One-pot synthesis of
difluoromethyl-containing dihydropyrimidinones catalysed by Yb(PFO)3 under
solvent and dehydrating agent free conditions. Journal of Fluorine Chemistry ,
132, 2011. 155-159.
161. KISS, K.; CSÁMPAI, A.; SOHÁR, P. New ferrocenyl-substituted heterocycles.
Formation under Biginelli conditions, DFT modelling, and structure
determination. Journal of Organometallic Chemistry, 695, 2010. 1852-1857.
162. ZHANG, H.; ZHOU, Z.; YAO, Z.; XU, F.; SHEN, X. Efficient synthesis of
pyrimidinone derivatives by ytterbium chloride catalyzed Biginelli-type reaction
under solvent-free conditions. Tetrahedron Letters, 50, 2009. 1622–1624.
163. ZHU, J.; ZHANG, M.; LIU, B.; LI, X. New ytterbium complex-catalyzed
multicomponent reactions for synthesis of dihydropyrimidines: [4+2]
cycloaddition vs. Biginelli type reaction. Chemistry Letters, 38, 2009. 56-57.
164. RAMESHA, S.; NAIK, H. S. B.; KUMAR, H. N. H. Titanium trichloridecatalysed cyclocondensation: synthesis of 2-mercaptoquinoline substituted
1,2,3,4-tetrahydropyrimidinones. Journal of Sulfur Chemistry, 28, 2007. 573579.
165. LAKOMSKA, I.; PAZDERSKI, L.; SITKOWSKI, J.; KOZERSKI, L.;
PELCZYNSKA, M.; NASULEWICZ, OPOLSKI, A.; SLYK, E. Multinuclear NMR
spectroscopy and antiproliferative activity in vitro of platinum (II) and palladium
(II) complexes with 6-mercaptopurine. Journal of Molecular Structure, 747,
2004. 241-247.
166. MEMARAIN, H. R.; RANJBAR, M. Substituted effect in photocatalytic
oxidation of 2-oxo-1,2,3,4-tetrahydropyrimidines using TiO2 nanoparticles.
Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 356, 2012. 46-52.
167. HAZARIKA, P.; GOGOI, P.; HATIBARUAH, S.; KONWAR, D. A green
synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2-ones and 1,5-benzodiazepines catalyzed
by Sn(HPO4)2.H2O nanodisks under solvent-free condition at room
temperature. Green Chemistry Letters and Reviews, 4, 2011. 327-339.
168. RASHID, U.; BATOOL, I.; WADOOD, A.; KHAN, A.; UL-HAL, Z.;
CHAUDHARY, M. I.; ANSARI, F. L. Structure based virtual screening-drive
identification of monastrol as a potent urease inhibitor. Journal of Molecular
Graphics and Modelling , 43, 2013. 47-57.
169. GHOSH, R.; MAITI, S.; CHAKRABORTY, A. In(OTf)3-Catalyzed One-Pot
Synthesis of 3,4-Dihydropyrimidin-2(1H)-ones. Journal of Molecular Catalysis
A: Chemical, 217, 2004. 47-50.
170. MARTINS, M. A. P.; TEIXEIRA, M. V. M.; CUNICO, W.; SCAPIN, E.; MAYER,
R.; PEREIRA, C. M. P.; ZANATTA, N.; BONACORSO, H. G. Tetrahedron
Letters, 45, 2004. 8991-8994.
171. GODOI, M. N.; COSTENARO, H. S.; KRAMER, E.; MACHADO, P. S.; D'OCA,
M. G. M. Síntese do monastrol e novos compostos de Biginelli promovida por
In(OTf)3. Quim. Nova, 28, 2005.1010-1013.
172. CHAUDHARY, G.; BANSAL, P.; MEHTA. Recyclable CuS quantum dots as
heterogeneous catalyst for Biginelli reaction under free conditions. Chemical
Engineering Journal, 243, 2014. 217-224.
173. DABIRI, M.; SALEHI, P.; BAHRAMNEJAD, M.; KOOHSHARI, M.;
ALIAHMADI, A. One-pot synthesis of (1,2,3-triazoly)methyl 3,4-Dihydro-2-oxo1H-pyrimidine-5-carboxylates as potentially active antimicrobial agents.
Helvetica Chimica Acta, 97, 2014. 375-383.
174. LEI, M.; MA, L.; HU, L. Cu(ClO4)2. 6H2O as an efficient catalyst for the
synthesis of 3,4 dihydropyrimidin-2(1H)-ones under solvent-free conditions.
Synthetic Communications, 41, 2011. 3071-3077.
175. SALEHI, P.; DABIRI, M.; KOOHSHARI, M.; MOVAHED, S. K.;
BARARJANIAN, M. One-pot synthesis of 1,2,3-triazole linked
dihydropyrimidinones via Huisgen 1,3-dipolar/Biginelli cycloaddition. Mol
Divers, 15, 2011. 833-837.
176. WANG, D. C..; GUO, H. M.; QU, G. R. Efficient, green, solvent-free synthesis
of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones via Biginelli reaction catalysed by
Cu(NO3)2.3H2O. Synthetic Communications, 40, 2010. 1115-1122.
177. SINGH, K.; CHOPRA, R. H. Highly Regioselective Addition of Organozinc
Reagents to 2-Oxo-1,2-dihydropyrimidine-5-carboxylates Activated by
BF3·OEt2: Synthesis of 2-Oxo-1,2,3,4-tetrahydropyrimidine-5-carboxylates
Eur. J. Org. Chem., 2013, 2013. 6124-6129.
178. BROWN, L. E.; DAI, P.; PORCO, J. A.; SCHAUS, S. E. Gold catalyzed
cyclization of alkynes-tethered dihydropyrimidones. ORGANIC LETTERS, 13,
2011. 4228–4231.
179. LI, P.; REGATI, S.; BUTCHER, R. J.; ARMAN, H. D.; CHEN, Z.; XIANG, S.;
CHEN, B.; ZHAO, C. G. Hydrogen-bonding 2D metal-organic solids as highly
robust and efficient heterogeneous green catalysts for Biginelli reaction.
Tetrahedron Letters, 52, 2011. 6220-6222.
180. PATRA, G. C.; BHUNIA, S. C.; ROY, M. K.; PAL, S. C. Synthesis of 4-aryl4,6-dihydropyrimido[4,5-d]pyridazine-2,5(1H,3H)-diones from Biginelli
compounds. Helvetica Chimica Acta, 96, 2013. 130-134.
181. YADAV, J. S.; REDDY, B. V. S.; SRIDHAR, P.; REDDY, J. S. S.; NAGAIAH,
K.; LINGAIAH, N.; SAIPRASAD, P. S. Green protocol for the biginelli three-
component reaction: Ag 3PW 12O40 as a novel, water-tolerant heteropolyacid
for the synthesis of 3,4-dihydropyrimidinones. European Journal of Organic
Chemistry, 3, 2004. 552-557.
182. BIGDELI, M. A.; GHOLAMI, G.; SHEIKHHOSSEINI. PDodecylbenzenesulfonic acid (DBSA), a Brønsted acid-surfactant catalyst for
the Biginelli reaction in water and under solvent free conditions. Chinese
Chemical Letters, 22, 2011. 903-906.
183. REDDY, M. V.; OH, J.; JEONG, Y. T. p-Toluenesulfonic acid-catalyzed onepot synthesis of 2-amino-4-substituted-1,4-dihydrobenzo[4,5]imidazolo[1,2a]pyrimidine-3-carbonitriles under neat conditions. Comptes Rendus Chimie,
17, 2014. 484-489.
184. ZOHDI, H. F.; RATEB, N. M.; ELNAGDY, S. M. Green synthesis and
antimicrobial evaluation of some new trifluoromethyl-substituted
hexahydropyrimidines by grinding. European Journal of Medicinal Chemistry,
46, 2011. 5636-5640.
185. SHAABANI, A.; SEYYEDHAMZEH, M.; MALEKI, A.; HAJISHAABANHA, F.
Diketene as an alternative substrate for a new Biginelli-like multicomponent
reaction: one-pot synthesis of 5-carboxamide substituted 3,4dihydropyrimidine-2(1H)ones. Tetrahedron, 66, 2010. 4040-4042.
186. BOSE, A. K.; MANHAS, M. S.; PEDNEKAR, S.; GANGULY, S. N.; DANG, H.;
HE, W.; MANDALI, A. Large scale Biginelli reaction via water-based biphasic
media: a green chemistry strategy. Tetrahedron Letters, 46, 2-005. 19011903.
187. JIN, T.; ZHANG, S.; LI, T. p-Toluenesulfonic acid-catalyzed efficient synthesis
of dihydropyrimidines: improved high yielding protocol for the biginelli
reaction. Synthetic Communications, 32, 2002. 1847-1851.
188. KURMACH, M.; RYABITSKIY, A.; BRITSUN, V. 2-Acylthioacetamides in the
Biginelli reaction. Chemistry of Heterocyclic Compounds, 49, 2014. 1770.
189. ZORKUN, I. S.; SRAÇ, S.; ÇELEBI, S. EROL, K. Synthesis of 4-aryl-3,4dihydropyrimidin-2(1H)-thione derivatives as potential calcium channel
blockers. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 14, 2006. 8582-8589.
190. KISS, K.; CASAMPAI, A.; SOHAR, P. New ferrocenyl-substituted
heterocycles. Formation under Biginelli conditions, DFT modelling, and
structure dtermination. Journal of Organometallic Chemistry, 695, 2010. 18521857.
191. CSÁMPAI, A.; GYORFI, A. Z.; TÚRÓS, G. I.; SOHÁR, P.; Application of
Biginelli reaction to the synthesis of ferrocenylpyrimidones and [3]ferrocenophane-containing pyrimido[4,5-d]pyrimidinediones Journal of
Organometallic Chemistry, 694, 2009. 3667-3673.
192. SHU-JIANG, T; XIAO-TONG, Z.; FANG, F.; XIAO-JING, Z.; SONG-LEI, Z.;
TUAN-JIE, L.; DA-QING, S.; XIANG-SHAN, W.; SHUN-JUN, J. One-pot
Synthesis of Bis(dihydropyrimidinone-4-yl)benzene Using Boric Acid as a
Catalyst.Chinese Journal of Chemistry, 23, 2005. 596-598.
193. CLARK, J. H.; MACQUARRIE, D. J.; SHERWOOD, J. The Combined Role of
Catalysis and Solvent Effects on the Biginelli Reaction: Improving Efficiency
and Sustainability. Chem. Eur. J.,19, 2013. 5174-5182.
194. KARADE, H. N.; ACHARYA, J.; KAUSHIK, M. P. An efficient and rapid
dehydrogenation of 4-aryl-3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones (DHPMs) using
CAN/HCl.Tetrahedron Letters, 53, 2012. 5541-5543.
195. DABHOLKAR, V.V.; RAVI, T. D. Synthesis of Biginelli products of
thiobarbituric acids and their antimicrobial activity. J. Serb. Chem. Soc., 75,
2010. 1033-1040.
196. ZHU, A.; LI, Q.; LI, L.; WANG, J. One-pot synthesis of 3,4-dihydro-2(H)pyrimidinones catalyzed by reusable acidic choline-based ionic liquids. Catal
Lett, 143, 2013. 463-468.
197. HASSANI, Z.; ISLAMI, M. R.; KALANTARI, M. An efficient one-pot synthesis
of octahydroquinazolinone derivatives using catalytic amount of H 2SO4 in
water. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 16, 2006. 4479-4482.
198. RAJACK, A.; YUVARAJU, K.; PRAVEEN, C.; MURTHY, Y. L. N. A facile
synthesis of 3,4-dihydropyrimidinones/thiones and novel Ndihydropyrimidinone-decahydroacridine-1,8-diones catalyzed by cellulose
sulfuricacid. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 370, 2013. 197-204.
199. ROSTAMNIA, S.; LAMEI, K. Diketene-based neat four-component synthesis
of the dihydropyrimidinones and dihydropyridine backbones using silica
sulfuric acid (SSA). Chinese Chemical Letters, 23, 2012. 930-932.
200. NARAHARI, S. R.; REGURI, B. R.; GUDAPARTHI, O.; MUKKANTI, K.
Synthesis od dihydropyrimidinones via Biginelli multi-component reaction.
Tetrahedron Letters, 53, 2012. 1543-1545.
201. MANDAL, P. K.; MISRA, A. K. HClO4-SiO2 Catalyzed Multicomponent
Reactions for the Synthesis of Privileged Heterocyclic Structures. Letters in
Organic Chemistry, 3, 2006. 848-853.
202. SURESH.; SANDHU, J. S. Past, present and future of the Biginelli reaction: a
critical perspective. Reviews and Accounts, 2012. 66-133.
203. KHOSROPOUR, A. R.; KHODAEI, M. M.; BEYGZADEH, M.; JOKAR, M. A
one-pot synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2-(1H)-ones from primary alcohols
promoted by Bi(NO3)3.5H2O in two different media: organic solvent and ionic
liquid. Heterocycles, 65, 2005. 767-773.
204. GARIMA, V. P. S.; YADAV, L. D. S. Biginelli reaction starting directly from
alcohols. Tetrahedron Lett, 51, 2010. 6436-6438.
205. SOUZA, A. E.; LUCIO, K. A.; CUNHA, A. S. D.; PINTO, A. D. C.; LIMA, E. L.
D. S.; CAMARA, C. A.; VARGAS, M. D.; GATTASS, C. R. Antitumoral activity
of new polyamine-naphthoquinone conjugates. Oncol. Rep., 20, 2008. 225-
231.
206. CUNHA, A. S.; LIMA, E. L. S.; PINTO, A. C.; ESTEVES-SOUZA, A.;
ECHEVARRIA, A.; CAMARA, C. A.; VARGAS, M. D.; TORRES, J. C.
Synthesis of Novel Naphthoquinone-Spermidine Conjugates and their Effects
on DNA-Topoisomerases I and II-α. J. Braz. Chem. Soc., 17, 2006. 439-442.
207. FIOROT, R.; PEREIRA, A. F. J. T.; LACERDA, V.; SANTOS, R.; ROMÃO,
W.; GRECO, S. A simple and convenient method for synthesis of new
aminonaphthoquinones derived from lawsone by catalytic multicomponent
Mannich reaction. Tetrahedrom Letters, 55, 2014. 4373-4377.
208. CARMICHAEL, J.; DEGRAFF, W. G.; GAZDAR, A. F.; MINNA, J. D.;
MITCHELL, J. B. Evaluation of a tetrazolium-based semiautomated
colorimetric assay: assessment of chemosensitivity testing. Cancer Res., 47,
1987. 936-942.
209. AREND, M.; WESTERMANN, B.; RISCH, N. Modern Variantes of the Mannich
Reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 37, 1998. 1044-1070.
210. BLICKE, F. F. The Mannich Reacion. Organic Reactions, 1942. 303-34.
211. PAGLIAI, F.; PIRALI, T.; GROSSO, E. Del.; BRISCO, R. Di. SORBA, G.;
GENAZZANI, A. A. Rapid Synthesis of Triazole-Modified Resveratrol
Analogues via Click Chemistry. J. Med. Chem.,, 49, 2006. 467-470.
212. MARINS, L. M. Síntese de novas amidinas triazólicas com potenciais
atividades antagonistas do NMDA subtipo NR2B no sistema nervoso central.
Dissertação de mestrado. Universidade Federal Fluminense: Instituto de
Química, 2006.
213. HANN, R. M.; HUDSON, C. S. The Action of Copper Sulfate on
Phenylosazones of the Sugars. Phenyl-D-glucosotriazole. J. Am. Chem. Soc.,
66 , 1944. 735-738.
214. DIAS, A. G.; COSTA, M. A. D.; GUIMARÃES, P. I. C. Guia Prático de Química
Orgânica. Síntese Orgânica: Executando Experimentos. Rio de Janeiro:
Interciência, 2008.
215. PINHEIRO, S.; COSTA, P. R. R.; PILLI, R. A.; VASCONCELOS, M. L. A. A.
Derivados carbonilados. Química orgânica básica: Uma abordagem
interdisciplinar, Porto Alegre: Bookman, 2003.
216. HOOKER, S. C. The Constitution of Lapachol and its Derivatives. Part V. The
Structure of Paternò's “Isolapachone”. J. Am. Chem. Soc., 58, 1936. 1191197, 1936.
217. EL-KHADEM, H.S. The mechanism of saccharide osotriazole formation.
Carbohydrate Res., 313, 1998. 255-257.
218. SILVERSTEIN, R. M.; WEBSTER, F. X. Identificação espectrométrica de
compostos orgânicos. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 145.
219. PURCELL, J. M.; JUYAL, P.; KIM, D. G.; RODGERS, R. P.; HENDRICKSON,
C. L.; MARSHALL, A. G. Sulfur Speciation in Petroleum: Atmospheric
Pressure Photoionization or Chemical Derivatization and Electrospray
Ionization Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry.
Energy Fuels, 21, 2007. 2869-2874.
220. TAGLIAFERRO, G. V.; SILVA, M. L. C. P.; SILVA, G. L. J. P. Influência do
agente precipitante na preparação do óxido de Nióbio (V) hidratado pelo
método da precipitação em solução homogênea. Quim. Nova, 28, 2005. 250254.
221. BIENAYME, H.; HULME, C.; ODDON, G.; SCHMITT, P. Maximizing Synthetic
Efficiency: Multi-Component Transformations Lead the Way. Chem. Eur. J., 6,
2000. 3321-3329.
222. ROVNYAK, G. C.; KIMBALL, S. D.; BEYER, B.;CUCINOTTA, G.; DIMARCO,
J. D.; GOUGOUTAS, J.; HEDBERG, A.; MALLEY, M.; MCCARTHY, J. P.
Calcium entry blockers and activatiors: conformational and structural
determinants of dihydropyrimidine calcium channel modulators. J. Med.
Chem., 38, 1995. 119-129.
223. KULKARNI, M. G.; CHAVHAN, S. W.; SHINDE, M. P.; GAIKWAD, D. D.;
BORHADE, A. S.; SHAIKH, D. A. P., Y. B.; NINGDALE, V. B.; DESAI, M. P.;
BIRHADE, D. R. Zeolite catalyzed solvent-free one-pot synthesis of
dihydropyrimidin-2(1H)-ones – A practical synthesis of monastrol. Beilstein
Journal of Organic Chemistry., 5, 2009. 1-4.
224. KOLOSOV, M. A.; ORLOV, V. D.; BELOBORODOV, D. A; DOTSENKO, V. V.
A chemical placebo: NaCl as an effective, cheapest, non-acidic and greener
catalyst for Biginelli type 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones (-thiones) synthesis.
Molecular Diversity, 13, 2009. 5-25.
225. PENG, J.; DENG, Y. Ionic liquids catalyzed Biginelli reaction under solventfree conditions. Tetrahedron Letters, 42, 2001. 5917-5919.
226. ZHANG, Y. Q.; WANG, C.; LI, G. S.; LI, J. C.; LIU, H. M.; WU, Q. H. One-pot
synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones catalyzed by expandable
graphite. Chinese Journal of Organic Chemistry, 25, 2005. 1265-1267.
227. KUMAR, A.; MAURYA, R. A. An efficient bakers’ yeast catalyzed synthesis of
3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones. Tetrahedron Letters., 48, 2007. 4569-4571.
228. CEPANEC, I.; LITVIC, M.; LITVIC, M. F.; GRUNGOLD, I. Antimony(III)
chloride-catalysed Biginelli reaction: a versatile method for the synthesis of
dihydropyrimidinones through a different reaction mechanism. Tetrahedron,
63, 2007. 11822-11827.
229. BOSE, A. K.; MANHAS, M. S.; GANGULY, P. S. S. N.; DANG, W.; HE, W.;
MANDADI, A. Large scale Biginelli reaction via water-based biphasic media: a
green chemistry strategy. Tetrahedron Letters, 46, 2005. 1901-1903.
230. TU, S.; FANG, F.; MIA, C.; JIANG, H.; FENG, Y.; SHI, D.; WANG, X. One-pot
of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones using boric acid as catalyst. Tetrahedron
Letters, 44, 2003. 6153-6155.
231. SURESH.; SANDHU, J. S. Past, present and future of the Biginelli reaction: a
critical perspective. Reviews and Accounts, 2012. 66-133.
232. CAI, Y. F.; YANG, H. M.; LI, L.; JIANG, K. Z.; LAI, G. Q.; JIANG, J.; XU, L.
Cooperative and Enantioseletive NbCl5/primary amine catayised Biginelli
reaction. Eur. J. Org. Chem., 26, 2010. 4986-4990.
233. RYABUKHIN, S. V.; OSTAPCHUK, P. A. S. E. N.; VOLACHNYUK, D. M.;
TOLMACHEV, A. N-substituted ureas and thioureas in Biginelli reaction
promoted by chlorotrimethylsilane: convenient synthesis of N1-alkyl-, N1- Aryl, and N1, N3- dialkyl-3,4-dihydropyri,idin-2(1H)-(thi)ones. Synthesis, 3, 2007.
417-427.
234. MIRZA, A. J. B.; MOJTAHEDI, M. M.; ABAEE, M. ; SARGORDAN, M. Biginelli
reaction for synthesis of novel trifluoromethyl derivatives of bis(
tetrahydropyrimidinone)benzenes. Journal of Fluorine Chemistry., 129, 2008.
1083-1089.
235. XUE, S.; SHEN, Y. C.; LI, Y. L.; SHEN, X. M.; GUO, Q. X. Synthesis of 4-Aryl3,4-dihydropyrimidinones Using Microwave-assisted Solventless Biginelli
Reaction. Chin J. Chem., 20, 2002. 385-389.
236. XU, L. W.; WANG, Z. T.; XIA, C. G.; LI, L.; ZHAO, P. Q. Improved Protocol for
the Three-Component Biginelli Reactions and Biginelli-LikeMannich Reactions
of Carbamates, Aldehydes, and Ketones. Helv chim acta, 87, 2004. 26082612.
237. WANG, Z. T.; XU, L. W.; XIA, C. G.; WANG, H. Q. Novel Biginelli-like three
component cyclocondensation reaction: efficient synthesis of 5-unsubstituted
3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones. Tetrahedron Letters, 45, 2004. 7951-7953.
238. BOUMOUD, B.; MENNANA, I.; BOUMOUD, T.; DEBACHE, A. A catalytic
Dual- Activation approach to the significant 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-one
system via the Biginelli Reaction. Letters in Organic Chemistry, 10, 2013. 811.
239. PORE, D. M.; DESAI, U. V.; THOPATE, T. S.; WADGAONKAR, P. Anhydrous
Magnesium Sulfate Mediated Solvent-Free Synthesis of Dihydropyrimidin2(1H)-ones at ambient temperature. Aust. J. Chem., 60, 2007. 435-438.
240. GANGADASU, B.; NARNDER, P.; RAO, R. B. C. e V. J. Calcium chloride
catalyzed three component, one-pot condensation reaction: An efficient
synthesis of 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones. Indian Journal of Chemistry,
45B, 2006. 1259-1263.
241. KAPPE, C. O. A reexamination of the mechanism of the Biginelli
dihydropyrimidines synthesis.Support for an N-acyliminium ion intermediate.,”
J. Org. Chem., 62, 1997. 7201-7204.
242. KAPPE, O. C. Recent advances in the Biginelli dihydropyrimidine synthesis.
New tricks from na old dog. Acc. Chem. Res., 33, 2000. 879-888.
243. STEFANI, H. A. Introdução à Química de compostos Heterocíclicos. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan, 2009.
244. KAISER, C. A Synthesis of 2-amino-6-trifluoromethyl-purine. J. Org. Chem.,
24, 1959. 113-114.
245. RINGOM, R.; AXEN, E.; UPPENBERG, J.; LUNDBACK, T.; RONDAHL, L.;
BARF, T. Substituted benzylamino-6-(trifluoromethyl)pyrimidin-4(1H)-ones: a
novel class of selective human A-FABP inhibitors. Bioorganic & Medicinal
Chemistry Letters, 14, 2004. 4449-4452.
246. SWENSON, R. E.; SOWIN, J. T.; ZHANG, H. Synthesis of substituted
quinolines using the dianion addition of N-Boc aniline. J. Org. Chem., 67,
2002. 9182-9185.
247. BERRISFORD, D. J.; BOLM, C.; SHARPLES, K. B. Ligand-accelerated
Catalysis. Angew. Chem., 34, 1995. 1059-1070.
248. ZHANG, L.; ZHANG, Z.; LIU, Q.; LIU, T.; ZHANG, G. Iron-catalysed
Vinylogous Aldol Condesation of Biginelli products and its application toward
pyridol[4,3-d]pyrimidinones. J. Org. Chem., 79, 2014. 2281-2288.
249. MOSMANN, T. J. Rapid colorimetric assay for cellular growth and
survival:application to proliferation and cytotoxicity assays. Immunol.
Methods., 65, 1983. 55-63..
250. SOLIT, D. B.; GARRAWAY, L. A.; PRATILAS, C. A.; SAWAI, A.; Getz, A.;
BASSO, A.; YE, Q.; LOBO, J. M.; SHE, Y., OSMAN, I.; GOLUB, T. R.;
LEOPOLD, J. S.; SELLERS, W. R.; ROSEN, N. BRAF mutation predicts
sensitivity to MEK inhibition. Nature, 19 , 2006. 358-362.
251. TROTT, A. O. O. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of
docking with a new scoring function, efficient optimization and multithreading.
Comput. Chem., 31, 2010. 455.
252. OHORI, M.; KINOSHITA, T.; OKUBO, M.; SATO, K.; YAMAZAKI, A.;
ARAKAWA, H.; NISHIMURA, S.; INAMURA, N.; NAKAJIMA, H.; NEYA, M.;
MIYAKE, H.; FUJII, T. Identification of a selective ERK inhibitor and structural
determination of the inhibitor-ERK2 complex. Biochem.Biophys.Res.Comm.,
336, 2005. 357-363.
253. BURDEN, D. A.; OSHEROFF, N. Mechanism of action of eukaryotic
topoisomerase II and drugs targeted to the enzyme. Biochem. Biophys. Acta ,
1400 , 1998. 139-154.
254. WALKER, E. H.; PERISIC, P. M. E.; STEPHENS, L.; HAWKINS, P. T.;
WYMANN, M. P.; WILLIAMS, R. L. Structural determinants of
phosphoinositide 3-kinase inhibition by wortmannin, LY294002, quercetin,
myricetin, and staurosporine. Mol. Cell., 6, 2000. 19.
255. KOH, M.; LEE, J.; MIN, C.; MOON, A. A novel metformin derivative,
HL010183, inhibits proliferation and invasion of triple-negative breast cancer
cells. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 8 , 2013. 2305-2313.
256. YANG, L.; SHA, H.; DAVISSON, R. L.; QI, L. Phenformin activates unfolded
protein response in an AMP-activated protein kinase (AMPK)-dependent
manner. The Journal of Biological Chemistry, 288, 2013.13631-13638.
257. STERWART, J.J. Optimization of parameters for semiempirical methods V:
modification of NDDO approximations and application to 70 elements. Mol.
Model., 13, 2007. 1173-1213.
258. MIRZA, A. J. B.; MOJTAHEDI, M. M.; ABAEE, M.; SARGORDAN, M. Biginelli
reaction for synthesis of novel trifluoromethyl derivatives of
bis(tetrahydropyrimidinone)benzenes. Journal of Fluorine Chemistry, 129,
2008. 1083-1089.
259. CAI, Y. F.; YANG, H. M.; LI, L.; JIANG, K. Z.; LAI, G. Q.; JIANG, J.; XU, L.
Cooperative and Enantioselective NbCl5/Primary Amine Catalyzed Biginelli
Reaction. Eur. J. Org. Chem., 2010, 2010. 4986-4990.
7 ANEXOS
Figura 112. Espectro de infravermelho do composto 50.
1
Figura 113. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 50.
1
Figura 114. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 50.
Figura 115. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 50.
1
1
Figura 116. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 50.
1
13
Figura 117. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 50.
Figura 118. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 50.
Figura 119. Espectro de infravermelho do composto 51.
1
Figura 120. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 51.
1
Figura 121. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 51.
Figura 122. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 51.
1
1
Figura 123. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 51.
1
13
Figura 124. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 51.
Figura 125. Espectro de infravermelho do composto 52.
1
Figura 126. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 52.
1
Figura 127. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 52.
Figura 128. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 52.
1
1
Figura 129. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 52.
1
13
Figura 130. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 52.
Figura 131. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 52.
Figura 132. Espectro de infravermelho do composto 53.
1
Figura 133. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 53.
1
Figura 134. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 53.
Figura 135. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 53.
1
1
Figura 136. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 53.
1
13
Figura 137. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 53.
255.2
336.
3
372.
3
417.
1
512.
1
318.
160
394.
202
613.
145
336.
174
671
.34
Figura 138. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 53.
Figura 139. Espectro de infravermelho do composto 54.
1
Figura 140. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 54.
1
Figura 141. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 54.
Figura 142. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 54.
1
1
Figura 143. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 54.
1
13
Figura 144. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 54.
Figura 145. Espectro de infravermelho do composto 55.
1
Figura 146. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 55.
1
Figura 147. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 55.
Figura 148. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 55.
1
1
Figura 149. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 55.
1
13
Figura 150. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 55.
Figura 151. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 55.
Figura 152. Espectro de infravermelho do composto 56.
1
Figura 153. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 56.
1
Figura 154. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 56.
Figura 155. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 56.
1
1
Figura 156. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 56.
1
13
Figura 157. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 56.
200
400
300
46
60
0
Figura 158. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 56.
Figura 159. Espectro de infravermelho do composto 57.
1
Figura 160. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 57.
1
Figura 161. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 57.
Figura 162. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 57.
1
1
Figura 163. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 57.
1
13
Figura 164. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 57.
Figura 165. Espectro de infravermelho do composto 58.
1
Figura 166. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 58.
1
Figura 167. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 58.
Figura 168. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 58.
1
1
Figura 169. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 58.
1
13
Figura 170. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 58.
700
800
900
1000
Figura 171. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 58.
Figura 172. Espectro de infravermelho do composto 59.
1
Figura 173. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 59.
1
Figura 174. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 59.
Figura 175. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 59.
1
1
Figura 176. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 59.
1
13
Figura 177. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 59.
1100
00m
/z
Figura 178. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 59.
1200
Figura 179. Espectro de infravermelho do composto 60.
1
Figura 180. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 60.
1
Figura 181. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 60.
Figura 182. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 60.
1
1
Figura 183. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 60.
1
13
Figura 184. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 60.
Figura 185. Espectro de infravermelho do composto 61.
1
Figura 186. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 61.
1
Figura 187. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 61.
Figura 188. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 61.
1
1
Figura 189. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 61.
1
13
Figura 190. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 61.
m/z
22
2.1
33
6.1
46
8.2
55
7.2
Figura 191. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 61.
671.
342
Figura 192. Espectro de infravermelho do composto 62.
1
Figura 193. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 62.
1
Figura 194. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 62.
Figura 195. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 62.
1
1
Figura 196. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 62.
1
13
Figura 197. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 62.
277.0
9716
263.1
200
24
547.2
2
4
16
300
m
Figura 198. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 62.
Figura 199. Espectro de infravermelho do composto 63.
1
Figura 200. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 63.
1
Figura 201. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 63.
Figura 202. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 63.
1
1
Figura 203. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 63.
1
13
Figura 204. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 63.
Figura 205. Espectro de infravermelho do composto 64.
1
Figura 206. Espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 64.
1
Figura 207. Expansão da região aromática do espectro de RMN de H em CDCl3 do composto 64.
Figura 208. Espectro de RMN de
13
C em CDCl3 do composto 64.
1
1
Figura 209. Mapa de contorno da correlação homonuclear H- H bidimensional COSY do composto 64.
1
13
Figura 210. Mapa de contorno da correlação heteronuclear H- C bidimensional HSQC do composto 64.
400
500 z
Figura 211. Espectro de massas de alta resolução ESI(+) obtido para o composto 64.