Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2922562 bytes, checksum: 9db6c2993f51e11e2568c6fc42b4d668 (MD5) Previous issue date: 2009-11-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work was designed using the concept of classical bioisosterism where isoelectronic OH groups were replaced by the CH3 group, aimed at finding a relationship between the lipossolubility of the adducts Morita-Baylis-Hillman (AMBH) and its biological activity. Was developed in this work, synthetic methodologies for the preparation of 16 AMBH unprecedented (47-62), getting good and high yields. Initially was synthesized AMBH 8 using the 2-hydroxyethyl Acrylate 45 as Michael acceptor, giving the adducts 47 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy( 2-nitrophenyl)methyl)] acrylate, 71%), 48 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy( 3-nitrophenyl)methyl)] acrylate, 50%), 49 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(4- nitrophenyl)methyl)] acrylate, 62%), 50 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(pyridin-2- yl)methyl)] acrylate, 94%), 51 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(pyridin-3-yl) methyl)] acrylate, 83%), 52 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(pyridin-4-yl)methyl)] acrylate, 80%), 53 (2-hydroxyethyl [2-((4-bromophenyl)(hydroxy)methyl)] acrylate, 67%), 54 (2-hydroxyethyl [2-(hydroxy(naphthalen-2-yl)methyl)] acrylate, 71%). The second step of the synthesis was the preparation of Propyl Acrylate (46), from acrylic acid and propanol (yield 98%), which was later used as Michael acceptors in the synthesis of AMBH 55 (Propyl [2-(hydroxy(2-nitrophenyl) methyl)] acrylate, 68%), 56 (Propyl [2-(hydroxy(3-nitrophenyl)methyl)] acrylate, 73%), 57 (Propyl [2-(hydroxy(4-nitrophenyl)methyl)] acrylate, 97%), 58 (Propyl [2-(hydroxy(pyridin-2-yl)methyl)]acrylate, 70%), 59 (Propyl [2- (hydroxy(pyridin-3-yl)methyl)acrylate], 80%), 60 (Propyl [2-(hydroxy(pyridin-4- yl)methyl)] acrylate, 66%), 61 (Propyl [2-((4-bromophenyl)(hydroxy)methyl)] acrylate, 64%), 62 (Propyl [2-(hydroxy(naphthalen-2-yl)methyl)] acrylate, 60%). All of these adducts were bioavailiated in vitro against the parasite Leishmania amazonensis, their cytotoxicity in macrophages were studied and their therapeutic indices calculated. Unlike expected, the bioisosteric modification not presented a direct relationship between the lipossolubility (Log P) of these compounds and their biological activity. All adducts showed strong activity antipromastigote, being the compounds 47, 55, 49, 57, 53, 54 and 62 the most actives in L. amazonensis, all with IC50 less than 60μM. Among them the AMBH 47 was the most active and that presented the higher therapeutic index, which is the prototype substance of this work. / Este trabalho foi idealizado utilizando o conceito de bioisosterismo clássico, onde grupos isoeletrônicos OH foram substituídos pelo grupo CH3, visando encontrar uma relação entre a lipossolubilidade dos Adutos de Morita-Baylis- Hillman (AMBH) e sua atividade biológica. Foram desenvolvidos neste trabalho, metodologias sintéticas para a preparação de 16 AMBH inéditos (47-62), em bons a altos rendimentos. Inicialmente foi sintetizado 8 AMBH utilizando o Acrilato de 2-hidroxietila (45) como aceptor de Michael, obtendo os adutos 47(Acrilato de [2-(hidroxi(2-nitrofenil)metil)] de 2-hidroxietila, 71%), 48 (Acrilato de [2-(hidroxi(3-nitrofenil)metil)] de 2-hidroxietila, 50%), 49 (Acrilato de [2-(hidroxi(4-nitrofenil)metil)] de 2-hidroxietila, 62%), 50 (Acrilato de [2-(hidroxi( piridin-2-il)metil)] de 2-hidroxietila, 94%), 51(Acrilato de [2-(hidroxi(piridin- 3-il)metil)] de 2-hidroxietila, 83%), 52 (Acrilato de [2-(hidroxi(piridin-4-il)metil)] de 2-hidroxietila, 80%), 53 (Acrilato de [2-((4-bromofenil)(hidroxi)metil)] de 2- hidroxietila, 67%), 54 (Acrilato de [2-(hidroxi(naftalen-2-il)metil) de 2-hidroxietila, 71%). A segunda etapa de síntese foi a preparação do Acrilato de propila (46), a partir do ácido acrílico e do propanol (rendimento de 98%), que posteriormente foi utilizado como aceptor de Micheal na síntese dos AMBH 55(Acrilato de [2-(hidroxi-(2-nitrofenil)metil)] de propila, 68%), 56 (Acrilato de [2-(hidroxi-(3-nitrofenil)metil)] de propila 73%), 57 (Acrilato de [2-(hidroxi-(4- nitrofenil)metil)] de propila, 97%), 58 (Acrilato de [2-(hidroxi-(piridin-2- il)metil)] de propila, 70%), 59 (Acrilato de [2-(hidroxi-(piridin-3-il)metil)] de propila, 80%), 60 (Acrilato de [2-(hidroxi-(piridin-4-il)metil)] de propila, 66%), 61(Acrilato de [2-((4-bromofenil)(hidroxi)metil)] de propila, 64%), 62 (Acrilato de [2-(hidroxi(nafthalen-2-il)metil)] de propila, 60%). Todos estes adutos foram bioavaliados in vitro contra o parasita Leishmania amazonensis, suas citotoxicidades em macrófagos foram estudadas e seus índices terapêuticos calculados. Diferentemente do esperado, a modificação bioisostérica não apresentou uma relação direta entre a lipossolubilidade (Log P) destes compostos e a sua atividade biológica. Todos os adutos apresentaram forte atividade antipromastigota, sendo os compostos 47, 55, 49, 57, 53, 54 e 62 os mais ativos em L. amazonensis, todos com IC50 menores que 60QM. Entre eles o AMBH 47 foi o mais ativo e o que apresentou o maior índice terapêutico, sendo este a substância protótipo deste trabalho.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-06-27T14:23:29Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5840129 bytes, checksum: 587ce0612688b158f82e9c8c528f38e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T14:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5840129 bytes, checksum: 587ce0612688b158f82e9c8c528f38e7 (MD5) Previous issue date: 2016-08-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work was performed in order to synthesize and bioavaliar the activity of new adducts Morita-Baylis-Hillman (AMBH) as potential drug candidates. The AMBH were synthesized from the twin drug approach (approach twin drugs) and bioavaliados against Leishmania promastigote form donovanii, a kind of visceral leishmaniasis and more severe disease, which has a drug used for the treatment accompanied by high toxicity. As Michael acceptor to be used in Morita-Baylis-Hillman (MRBH) was synthesized diacrylate ethylene glycol (50) from the esterification reaction between ethylene glycol (65) and acrylic acid (66). The first MRBH was investigated between two equivalent 2-nitrobenzaldehyde (57) and one equivalent of diacrylate 50, in acetonitrile as solvent in the presence of DABCO, yielding two products: an adduct 67 and an adduct homodimeric 42. In investigations of experimental parameters the MRBH, DMF, DABCO and room temperature proved to be the most favorable conditions for the formation of adducts homodimeric, these being obtained in yields of 35-94% and reaction times between 24 and 20 days, isolated by liquid / liquid and via flash chromatography. Homodimers and other bioavaliados AMBH results were satisfactory to excellent IC50 for homodimeric adducts (IC50 126.20 to 0,50M). All homodimeric AMBH had higher bioactivity the corresponding AMBH, showing the success of the twin drugs approach against promastigote species of leishmania donovanii, reaching the impressive result, in the case of 49 homodimer be 393.1 times more active than the corresponding AMBH 56, being 1.24 more active than the anfoterinica B, and no reported toxicity exposure in red blood cells of human blood (iS> 400 against iS = 18.73 amphotericin B). These results show that 49 homodimer is a promising molecule in the search for new drug candidates. / Este trabalho foi realizado com o objetivo de sintetizar e bioavaliar a atividade de novos Adutos de Morita-Baylis-Hillman (AMBH) como potenciais candidatos a fármacos. Os AMBH foram sintetizados a partir da abordagem drogas gêmeas (twin drugs approach) e bioavaliados contra a forma promastigota Leishmania donovanii, uma espécie da forma visceral e mais grave da doença, a qual possui o fármaco utilizado para o tratamento acompanhado de grande toxicidade. Como aceptor de Michael para ser utilizado na reação de Morita-Baylis-Hillman (RMBH), foi sintetizado o diacrilato do etileno glicol (50) a partir da reação de esterificação entre o etileno glicol (65) e o ácido acrílico (66). A primeira RMBH investigada foi entre dois equivalentes 2-nitrobenzaldeído (57) e um equivalente do diacrilato 50, em acetonitrila como solvente na presença de DABCO, obtendo-se dois produtos: um aduto 67 e um aduto homodimérico 42. Nas investigações dos parâmetros experimentais da RMBH, o DMF, o DABCO e a temperatura ambiente mostraram ser as condições mais favoráveis para a formação dos adutos homodiméricos, sendo esses obtidos com rendimentos entre 35-94% e em tempos reacionais entre 24h e 20 dias, isolados por extração líquido/líquido e via cromatográfia flash. Os homodímeros e os demais AMBH bioavaliados tiveram resultados de satisfatórios a excelentes de CI50 para os adutos homodiméricos (CI50 126,20 a 0,50M). Todos os AMBH homodiméricos tiveram bioatividade superior aos AMBH correspondentes, evidenciando o sucesso da abordagem de drogas gêmeas contra a espécie promastigota da leishmania donovanii, chegando ao impressionante resultado, no caso do homodímero 49, ser 393,1 vezes mais ativo que o AMBH correspondente 56, sendo 1.24 mais ativo que a anfoterinica B, além de não apresentar toxicidade na exposição em glóbulos vermelhos do sangue humano (IS > 400, contra IS = 18,73 da anfotericina B). Estes resultados evidenciam que homodímero 49 é uma molécula promissora na busca de novos candidatos a fármacos.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-08-04T17:21:10Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 15443881 bytes, checksum: a81c2afaef7e1fccdeb2543bc340d5a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-04T17:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 15443881 bytes, checksum: a81c2afaef7e1fccdeb2543bc340d5a1 (MD5) Previous issue date: 2015-08-10 / Nitroaromatic compounds derived from Morita-Baylis-Hillman reaction (RMBH) have been tested in the treatment of most neglected diseases such as malaria, Chagas disease and leishmaniasis. An important experimental observation is the relation between biological activity (measured by IC50) and reduction potential of these compounds (estimated by the cathodic and anodic peak potentials determined by electroanalytical techniques), the latter directly connected to the reduction of the nitro group (-NO2 ). For this reason, electrochemical methods have been used in order to mimic the enzymatic bioreduction of these compounds, as reported by Vasconcellos et al. (J. Braz. Chem. Soc. 23:894, 2012). The objective of this work was to develop a computational protocol to predict the reduction potential in aprotic media to support the molecular modeling of new compounds with desired pharmacological activity. The developed direct protocol (for aprotic solvents) consists of performing DFT calculations with B98, PBE1PBE or M06-2X functionals with 6-31+G(d,p) basis set and C-PCM solvation method (with standard cavitation method UFF/VdW). The results show that it is possible to predict the experimental variation of the reduction potential of at least 70 % of confidence (in a range of experimental data of only 140 mV) with absolute average errors less than 45 mV (much less than the experimental uncertainty of the absolute reaction potential of hydrogen electrode, approximately 400 mV) and standard deviation of about 35 mV (inferior to 1,0 kcal/mol). The application of direct protocol for a series of 65 uncorrelated molecules, whose reduction potentials vary in a range of more than 6 V, provided a model with more than 99% of predictive power. From the application of the protocol to a series of 40 molecules, for which experimental results are not available, it was possible to predict that some of these structures may have more favorable potentials to bioreduction process than the systems used in the calibration step, which makes them candidates for new drugs. / Compostos nitroaromáticos derivados da reação de Morita-Baylis-Hillman (RMBH) vêm sendo testados no tratamento de doenças extremamente negligenciadas, tais como malária, doença de Chagas e leishmanioses. Uma importante observação experimental consiste na relação entre a atividade biológica (medida pelo IC50) e o potencial de redução (estimado pelos potencias de pico anódico e catódico determinados por técnicas eletroanalíticas) destes compostos, este último diretamente ligado à redução do grupo nitro (-NO2). Por esta razão, métodos eletroquímicos têm sido utilizados com o intuito de simular a biorredução enzimática destes compostos, como reportado por Vasconcellos e colaboradores (J. Braz. Chem. Soc. 23:894, 2012). O objetivo deste trabalho foi o de desenvolver um protocolo computacional para a predição de potenciais de redução em meio aprótico para auxiliar a modelagem molecular de novos compostos com a atividade farmacológica desejada. O protocolo direto desenvolvido (para solventes apróticos) consiste na realização de cálculos DFT com os funcionais B98, PBE1PBE ou M06-2X, com o conjunto de funções de base 6-31+G(d,p) e método de solvatação C-PCM (com o método de cavitação padrão UFF/VdW). Os resultados mostram que é possível prever a variação experimental do potencial de redução com pelo menos 70 % de confiança (em uma faixa de valores experimentais de apenas 140 mV) e erros médios absolutos inferiores a 45 mV (muito inferior à incerteza experimental do potencial de redução absoluto do eletrodo de hidrogênio, que é de cerca de 400 mV) e desvio-padrão de cerca de 35 mV (inferior a 1,0 kcal/mol). A aplicação do protocolo direto a uma série de 65 moléculas não-correlacionadas, cujos potenciais de redução variam em uma faixa de mais de 6 V, forneceu um modelo com mais de 99 % de poder preditivo. A partir da aplicação do protocolo a uma série de 40 moléculas, para as quais ainda não estão disponíveis resultados experimentais, foi possível prever que algumas destas estruturas podem possuir potenciais mais favoráveis ao processo de biorredução que os estudados na etapa de calibração, o que as tornam candidatos à novos fármacos.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1561006 bytes, checksum: 92830d9ef59f992edaa0a7616cdb4412 (MD5) Previous issue date: 2011-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study was conducted in order to develop the synthesis of new Morita-Baylis-Hillman adducts of (MBHA) water soluble (29-34) with potential parasitic activity, using glycerol (1) as raw material. Two synthetic routes were carried out producing twelve new MBHA (23 - 34), six of which have hydrophilic characteristics 29-34 (main target of the work) and six more hydrophobic 23 28 (as synthesis intermediates), and these intermediaries are also important for comparative studies of structure and biological activity (SAR). Starting from glycerol (1), we synthesize the 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl acrylates (21, 94%) and from this, two synthetic routes were investigated to produce the 29- 34 adducts. On Route 1, the adducts 29-34 were produced in one-step (54 - 82%) from the Michael acceptor 2,3-dihydroxypropyl acrylate 22, which was prepared in 100% yield from 21. In route 2, MBHA intermediates 23 - 28 were prepared directly from 21 (90 - 100%) and these adducts were subsequently processed in adducts 29-34 (70 - 90%). In the synthesis of adduct 32 was observed the formation of the Michael addition product 47 and Indolizines unprecedented 48 as co-products of synthesis and characterized only by CGMS during the synthetic route 2. All syntheses in this work were developed in industry standards convenient. The activation reaction by microwave irradiation (MW) was widely used in most steps of this synthetic work, leading to high chemical yields and reduced reaction times. / Este trabalho foi realizado no intuito de desenvolver a síntese de novos adutos de Morita-Baylis-Hillman (AMBH) hidrossolúveis (29-34) com potenciais atividades antiparasitárias, usando o glicerol (1) como matéria-prima. Duas rotas sintéticas foram desenvolvidas conduzindo a doze AMBH inéditos (23 - 34), dos quais seis possuem as características hidrofílicas 29-34 (alvo principal do trabalho) e as outras seis mais hidrofóbicas 23 - 28 (como intermediários de síntese), sendo que estes intermediários são também importantes para estudos comparativos entre estrutura e atividades biológicas (SAR). Partindo do glicerol (1), sintetizamos o acrilato de 2,2-dimetil-1,3-dioxalila (21, 94%) e a partir deste, duas rotas sintéticas foram investigadas para os adutos-alvo 29- 34. Na rota 1, os adutos 29-34 foram produzidos em uma única etapa sintética (54 - 82%) a partir do aceptor de Michael acrilato de 2,3- dihidroxipropila 22, que foi preparado em 100% de rendimento a partir de 21. Na rota 2, os AMBH intermediários 23 28 foram preparados em 90 - 100% diretamente de 21 e estes adutos foram subseqüentemente transformados nos adutos 29-34 (70 - 90%). Na síntese do aduto 32 foi observado a formação do produto de adição de Michael 47 e da indolizina inédita 48 como co-produtos de síntese e caracterizados apenas por CGMS, durante a rota sintética 2. Todas as sínteses neste trabalho foram desenvolvidas em padrões convenientes a indústria. A ativação reacional por irradiação de microondas (MO) foi amplamente utilizada na maioria das etapas sintéticas deste trabalho, conduzindo aos altos rendimentos químicos e aos tempos reacionais reduzidos.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 11661227 bytes, checksum: e157f4398306766375669b2e52ab9310 (MD5) Previous issue date: 2012-11-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, we describe the investigation of the Morita-Baylis-Hillman reaction in microwave reactor, under closed vessel conditions to prepare 40 adducts, six novel, using 30 aromatic aldehydes and isatin as electrophiles and acrylonitrile (62a) , methyl acrylate (2), hydroxyethyl acrylate (62b), 2,2-dimethyl-1 ,3-dioxalyl acrylate (62c) and 2,3-dihydroxypropyl acrylate (62d) as Michael acceptors catalyzed by 1, 4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO). Most adducts were synthesized efficiently in short reaction times and excellent yields (70-99%) using this reaction protocol. However, this synthetic methodology showed limitations for less reactive substrates due to formation of byproducts and in some cases the formation of the desired adduct was not obtained. The application of low temperatures and / or conventional room temperature protocol led to the adducts preparation in a chemoselective manner. We proved that the formation of 2-hydroxy (4-bromophenyl) methyl acrylate (43) is reversible at 120 ° C, which explains the restriction observed in the preparation of certain adducts using heating by microwave irradiation and successfully protocol employing temperature of 0º C. Preliminary evaluation of cytotoxic activity against cell lines of human leukemia HL-60 was performed, where the nitrilated isatin derivatives adducts (56a and 56b) were the most active. Preliminary studies of antimitotic activity in embryonic cells of sea urchin (Echinometra lucunter) performed with nitrilated adducts containing pyridine rings (49, 47, 20), nitro group (16, 38, 15) and bromine atom attached to the aromatic ring (42) revealed that except 47, all investigated adducts strongly inhibited stages of embryonic development of the first cleavage and morula. Moreover, experimental observations showed no inhibition of microtubule organization, induction of cell necrosis and toxicity of the adducts, suggesting that the blocking mechanism of action of protein synthesis and / or DNA. / Neste trabalho, nós descrevemos a investigação da reação de Morita-Baylis-Hillman em reator de micro-ondas, sob condições de vaso fechado para preparação de 40 adutos, sendo seis inéditos, utilizando 30 aldeídos aromáticos e a isatina como eletrófilos e acrilonitrila (62a), acrilato de metila (2), acrilato de hidroxietila (62b), acrilato de 2,2-dimetil-1,3-dioxalila (62c) e acrilato de 2,3-diidroxipropila (62d) como aceptores de Michael catalisada por 1,4-diazabiciclo [2.2.2] octano (DABCO). A maioria dos adutos foram sintetizados de forma eficiente em curtos tempos reacionais e excelentes rendimentos (70-99%) usando este protocolo reacional. No entanto, esta metodologia sintética apresentou limitações para substratos menos reativos, devido a formação de subprodutos e em alguns casos a não formação do aduto desejado. A aplicação de baixa temperatura e / ou protocolo convencional a temperatura ambiente conduziram a preparação dos adutos de forma quimiosseletiva. Provamos que a reação de formação do acrilato de 2-hidroxi(4bromofenil)metila (43) é reversível a 120° C, fato que explica a limitação observada na preparação de alguns adutos usando aquecimento por irradiação de micro-ondas e o sucesso no emprego de protocolo a temperatura de 0º C. A avaliação preliminar da atividade citotóxica contra linhagem de células de leucemia humana HL-60 foi realizada, onde os adutos nitrilados derivados da isatina (56a e 56b) foram os mais ativos. Estudos preliminares da atividade antimitótica em células embrionárias de ouriço do mar (Echinometra lucunter) realizados com adutos nitrilados contendo anéis piridínicos (49, 47, 20), grupo nitro (16, 38, 15) e átomo de bromo ligados ao anel aromático (42) revelaram que, exceto 47, todos os adutos investigados inibiram fortemente os estágios de desenvolvimento embrionário de primeira clivagem e mórula. Além disso, observações experimentais não demonstraram inibição da organização dos microtúbulos, indução de necrose celular e toxicidade por parte dos adutos, sugerindo como mecanismo de ação o bloqueio da síntese protéica e/ou de DNA.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4637140 bytes, checksum: f9c50e9a2115f5a805442d163ed54f1e (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Morita-Baylis-Hillman Adducts (MBHA) is a class of molecules studied by our research group on synthetic, theoretical and bioactivity aspects. In this work, we present Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) models involving 32 aromatic MBHA. Initially, the most stable conformations of thirty-two MBHA were investigated by theoretical methods, which were used to construct models. For this study, were obtained potential energy curves using AM1 semi-empirical method, considering rotational degrees of freedom (sigma bonds). From these curves, the less energy conformation to each molecule was selected and optimized at B3LYP/6- 31+G(d) level, considering solvent effects through Polarizable Continuum Model (PCM). Proton Nuclear Magnetic Ressonance data are in agreement with the conformational study. Intramolecular Hydrogen Bonds (IHB) are presents in the most of the studied compounds, according to structural characterization and QTAIM calculations. Curiously, compounds that showed hydrogen bonds involving the nitro and hydroxyl groups have the best values of biological activity (IC50). An explanation is based on redox mechanism of action of nitrocompounds. NBO (Natural Bond Orbital) charges and LUKO (Lowest Unoccupied Kohn-Sham Orbitals) analysis at the ortho-nitro group are in agreement with these analyses. Considering quantum calculations and structural observations, four descriptors were selected a priori and submitted to a QSAR study using PLS (Partial Least Squares) and MLR (Multiple Linear Regression) modeling. A second QSAR approach was made from the another set of descriptors obtained through the online platform E-DRAGON, which were submitted to a variable selection method. The quality parameters obtained for models indicate that both are robust and predictive. / Os Adutos de Morita-Baylis-Hillman (AMBH) compreendem uma classe de moléculas investigadas por nosso grupo de pesquisas nos aspectos sintéticos, teóricos e de bioatividade. Neste trabalho, apresentamos modelos de Relação Quantitativa entre a Estrutura Química e a Atividade Leishmanicida (QSAR) envolvendo 32 AMBH aromáticos. Deste modo, inicialmente foram investigadas as conformações mais estáveis de cada composto através de métodos teóricos, as quais foram utilizadas na construção dos modelos. Foram obtidas curvas de energia potencial utilizando o método semi-empírico AM1, considerando graus de liberdade rotacionais (ligações sigma). A partir destas curvas, a conformação de menor energia para cada molécula foi selecionada e otimizada ao nível B3LYP/6-31+G(d), considerando os efeitos do solvente aquoso usando PCM ( Polarizable Continuum Model ). Dados espectroscópicos de Ressonância Magnética Nuclear de prótons corroboraram o estudo conformacional. Ligações de Hidrogênio Intramoleculares (LHI) se mostraram presentes na maioria das moléculas estudadas, conforme caracterização estrutural e cálculos QTAIM ( Quantum Theory Atoms in Molecules ). Curiosamente, os compostos que apresentaram Ligações de Hidrogênio envolvendo o grupo nitro (NO2) e a hidroxila (OH) possuem melhores valores de atividade biológica (menor IC50). Uma explicação está baseada no mecanismo de ação redox de nitrocompostos. Observação das cargas NBO ( Natural Bond Orbitals ) e análise dos orbitais de fronteira LUKO ( Lowest Unoccupied Kohn-Sham Orbitals ) ao nível do grupo orto-nitro estão de acordo com estas análises. Considerando os cálculos quânticos, bem como observações estruturais, quatro descritores foram selecionados a priori e submetidos a um estudo QSAR ( Quantitative Structure- Activity Relationships ) utilizando modelagem PLS ( Partial Least Squares ) e MLR ( Multiple Linear Regression ). Uma segunda abordagem QSAR foi realizada a partir de outro conjunto de descritores obtidos através da plataforma online E-DRAGON, os quais foram submetidos ao método de seleção de variáveis OPS ( Ordered Predictor Selection ). Os parâmetros de qualidade obtidos para os modelos indicam que ambos são robustos e preditivos.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-08-29T12:39:56Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 2695338 bytes, checksum: a378ea64a8ee3f1da67dc243ed293db5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T12:39:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 2695338 bytes, checksum: a378ea64a8ee3f1da67dc243ed293db5 (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Despite advances in research oncology field, has been an increased incidence and mortality caused by cancer, consisting in a major public health problem. Literature reports, that Morita-Baylis Hillman adducts (MBHA) show promising biological activities, such as: antiparasitic, against Leishmania, Plasmodium sp. and Trypanosomes, as well as effect on sea urchin embryo development. To assess anticancer and anti-inflammatory potential of three AMBH: A2CN, and A3CN, A4CN, we used various biological models. In MTT assay, the adducts were potentially toxic to eight cancer cell lines tested (HL-60, MOLT-4, K562, K562-Lucena, MCF-7, HT- 29, L929 and B16F10), however A2CN was the most cytotoxic, with IC50 lower for most cells. Acute myeloid leukemia cells, HL-60 and MOLT-4, were more sensitive and A2CN had IC50 22 and 21 μM in these cells. In chronic myelogenic leukemia cells, K562 and Lucena, A2CN presented IC50 of 58 and 60 μM, respectively. A2CN has been less cytotoxic to normal cells in peripheral blood and normal human fibroblasts (FN1), and IC50 was 78 and 126 μM, respectively. The action mechanism induced by A2CN in K562 cells was studied at 15, 30 and 60 μM. The cell viability has not altered when analyzed with propidium iodide, using flow cytometry, showing that A2CN not induced necrosis in these cells. A2CN increased mitochondrial membrane depolarization by 20 % at highest concentration tested. Cytotoxicity of A2CN in K562 cells were related to cell cycle arrest in G1-phase at 15 μM, and Sphase at highest concentration (60 uM) and ROS production increased at the highest concentration tested. Cell cycle arrest in S-phase was related to high expression mRNA of p21, p27 and p53, together with decreased expression of cyclin D1. A2CN also augmented expression of Kv1.3 and Kv3.1 genes in K562 cells treated with 60 μM. In electrophysiological assays, using the whole-cell "patch clamp", A2CN (120 μM) promoted increase total K+ current in K562, and conductance K+ ion was elevated. The potassium channel blocker, 4-aminopyridine (4-AP) (1 mM) decreased the A2CN cytotoxicity in K562 cells analyzed by MTT reduction, indicating that K+ channels have been involved in its cytotoxicity. The in vitro anti-inflammatory activity of A2CN, A3CN and A4CN was evaluated in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. AMBHs did not reduced cell viability to concentration 20 μM, however, inhibited NO and ROS production induced by LPS. IL-1 β and IL-6 production was completely inhibited by 10 μM of AMBH, but no change in TNF-α levels. Expression of IL-1β and IL-6 genes were also altered by A2CN, A3CN and A4CN, but only A2CN was able to inhibit gene expression of cyclooxygenase-2 (COX-2). Therefore, it can be concluded that A2CN showed be potent anticancer activity, acting on molecular targets that are objects preclinical and clinical studies in oncology, such as p53, p21, p27 and cyclin D1, and proved to be a potent activator of potassium channels. Furthermore, adducts showed remarkable anti-inflammatory potential, a reduction of proinflammatory cytokines such as IL-1 β and IL-6 and COX-2 expression by A2CN. / Apesar dos avanços das pesquisas no campo da oncologia, existe um aumento na incidência do câncer e na mortalidade por esta doença, consistindo em um dos principais problemas de saúde pública. A literatura relata que os Adutos de Morita Baylis-Hillman (AMBH) apresentam atividades biológicas promissoras, tais como: antiparasitária, contra Leishmania sp., Plasmodium sp., e Trypanosoma cruzi, bem como, efeito no desenvolvimento de células embrionárias de ouriço-do-mar. Para avaliar o potencial anticâncer e anti-inflamatório de três AMBH: A2CN, A3CN e A4CN, utilizou-se vários modelos biológicos. Os resultados mostraram que no teste de redução do MTT, os adutos foram potencialmente citotóxicos para as oito linhagens cancerígenas testadas (HL-60, MOLT-4, K562, K562-Lucena, MCF-7, HT- 29, L929, B16F10), contudo A2CN foi o AMBH mais citotóxico, apresentando menor CI50 para a maioria das linhagens. As linhagens de leucemia mielóide aguda HL-60 e MOLT-4 foram as mais sensíveis, e A2CN apresentou CI50 de 22 e 21 μM nestas células. Nas células de leucemia mielóide crônica K562 e Lucena, A2CN apresentou CI50 de 58 e 60 μM, respectivamente. A2CN foi menos citotóxico para as células normais do sangue periférico e para a linhagem de fibroblastos humano normal (FN1), cuja CI50 foi de 78 e 126 μM, respectivamente. O mecanismo de ação de A2CN foi estudado nas células K562, nas concentrações de 15, 30 e 60 μM. A viabilidade da membrana celular não foi alterada, quando analisada com iodeto de propídeo em citômetro de fluxo, mostrando que, a molécula não induziu necrose nestas células. A2CN promoveu um aumento da despolarização da membrana mitocondrial em 20 %, na maior concentração testada, caracterizando um envolvimento da via intrínseca da apoptose. A atividade citotóxica de A2CN em K562 está relacionada à parada no ciclo celular na fase G1, a partir de 15 μM, e na fase S na maior concentração testada de 60 μM. A produção de ROS foi aumentada na maior concentração testada. A parada no ciclo celular na fase S está relacionada com o aumento na expressão do RNAm de p21, p27 e p53 e diminuição na expressão de ciclina D1. A expressão dos genes para Kv1.3 e Kv3.1 também foi aumentada nas células K562, tratadas com 60 μM. Nos ensaios eletrofisiológicos usando a técnica de whole-cell, “patch clamp”, A2CN (120 μM) promoveu um aumento na corrente total de K+ em K562, bem como, aumentou a condutância ao íon K+. O bloqueador de canal de potássio, 4-aminopiridina (4-AP) (1 mM) reduziu a citotoxicidade de A2CN nas células K562, analisadas pela redução do MTT, indicando que os canais de K+ estão envolvidos na citotoxicidade desta molécula. A atividade anti-inflamatória de A2CN, A3CN e A4CN, foi avaliada in vitro na linhagem de macrófagos Raw 264.7, estimulada com (1 μg/ml) de LPS. Os AMBH não reduziram a viabilidade das células até a concentração de 20 μM, contudo inibiram a produção de NO e a produção de ROS induzida pelo LPS a partir da menor concentração dos AMBH, de 2,5 μM. A produção das citocinas IL-1 e IL-6 foi completamente inibida por 10 μM dos AMBH, mas não houve alteração nos níveis de TNF-α. A expressão nos genes das citocinas IL-1 e IL-6, também foram alteradas por A2CN, A3CN e A4CN, porém, apenas A2CN foi capaz de inibir a expressão do gene da Ciclo-oxigenase-2 (COX-2). Isto posto, pode-se concluir que A2CN apresentou potente atividade anticâncer, atuando em alvos moleculares que são objetos de estudos pré-clínicos e clínicos na área oncológica, como p53, p21, p27 e ciclina D1, bem como demonstrou ser um potente ativador de canais de potássio. Além disso, os adutos apresentaram notável potencial anti-inflamatório, com diminuição de citocinas pró-inflamatórias como IL-1 e IL-6, e inibição da expressão de COX-2 por A2CN.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2013817 bytes, checksum: 3393f3576fe03283e4e7fd592df689eb (MD5) Previous issue date: 2013-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents microwave irradiation promoting synthetic studies that producing by the first time indolizine-2-carbonitrile (1) and indolizine-2-carboxylate (2) in good to high yields (70% and 81%, respectively) in one step from Morita-Baylis- Hillman adducts (MBHA) 2-(hydroxy(pyridin-2-yl)methyl)acrylonitrile (10) and methyl 2-(hydroxy(pyridin-2-yl)methyl)acrylate (9) respectively. These compounds were subsequently transformed in excellent yields on three 2-indolizine derivatives know in the literature. they are: indolizin-2-yl methanamine (5), 99%, indolizin-2-ylmethanol (6), 100%, indolizine-2-carboxylic acid (3), 100%, in new more three Indolizine, namely : tert-butyl (indolizin-2-ylmethyl) carbonate (7), 99% new, butyl-indolizine-2- carboxylate(4), 94% new, tert-butyl (indolizin-2-ylmethyl)carbamate (8), 86% new. All of the adducts were characterized by infrared physical methods, Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry and Nuclear Magnetic Resonance (1 H NMR and 13 C NMR).All syntheses were developed in this study appropriate industry standards. The reaction activation by microwave irradiation (MO) has been widely used in most synthetic stages of this work, leading to high chemical yields and reduced reaction times. The eight synthesized compounds were in silico designed aiming to present potential selective activities as modulators of ion channels. These activities were suggested by the high score values obtained by using Molinspiration cheminformatics program. / Este trabalho apresenta um estudo sintético promovido por irradiação de micro-ondas, produzindo pela primeira vez a 2-Indolizina-carbonitrila (1) e a 2- Indolizina-carboxilato de metila (2) em bons a altos rendimentos (70% e 81% de rendimentos respectivamente) em uma única etapa, a partir dos Adutos de Morita- Baylis-Hillman (AMBH) 2 (hidroxi(piridin-2-il)metil)acrilonitrila(10) e metil 2- (hidroxi(piridin-2-il)metil)acrilato(9) respectivamente. Estes compostos foram subseqüentemente transformados em excelentes rendimentos em mais três derivados 2-indolizínicos já conhecidos na literatura, a saber: indolizin-2-il metanamina (5), 99%, indolizin-2-il metanol (6), 100%, acido Indolizina-2- carboxílico(3), 100%, e mais três inéditos , a saber: terc-butil (indolizin-2-il metil) carbonato(7), 99% inédito , butil Indolizina-2-carboxilato (4), 94% inédito, e terc-butil (indolizin-2-il metil)carbamato (8), 86% inédito. Todos os Adutos foram caracterizados através dos métodos físicos de Infravermelho, Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas e Ressonância Magnética Nuclear (RMN1H e RMN13C). Todas as sínteses neste trabalho foram desenvolvidas em padrões convenientes a indústria. A ativação reacional por irradiação de microondas (MO) foi amplamente utilizada na maioria das etapas sintéticas deste trabalho, conduzindo aos altos rendimentos químicos e aos tempos reacionais reduzidos. Os oito compostos sintetizados foram idealizados in silico objetivando apresentarem potenciais atividades seletivas como moduladores de canais iônicos. Estas atividades foram sugeridas pelos altos valores obtidos de score usando o programa quimioinformático Molinspiration.