Nos últimos anos, questões ambientais têm merecido destaque na mídia nacional e internacional. A química tem uma grande participação nos dias atuais com os inúmeros produtos fundamentais à humanidade. A sua presença pode ser destacada desde diversos combustíveis aos mais complexos medicamentos. As reações de síntese orgânica devem ser guiadas por novas práticas mais sustentáveis. Nesse campo, tem-se o conceito da Green Chemistry ou Química Verde, que consiste na estratégia em desenvolver metodologias e processos que usem e gerem a menor quantidade de materiais tóxicos e/ou inflamáveis ou reaproveitáveis. Com o intuito de contribuir com a Química Verde, estudou-se a síntese de iminas que consistiu da primeira etapa do processo de aminação livre de solventes orgânicos e apresentaram rendimentos superiores a 95,0 %; gem-dicloroaziridinas foram preparadas a partir de inserção de diclorocarbeno em iminas em condições mínimas de solvente orgânico, utilizando como catalisador o KF/Al2O3 e com rendimentos superiores a 98,0%. As gem-dicloroaziridinas foram convertidas em amidas por hidrolise, na ausência de solvente e com rendimentos superiores a 98,0%. Dentro do conceito de Química Verde foram preparadas as seis iminas: N-benzilfenilmetanoimina, N-fenil-furilmetanoimina, N-fenilfenilmetanoimina, N-fenil-(4-metoxifenil)-metanoimina, N-benzil-(4-metoxifenil)metanoimina e N-furfurilfurilmetanoimina; duas gem-dicloroaziridinas: 2,2-dicloro-1,3-difenilaziridina e 1-benzil-2,2-dicloro-3-fenilaziridina e duas amidas: cloro-fenilacetanilida e N-benzil-cloro-fenilacetamida. / For the last years Environmental issues have deserved featured in the National and International media. Chemistry has had great participation on currently days with countless products which are fundamental to humanity. Its presence can be detached from various fuels to the most complex drugs.The organic synthesis reactions should be guided by more sustainable new practices. In this field, the Green Chemistry concept or (Química Verde) strategy which aims to develop methodology and and/or processes which use and generate the minimum quality of toxic inflammable material. With the purpose of contribute to green chemistry, we studied the synthesis of imines which consisted of the first stage of the process of amination, free of organic solvents and have yields higher than 95%; gem-dichloroaziridine were prepared from the imines insertion dichlorocarbene in a minimum of organic solvent conditions, using as catalyst KF/Al2O3 and yields higher than 98%. The gem-dichloroaziridines were converted to amides by hydrolysis in absence of solvent and yields higher than 98.0%. Within the concept of Green Chemistry were prepared six imines: N-benzyl- phenylmethanimine, N-phenyl-2- furylmethanimine, N-phenyl- phenylmethanimine, N-phenyl-(4-methoxyphenyl)methanimine, N-benzyl-(4-methoxyphenyl)metha-nimine,N-(2-furylmethyl)-2-furylmethanimine; two gem-dichloroaziridinas: 2,2-dichloro-1,3-diphenyla-ziridine and 1-benzyl-2,2-dichloro-3-phenylaziridine and two amides: chlorophenylacetanilide and N-benzyl-chloro-phenylacetamide.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-22Bitstream added on 2014-06-13T19:00:00Z : No. of bitstreams: 1 nascimento_jpr_me_rcla.pdf: 245177 bytes, checksum: 75cec65a1ce5a11f6c59a601556a2179 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O cupim subterrâneo Coptotermes gestroi (WASMANN, 1896) é uma das principais pragas responsável por danos econômicos em estruturas de madeira nas áreas urbanas do litoral e interior do sudeste brasileiro. A metodologia mais empregada no controle de cupins subterrâneos é a aplicação direta de inseticidas no solo, porém esse tipo de tratamento não é destinado à eliminação da colônia e sim a formar uma barreira química entre a fonte de alimento que está sendo consumida e a colônia dos cupins. Essa barreira química também não evita que alados infestem prédios na época da revoada, pois eles não terão contato com os inseticidas. Essas infestações podem continuar sendo subterrâneas em porões de edificações ou podem ser aéreas, onde os cupins nidificam em espaços entre os andares dos edifícios, pois estes locais oferecem o ambiente ideal para os cupins com água, abrigo e alimento. Uma estratégia alternativa que visa à eliminação da colônia dos cupins subterrâneos é a utilização da metodologia de isca. Nas iscas o ingrediente ativo é incorporado a substratos que contenham celulose, sendo assim, a quantidade de inseticida usado é mínima, pois ele não pode ser repelente e precisa ter ação lenta e as partes não consumidas das iscas podem ser removidas depois do tratamento. No presente estudo foram realizados bioensaios laboratoriais com C. gestroi para avaliar a toxicidade de cinco substâncias que foram sintetizadas tendo como modelo a molécula da sesamina, sendo duas amidas e três compostos piperonílicos. Adicionalmente, foi analisado um inibidor de síntese de quitina, representado pelo bistrifluron. Os resultados revelaram que para as duas amidas e composto piperonílico 1, apesar de serem tóxicos, seriam necessários novos bioensaios com concentrações acima de 10 000 ppm para verificar se ocorre o aumento da dose ingerida pelos cupins. / The subterranean termite Coptotermes gestroi (WASMANN, 1896) is a major urban pest that attacks wooden structures throughout southeastern Brazil. The most widely employed method to control subterranean termites is the direct application of insecticides on soil, however this method does not eliminate the colonies, but creates a chemical barrier between termites and their food. Moreover, this chemical barrier does not preclude infestation of buildings by alate reproductives during the reproductive season as they don’t come in contact with the insecticides. The infestation may remain underground at basements or in the spaces between the stories of the buildings, as these sites offer the ideal habitat for termites with water, protection and food. An alternative strategy eliminating subterranean termite’s colonies is the use of baits. In baits the insecticide is embedded in cellulose substrates, thus minimizing, the amount of insecticide used, which can’t be repellent and has to have slow mode of action, generating easily removable unconsumed wastes. In this study, we performed laboratory bioassays with C. gestroi to evaluate the toxicity of five substances that were synthesized with a model of the molecule of sesamine, being two amides and three piperonyl compounds. Additionally, was analyzed a chitin synthesis inhibitor, represented by bistrifluron. The results showed that the two amides and piperonyl compound 1, although toxic, would have to be tested at concentrations above 10 000 ppm to verify if there is an increase in the uptake of insecticide. Piperonyl compounds 3 and 5 shown to be effective at the concentration of 10 000 ppm, but new bioassays would be needed to confirm this results. Bistrifluron proved efficient to be used in baits, although causing a reduction in the intake of food by termites, but didn’t influence the effect of the insecticide... (Complete abstract click electronic access below)

A presente tese relata a síntese e a análise conformacional das: N-metóxi-N-metil- 2-feniltiopropanamidas 4\'-substituídas (I), N-metóxi-N-metil-2- fenilssulfinilpropanamidas 4\'-substituídas (II) e N-metóxi-N-metil-2- fenilssulfonilpropanamidas 4\'-substituídas (III), através da espectroscopia no Infravermelho na região da banda da carbonila (vco), apoiada por cálculos teóricos. A análise conformacional de (I) indicou, através de dados de DFT/cc-pVDZ a existência de um equilíbrio entre duas conformações gauche devido à ocorrência de uma forte interação orbitalar estabilizante π*co/σc-s nas mesmas. A série dos derivados sulfinilados (II) apresentou-se como um par de diastereoisômeros. A análise conformacional para o diast1 (par enantiomérico CRSS/CSSR), através do cálculo HF/6-31G** e IV, indicou a existência de um equilíbrio conformacional entre dois confôrmeros quasi-cis (q-c1 e q-c2) e outro gauche (g), sendo os confôrmeros quasi-cis (q-c1 e q-c2) mais estáveis devido à interação de transferência de carga Oσ-(CO)→Sσ+SO mais intensa do que a interação Oσ-(SO)→Cσ+CO presente no confôrmero gauche (g). A análise para o diast2 utilizando-se o cálculo HF/6-31G** indicou a presença dos confôrmeros quasi-gauche (q-g), e quasi-cis (q-c3) sendo o primeiro mais estável no estado gasoso por apresentar uma interação transferência de carga cruzada Oσ-(CO)→Sσ+SO e Oσ-(SO)→Cσ+CO. Os dados de cálculo HF/6-31G** para os derivados sulfonilados (III) indicaram um equilíbrio conformacional entre duas conformações gauche (g1 e g2) decorrente de uma interação Coulômbica e de transferência de carga cruzada Oδ-(SO2)→Cδ+CO e Oδ-(CO)→Sδ+SO2. A presente Tese também relata a obtenção de compostos ß-lactâmicos acilados no carbono C3 e C4. As N-metóxi-N-metil-2-feniltiopropanamidas-4\'-substituídas (I) agem como acilantes do anel ß-lactâmico (N-fenil-2-azetidinona) para obtenção dos derivados ß-lactâmico C3 acilados. A reação foi realizada com sucesso, contudo, a purificação dos compostos alvo não se mostrou eficaz obtendo-se apenas as 3-[2- (4\'-feniltio)propanoil]-N-fenil- e 3-[2-(4\'- clorofeniltio)propanoil]-N-fenil-2-azetidinonas através de um processo de cristalização. Para a obtenção dos derivados ß-lactâmicos C4 acilados utilizou-se a N-metóxi-N-metil-4-oxo-1-fenilazetidina-2- carboxamida como acilante dos carbânions derivados de 4\'-fenilmetilssulfóxidos [4\'-YPhS(O)CH3 Y= OMe, Me, H]. Esta reação forneceu as 1-fenil- (4-fenilssulfinilacetil- 3 4\'-substituídos)-2-azetidinonas correspondentes com bons rendimentos. A redução destas azetidinonas-sulfóxidos forneceu as azetidinonas-sulfetos correspondentes também com bons rendimentos / This thesis reports the synthesis and the conformational analysis of: N-methoxy-N- methyl-2-[(4\'-substituted)-phenylthio]-propanamides (I), N-methoxy-N-methyl-2-[(4\'- substituted)-phenylsulfinyl]-propanamides (II) and N-methoxy- N-methyl-2-[(4\'- substituted)-phenylsulfonyl]-propanamides (III) by Infrared spectroscopy through the analysis of the carbonyl stretching band supported by theoretical calculations. The conformational analysis of (I) through DFT computations have indicated the equilibrium of two gauche conformations due to a strong stabilizing π*co/σc-s orbital interaction. The group of sulfinyl derivatives (II) exist as a diastereomeric pair. The conformational analysis of diast1 (enantiomeric pair CRSS/CSSR) through IR and HF/6-31G** has shown the existence of an equilibrium between two quasi-cis (q-c1 and q-c2) and one gauche (g) conformers, being the quasi-cis conformers the more stable ones due to the Oσ-(CO)→Sσ+SO charge transfer interaction which in turn is stronger than the Oσ-(SO)→Cσ+CO orbital interaction which takes place in the gauche (g) conformer. As for diast2 the HF/6-31G** computations along IR data has indicated 2 the occurrence of the quasi-gauche (q-g) and quasi-cis (q-c ) conformers, being the former the more stable one in gaseous phase due to the Oσ-(CO)→Sσ+SO e Oσ-(SO)→Sσ+CO crossed charge transfer. The HF/6-31G** and vco data for the sulfonylated derivatives (III) have shown the existence of the equilibrium between two gauche (g1 and g2) conformations which are stabilized through Oδ-(SO2)→Cδ+CO and Oδ-(CO)→Sδ+SO2 electrostatic and charge transfer interactions. This Thesis also deals with the preparation of some C3 and C4 acylated ß-lactamic compounds. The N-methoxy- N-methyl-2-[(4\'-substituted)-phenylthio-propanamides (I) act as acylating agents of the ß-lactamic ring (N-phenyl-2-azetidinone) in order to obtain the C-3 acylated ß-lactamic derivatives. These reactions gave the target products contaminated with starting material in good yields except for the 3-[2- (4\'phenylthio)propanoyl]-N-phenyl- and 3-[2-(4\'-chlorophenylthio)propanoyl]-N- phenyl-2-azetidinones which were obtained in pure form after crystallization. As for the C-3 acylated ß-lactamic derivatives they were obtained from the reaction of N-methoxy-N-methyl-4-oxo-1-phenylazetidine-2-carboxamide and the appropriate carbanions of 4\'-substituted phenylmethylsulfoxides. This reaction gave the corresponding 1-phenyl- (4-substituted-phenylsulfinylacetyl)-2-azetidinones in good yields. The corresponding azetidinone-sulfides were obtained from the reduction of the azetidinone-sulfoxides.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Piplartine and piperine are alkaloids/amides isolated from Piper species. The activity of these compounds was initially evaluated on the brine shrimp lethality assay, sea urchin development, MTT assay using tumor cell lines, and hemolytic assay. Piperine showed a higher toxicity in brine shrimp than piplartine. Both piplartine and piperine inhibited the sea urchin development, but in this assay piplartine was more potent than piperine. In MTT assay, piplartine was also the most active with IC50 values ranging from 0.7 to 1.7 Âg/mL. None of the tested substances induced hemolysis. Since the piplartine showed the best results, its mode of action was studied. Viability of HL-60, K562, JUKART, and MOLT-4 cell lines were affected by piplartine only after an exposure time of 24h, as analyzed by the Trypan blue exclusion. Piplatine reduced the number of viable cells associated with an increasing of the number of non-viable cells, which corroborate data from morphologic analysis. The cytotoxic activity of piplartine was related to the inhibition of DNA synthesis, as revealed by the reduction of BrdU incorporation. Administration of piplartine or piperine (50 or 100 mg/kg/day) inhibited the solid tumor development in mice transplanted with Sarcoma 180. The inhibition rates were of 28.7 and 52.3% for piplartine and 55.1 and 56.8% for piperine at lowest and highest dose, respectively. Piplartine-antitumor activity was related to the tumor proliferation rate inhibition, as observed by reduction of Ki67 staining in tumor of the treated-animals. The histopathological analysis of liver and kidney showed that both organs were reversible affected by piplartine and piperine treatment, but in a different way. Piperine was more toxic to the liver while piplartine affected more the kidney. Thus, both amides may act as antitumor agents, although, they seem to act through different pathways. Piplartine activity seems to be related to direct cytotoxicity on tumor cells, while piperine presented a host mediated activity / Piplartina e piperina sÃo alcalÃides/amidas presentes em plantas do gÃnero Piper. A atividade desses compostos foi inicialmente avaliada atravÃs do ensaio de toxicidade aguda em Artemia sp., desenvolvimento de ovos de ouriÃo do mar, ensaio do MTT usando cÃlulas tumorais e ensaio hemolÃtico. A piperina apresentou toxicidade maior em Artemia sp. que a piplartina. Ambas inibiram o desenvolvimento de ouriÃo do mar, mas neste ensaio a piplartina foi mais potente que a piperina. No ensaio do MTT, a piplartina tambÃm foi a mais ativa com valores de CI50 variando de 0,7 a 1,7 Âg/mL. Nenhuma das substÃncias testadas induziu hemÃlise. O mecanismo de aÃÃo da piplartina foi, entÃo, estudado. A viabilidade de cÃlulas HL-60, K562, JUKART e MOLT-4 foi afetada por piplartina apenas apÃs de um perÃodo de exposiÃÃo de 24h, quando analisada por exclusÃo por azul de tripan. A piplatina reduziu o nÃmero de cÃlulas viÃveis associado com um aumento no nÃmero de cÃlulas nÃo-viÃveis, o que colabora com os achados da analise morfolÃgica, onde observou-se um aumento do nÃmero de cÃlulas mortas. A atividade citotÃxica da piplartina està relacionada com a inibiÃÃo da sÃntese de DNA, como revelado pela incorporaÃÃo do BrdU. A administraÃÃo de piplartina ou piperina (50 ou 100 mg/kg/dia) inibe o desenvolvimento de tumor sÃlido em camundongos transplantados com Sarcoma 180. A inibiÃÃo foi de 28,7 e 52,3% para piplartina e 55,1 e 56,8% para piperina na menor e maior dose, respectivamente. A atividade antitumoral da piplartina, mas nÃo da piperina, està relacionada com a inibiÃÃo da proliferaÃÃo do tumor, como observada pela reduÃÃo da marcaÃÃo com Ki67 em tumores de animais tratados. A analise histopatolÃgica do fÃgado e rins demostrou que ambos os ÃrgÃos foram reversivelmente afetados pelo tratamento com piplartina e piperina, mas de maneira diferente. A piperina foi mais tÃxica para o fÃgado, enquanto que a piplartina afetou mais os rins. Assim, ambas as amidas podem atuar como agentes antitumorais, embora, elas pareÃam atuar por vias diferentes. Sendo que a atividade da piplartina parece estar relacionada diretamente a sua aÃÃo citotÃxica, enquanto que a atividade da piperina sÃria mediada pelo hospedeiro.

O estudo fitoquímico dos extratos de plantas adultas e plântulas da espécie Piper reticulatum, coletada na Floresta Nacional de Carajás, levou ao isolamento de quatro amidas, incluindo diidrowisanidina, descrita previamente nesta espécie, wisanidina, (2E,4E)-N-isobutileicosa-2,4-dienamida, (3E,5E,14E)-N-pirrolidileicosa-3,5,14-trienamida (inédita em função da posição das insaturações da cadeia alquílica), uma lignana (siringaresinol) e uma nitrila (benzoato de cianobenzila), além de terem sido propostas as estruturas de oito amidas contendo longa cadeia alquílica, com base nos dados de cromatografia gasosa e líquida acoplada a espectrometria de massas. Os extratos e produtos naturais isolados foram avaliados quanto aos seus potenciais antifúngicos frente aos fitopatógenos Cladosporium cladosporioides e C. sphaerospermum e atividade inibidora da enzima acetilcolinesterase, sendo constatada forte atividade para as amidas em ambos ensaios, além de forte atividade para a nitrila contra C. sphaerospermum. Além disso, os extratos de plantas adultas e plântulas de P. reticulatum foram analisados através de EM (ESI+) e os dados analisados por PCA (análise dos componentes principais) e através de HCA (análise por agrupamento hierárquico) juntamente com a espécie P. amalago, filogeneticamente relacionada com P. reticulatum, P. crassinervium, P. solmsianum, P. fuligineum, P. gaudichaudianum, P. aduncum e P. tuberculatum, afim de uma distinção ou classificação de grupos seguindo parâmetros metabólicos. / The phytochemical study of extracts from adult plants and seedlings of the species Piper reticulatum, collected in the Carajás National Forest, afforded the isolation of four amides, including dihydrowisanidine, previously described from this species, wisanidine, (2E,4E)-N-2-isobutyleicosa-2,4-dienamide, (3E,5E,14E)-N-3,5,14-pyrrolidyleicosa-trienamide (novel based on the unsaturations position at the alkyl chain), a lignan (syringaresinol) and a nitrile (cianobenzyl benzoate) and, additionaly eigh amides containing long alkyl chain had their structures proposed based on gas and liquid chromatography coupled to mass spectrometry data. The extracts and the isolated natural products were evaluated for their potential antifungal activity against the phytopathogens Cladosporium cladosporioides and C. sphaerospermum and acetylcholinesterase inhibitory activity, being found strong activity for amides for both two tests, and strong activity for nitrile against C. sphaerospermum. In addition, extracts of adult plants and seedlings of P. reticulatum were analyzed by MS (ESI +) and by PCA (principal component analysis) and HCA (hierarchical cluster analysis) together with the species P. amalago, phylogenetically related to P. reticulatum, P. crassinervium, P. solmsianum, P. fuligineum, P. gaudichaudianum, P. aduncum and P. tuberculatum in order to distinguish or classify them according to the metabolic profile.

Neste trabalho, enzimas álcool-desidrogenases provenientes de fungos marinhos e a lipase imobilizada de Candida antarctica foram utilizadas para produção de compostos de interesse sintético e biológico. No capítulo 1, enzimas álcool-desidrogenases de fungos isolados da alga marinha Bostrychia radicans foram empregadas em reações de redução de cetonas fluoradas 1-5. Os fungos identificados como Botryosphaeria sp. CBMAI 1197, Eutypella sp. CBMAI 1196, Hidropisphaera sp. CBMAI 1194 e Xylaria sp. CBMAI 119 atuaram como biocatalisadores nestas reações levando à produção de álcoois com elevada pureza enantiomérica. O fungo Botryosphaeria sp. CBMAI 1197 destacou-se frente aos demais microrganismos, produzindo os álcoois (S)-2,2,2-trifluoro-1-feniletanol (1a) e (R)-1-(2,4,5-trifluorofenil)etanol (3a) com excelentes conversões (100% e 97%) e excessos enantioméricos (ee >99%). Este fungo também apresentou enzimas álcool-desidrogenases ativas frente a cetonas dicarboniladas 4-5, produzindo os álcoois 4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiol (4a) e 4,4,4-trifluoro-1-(2-naftalenil)-1,3-butanodiol (5a) com 100% de conversão em ambos os casos e com purezas enantioméricas respectivas a 99% e 97%. Este foi o primeiro estudo realizado no Brasil com fluorocetonas dicarboniladas e com os fungos isolados da alga marinha Bostrychia radicans. No capítulo 2, a lipase comercial de Candida antarctica foi o biocatalisador empregado em reações de aminólise entre os ésteres linoleato de etila (1) e salicilato de etila (3), a amina graxa N-dodecilamina (2) e os aminoálcoois (4-9). A amina graxa N-dodecilamina (2) também foi utilizada em reações com o linoleato de etila (1), onde a lipase de Candida antarctica produziu a respectiva amida graxa 10 com rendimentos superiores a 95%. Os aminoálcoois foram selecionados para reações com o salicilato de etila (3), onde a lipase exibiu quimiosseletividade pelo grupo amino, produzindo predominantemente amidas fenólicas (12-19) com rendimentos entre 23-68%. A enzima CALB apresentou quimiosseletividade reduzida na reação com o 5-aminopentanol (6) onde os produtos amida 14 e éster 15 foram obtidos com rendimentos de 44 e 33%, respectivamente. O produto 2-hidroxi-N-(2-hidroxipropil)benzamida (19) foi obtido com rendimento superior a 90% a partir da reação catalisada pela lipase de Candida antarctica. Este produto foi selecionado como intermediário para a síntese de uma molécula hidrofóbica 21 que apresenta o éster oleato de etila em sua constituição. O produto 21 foi obtido com 75% de rendimento. As amidas fenólicas 12-21 produzidas neste trabalho são derivadas do ácido linoleico (ômega 6) e do ácido salicílico, os quais apresentam propriedades emolientes e antioxidantes. Estes compostos são interessantes para a formulação de produtos cosméticos de aplicação cutânea. Neste processo biotecnológico as reações foram conduzidas na ausência de solventes orgânicos, evitando o tratamento de solventes voláteis e a formação de subprodutos. Os compostos foram analisados por Cromatografia líquida de alta eficiência e caracterizados por RMN (1H, 13C), EMAR e IV. A aplicação de reações de biocatálise seja através de células microbianas ou de enzimas isoladas foram muito promissoras na síntese de compostos orgânicos de interesse como álcoois enantiomericamente puros ou amidas graxas. / In this work, alcohol dehydrogenase (ADHs) enzymes from marine fungi and immobilized lipase from Candida antarctica were employed for the production of compounds of biological and synthetic interest. In chapter 1, ADHs of fungi isolated from the marine alga Bostrychia radicans were used in reduction reactions of fluorinated ketones 1-5. The fungi identified as Botryosphaeria sp. CBMAI 1197, Eutypella sp. CBMAI 1196, Hidropisphaera sp. CBMAI 1194 and Xylaria sp. CBMAI 119 acted as biocatalysts in these reactions leading to production of alcohols with high enantiomeric purity. The fungus Botryosphaeria sp. CBMAI 1197 presented highlighted compared to other microorganisms producing the alcohols (S)-2,2,2-trifluoro-1-phenylethanol (1a) and (R) -1 - (2,4,5-trifluorophenyl) ethanol (3a) with excellent conversions (100% and 97%) and enantiomeric excesses (ee > 99%). This fungus also exhibited ADHs enzymes active with dicarbonylateds ketones, leading to the production of the alcohols 4,4,4-trifluoro-1-phenylbutane-1,3-diol (4a) and 4,4,4-trifluoro-1-(naphthalen-2-yl)butane-1,3-diol -1,3-butanediol (5a) with conversions of 100% in both cases and enantiomeric excess of 99%-97%, respectively. This was the first study conducted with dicarbonilated fluoroketones 4-5 and with fungi isolated from the marine alga Bostrychia radicans in Brazil. In chapter 2, immobilized lipase from Candida antarctica was used as biocatalyst in the aminolysis reaction between esters of ethyl linoleate (1) and ethyl salicylate (3), the fatty amine N-dodecylamine (2) and the aminoalcohols (4-8). Six aminoalcohols were selected for reactions with ethyl salicylate (3), where the lipase exhibited chemoselectivity by the amino groups, producing predominantly phenolic amides in yields of 23-63%. The CALB exhibited um reduction in chemoselectivity in the reaction with 5-aminopentanol (6) where the amide 14 and ester 15 products were obtained with 44% and 33% yields. The product 2-hydroxy-N-(2-hydroxypropyl) benzamide (19) was obtained in yield greater than 90% from the reaction catalyzed by lipase from Candida antarctica. This product was selected as reagente for the synthesis of a hydrophobic molecule 21 presenting ester ethyl oleate in its constitution. The product 21 was obtained in 75% yield. The phenolic amides 12-21 produced in this work are derived from linoleic acid (omega 6) and salicylic acid, which presents emollient and antioxidants properties. These compounds are interesting for the formulation of cosmetic products for skin application. In this biotechnological process, the reactions were carried out under solvent-free conditions and vacum, avoiding the treatment of volatile solvents and by-product formation. The compounds were analyzed by high performance liquid chromatography and characterized by NMR (1H, 13C), IR and HRMS. Applying biocatalysis reactions, either through microbial cells or isolated enzymes were promising for the synthesis of organic compounds such as enantiomerically pure alcohols and fatty phenolic amides.

Neste trabalho, enzimas álcool-desidrogenases provenientes de fungos marinhos e a lipase imobilizada de Candida antarctica foram utilizadas para produção de compostos de interesse sintético e biológico. No capítulo 1, enzimas álcool-desidrogenases de fungos isolados da alga marinha Bostrychia radicans foram empregadas em reações de redução de cetonas fluoradas 1-5. Os fungos identificados como Botryosphaeria sp. CBMAI 1197, Eutypella sp. CBMAI 1196, Hidropisphaera sp. CBMAI 1194 e Xylaria sp. CBMAI 119 atuaram como biocatalisadores nestas reações levando à produção de álcoois com elevada pureza enantiomérica. O fungo Botryosphaeria sp. CBMAI 1197 destacou-se frente aos demais microrganismos, produzindo os álcoois (S)-2,2,2-trifluoro-1-feniletanol (1a) e (R)-1-(2,4,5-trifluorofenil)etanol (3a) com excelentes conversões (100% e 97%) e excessos enantioméricos (ee >99%). Este fungo também apresentou enzimas álcool-desidrogenases ativas frente a cetonas dicarboniladas 4-5, produzindo os álcoois 4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiol (4a) e 4,4,4-trifluoro-1-(2-naftalenil)-1,3-butanodiol (5a) com 100% de conversão em ambos os casos e com purezas enantioméricas respectivas a 99% e 97%. Este foi o primeiro estudo realizado no Brasil com fluorocetonas dicarboniladas e com os fungos isolados da alga marinha Bostrychia radicans. No capítulo 2, a lipase comercial de Candida antarctica foi o biocatalisador empregado em reações de aminólise entre os ésteres linoleato de etila (1) e salicilato de etila (3), a amina graxa N-dodecilamina (2) e os aminoálcoois (4-9). A amina graxa N-dodecilamina (2) também foi utilizada em reações com o linoleato de etila (1), onde a lipase de Candida antarctica produziu a respectiva amida graxa 10 com rendimentos superiores a 95%. Os aminoálcoois foram selecionados para reações com o salicilato de etila (3), onde a lipase exibiu quimiosseletividade pelo grupo amino, produzindo predominantemente amidas fenólicas (12-19) com rendimentos entre 23-68%. A enzima CALB apresentou quimiosseletividade reduzida na reação com o 5-aminopentanol (6) onde os produtos amida 14 e éster 15 foram obtidos com rendimentos de 44 e 33%, respectivamente. O produto 2-hidroxi-N-(2-hidroxipropil)benzamida (19) foi obtido com rendimento superior a 90% a partir da reação catalisada pela lipase de Candida antarctica. Este produto foi selecionado como intermediário para a síntese de uma molécula hidrofóbica 21 que apresenta o éster oleato de etila em sua constituição. O produto 21 foi obtido com 75% de rendimento. As amidas fenólicas 12-21 produzidas neste trabalho são derivadas do ácido linoleico (ômega 6) e do ácido salicílico, os quais apresentam propriedades emolientes e antioxidantes. Estes compostos são interessantes para a formulação de produtos cosméticos de aplicação cutânea. Neste processo biotecnológico as reações foram conduzidas na ausência de solventes orgânicos, evitando o tratamento de solventes voláteis e a formação de subprodutos. Os compostos foram analisados por Cromatografia líquida de alta eficiência e caracterizados por RMN (1H, 13C), EMAR e IV. A aplicação de reações de biocatálise seja através de células microbianas ou de enzimas isoladas foram muito promissoras na síntese de compostos orgânicos de interesse como álcoois enantiomericamente puros ou amidas graxas. / In this work, alcohol dehydrogenase (ADHs) enzymes from marine fungi and immobilized lipase from Candida antarctica were employed for the production of compounds of biological and synthetic interest. In chapter 1, ADHs of fungi isolated from the marine alga Bostrychia radicans were used in reduction reactions of fluorinated ketones 1-5. The fungi identified as Botryosphaeria sp. CBMAI 1197, Eutypella sp. CBMAI 1196, Hidropisphaera sp. CBMAI 1194 and Xylaria sp. CBMAI 119 acted as biocatalysts in these reactions leading to production of alcohols with high enantiomeric purity. The fungus Botryosphaeria sp. CBMAI 1197 presented highlighted compared to other microorganisms producing the alcohols (S)-2,2,2-trifluoro-1-phenylethanol (1a) and (R) -1 - (2,4,5-trifluorophenyl) ethanol (3a) with excellent conversions (100% and 97%) and enantiomeric excesses (ee > 99%). This fungus also exhibited ADHs enzymes active with dicarbonylateds ketones, leading to the production of the alcohols 4,4,4-trifluoro-1-phenylbutane-1,3-diol (4a) and 4,4,4-trifluoro-1-(naphthalen-2-yl)butane-1,3-diol -1,3-butanediol (5a) with conversions of 100% in both cases and enantiomeric excess of 99%-97%, respectively. This was the first study conducted with dicarbonilated fluoroketones 4-5 and with fungi isolated from the marine alga Bostrychia radicans in Brazil. In chapter 2, immobilized lipase from Candida antarctica was used as biocatalyst in the aminolysis reaction between esters of ethyl linoleate (1) and ethyl salicylate (3), the fatty amine N-dodecylamine (2) and the aminoalcohols (4-8). Six aminoalcohols were selected for reactions with ethyl salicylate (3), where the lipase exhibited chemoselectivity by the amino groups, producing predominantly phenolic amides in yields of 23-63%. The CALB exhibited um reduction in chemoselectivity in the reaction with 5-aminopentanol (6) where the amide 14 and ester 15 products were obtained with 44% and 33% yields. The product 2-hydroxy-N-(2-hydroxypropyl) benzamide (19) was obtained in yield greater than 90% from the reaction catalyzed by lipase from Candida antarctica. This product was selected as reagente for the synthesis of a hydrophobic molecule 21 presenting ester ethyl oleate in its constitution. The product 21 was obtained in 75% yield. The phenolic amides 12-21 produced in this work are derived from linoleic acid (omega 6) and salicylic acid, which presents emollient and antioxidants properties. These compounds are interesting for the formulation of cosmetic products for skin application. In this biotechnological process, the reactions were carried out under solvent-free conditions and vacum, avoiding the treatment of volatile solvents and by-product formation. The compounds were analyzed by high performance liquid chromatography and characterized by NMR (1H, 13C), IR and HRMS. Applying biocatalysis reactions, either through microbial cells or isolated enzymes were promising for the synthesis of organic compounds such as enantiomerically pure alcohols and fatty phenolic amides.

O extrato bruto (DCM:MeOH 2:1) das raízes de Piper crassinervium foi submetido a fracionamentos cromatográficos resultando no isolamento e identificação de oito substâncias, sendo estas uma flavanona (5,4\'-diidroxi-7-metoxiflavanona [isosakuranetina]), duas hidroquinonas preniladas (1,4-diidroxi-2-[3\',7\'-dimetil-1\'-oxo-2\'-E-6\'-octadienil]-benzeno e 1,4-diidroxi-2-[3\',7\'-dimetil-1\'-oxo-2\'-Z-6\'-octadienil]-benzeno), um cromeno (ácido-2-metil-2-[4\'-metil-3\'-pentenil]2H-1-benzopirano-6-carboxílico), um derivado prenilado do ácido benzóico (ácido 4-hidroxi-3-[3\',7\'-dimetil-1\'-oxo-octa-2\'-E-6\'-dienil]-benzóico), uma amida isobutílica (piperlonguminina) e duas amidas piperidínicas (piperina e diidropiperina). As substâncias isoladas tiveram suas estruturas químicas determinadas por experimentos de espectrometria de massas, RMN de 1H e 13C e comparadas com os dados da literatura. / The crude extracts of the roots of Piper crassinervium was submitted to chromatographic steps yielding eight compounds including a flavanone (5,4\'-dihydroxy-7-methoxyflavanone [isosakuranetin]), two prenylated hydroquinones (1,4-dihydroxy-2-[3\',7\'-dimethyl-1\'-oxo-2\'-E-6\'-octadienyl]-benzene and 1,4-dihydroxy-2-[3\',7\'-dimethyl-1\'-oxo-2\'-Z-6\'-octadienyl]-benzene), one chromene (2-methyl-2-[4\'-methyl-3\'-pentenyl]-2H-1-benzopyran-6-carboxylic acid), one prenylated derivative of benzoic acid (4-hydroxy-3-[3\',7\'-dimethil-1\'-oxo]2\'-E-6\'-octadienyl-benzoic acid), one isobutyl amide (piperlonguminine) and two piperidine amides (piperine and dihydropiperine). The structures of the isolated compounds were determined by mass spectrometry, 1H and 13C NMR data by comparison with the literature data.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-02-24T14:21:28Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 7731405 bytes, checksum: 68a495488b791e03507898e6666f5361 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-24T14:21:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 7731405 bytes, checksum: 68a495488b791e03507898e6666f5361 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / The genus Piper is the largest the family Piperaceae, its species are distributed especially in neotropical region of the globe. The phytochemical research of Piper species originated numerous scientific papers in many parts of the world, which led to the isolation of many bioactive compounds such as kavalactones, lignoids, chromones, flavonoids and chalcones, terpenes, steroids, prenylated benzoic acids, aristolactams, phenylpropanoids and amides. Piper arboreum is an erect shrub with about 4.0 meters high. It is popularly known as “fruto de morcego”, “alecrim-de-Angola”, “pau-de-Angola” or “beto-preto” and used in Brazil, in the form of decoction for the treatment of rheumatism, bronchitis, flu and colds and used against venereal and urinary tract diseases. This work reports the phytochemical study of the leaves and stem of P. arboreum Aublet. Using usual chromatographic methods and spectroscopic techniques of IR, MS, 1H and 13C NMR and comparison with the literature data it was possible to isolate and identify from the leaves and stem of Piper arboreum, a mixture of steroids: β-sitosterol and stigmasterol, four aristolactams: Piperolactam A, Piperolactam B, Piperolactam C and Cefaronone B, three phenylpropanoids: 3,4,5-trimethoxyphenyl-propanoic acid, 3,4-dimethoxyphenyl-propanoic acid and 3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenyl-propanoic acid and three amides: Arboreumine, N-(12,14-dimethoxy-13-hydroxydihydrocinamoil)-3-pyridin-2-one and N-[12-(15,16-methylenedioxyphenyl)-8( E),10 (E) -heptadienoil-pyrrolidine. The last two compounds are being reported for the first time in the literature. / O gênero Piper é o maior da família Piperaceae, suas espécies estão distribuídas especialmente na região neotropical do globo terrestre. A investigação fitoquímica de espécies de Piper originou inúmeros trabalhos científicos em várias partes do mundo, o que levou ao isolamento de diversos compostos bioativos tais como cavalactonas, lignoides, cromonas, flavonoides e chalconas, terpenos, esteroides, ácidos benzoicos prenilados, aristolactamas, fenilpropanoides e amidas. Piper arboreum é um arbusto ereto de aproximadamente 4,0 metros de altura. Popularmente é conhecida como fruto de morcego, alecrim-de-Angola, pau-de-Angola ou beto-preto e utilizada no Brasil na forma de decocto para o tratamento de reumatismo, bronquite, gripe e resfriado e empregada contra doenças venéreas e do trato urinário. Este trabalho reporta o estudo fitoquímico das folhas e caule de P. arboreum Aublet. Utilizando-se métodos cromatográficos usuais e técnicas espectroscópicas de IV, EM e RMN de 1H e 13C uni e bidimensionais e a comparação dos dados com a literatura foi possível isolar e identificar das folhas o e do caule de Piper arboreum, uma mistura de esteroides: β-sitosterol e estigmasterol, quatro aristolactamas: Piperolactama A, Piperolactama B, Piperolactama C e Cefaronona B, três fenilpropanoides: Ácido 3,4,5-trimetoxifenil-propanóico, Ácido 3,4,-dimetoxifenil-propanóico e Ácido 3,5-dimetoxi-4-hidroxifenil-propanóico e três amidas: Arboreumina, N-(12,14-dimetoxi-13-hidroxidihidrocinamoil)-3-piridin-2-ona e N-[12-(15,16-metilenedioxifenil)-8(E),10(E)-heptadienoil-pirrolidina. Os dois últimos compostos estão sendo relatados pela primeira vez na literatura.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A piplartina à um alcalÃide/amida conhecido encontrado em espÃcies do gÃnero Piper com propriedade citotÃxica interessante. Para avaliar o seu potencial antineoplÃsico, um estudo farmacolÃgico de suas propriedades anticÃncer foi realizado em vÃrios modelos biolÃgicos. A piplartina apresentou potente atividade citotÃxica em todas as linhagens tumorais testadas. Por comparaÃÃo da citotoxicidade de molÃculas com estruturas relacionadas com a piplartina, foi identificado que a presenÃa da carbonila α,β-insaturada do anel amÃdico à essencial para a sua atividade citotÃxica. Em cÃlulas mononucleares de sangue perifÃrico de doadores saudÃveis expostas a piplartina, foi observada apenas fraca atividade citotÃxica. Adicionalmente, a piplartina induziu apoptose em cÃlulas leucÃmicas HL-60, com participaÃÃo da via intrÃnseca, de maneira dependente da concentraÃÃo, como observado pelo padrÃo de morfologia celular, integridade da membrana citoplasmÃtica, alteraÃÃo no potencial transmembrÃnico da mitocÃndria e aumento da fragmentaÃÃo do DNA. Na anÃlise do ciclo celular, foi observado bloqueio na fase G2. A piplartina foi capaz de induzir dano ao DNA em cÃlulas V79, como observado pelo ensaio do cometa alcalino e neutro. Seu mecanismo de aÃÃo genotÃxico parece ser semelhante ao da sua atividade citotÃxica. NÃo foi observada atividade mutagÃnica, com ou sem ativaÃÃo metabÃlica (S9), nas linhagens de Salmonella (modelo procariÃtico) testadas. Por outro lado, a piplartina foi mutagÃnica e recombinogÃnica em linhagens de Saccharomyces cerevisiae (modelo eucariÃtico). Isto pode ser explicado pela diferenÃa fisiolÃgica entre a enzima topoisomerase II de eucariÃticos e procariÃticos, refletindo uma possÃvel interferÃncia da piplartina sobre a atividade desta enzima. No ensaio do micronÃcleo in vivo, a piplartina induziu aumento da freqÃÃncia de micronÃcleo na maior dose testada (100 mg/kg). Entretanto, nÃo alterou a proporÃÃo de eritrÃcitos policromÃticos/normocromÃticos. Em estudo farmacocinÃtico, um mÃtodo bioanalÃtico por LC-MS/MS foi desenvolvido e validado para a quantificaÃÃo da piplartina em plasma de ratos. O mÃtodo apresentou-se linear, sensÃvel, preciso e exato. No estudo de disposiÃÃo cinÃtica, a piplartina apresentou um perfil de absorÃÃo tÃpico de um modelo monocompartimentado. Adicionalmente, os nÃveis plasmÃticos sÃo compativeis com o valor obtido na citotoxicidade in vitro o que nos leva a propor que a atividade anticÃncer da piplartina deve-se as suas propriedades citotÃxica direto. No ensaio de atividade antitumoral, a combinaÃÃo da piplartina com o 5-fluourouracil levou a um aumento da inibiÃÃo do crescimento in vitro e in vivo. AlÃm disso, anÃlises hematolÃgicas mostraram leucopenia apÃs tratamento dos animais com o 5-fluourouracil, o qual foi revertido pela combinaÃÃo com a piplartina. Esses dados sugerem que a piplartina apresenta um potencial anticÃncer promissor / Piplartine is a known alkaloid/amide from Piper species with interesting cytotoxic properties. In order to understand the antineoplasic potential of piplartine, a pharmacological study was performed in several biological models. Piplartine displayed potent cytotoxicity against all cancer cell lines. By comparing the cytotoxicity of selected molecules that differ in structural elements, it was identified that the presence of the α,β-unsaturated carbonyl moiety of the amide ring is an important structural requirement for cytotoxic activity. In healthy peripheral blood mononuclear cells exposed to piplartine, it was observed only weak cytotoxic activity. Moreover, piplartine treatment induced apoptosis in HL-60 cells, by the intrinsic pathway, in a dose-dependent manner, as observed by morphology and cytoplasmatic membrane integrate changes, alteration in mitochondrial membrane potential and an increase in internucleosomal DNA fragmentation. In the cell cycle analysis, piplartine induced G2 cell cycle arrest. Piplartine treatment induced DNA strand breaks in V79 cells, as detected by neutral and alkaline comet assay. Its genotoxic mechanism of action seems to be similar to its cytotoxic activity. No mutagenic effect, with or without metabolic activation (S9 mix), in Salmonella strains (prokaryotic model) was observed under experimental conditions. On the other hand, piplartine was mutagenic and recombinogenic in Saccharomyces cerevisiae assays (eukaryotic model). This can be explained due to the differences in physiological between eukaryote and prokaryote DNA topoisomerase II, reflecting a possible interference of piplartine upon this enzyme activity. In vivo micronucleus test, piplartine increased in the levels of micronuclei in the highest dose tested (100 mg/kg). Nevertheless, no bone marrow cytotoxicity was found after piplartine-treated animals as observed by the polychromatic/normochromatic erythrocyte ratio. In pharmacokinetic study, a LCâMS/MS bioanalytical method for the determination of piplartine in rat plasma was established. The method developed shows great linearity and low quantification limit; precision and accuracy were within the acceptable ranges for bioanalytical purposes. In the concentrationâtime profiles, piplartine showed absorption kinetic of a monocompartimental model. Additionally, the plasma levels are compatible with the in vitro cytotoxicity which leads us to propose that the anticancer activity of piplartine is due to its direct cytotoxic properties. In antitumor assay, the combination of piplartine with 5-fluourouracil led to an in vitro and in vivo increasing of the tumor growth inhibition. In addition, hematological analysis showed leukopenia after 5-fluourouracil treatment, which was reversed by the combined use of piplartine. These data suggest that piplartine has promising anticancer potential