Neste trabalho foi realizada a síntese da 5-laurilamino-8-hidróxi-1,4- naftoquinona (2) e o estudo da sua complexação com os metais de transição Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(II), Cr(III) e Pd(II). A síntese do composto (2) foi realizada a partir da 5-amino-8-hidróxi- 1,4-naftoquinona (1) com cloreto de laurila à temperatura ambiente usando dioxano como solvente. A síntese dos complexos metálicos derivados de (2) foi realizada pela adição de solução etanólica do sal do metal na solução etanólica do ligante. Em todos os casos foi obtido um precipitado de cor azul escura. A caracterização espectroscópica do composto (2) indica que a cadeia longa está ligada ao átomo de nitrogênio e, que em seus complexos, ele encontra-se coordenado aos metais na proporção de 2L: 1 M para os metais Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(lI) e 3L: 1 M para o Cr(III). Os dados de espectroscopia na região do infravermelho sugerem que o ligante esteja coordenado através dos átomos de oxigênios nos carbonos C1 e Ca. A caracterização do composto (2) e dos complexos foi ainda realizada através das seguintes técnicas: espectroscopia na região do ultra-violeta (UV-Vis), espectrometria de massas, ponto de fusão, ressonância magnética nuclear de 1 H e 13C, análise elementar, análise termogravimétrica (TGA), ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e condutividade elétrica molar. Para confirmar o sítio de coordenação proposto, foi sintetizado e caracterizado o derivado acetilado do composto (2), o 5-laurilamino-8- acetóxi-1 ,4-naftoquinona (3). A presença do acetato deve bloquear o sítio de coordenação citado acima. Observou-se, no entanto, que não houve formação de complexos pela reação entre a 5-laurilamino-8-acetóxi-1,4- naftoquinona (3) e os sais dos metais. Comprovou assim, ser verdadeira a proposta anterior e que o próton ligado ao átomo de nitrogênio não é desprotonado e portanto, este não é um sítio viável para complexação. A atividade biológica foi testada, entretanto os resultados não são conclusivos, devido à baixa solubilidade dos complexos. É difícil também concluir sobre as características de cristal líquido, uma vez que o ponto de fusão dos complexos é muito elevado e as cores são intensas. / In this work was developed the synthesis of 5-laurylamino-8-hydroxy- 1,4-naphthoquinone and the study of its complexation with the transition metais Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(II), Cr(III) and Pd(II). The synthesis of compound (2) was done from the reaction of 5-amino- 8-hydroxy-1,4-naphthoquinone (1) with laurila-chloride using dioxane as solvent at room temperature. The synthesis of the complexes of this ligand with the transition metais was done by addition of an ethanolic solution of the metal salts into an ethanolic solution of the ligand. In ali cases a dark precipitate was obtained. The spectroscopic characterization of the ligand indicates that the long chain is bonded to the nitrogen atom. The ligand is coordenated to the metais in the ratio 2L:1M for the metais: Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(lI) and 3L:1M for Cr(III). The spectroscopic data in the IR region suggest that the ligand is coordinated through the oxigen atoms of the carbon atoms C1 and Ca. The techniques used for the characterization of the compound (2) and its complexes were: UV-visible spectroscopy, mass spectrometry, melting point, 1H and 13C NMR, elemental analysis, thermal analysis (TGA), electron paramagnetic resonance (EPR) and molar electrical conductivity. In order to prove the coordination site, compound (3), 5-laurylamino-8- acetyl-1,4-naphthoquinone was synthesized and characterized. The presence of acetate appears to block the coordination site mensioned above. The abscence of complexation between the reaction of 5-laurylamino-8- acetyl-1,4-naphthoquinone (3) and the metal salts proved that the above hypothesis was correct. Although the biological activity was tested the results were not conclusive due to the low solubility of complexes. Also, it was difficult to draw any conclusion about the liquid crystal behavior of the compund since their melting point were too hight and their colours too intense.

Foram preparados novos derivados diferentemente substituídos da 3,5,8- triidróxi-4-imino-1 (4H)naftalenona. Estes novos derivados foram obtidos através de reações de acilação com cloretos de acila de cadeias lineares longas e de condensação com cetonas. Os novos derivados sintetizados foram testados quanto as suas utilidades potenciais como antibióticos, cristais líquidos e capacidade de complexação com metais de interesse analítico ou biológico. Estudou-se, também, reações de obtenção de novos derivados da 5-amino- 8-hidróxi-1 ,4-naftoquinona. / It has been prepared some new derivatives of 3.5.8-triidroxi-4-imino- 1 (4H)naphthalenone. This new derivatives were obtained through acylation reactions with acyl halides of long linear chains and condensation with ketones. The new sintetized derivatives have been submitted to some tests related with their potential use as antibiotics, liquid crystals and ability to complexate with metais of biological or analitical interest. We had also studied some reactions to obtain new derivatives of 5-amino- 8-hidroxi-1,4-naphthoquinone.

Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-10-02T15:19:11Z No. of bitstreams: 1 Michelle Casal Fernandes.pdf: 12707205 bytes, checksum: 040075e6235acdaf47b50c64d61e086a (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-02T15:19:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Michelle Casal Fernandes.pdf: 12707205 bytes, checksum: 040075e6235acdaf47b50c64d61e086a (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, representa um sério problema de Saúde Pública na América Latina, cujo tratamento clínico é insatisfatório. Nesse contexto, muitos esforços têm sido dirigidos para o desenvolvimento de novas drogas visando o tratamento desta doença negligenciada. Na medicina popular, produtos naturais ricos em naftoquinonas têm sido utilizados no combate de diferentes doenças parasitárias. Nosso grupo vem investigando a atividade de naftoquinonas e derivados sobre formas tripomastigotas de T. cruzi. No presente estudo, dentre 32 hidroxinaftoquinonas que tiveram sua atividade tripanocida avaliada, o composto 1C foi o mais ativo (IC50/24h=77,3 ±6,8 μM). Estudos prévios do nosso grupo com outra classe de derivados de naftoquinonas apontaram para a naftoquinona triazólica (NT) como um composto promissor, sendo esta mais ativa que a droga padrão benznidazol. Nesta dissertação, o mecanismo de ação de NT foi estudado, sendo observados danos ultraestruturais em epimastigotas como a ruptura dos reservosomos, blebbing da membrana flagelar, desorganização do Golgi, aparecimento de estruturas membranares concêntricas no citosol e parasitos anormais com múltiplos flagelos. Diferentemente do tratamento com outras naftoquinonas, NT não induziu alterações na mitocôndria, dado este confirmado pela análise do potencial de membrana mitocondrial (Δm) por citometria de fluxo. Pela mesma técnica, ainda foram demonstrados o efeito de NT no bloqueio da mitose e no aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). O principal fenótipo induzido pelo tratamento com essa naftoquinona foi o aparecimento de perfis de retículo endoplasmático envolvendo organelas, que juntamente com o aumento da marcação com monodansilcadaverina (MDC) observado, sugere a autofagia como parte do mecanismo de ação tripanocida da NT. O T. cruzi apresenta-se em três diferentes formas evolutivas e durante seu ciclo de vida é exposto a condições físico-químicas adversas como variações no pH e escassez de nutrientes. A avaliação do efeito de tais condições se constituiu em um dos objetivos deste estudo. Análises por citometria de fluxo demonstraram que epimastigotas submetidos a estresse de pH e escassez nutricional apresentaram um aumento na produção de EROs, sendo também observada uma queda do Δm apenas após estresse de pH. A microscopia eletrônica de transmissão revelou um inchaço mitocondrial com desorganização das cristas, presença de estruturas membranares concêntricas citosólicas e no interior de organelas, perfis de retículo endoplasmático envolvendo estruturas subcelulares, perda de eletrondensidade dos reservosomos com invaginação da sua membrana e intensa vacuolização citoplasmática. Estes fenômenos característicos de autofagia, reforçados pela ausência de ruptura de membrana plasmática, de fragmentação do DNA e pelo aumento na marcação de MDC, indicam que esta via participa da resposta do protozoário aos diferentes tipos de estresses induzidos. / Chagas’ disease, caused by the protozoa Trypanosoma cruzi, represents a severe Public Health problem in Latin America, being its clinical treatment unsatisfactory. In this framework, several efforts have been directed for the development of novel drugs for the treatment of this negllected disease. In the folk medicine, natural products containing naphthoquinones have been employed for the treatment of different parasitic illnesses. Our research group has been investigating the activity of naphthoquinones and derivatives against T. cruzi bloodstream trypomastigotes. In the present study, among 32 hydroxinaphthoquinones, evaluated for their trypanocidal activity, compound 1C was the most effective (IC50/24h=77,3 ± 6,8 μM). Previous studies by our group with another naphthoquinones class of derivatives, pointed to the triazolic naphthoquinone (NT) as a promising compound, being more active than the reference drug benznidazol (IC50/24h=103,6 ± 0,6 μM). In this work, the mechanism of action of NT was also studied, being many ultrastructural damage described in epimastigotes such as the rupture of the reservosomes membrane, blebbing in the flagellar membrane, Golgi disruption, the formation of concentric membranous structures in the cytosol and the appearance of abnormal parasites with multiple flagella. Differently from the treatment with other naphthoquinones, NT did not induce mitochondrial alterations, data confirmed by mitochondrial membrane potential (Δm) by flow cytometry. By the same technique, it was also demonstrated the effect of NT on mitosis blockage and in the increase in reactive oxygen species (ROS) production. The main phenotype induced by the treatment with this naphthoquinone was the appearance of endoplasmic reticulum profiles surrounding organelles associated with the increase in monodansylcadaverine (MDC) labeling observed, suggests that autophagy is involved in the trypanocidal effect of NT. T. cruzi presents three different evolutive forms, and during its life cycle is exposed to adverse physico-chemical conditions such as pH variation and the shortage of nutrients, being the evaluation of the effect of these conditions one of the goals of this study. Flow cytometric analysis demonstrated that epimastigotes submitted to pH stress and nutritional scarcity presented an increase in ROS generation, being also observed a decrease in Δm detected only after the pH stress. The transmission electron microscopy revealed the mitochondrial swelling with crists disorganization, the formation of membranous concentric structures in the cytosol or inside organelles, the appearance of endoplasmic reticulum profiles surrounding subcellular structures, loss of reservosome electrondensity with the invagination of its membrane, and the intense citoplasmic vacuolization. Such characteristic phenomena of autophagy, reinforced by the absence of the plasma membrane rupture, DNA fragmentation and increase in MDC labeling, indicate that this pathway participates in the protozoa response to different types of induced stresses.

Neste trabalho foi realizada a síntese da 5-laurilamino-8-hidróxi-1,4- naftoquinona (2) e o estudo da sua complexação com os metais de transição Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(II), Cr(III) e Pd(II). A síntese do composto (2) foi realizada a partir da 5-amino-8-hidróxi- 1,4-naftoquinona (1) com cloreto de laurila à temperatura ambiente usando dioxano como solvente. A síntese dos complexos metálicos derivados de (2) foi realizada pela adição de solução etanólica do sal do metal na solução etanólica do ligante. Em todos os casos foi obtido um precipitado de cor azul escura. A caracterização espectroscópica do composto (2) indica que a cadeia longa está ligada ao átomo de nitrogênio e, que em seus complexos, ele encontra-se coordenado aos metais na proporção de 2L: 1 M para os metais Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(lI) e 3L: 1 M para o Cr(III). Os dados de espectroscopia na região do infravermelho sugerem que o ligante esteja coordenado através dos átomos de oxigênios nos carbonos C1 e Ca. A caracterização do composto (2) e dos complexos foi ainda realizada através das seguintes técnicas: espectroscopia na região do ultra-violeta (UV-Vis), espectrometria de massas, ponto de fusão, ressonância magnética nuclear de 1 H e 13C, análise elementar, análise termogravimétrica (TGA), ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e condutividade elétrica molar. Para confirmar o sítio de coordenação proposto, foi sintetizado e caracterizado o derivado acetilado do composto (2), o 5-laurilamino-8- acetóxi-1 ,4-naftoquinona (3). A presença do acetato deve bloquear o sítio de coordenação citado acima. Observou-se, no entanto, que não houve formação de complexos pela reação entre a 5-laurilamino-8-acetóxi-1,4- naftoquinona (3) e os sais dos metais. Comprovou assim, ser verdadeira a proposta anterior e que o próton ligado ao átomo de nitrogênio não é desprotonado e portanto, este não é um sítio viável para complexação. A atividade biológica foi testada, entretanto os resultados não são conclusivos, devido à baixa solubilidade dos complexos. É difícil também concluir sobre as características de cristal líquido, uma vez que o ponto de fusão dos complexos é muito elevado e as cores são intensas. / In this work was developed the synthesis of 5-laurylamino-8-hydroxy- 1,4-naphthoquinone and the study of its complexation with the transition metais Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(II), Cr(III) and Pd(II). The synthesis of compound (2) was done from the reaction of 5-amino- 8-hydroxy-1,4-naphthoquinone (1) with laurila-chloride using dioxane as solvent at room temperature. The synthesis of the complexes of this ligand with the transition metais was done by addition of an ethanolic solution of the metal salts into an ethanolic solution of the ligand. In ali cases a dark precipitate was obtained. The spectroscopic characterization of the ligand indicates that the long chain is bonded to the nitrogen atom. The ligand is coordenated to the metais in the ratio 2L:1M for the metais: Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(lI) and 3L:1M for Cr(III). The spectroscopic data in the IR region suggest that the ligand is coordinated through the oxigen atoms of the carbon atoms C1 and Ca. The techniques used for the characterization of the compound (2) and its complexes were: UV-visible spectroscopy, mass spectrometry, melting point, 1H and 13C NMR, elemental analysis, thermal analysis (TGA), electron paramagnetic resonance (EPR) and molar electrical conductivity. In order to prove the coordination site, compound (3), 5-laurylamino-8- acetyl-1,4-naphthoquinone was synthesized and characterized. The presence of acetate appears to block the coordination site mensioned above. The abscence of complexation between the reaction of 5-laurylamino-8- acetyl-1,4-naphthoquinone (3) and the metal salts proved that the above hypothesis was correct. Although the biological activity was tested the results were not conclusive due to the low solubility of complexes. Also, it was difficult to draw any conclusion about the liquid crystal behavior of the compund since their melting point were too hight and their colours too intense.

Foram preparados novos derivados diferentemente substituídos da 3,5,8- triidróxi-4-imino-1 (4H)naftalenona. Estes novos derivados foram obtidos através de reações de acilação com cloretos de acila de cadeias lineares longas e de condensação com cetonas. Os novos derivados sintetizados foram testados quanto as suas utilidades potenciais como antibióticos, cristais líquidos e capacidade de complexação com metais de interesse analítico ou biológico. Estudou-se, também, reações de obtenção de novos derivados da 5-amino- 8-hidróxi-1 ,4-naftoquinona. / It has been prepared some new derivatives of 3.5.8-triidroxi-4-imino- 1 (4H)naphthalenone. This new derivatives were obtained through acylation reactions with acyl halides of long linear chains and condensation with ketones. The new sintetized derivatives have been submitted to some tests related with their potential use as antibiotics, liquid crystals and ability to complexate with metais of biological or analitical interest. We had also studied some reactions to obtain new derivatives of 5-amino- 8-hidroxi-1,4-naphthoquinone.

Made available in DSpace on 2016-04-27T12:28:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 maria_oliveira_ioc_mest_2015.pdf: 3167015 bytes, checksum: 4bc54f5dd3253314f23a2aa12a3fea12 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Embora existam diversos tratamentos disponíveis atualmente, o câncer ainda é uma das principais causas de morbidade e mortalidade no mundo e a leucemia é responsável por muitas delas. Além dos fármacos atuais apresentarem diversos efeitos adversos, já foram relatadas diversas ocorrências de resistência celular a eles. Dessa forma, é imprescindível a busca por novos compostos com atividade anticancerígena eficaz, mas que detenham melhor perfil toxicológico. Nesse âmbito, destacam-se os inibidores projetados contra alvos com mutação ou superexpressos em células cancerosas, devido ao fato de permitirem maior seletividade. As topoisomerases são enzimas essenciais para o desenvolvimento celular e estão superexpressas em células de câncer. Portanto, elas são alvos importantes na quimioterapia antitumoral. O lapachol, uma naftoquinona natural, e seus derivados parecem ser promissores para a oncoterapia e têm sido bastante investigados nos últimos tempos. Novos compostos derivados de \03B1 e \03B2- lapachona inibidores de topoisomerases (PNQs) foram avaliados quanto ao seu potencial efeito citotóxico em células de leucemia através de ensaios de viabilidade, apoptose e ciclo celular. As linhagens utilizadas apresentam mutações que permitem investigar a participação da via de morte mediada pelo Fas: a A3 é a linhagem selvagem, sensível à apoptose via Fas; a I2.1 é derivada da A3, sendo deficiente em FADD; e a I9.2, também derivada da A3, é deficiente em caspase-8. Tanto o FADD quanto a caspase-8 estão diretamente envolvidos com a via clássica de ativação do Fas Também foi utilizada uma linhagem celular normal (WSS-1) para que fosse analisada a seletividade das PNQs. A maioria dos compostos mostrou-se eficaz contra as células leucêmicas e a comparação dos resultados obtidos entre elas indicou uma dependência parcial da ativação da via Fas para a atuação dessas PNQs. De acordo com os dados obtidos para a linhagem I9.2 no ensaio de apoptose, essa ativação do Fas não é necessariamente dependente de caspase-8. Além disso, a partir da administração dos compostos, foram observadas alterações no ciclo celular com predomínio de células na fase G2/M em relação ao controle. Esse efeito foi mais acentuado na linhagem A3, sugerindo que a presença da via completa do Fas possa estar relacionada a regulações do ciclo celular após o tratamento com os compostos. Embora menos seletivas que seus precursores, algumas PNQs foram mais potentes. Esse achado favorece o estudo futuro de modificações estruturais alternativas para essas moléculas, a fim de manter sua potência anticancerígena, mas que contribuíram para aumentar sua seletividade. Juntos, os resultados encontrados permitem iniciar a elucidação da atuação intracelular desses novos derivados do lapachol / Even though there are diverse types of treatment currently available, cancer still is one of the main causes of morbidity and mortality in the world, and leukemia is responsible for many of them. In addition to presenting various side effects, it has been already reported many occurrences of cellular resistance to them. Therefore, the search for new compounds that present effective anticancer activity with a better toxicological profile is indispensable. In this context, stand out the inhibitors designed against mutated or overexpressed targets in cancer cells because they allow for more selectivity. Topoisomerases are essential enzymes to the cellular development and are overexpressed in cancer cells. Therefore, they are important targets on antitumor chemotherapy. Lapachol, a natural naphthoquinone, and its derivatives seem to be promising to oncotherapy, and have been widely investigated recently. New topoisomerase inhibitors derived from α and β-lapachone (PNQs) were evaluated as to their potential cytotoxic effect on leukemia cells through viability, apoptosis and cellular cycle asssays. The cell lines that were used present mutations that allow investigating the participation of the Fas death pathway: A3 is a wild-type cell line, sensible to apoptosis by Fas; I2.1 is derived from A3, being deficient in FADD; and I9.2, also derived from A3, is deficient in caspase-8. Both FADD and caspase-8 are directly involved with the classical Fas activation pathway. A normal cell line (WSS-1) was also used in order to analyse the selectivity of the PNQs. The majority of the compounds have been shown to be effective against leukemia cells and the comparison of the results obtained among them indicated a partial dependency of the Fas pathway activation for the action of these PNQs. According to the data obtained from the I9.2 cell line on the apoptosis test, this Fas activation is not necessarily dependent on caspase-8. Besides, from the administration of the compounds, alterations in the cell cycle were observed, triggering a G2/M phase arrest. That effect was more marked on the A3 cell line, suggesting that the presence of the complete Fas pathway may be related to the regulations of the cell cycle after the treatment with the compounds. Although they were less selective than their predecessors, some PNQs were more potent. That finding stimulates future structural modification studies for these molecules, in order to keep their anticancer potency while increasing selectivity. Together, the results contribute to start elucidating the intercellular action of these lapachol derivatives. / 2016-11-24

Neste trabalho foi realizada a síntese da 5-laurilamino-8-hidróxi-1,4- naftoquinona (2) e o estudo da sua complexação com os metais de transição Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(II), Cr(III) e Pd(II). A síntese do composto (2) foi realizada a partir da 5-amino-8-hidróxi- 1,4-naftoquinona (1) com cloreto de laurila à temperatura ambiente usando dioxano como solvente. A síntese dos complexos metálicos derivados de (2) foi realizada pela adição de solução etanólica do sal do metal na solução etanólica do ligante. Em todos os casos foi obtido um precipitado de cor azul escura. A caracterização espectroscópica do composto (2) indica que a cadeia longa está ligada ao átomo de nitrogênio e, que em seus complexos, ele encontra-se coordenado aos metais na proporção de 2L: 1 M para os metais Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(lI) e 3L: 1 M para o Cr(III). Os dados de espectroscopia na região do infravermelho sugerem que o ligante esteja coordenado através dos átomos de oxigênios nos carbonos C1 e Ca. A caracterização do composto (2) e dos complexos foi ainda realizada através das seguintes técnicas: espectroscopia na região do ultra-violeta (UV-Vis), espectrometria de massas, ponto de fusão, ressonância magnética nuclear de 1 H e 13C, análise elementar, análise termogravimétrica (TGA), ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e condutividade elétrica molar. Para confirmar o sítio de coordenação proposto, foi sintetizado e caracterizado o derivado acetilado do composto (2), o 5-laurilamino-8- acetóxi-1 ,4-naftoquinona (3). A presença do acetato deve bloquear o sítio de coordenação citado acima. Observou-se, no entanto, que não houve formação de complexos pela reação entre a 5-laurilamino-8-acetóxi-1,4- naftoquinona (3) e os sais dos metais. Comprovou assim, ser verdadeira a proposta anterior e que o próton ligado ao átomo de nitrogênio não é desprotonado e portanto, este não é um sítio viável para complexação. A atividade biológica foi testada, entretanto os resultados não são conclusivos, devido à baixa solubilidade dos complexos. É difícil também concluir sobre as características de cristal líquido, uma vez que o ponto de fusão dos complexos é muito elevado e as cores são intensas. / In this work was developed the synthesis of 5-laurylamino-8-hydroxy- 1,4-naphthoquinone and the study of its complexation with the transition metais Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(II), Cr(III) and Pd(II). The synthesis of compound (2) was done from the reaction of 5-amino- 8-hydroxy-1,4-naphthoquinone (1) with laurila-chloride using dioxane as solvent at room temperature. The synthesis of the complexes of this ligand with the transition metais was done by addition of an ethanolic solution of the metal salts into an ethanolic solution of the ligand. In ali cases a dark precipitate was obtained. The spectroscopic characterization of the ligand indicates that the long chain is bonded to the nitrogen atom. The ligand is coordenated to the metais in the ratio 2L:1M for the metais: Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(lI) and 3L:1M for Cr(III). The spectroscopic data in the IR region suggest that the ligand is coordinated through the oxigen atoms of the carbon atoms C1 and Ca. The techniques used for the characterization of the compound (2) and its complexes were: UV-visible spectroscopy, mass spectrometry, melting point, 1H and 13C NMR, elemental analysis, thermal analysis (TGA), electron paramagnetic resonance (EPR) and molar electrical conductivity. In order to prove the coordination site, compound (3), 5-laurylamino-8- acetyl-1,4-naphthoquinone was synthesized and characterized. The presence of acetate appears to block the coordination site mensioned above. The abscence of complexation between the reaction of 5-laurylamino-8- acetyl-1,4-naphthoquinone (3) and the metal salts proved that the above hypothesis was correct. Although the biological activity was tested the results were not conclusive due to the low solubility of complexes. Also, it was difficult to draw any conclusion about the liquid crystal behavior of the compund since their melting point were too hight and their colours too intense.

Foram preparados novos derivados diferentemente substituídos da 3,5,8- triidróxi-4-imino-1 (4H)naftalenona. Estes novos derivados foram obtidos através de reações de acilação com cloretos de acila de cadeias lineares longas e de condensação com cetonas. Os novos derivados sintetizados foram testados quanto as suas utilidades potenciais como antibióticos, cristais líquidos e capacidade de complexação com metais de interesse analítico ou biológico. Estudou-se, também, reações de obtenção de novos derivados da 5-amino- 8-hidróxi-1 ,4-naftoquinona. / It has been prepared some new derivatives of 3.5.8-triidroxi-4-imino- 1 (4H)naphthalenone. This new derivatives were obtained through acylation reactions with acyl halides of long linear chains and condensation with ketones. The new sintetized derivatives have been submitted to some tests related with their potential use as antibiotics, liquid crystals and ability to complexate with metais of biological or analitical interest. We had also studied some reactions to obtain new derivatives of 5-amino- 8-hidroxi-1,4-naphthoquinone.

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-06-01T18:56:37Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Risoleta Nogueira Soares.pdf: 2630670 bytes, checksum: 1f79508658ef0e95e879014957b6e397 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-01T18:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Risoleta Nogueira Soares.pdf: 2630670 bytes, checksum: 1f79508658ef0e95e879014957b6e397 (MD5) Previous issue date: 2016-09-22 / CNPQ / FACEPE / A 3,4-dihidro-2,2-dimetil-2H- naftol [1,2-b] pirano-5,6-diona ou β-lapachona (β-lap) destaca-se dentre as naftoquinonas devido às suas numerosas propriedades biológicas, principalmente no que diz respeito ao seu potencial anticâncer. Entretanto, sua limitada solubilidade em meio aquoso é um obstáculo a ser transposto para que a mesma torne-se um fármaco aplicável à terapêutica. Objetivando amplificar a solubilidade de moléculas lipossolúveis a tecnologia farmacêutica faz uso de múltiplos recursos, entre eles a complexação em ciclodextrinas (CDs), oligossacarídeos cíclicos capazes de solubilizar em meio aquoso moléculas orgânicas praticamente insolúveis. Estudos preexistentes apontam que β-lap apresenta potencial esquistossomicida: impedindo a penetração de cercarias na pele; inibindo a glicólise aeróbica e alterando a motilidade de vermes adultos; causando descamação, bolhas e ruptura do tegumento. Estima-se que 250 milhões de pessoas distribuídas em 78 países e territórios estejam infectadas pelo schistosoma em todo o mundo. O surgimento de cepas resistentes ou tolerantes ao praziquantel (PZQ), bem como a sugestiva atuação esquistossomicida da β-lap, nos impeliram a avaliar a atuação in vivo desta naftoquinona complexada em 2-O-metil-β-ciclodextrina (MβCD) sobre o S. mansoni (modelo murino). Os camundongos foram infectados com 50 cercarias (cepa BH), posteriormente tratados com β-lap:MβCD por via oral com 50 mg/kg/dia ou 100mg/kg/dia por 5 dias consecutivos, iniciando-se a terapia no 1° (esquistossômulo de pele), 14° (esquistossômulo pulmonar), 28° (vermes jovens) e 45° (vermes adultos) dia pós-infecção. Também foi formado um grupo controle não tratado, controle MβCD e um grupo PZQ. Todos os animais foram eutanaziados no 55°dia pós-infecção. A análise estatística foi realizada com auxílio do GraphPad Prism 6.0., utilizando o teste não paramétrico One-way ANOVA, através da análise de variância (Tukey). Os dados foram expressos como a média ± DP. Em todos os casos, os resultados foram considerados significativos quando p < 0,05. β-lap:MβCD causou redução significativa no número de vermes em comparação ao grupo controle: 33,56%, 35,7%, 35,45% e 36,45%, quando a dose administrada foi 50mg/kg/dia, e 65,00%, 60,342%, 52,721% e 65,007%, quando a dose administrada foi 100mg/kg/dia, no 1°, 14°, 28° e 45°, respectivamente. Nessa mesma fase evolutiva ainda foi possível observar redução percentual significativa no número de ovos imaturos e aumento no número de ovos maduros e mortos. Nossos dados mostram que complexar β-lap em MβCD incrementou sua solubilidade, absorção e biodisponibilidade oral, resultando na atividade esquistossomicida encontrada neste estudo. β-lap inibe a oviposição e, consequentemente, reduz os danos causados pelos antígenos do ovo ao tecido do hospedeiro. Ainda atribuímos a redução do volume médio dos granulomas ao potencial imunomodulador de β-lap. Este trabalho servirá como precedente para que futuras pesquisas sejam feitas com novas formulações alternativas, bem como estudos que visem delinear os mecanismos de ação da β-lap. Além disso, também oferece a possibilidade de que esta naftoquinona torne-se um protótipo para novos fármacos esquistosomicidas aplicáveis à terapêutica. / The 3,4-dihydro-2,2-dimethyl-2H-naphthol[1,2-b]pyran-5,6-dione or β-lapachone (β-lap) stands out among the naphthoquinones due to its numerous biological properties, especially with regard to its potential anticancer. However, its limited solubility in water is an obstacle to be overcome for it to become an applicable to therapeutic drug. Aiming to amplify the solubility of liposoluble molecules, pharmaceutical technology makes use of of multiple resources, including complexation in cyclodextrins (CDs), cyclic oligosaccharides capable of solubilizing in water practically insoluble organic molecules. Previous studies show that β-lap displays schistosomicidal activity: preventing the penetration of cercariae into skin; inhibiting aerobic glycolysis; changing the motility of adult worms; and causing flaking, blistering and rupture of the integument. It is estimated that 250 million people distributed in 78 countries and territories are infected with schistosoma worldwide. The emergence of resistant strains or tolerant praziquantel (PZQ) and suggestive schistosomicidal activity of β-lap, impelled us to evaluate in vivo performance of this naphthoquinone complexed in 2-O-methyl-β-cyclodextrin (MβCD) on S. mansoni (mouse model). Mice were infected with 50 cercariae (BH strain), subsequently treated with β-lap: MβCD orally with 50 mg/kg/day or 100mg/kg/day for 5 consecutive days, starting the treatment on the 1° (schistosomulum skin), 14° (lung schistosomulum), 28° (juvenile worms) and 45 ° (adult worms) day post-infection. It was also formed an untreated control group, MβCD control and a PZQ group. All animals were euthanized the 55th day post-infection. Statistical analysis was performed using the GraphPad Prism 6.0., using the nonparametric One-way ANOVA by analysis of variance (Tukey). Data were expressed as mean ± SD. In all cases, the results were considered significant when p <0.05. β-lap: MβCD caused a significant reduction in the number of worms: 33.56%, 35.7%, 35.45% and 36.45% when the dose was 50mg/kg/day, and 65.00%, 60.342%, 52.721% and 65.007%, when the dose was 100 mg/kg/day, 1 °, 14 °, 28 ° and 45 °, respectively. In this same evolutionary stage it was still possible to observe significant percentage reduction in the number of immature eggs and increase the number of mature eggs and dead. Our data show that complex β-lap in MβCD increased the solubility, absorption and oral bioavailability, resulting schistosomicidal activity found in this study. β-lap inhibits oviposition and hence reduces the damage caused by egg antigens to the host tissue. We still attribute the reduction in the average volume of granulomas to immunomodulatory potential of β-lap. This work will serve as a precedent for future research are made with new alternative formulations, as well as studies aimed at delineating the mechanisms of action of β-lap. It also offers the possibility that this naphthoquinone become a new prototype schistosomicidal drugs applicable to therapy.

As naftoquinonas são quinonas relacionadas com o sistema naftalênico. Essas substâncias constituem também uma classe de intermediários toxicológicos gerados através da biotransformação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, estrógenos, catecolaminas e de vários outros fármacos.. Micro-organismos têm sido utilizados como ferramentas para prever o metabolismo dos fármacos, servindo como uma plataforma de estudos muito eficiente. Nesse sentido, os fungos filamentosos são utilizados por promover transformações mimetizando as reações hepáticas in vivo dos fármacos. As bactérias intestinais também têm sido empregadas, pois quando as substâncias entram em contato com a microbiota intestinal, também podem ser modificadas por essas bactérias. Juntos, esses micro-organismos podem contribuir para a elucidação de rotas metabólicas dos compostos, fornecendo informações sobre a geração de substâncias mais ativas, inativas ou tóxicas. Além disso, estudos de biotransformação podem ser ferramentas muito úteis para obtenção de novos derivados. Dessa forma, o presente trabalho relata os estudos de metabolismo microbiano de oito naftoquinonas com diferentes substituições (1,2-naftoquinona, 1,4-naftoquinona, lausona, menadiona, lausona metoxilada, plumbagina, 5-hidroxi-naftoquinona e vitamina K1) por diferentes espécies de fungos filamentosos (C.elegans, A.niger, A.brasiliensis, A.alliaceus, C.echinulata, M.rouxii, A.phoenicis, A.ochraceus e R.stolonifer) e bactérias intestinais (Bifidobacterium sp, L.acidophillus e E.coli) bem como pela levedura probiótica S.boulardii. Para isso, inicialmente, foram estabelecidas as condições de cultivo adequadas para cada micro-organismo. Foram feitos estudos sobre a estabilidade dos substratos nas condições experimentais padronizadas, bem como para o estabelecimento das condições de extração dos mesmos. As reações de biotransformação foram monitoradas por 10 dias para os fungos filamentosos e por 36 horas para as bactérias intestinais e para a levedura probiótica e os processos mais promissores foram selecionados para serem realizados em escala ampliada visando o isolamento dos derivados produzidos. A biotransformação da lausona metoxilada possibilitou a produção do derivado codificado como BLM1, identificado como lausona. As reações com a menadiona possibilitaram o isolamento e identificação de cinco metabólitos codificados como BM1, BM2, BM4, BM5 e BM6. Todas as naftoquinonas utilizadas como substratos nos processos de biotransformação e os derivados obtidos foram submetidos a ensaios de citotoxicidade frente a linhagens celulares normais e tumorais. De uma forma geral, as naftoquinonas não apresentaram citotoxicidade elevada quando comparadas com o controle positivo do experimento (doxorrubicina). No entanto, pode-se correlacionar o efeito das pequenas modificações nas estruturas químicas das naftoquinonas com diferentes respostas biológicas. Pôde-se estabelecer também que a manutenção dos grupos cetônicos do núcleo quinonóide são indispensáveis para o aparecimento da atividade citotóxica / Quinones are important organic compounds widely distributed in nature and used as colorants in cosmetics and food. These compounds are also used in medicine as anti-tumor, anti-inflammatory, antimicrobial, among other applications. Naphthoquinones are quinones related to the naphthalene system. These molecules belong to a class of toxic intermediates generated by the biotransformation of polycyclic aromatic hydrocarbons, estrogens, catecholamines and other drugs. The determination of safety and efficacy of drugs is closely related to the study of derivatives formation by in vivo metabolism reactions. Microorganisms have been used as tools to predict drug metabolism and are considered a very efficient platform of studies. Hereof, filamentous fungi are used due to their ability to promote chemical modifications that mimics in vivo liver reactions. Intestinal bacteria have also been used since they are known to modify drugs and other substances that may come into contact with the gut microbiota. Both fungi and bacteria can contribute to the elucidation of metabolic pathways of compounds, providing information about the generation of more active, inactive or toxic substances. Furthermore, biotransformation studies can be useful tools to obtain new derivatives. Hence, the goal of this work was to study the microbial metabolism of eight naphthoquinones with different substitutions (1,2-naphthoquinone, 1,4-naphthoquinone, lawsone, menadione, methoxy lawsone, plumbagin, 5-hydroxy-naphthoquinone and vitamin K1) by several species of filamentous fungi (C.elegans, A.niger, A.brasiliensis, A.alliaceus, C.echinulata, M.rouxii, A.phoenicis, A.ochraceus e R.stolonifer), intestinal bacteria (Bifidobacterium sp, L.acidophillus e E.coli) and the probiotic yeast S.boulardii. Additionally, all naphthoquinones used as substrates in biotransformation processes and the obtained derivatives were evaluated in cytotoxicity assays using normal and tumor cell lines. Initially, appropriate growth conditions were established for each microorganism. Stability studies with the substrates and the determination of appropriate extraction conditions were also carried out. The biotransformation reactions were monitored during 10 days for the filamentous fungi and during 36 h for intestinal bacteria and probiotic yeast. The most promising processes were selected to be carried out in enlarged scale for the isolation of the produced derivatives. The biotransformation of the methoxy-lawsone produced a compound encoded as BLM1 and identified as lawsone. Five metabolites encoded as BM1, BM2, BM4, BM5 e BM7 were identified and isolated from the menadione biotransformations. Regarding the cytotoxicity experiments, the naphthoquinones in general did not display high cytotoxicity when compared with the positive control doxorubicin. However, slight modifications in the naphthoquinones chemical structures were correlated to different biological responses. Additionally, the maintenance of ketone groups of the quinonoid nucleus were considered essential for the cytotoxic activity