A correlation between plant growth and accumulation of naphthoquinones (shinanolone (1), 7-methyljuglone (2) and diospyrin (3)) was investigated in seeds and seedlings of Euclea natalensis A.DC. In this study, the seeds represented the first stage whereas the second seedling stage was defined as the stage, when the radicles were about 6 cm in length. The lengths of the seedlings at the third, fourth and fifth seedling stages were 9 cm, 12 cm and 16 cm respectively. Plant materials collected from the five seedling stages were separately extracted using chloroform and the naphthoquinones were then quantified by means of High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Shinanolone (1), which was the only naphthoquinone detectible from seeds, accumulated at variable rates (P < 0.01) and no trend could be established between its synthesis and seedling growth. The content of shinanolone (1) ranged from 87.5 mg/kg in seeds (first stage) to a high mean value of 1047 mg/kg during the fourth seedling stage. A significant correlation (P < 0.01) was found between the mean concentrations of 7-methyljuglone (2) and seedling growth. 7-Methyljuglone (2) was quantified at a high mean level of 5003 mg/kg during the third seedling stage and was not detected from the seed samples. A positive correlation (P < 0.01) was established between the concentration of diospyrin (3) and seedling stages. Diospyrin (3) was detected at an elevated mean concentration of 6182 mg/kg during the fifth seedling stage, which was higher than the other quantified naphthoquinones.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O lapachol, uma naftoquinona natural, e seus derivados sintÃticos tÃm demonstrado, nos Ãltimos anos, importantes aÃÃes citotÃxicas contra varias linhagens de cÃlulas tumorais, assim como significante atividade antitumoral contra alguns tumores. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o mecanismos de aÃÃo citotoxica em cÃlulas HL-60 de duas naftoquinonas sintÃticas anÃlogas do lapachol (compostos 1 e 2). Inicialmente foi investigado a atividade antiproliferativa dessas naftoquinonas apÃs um perÃodo de incubaÃÃo de 72h em cÃlulas leucÃmicas (HL-60) e cÃlulas mononucleadas do sangue perifÃrico (CMSP) onde foi observado que essas naftoquinonas mostraram-se ativas para estas linhagens com CI50 de 12 ÂM, 2,3 ÂM e 4,3 ÂM para o lapachol, composto 1 e composto 2, respectivamente em cÃlulas HL-60 e 13,7 ÂM e 34,0 ÂM para o composto 1 e 2 em cÃlulas CMSP, respectivamente. A atividade antiproliferativa em cÃlulas HL-60 apÃs 24 horas de incubaÃÃo foi avaliada com e sem co-tratamento com o antioxidante n-acetilcisteÃna (NAC). Assim, a CI50 sem NAC apÃs 24 horas de exposiÃÃo ao lapachol, composto 1 e composto 2 foi de 42,9 &#956;M, 2,7 ÂM e 4,3 ÂM , respectivamente. JÃ CI50 com NAC (5 ÂM) apÃs 24 horas de exposiÃÃo ao lapachol, composto 1 e composto 2 foi de 180,0 &#956;M, 46,0 ÂM e 18,0 ÂM , respectivamente. Estudos feitos em cÃlulas HL-60 indicaram que o lapachol e seus dois anÃlogos induzem morte celular por apoptose e necrose, como mostrado pelas mudanÃas morfolÃgicas avaliadas atravÃs do uso de coloraÃÃo May-GrÃnwald-Giemsa. Nos ensaios realisados por citometria de fluxo foi revelado que estes compostos promovem a geraÃÃo de espÃcies reativas de oxigÃnio (EROs) 18,86%, 13,31% e 39,11% respectivamente para o lapachol (82 ÂM) e compostos 1 e 2 (3,5 ÂM) e 40,94% e 60,49% para os compostos 1 e 2 (7,0 ÂM), respectivamente. O lapachol (82 ÂM) e os compostos 1 e 2 (3,5 ÂM) diminuÃram o nÃmero de cÃlulas com membrana Ãntegra 26,51%, 34,78% e 29,58% respectivamente e os compostos 1 e 2 (7,0 ÂM) diminuÃram 75,3% e 71,1%, respectivamente. A fragmentaÃÃo do DNA promovida por esses compostos foi observada a partir de 3 horas de exposiÃÃo sendo mais intensa apÃs 24 horas de exposiÃÃo aos compostos testados. O lapachol e os compostos 1 e 2 tambÃm promoveram a ativaÃÃo de caspases relacionadas com a via intrÃnseca de morte celular. AlÃm disso, mostraram induzir a quebra de fitas de DNA. Todos os efeitos citotÃxicos foram abolidos quando os compostos 1 e 2 foram co-incubados com o NAC, mostrando, dessa forma, a participaÃÃo de EROs na citotÃxicidade destas naftoquinonas. / The lapachol, one naphthoquinone natural, and its derivatives synthetic have demonstrated, in recent years, important actions cytotoxic against several lineages of tumor cells, well as signifier antitumoral activity against some tumors. Thus, the objective this work was to evaluate the mechanisms of action cytotoxic in cells HL-60 of two naphthoquinones synthetic analogous of lapachol (compounds 1 and 2). Initially was investigated at antiproliferative activity these naphthoquinones after a incubation period of 72 hours in leukemic cells (HL-60) and peripheral blood mononucleated cells (PBMC) where was observed that these naphthoquinones were active for these lines with IC50 of 12 ÂM , 2.3 ÂM and 4.3 ÂM for the lapachol, compound 1 and compound 2, respectively in cells HL-60 and 13.7 ÂM and 34.0 ÂM for compound 1 and 2 in cells PBMC, respectively. The antiproliferative activity in cells HL-60 after 24 hours incubation was evaluated with and without co-treatment with the antioxidant n-acetylcysteine (NAC). Thus, IC50 without NAC after 24 hours of exposure to lapachol, compound 1 and compound 2 was 42.9 ÂM, 2.7 ÂM and 4.3 ÂM, respectively. Have IC50 with NAC (5 ÂM) after 24 hours of exposure to lapachol, compound 1 and compound 2 was 180.0 ÂM, 46.0 ÂM and 18.0 ÂM, respectively. Studies done in HL-60 cells indicated that the lapachol and its two analogues induce cell death by apoptosis and necrosis, as shown by morphological changes evaluated through the use of staining May-GrÃnwald-Giemsa. In trials realisados by flow cytometry was revealed that these compounds promote the generation of reactive oxygen species (ROS) 18.86%, 13.31% and 39.11% respectively for the lapachol (82 ÂM) and compounds 1 and 2 (3,5 ÂM) and 40.94% and 60.49% for the compounds 1 and 2 (7.0 ÂM), respectively. The lapachol (82 ÂM) and the compounds 1 and 2 (3.5 ÂM) decreased the number of cells with intact membrane 26.51%, 34.78% and 29.58% respectively and the compounds 1 and 2 (7, 0 ÂM) decreased 75.3% and 71.1%, respectively. The DNA fragmentation promoted by such compounds was observed starting from 3 hours of exposure being more intense after 24 hours of exposure to tested compounds. The lapachol and the compounds 1 and 2 also promoted the activation of caspases related to intrinsic pathway of cell death. Furthermore, showed induce the synthesis of DNA strands. All cytotoxic effects were abolished when the compounds 1 and 2 were co-incubated with the NAC, showing thus the participation ROS in cytotoxicity these naphthoquinones.

No / The indolequinone compound EO9 has good pharmacodynamic properties in terms of bioreductive activation and selectivity for either NAD(P)H:quinone oxidoreductase-1 (NQO1)-rich aerobic or NQO1-deficient hypoxic cells. However, its pharmacokinetic properties are poor and this fact is believed to be a major reason for EO9's lack of clinical efficacy. The purpose of this study was to develop quinone-based bioreductive drugs that retained EO9's good properties, in terms of bioreductive activation, but have improved pharmacokinetic properties. Out of 11 naphthoquinone compounds evaluated, 2-aziridinyl-5-hydroxy-1,4-naphthoquinone (compound 2), 2,3-bis(aziridinyl)-5-hydroxy-1,4-naphthoquinone (compound 3), and 2-aziridinyl-6-hydroxymethyl-1,4-naphthoquinone (compound 11) were selected for further evaluation based on good substrate specificity for NQO1 and selectivity towards NQO1-rich cells in vitro. Compound 3 was of particular interest as it also demonstrated selectivity for NQO1-rich cells under hypoxic conditions. Compound 3 was not metabolised by murine whole blood in vitro (in contrast to compounds 2, 11 and EO9) and pharmacokinetic studies in non-tumour-bearing mice in vivo (at the maximum soluble dose of 60 mg kg¿1 administered intraperitoneally) demonstrated significant improvements in plasma half-life (16.2 min) and AUC values (22.5 ¿M h) compared to EO9 (T1/2 = 1.8 min, AUC = 0.184 ¿M h). Compound 3 also demonstrated significant anti-tumour activity against H460 and HCT-116 human tumour xenografts in vivo, whereas EO9 was inactive against these tumours. In conclusion, compound 3 is a promising lead compound that may target both aerobic and hypoxic fractions of NQO1-rich tumours and further studies to elucidate its mechanism of action and improve solubility are warranted.

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

O presente trabalho divide-se em três capítulos: Capítulo I - Nova síntese de ?-xiloidona: rearranjo de Claisen em hidroxinaftoquinonas; Capítulo II - Síntese e estudo de reatividade de promissores núcleos heteroaromáticos subexplorados pela química medicinal; Capítulo III - Análise computacional de similaridade e propriedades físico-químicas dos núcleos heterocíclicos do capítulo II. O capítulo I descreve uma nova rota para a síntese de ?-xiloidona, um produto natural relacionado ao lapachol, subexplorado pela química medicinal. Esta rota é baseada no rearranjo propargílico de Claisen, a partir da reação de lausona com 3-cloro-3- metilbutino sob catálise de CuCl2/I2.Este capítulo também descreveu a síntese de um derivado furano naftoquinoidal, o qual pode ser utilizado como precursor de ?- duniona, via rearranjo de Claisen aril-alílico. Além da realização desta metodologia substituindo o 3-cloro-3-metilbutino por cinco diferentes alcinos. Este novo processo ofereceu como vantagens principais o menor custo dos catalisadores empregados, os rendimentos melhorados e o reduzido número de etapas reacionais em relação as rotas descritas na literatura para obtenção de?-xiloidona. O Capítulo II apresenta o desenvolvimento de métodos sintéticos novos e eficazes para 3 núcleos heterocíclicos (naftiridinona, pirazolopiridinona e dihidropirrolopirazinona) pouco explorados pela química medicinal porém com potencial para descoberta de fármacos. Buscando abranger metodologias orientadas pela diversidade, neste capítulo foi realizado um estudo preliminar de reatividade destes núcleos frente diferentes abordagens, tanto frente métodos diretos de arilação quanto metodologias clássicas de modificação de anéis aromáticos. Além disso, no capítulo III foram realizados estudos de similaridade para a obtenção de padrões estruturais que possam ser aplicados em programas de descoberta de fármacos assim como o estudo de propriedades físico-químicas dos núcleos do capítulo II. Todo este trabalho permitiu desenvolver 10 moléculas inéditas na literatura, bem como novas metodologias para a síntese de compostos previamente descritos. / The present work is divided in two chapters: Chapter I - New synthesis of ? - xiloidone: Claisen rearrangement of hydroxynaphthoquinones; Chapter II - Synthesis and reactivity study of promising heteroaromatic coresunderstudied by medicinal chemistry; Chapter III - Similarity and physic-chemical properties analysis of the heterocyclic cores from chapter II. Chapter I describes a newsynthetic route to?- xiloidona, which isa natural product related to lapachol and understudied by medicinal chemistry. This route is based on propargyl Claisen rearrangement from the reaction of lawsone and 3-chloro-3- methylbutynemediated by CuCl2/I2. This chapter also describes the synthesis of a furan derivative which can be used as?- dunnione precursor. Also this methodology had been applied replacing the 3-chloro- 3-methyllbutynefor five different alkynes. This new process is associated with lower cost, improved yields and reduced number of reaction steps when compared to the literature. The chapter II aimed at the development of synthetic methods to obtain 3 heterocyclic cores(naphthyridinone, pyrazolopyridinoneand dihydropyrrolopyrazinone)with drug discovery potential but also understudied by medicinal chemistry. Diversity-oriented methodologies had been performedresulting in a reactivity study of these cores across severalsynthetic approaches. Furthermore, the chapter III described the similarity studies that were conducted aiming to obtain structural patterns that can be applied in drug discovery programs. This work describes the development of 10 non-published molecules as well as new methodologies for the synthesis of these previously described compounds.

Sintezuotas didelis rinkinys naujų biomimetinių 1,4-naftochinono merkapto darinių, besiskiriančių šoninės grandinės ilgiu ir įterptomis funkcinėmis grupėmis. Jų savitvarkių monosluoksnių ant aukso ir sidabro paviršių struktūra ir redokso virsmai ištirti ciklinės voltamperometrijos ir paviršiaus sustiprintos Ramano spektroskopijos metodais. Ištirta monosluoksnio paviršinės koncentracijos ir kitų parametrų priklausomybė nuo modifikacinių tirpalų koncentracijos. Palyginti mišrūs 1,4-naftochinono darinių ir skirtingų alkantiolių, neturinčių redokso aktyvumo, monosluoksniai. / A large set of biomimetic 1,4-naphthoquinone mercapto derivatives, varying in the side-chain length and intrachain functional groups, was synthesized. Structure and interfacial redox conversion of self-assembled monolayers on gold and silver surfaces, formed from newly synthesized compounds, were studied by cyclic voltammetry and surface-enhanced Raman spectroscopy. Low-density naphthoquinone-based monolayers were studied more thoroughly. Mixed monolayers of 1,4-naphthoquinone derivatives with different redox inactive alkylthiols were compared.

A large set of biomimetic 1,4-naphthoquinone mercapto derivatives varying in the side-chain length and intrachain functional groups was synthesized. Interfacial redox processes and fine structure of self-assembled monolayers formed from newly synthesized compounds on gold and silver were studied by cyclic voltammetry and surface-enhanced Raman spectroscopy.Mixed monolayers of naphthoquinone derivatives and different redox inactive alkylthiols were studied. Low-density naphthoquinone-based monolayers were studied more thoroughly. / Sintezuotas didelis rinkinys biomimetinių 1,4-naftochinono merkapto darinių, besiskiriančių šoninės grandinės ilgiu ir įterptomis funkciškai aktyviomis grupėmis. Jų monosluoksnių ant aukso ir sidabro paviršių struktūra ir redokso virsmai ištirti ciklinės voltamperometrijos ir paviršiaus sustiprintos Ramano spektroskopijos metodais. Ištirta monosluoksnio paviršinės koncentracijos ir kitų parametrų priklausomybė nuo modifikacinio tirpalo koncentracijos. Palyginti mišrūs naftochinono darinių ir skirtingų alkantiolių, neturinčių redokso aktyvumo, monosluoksniai.

A incidÃncia de infecÃÃes oportunistas causadas por fungos, com destaque para as leveduras do gÃnero Candida vem aumentando substancialmente. Estudos relatam que tem sido observado um notÃvel crescimento de infecÃÃes por espÃcies nÃo albicans (Candida tropicalis, Candida glabrata, Candida parapsilosis e Candida krusei). Isolados clÃnicos resistentes aos azÃlicos, em especial ao fluconazol, sÃo cada vez mais relatados. As naftoquinonas sÃo uma importante classe de molÃculas biologicamente ativas, apresentando atividades antibacteriana, antifÃngica, antiviral, anti-inflamatÃria, antipirÃtica, anticancerÃgena e tripanocida e tem sido amplamente testadas em vÃrios estudos farmacolÃgicos. Nos Ãltimos anos intensificou-se o interesse nestas substÃncias, nÃo sà devido à sua importÃncia em processos bioquÃmicos vitais, como tambÃm ao destaque cada vez maior que apresentam em variados estudos farmacolÃgicos. O presente trabalho buscou avaliar e comparar o efeito antifÃngico de naftoquinonas frente a cepas de Candida tropicalis resistentes e sensÃveis ao fluconazol, utilizando diferentes tÃcnicas tais como mÃtodos de microdiluiÃÃo em caldo, procedimentos de citometria de fluxo e ensaio do Cometa. Utilizamos sete cepas de Candida tropicalis resistentes ao fluconazol para esse estudo, as quais foram isoladas de sangue e faziam parte da colecÃÃo de leveduras do LaboratÃrio de BioprospecÃÃo Experimental em leveduras (LABEL), afiliado com a Faculdade de FarmÃcia da Universidade Federal do Cearà . Foi utilizado trÃs compostos de naftoquinonas frente à 07 cepas de Candida tropicalis e foram submetidas aos testes de Sensibilidade in vitro , onde apresentaram uma potente atividade antifÃngica. AtravÃs da Citometria de Fluxo, foi possÃvel avaliar alteraÃÃes morfolÃgicas e de integridade da membrana significativas desses compostos frentes Ãs cepas, alÃm de disfunÃÃo mitocondrial e produÃÃo de espÃcies reativas de oxigÃnio. AtravÃs do ensaio do Cometa foi possÃvel encontrar danos significativos ao DNA. Em sÃntese, os resultados sugerem que estes compostos podem ser usados como agentes antifÃngicos para o tratamento de candidemias / The incidence of opportunistic infections caused by fungi, with emphasis on Candida species has increased substantially. Studies report that there has been a notable increase of infections by non-albicans species (Candida tropicalis, Candida glabrata, Candida parapsilosis and Candida krusei). Clinical isolates resistant to azoles, particularly fluconazole, are increasingly reported. The naphthoquinones are an important class of active molecules biologically presenting antibacterial, antifungal, antiviral, antiinflammatory, antipyretic, anti-cancer and trypanocidal and has been tested extensively in several pharmacological studies. In recent years intensified the interest in in this substances, not only due to your importance in vital biochemical processes as well as the increasing emphasis that they show in various pharmacological studies. This study aimed to evaluate and compare the effect of antifungal naphthoquinones against strains of Candida tropicalis resistant and susceptible to fluconazole, using different techniques such as broth microdilution methods, procedures Flow Cytometry procedures and Comet assay. We use seven strains of Candida tropicalis resistant to fluconazole for this study, which were isolated from blood and were part of the collection of yeasts Experimental Laboratory Bioprospecting in yeast (LABEL), affiliated with the Faculty of Pharmacy, Federal University of CearÃ. We used three compounds of naphthoquinones against the seven strains of Candida tropicalis and were subjected to in vitro sensitivity tests, which showed an antifungal activity potent. Through Flow Cytometry, it was possible to assess morphological changes and membrane integrity of these compounds fronts to significant strains in addition to mitochondrial dysfunction and production of reactive oxygen species. Through the Comet assay was possible to find significant damage to DNA. In summary, the results suggest that these compounds may be used as antifungal agents for the treatment of candidemia

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O esqueleto quinona foi identificado como um importante grupo farmacofÃrico para atividade citotÃxica de vÃrios compostos utilizados na clÃnica, constituindo ainda uma das maiores classes de agentes anticÃncer. A &#946;-lapachona à uma das quinonas mais estudadas nos Ãltimos anos. Suas aplicaÃÃes mais importantes estÃo relacionadas Ãs aÃÃes contra vÃrias cÃlulas tumorais. Seu derivado, nor-&#946;-lapachona (composto 1), tem atividade anticÃncer similar. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o mecanismo de aÃÃo envolvido na citotoxicidade do composto 1 e de seu derivado nitrofenilamino (composto 2) em cÃlulas leucÃmicas HL-60. Inicialmente foi investigado o efeito desses compostos na viabilidade de cÃlulas HL-60 apÃs 24 horas de incubaÃÃo, mostrando CI50 de 2,92 e 0,48 &#956;M para os compostos 1 e 2, respectivamente. Acerca da seletividade celular, o composto 1 mostrou forte seletividade para cÃlulas tumorais, enquanto que o seu derivado foi apenas parcialmente seletivo. Estudos feitos em cÃlulas HL-60 indicaram que o composto 2 induz morte celular por apoptose como mostrado pelas mudanÃas morfolÃgicas, fragmentaÃÃo do DNA, despolarizaÃÃo da membrana mitocondrial e externalizaÃÃo da fosfatidilserina. Ambos compostos aumentaram a geraÃÃo de espÃcies reativas de oxigÃnio (EROs). Nossos resultados sugerem que a introduÃÃo do radical nitrofenilamino na posiÃÃo 3 do anel furano aumenta a citotoxicidade da nor-&#61538;-lapachona em cÃlulas HL-60. Esses achados apontam para o potencial dessas quinonas sintÃticas como modelo para a produÃÃo de novos compostos com propriedades anticÃncer. / The quinone moiety has been identified as an important pharmacophoric group for cytotoxic activity of several compounds clinically used, constituting just one of the major classes of anticancer agents. &#946;-lapachone is one of the most studied quinones in the last years. Its most important applications are related to its action against several cancer cells. Its derivative, nor-&#946;-lapachone (compound 1), has similar anticancer activity. Thus, the aim of this work was to evaluate the mechanism of action involved in nor-&#61538;-lapachone and its nitrophenylamino derivative (compound 2) cytotoxicity in a leukemia cells model of HL-60 cell line. Initially it was investigated the effect of both the compounds on HL-60 cells viability after 24 hours of incubation, showing IC50 values of 2.92 and 0.48 &#956;M to compounds 1 and 2, respectively. Considering the selectivity, compound 1 showed strong selectivity to cancer cells, while its derivative was only partially selective. Studies performed in HL-60 cells, after 24 hours, indicated that compound 2 induces cell death by apoptosis as showed by morphological changes, DNA fragmentation, mitochondrial membrane depolarization and phosphatidylserine externalization. Both tested compounds increased generation of reactive oxygen species (ROS). Our results suggest that a nitrophenylamino radical introduction at position 3 of the furane ring enhances the cytotoxicity of nor-&#61538;-lapachone in HL-60 cell line. These findings highlight the potential of these synthetic quinones as prototypes molecules to produce new compounds with anticancer properties.

O presente trabalho divide-se em três capítulos: Capítulo I - Nova síntese de ?-xiloidona: rearranjo de Claisen em hidroxinaftoquinonas; Capítulo II - Síntese e estudo de reatividade de promissores núcleos heteroaromáticos subexplorados pela química medicinal; Capítulo III - Análise computacional de similaridade e propriedades físico-químicas dos núcleos heterocíclicos do capítulo II. O capítulo I descreve uma nova rota para a síntese de ?-xiloidona, um produto natural relacionado ao lapachol, subexplorado pela química medicinal. Esta rota é baseada no rearranjo propargílico de Claisen, a partir da reação de lausona com 3-cloro-3- metilbutino sob catálise de CuCl2/I2.Este capítulo também descreveu a síntese de um derivado furano naftoquinoidal, o qual pode ser utilizado como precursor de ?- duniona, via rearranjo de Claisen aril-alílico. Além da realização desta metodologia substituindo o 3-cloro-3-metilbutino por cinco diferentes alcinos. Este novo processo ofereceu como vantagens principais o menor custo dos catalisadores empregados, os rendimentos melhorados e o reduzido número de etapas reacionais em relação as rotas descritas na literatura para obtenção de?-xiloidona. O Capítulo II apresenta o desenvolvimento de métodos sintéticos novos e eficazes para 3 núcleos heterocíclicos (naftiridinona, pirazolopiridinona e dihidropirrolopirazinona) pouco explorados pela química medicinal porém com potencial para descoberta de fármacos. Buscando abranger metodologias orientadas pela diversidade, neste capítulo foi realizado um estudo preliminar de reatividade destes núcleos frente diferentes abordagens, tanto frente métodos diretos de arilação quanto metodologias clássicas de modificação de anéis aromáticos. Além disso, no capítulo III foram realizados estudos de similaridade para a obtenção de padrões estruturais que possam ser aplicados em programas de descoberta de fármacos assim como o estudo de propriedades físico-químicas dos núcleos do capítulo II. Todo este trabalho permitiu desenvolver 10 moléculas inéditas na literatura, bem como novas metodologias para a síntese de compostos previamente descritos. / The present work is divided in two chapters: Chapter I - New synthesis of ? - xiloidone: Claisen rearrangement of hydroxynaphthoquinones; Chapter II - Synthesis and reactivity study of promising heteroaromatic coresunderstudied by medicinal chemistry; Chapter III - Similarity and physic-chemical properties analysis of the heterocyclic cores from chapter II. Chapter I describes a newsynthetic route to?- xiloidona, which isa natural product related to lapachol and understudied by medicinal chemistry. This route is based on propargyl Claisen rearrangement from the reaction of lawsone and 3-chloro-3- methylbutynemediated by CuCl2/I2. This chapter also describes the synthesis of a furan derivative which can be used as?- dunnione precursor. Also this methodology had been applied replacing the 3-chloro- 3-methyllbutynefor five different alkynes. This new process is associated with lower cost, improved yields and reduced number of reaction steps when compared to the literature. The chapter II aimed at the development of synthetic methods to obtain 3 heterocyclic cores(naphthyridinone, pyrazolopyridinoneand dihydropyrrolopyrazinone)with drug discovery potential but also understudied by medicinal chemistry. Diversity-oriented methodologies had been performedresulting in a reactivity study of these cores across severalsynthetic approaches. Furthermore, the chapter III described the similarity studies that were conducted aiming to obtain structural patterns that can be applied in drug discovery programs. This work describes the development of 10 non-published molecules as well as new methodologies for the synthesis of these previously described compounds.