Francisco Felipe Maia da Silva. Síntese, caracterização estrutural e avaliação do potencial antibacteriano e antioxidade de derivados do Eugenol e processos biocatalíticos usando casca da laranja. 2017. 182 f. Tese (Doutorado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by José Orlando Soares de Oliveira (orlando.soares@bol.com.br) on 2017-09-13T12:00:58Z
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Previous issue date: 2017 / The use of natural products as a therapeutic source still consists of the main means to obtain drugs that are used in the fight against various diseases that affect man and other living things. Eugenol is a natural substance that has aroused the interest of several researchers in the world to present a diversity of biological properties, including: Antioxidant, antimicrobial, anesthetic, analgesic, hepatoprotective, anticoagulant among others. With this, the present work aimed at the synthesis of eugenol derivatives with subsequent analysis of its antioxidant and antibacterial activities. A study was also carried out aiming at increasing the number of derivatives produced by applying enzymes present in the orange peel (Citrus Sinensis), immobilized in a calcium alginate matrix as a biocatalyst in hydrolysis and esterification reactions. The work resulted in the synthesis, characterization and purification of twenty-one eugenol derivatives, characterized using hydrogen and carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy, gas chromatography coupled to mass spectrometry and flame ionization detector, as well as high performance liquid chromatography. In the antibacterial activity it was observed that ten [4-allyl-2-methoxyphenyl 4-bromobenzoate (8); 4-allyl-3-methoxyphenyl 4-nitrobenzoate (9); 4-allyl-2-methoxyphenyl cinnamate (10); 4-(2-hydroxypropyl) -2-methoxyphenyl (12); 1- (4-acetoxy-3-methoxyphenyl) propano-2-yl acetate (13); 3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)propane-1,2-diol (14); 3-(4-acetoxy-3-methoxyphenyl) propane-1,2-diyl diacetate (15); 2-methoxy-4-(oxiran-2-ylmethyl) phenol (16); 2-methoxy-4-(oxiran-2-ylmethyl)-phenyl acetate (17); 4-((2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl)-methoxyphenol (18)] of the twenty-one derivatives showed antimicrobial activity, including against strains that the eugenol molecule was inactive, thus amplifying the spectrum of antibacterial action, and the derivatives with lower Minimal Inhibitory Concentration (500 μg / mL) were substances 8 and 16. As for the antioxidant activity, it was observed that all derivatives that were produced from the acylation reaction of the phenolic hydroxy group resulted in substances with a much lower antioxidant action (IC50˃200μg / mL) than eugenol (IC50 4.38μg / mL ), demonstrating that the phenol group is fundamental for the molecule to have the capacity to capture free radicals. On the other hand, the modification of the double bond by addition reaction in the alug group of eugenol, although slightly reducing the antioxidant capacity of the same (IC50 4.38 μg / mL for IC50 20 μg/mL in the hydration product), the effect is much lower than that of the structural change of the hydroxyl group, showing that even though it exerts some importance factor in the radical inhibition capacity, the allyl group is not as decisive for this activity as the hydroxyl group. The enzymatic extract from the orange peels immobilized on calcium alginate support was active both in hydrolysis reactions and in acetylation reactions, presenting enantiomeric excesses (ee) above 98% and chemoselectivity to hydroxy groups belonging to the alcohol function in detriment of the phenol, as well as regioselectivity for hydrolysis of acetoxy groups, maintaining intact benzoate groups. Orange peel enzymes have also been shown to be effective in ester synthesis reactions derived from primary alcohols (benzyl acetate) and poorly effective against cyclic alcohols. It was also verified the ability of the biocatalyst to work at different temperatures (30, 35 and 40 °C), good condition of reuse of the biocatalyst, besides the possibility of storage of the same. Orange peel enzymes have also been shown to be effective in ester synthesis reactions derived from primary alcohols (benzyl acetate) and poorly effective against cyclic alcohols. It was also verified the ability of the biocatalyst to work at different temperatures (30, 35 and 40 ° C), good condition of reuse of the biocatalyst, besides the possibility of storage of the same. / O uso de produtos naturais como fonte terapêutica ainda consiste no principal meio para obtenção de fármacos que são utilizados no combate de várias enfermidades que atinge o homem e outros seres vivos. O eugenol, é uma substância natural que tem despertado o interesse de vários pesquisadores no mundo por apresentar uma diversidade de propriedades biológicas, incluindo: Antioxidante, antimicrobiano, anestésico, analgésico, hepatoprotetor, anticoagulante entre outras. Com isso, o presente trabalho objetivou a síntese de derivados do eugenol com posterior análise de suas atividades antioxidantes e antibacterianas. Também foi realizado estudo visando ampliar o número de derivados produzidos aplicando enzimas presentes na casca da laranja (Citrus Sinensis), imobilizadas em matriz de alginato de cálcio como biocatalisador em reações de hidrólise e esterificação. O trabalho resultou na síntese, caracterização e purificação de vinte e um derivados do eugenol, caracterizados utilizando espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio e carbono, cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas e detector de ionização em chama, além de cromatografia líquida de alta eficiência. Na atividade antibacteriana foi observado que dez [4-bromobenzoato de 4-alil-2-metóxifenila (8); 4-nitrobenzoato de 4-alil-3-metóxifenila (9); cinamato de 4-alil-2-metóxifenila (10); 4-(2-hidróxipropil)-2-metóxifenil (12); acetato de 1-(4-acetóxi-3-metóxifenil)propano-2-il (13); 3-(4-hidróxi-3-metóxifenil)propano-1,2-diol (14); diacetato de 3-(4-acetóxi-3-metóxifenil)propano-1,2-di-ila (15); 2-metóxi-4-(oxiran-2-ilmetil)fenol (16); acetato de 2-metóxi-4-(oxiran-2-ilmetil)fenila (17); 4-((2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)metil)-metóxifenol (18)] dos vinte e um derivados apresentaram atividade antimicrobiana, inclusive frente a cepas que a molécula do eugenol se mostrou inativa, ampliando com isso o espectro de ação antibacteriano, sendo que os derivados que apresentaram menores Concentração Mínima Inibitória (500µg/mL) foram as substâncias 8 e 16. Quanto a atividade antioxidante, foi observado que todos os derivados que foram produzidos a partir da reação de acilação do grupo hidroxi fenólico resultaram em substâncias com ação antioxidante muito inferior (IC50˃200µg/mL) a do eugenol (IC 50 4,38µg/mL), demostrando que o grupo fenol é fundamental para que a molécula apresente a capacidade de captura de radicais livres. Por outro lado, a modificação da ligação dupla através de reação de adição no grupo alila do eugenol, apesar de reduzir um pouco a capacidade antioxidante do mesmo (IC 50 4,38µg/mL para IC 50 20 µg/mL no produto de hidratação), o efeito é bem inferior ao da mudança estrutural do grupo hidróxi, mostrando que mesmo exercendo algum fator de importância na capacidade de inibição radicalar, o grupo alila não é tão decisivo para essa atividade como grupo hidróxi. O extrato enzimático das cascas da laranja imobilizadas em suporte de alginato de cálcio mostrou-se ativo tanto em reações de hidrólise como em reações de acetilação, apresentando excessos enantioméricos (ee) superiores a 98% e quimiosseletividade para grupos hidroxi pertencente a função álcool em detrimento do fenol, bem como regiosseletividade para hidrólise de grupos acetóxi, mantendo grupos benzoatos intactos. As enzimas da casca da laranja também se mostraram efetivas em reações de síntese de ésteres derivados de álcoois primários (acetato de benzila) e pouco efetiva frente a álcoois cíclicos. Também foi verificado a capacidade de ação do biocatalisador em diferentes temperaturas (30, 35 e 40°C), boa condição de reuso do biocatalisador além de possibilidade de armazenamento do mesmo. Com isso o presente trabalho resultou na síntese de derivados com efeitos antibacterianos superiores ao produto de partida, ampliando as possibilidades de uso onde já são relatados efetivos uso do eugenol. Além de um método eficiente e econômico de preparação de um biocatalisador a partir de um resíduo industrial que são as cascas das laranjas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/26121 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Silva, Francisco Felipe Maia da |
| Contributors | Monte, Francisco José de Queiroz, Lemos, Telma Leda Gomes de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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