Quinones are widespread in nature and play important biochemical and physiological
roles. The transposition over plasmatic membranes is a requisite for one molecule to reach
plasmatic concentrations capable to reproduce their biological effect. Physico-chemical
parameters have an important impact on pharmacokinetic and metabolic fate of the biologically
active compounds in the body, and so, a good understanding of these properties, coupled with
their measurement and prediction are crucial for the understanding of a biological mechanism of
action. One of main physico-chemical properties of micromolecules able to modify the
pharmacotherapeutic profile is the ionization coefficient, expressed by pKa, which indicates the
relative contribution degree of neutral and ionized species from ionizable groups. Several
quinones can be degradated, when exposed to environmental factors like light and heat. The
incorporation onto some matrices can contribute to their stabilization. Chitosan is one of possible
choices.
In the present work, the pKa of four differently substituted 2-hydroxynaphtoquinones were
measured, in a mixed ethanolic/aqueous buffer, using hybrid pH/UV titration and voltametric
titration. The adsorption, on chitosan, of 3 naphtoquinones sodium salts and their quantification
using spectrophotometric techniques were also performed. Chemical modified electrodes were
employed in this work in the attempt to verify a possible change in the lapachol electrochemical
behavior in order to facilitate its quantification.
Isolapachol (pKa<6) showed to be more acid than lapachol (pKa>6) and the inactive
methylamino derivatives, with 2 pKas, one related to the enol and the other to the ammonium salt
are zwitterionic in the physiological pH, fact that can preclude its entrance in the cell, causing its
biological inactivity. Those parameters are important for the understanding of the mechanism of
biological action. In the study with the salts of quinones, the calibration plots were obtained with
R values above 0.999 for each salt. With chitosan, it was verified that the sodium salts of lapachol
and isolapachol suffer adsorption on chitosan, through the visible UV-vis absorbance decrease.
For the lapachol salt, the absorbance was reduced in about 60% (Absinitial = 1.825 e Absfinal =
0.732). After 2.5 hours of agitation, concentration changes from 2 x 10-4 mol L-1 to 7.5 x 10-5 mol
L-1. 30 mg of chitosan adsorbed 0.330 mg of lapachol salt. For isolapachol, a lower adsorption
was observed (~10 %, Absinitial = 2.057 e Absfinal = 1.862), with a salt final concentration of 1.8 x
10-4 mol L-1 (0,475 mg). Differently from these two quinones, the salt of di-hydrolapachol was
not adsorbed on chitosan. Its electronic spectrum did not change after contact with the
biopolymer. Structural factors and the acidity differences, indicated by pKa, account for these
variations in terms of adsorption on chitosan. Using modified electrodes with glassy-carbon
surface-immobilized metallic complexes, any significant modification on the electrochemical
behavior of lapachol was observed. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As quinonas são muito difundidas na natureza, desempenhando uma variedade de funções
bioquímicas e fisiológicas. A transposição da membrana plasmática é pré-requisito para que uma
determinada molécula atinja concentrações plasmáticas capazes de reproduzirem o efeito
biológico. Parâmetros físico-químicos possuem um importante impacto nas vias farmacocinéticas
e metabólicas de compostos biologicamente ativos no organismo, um bom entendimento destas
propriedades é crucial para compreender os mecanismos de ação biológica. Uma das principais
propriedades físico-químicas de micromoléculas capazes de alterar seu perfil farmacoterapêutico
é coeficiente de ionização, expresso pelo pKa, que traduz o grau de contribuição relativa das
espécies neutra e ionizada de grupamentos ionizáveis. Muitas das quinonas também podem sofrer
degradação, quando expostas aos fatores ambientais, como luz e calor. A incorporação em
matrizes pode auxiliar na sua estabilização. A quitosana é uma das possíveis escolhas.
No presente trabalho, o pKa de 4 diferentes quinonas foram medidos em meio
aquoetanólico, utilizando o método de titulação espectrofotométrica e voltamétrica. Verificou-se
também a adsorção e quantificação de 3 sais de sódio de naftoquinonas escolhidas em quitosana e
através da técnica de UV-Vis. Eletrodos quimicamente modificados também foram empregados
neste trabalho, na tentativa de verificar uma possível mudança de comportamento eletroquímico
do lapachol, que facilitasse a sua quantificação.
Na determinação do pKa, o Isolapachol, com pKa<6 se revelou mais ácido que o lapachol
pKa>6. Os derivados metilaminados inativos biologicamente frente a uma série de organismos,
possuem 2 valores de pKa, um relacionado ao enol e outro ao sal de amônio, sendo zwitteriônicas
em pH fisiológico. Estes resultados foram relacionados com as atividades biológicas apresentadas
pelas quinonas. A inatividade das aminoquinonas pode ser explicada estruturalmente, pelo fato
das mesmas serem anfifílicas, o que pode impedir sua entrada nas células, evitando, assim, uma
ação biológica. Estes parâmetros são importantes para a compreensão do mecanismo de ação
biológica. Nos estudos com os sais das quinonas, as curvas analíticas foram obtidas com valores
de R acima de 0,999 para cada sal. Com quitosana, verificou-se que os sais de sódio do lapachol e
do isolapachol adsorvem na quitosana através da visível diminuição da absorvância. Para o
lapachol, a absorvância foi reduzida em aproximadamente 60% (Absinicial = 1,825 e Absfinal =
0,732). Utilizando-se o valor da absorvância final pôde-se determinar a concentração final do sal
em solução. Após duas horas e meia de agitação, a concentração variou de 2,0 x 10-4 mol L-1 para
7,5 x 10-5 mol L-1. Em termos de massa presente em solução, a mesma variou de 0,528 mg para
0,198 mg, sendo a massa adsorvida de 0,330 mg, para cada 30 mg de quitosana presente no
sistema em estudo. Para o isolapachol, uma redução menor da absorvância foi observada (~10%,
Absinicial = 2,057 e Absfinal = 1,862) com uma concentração final do sal de 1,8 x 10-4 mol L-1
(0,475 mg). Diferentemente destas duas quinonas, o sal do diidrolapachol, não sofreu qualquer
adsorção no biopolímero. Seus espectros eletrônicos permaneceram os mesmos, antes e após o
contato com a quitosana. Fatores estruturais e a própria diferença de acidez indicada pelo pKa,
entre as 3 quinonas, podem estar influenciando a adsorção em quitosana. Utilizando-se eletrodos
modificados com complexos metálicos imobilizados em sua superfície, não foi observada
qualquer mudança significativa no comportamento eletroquímico do lapachol.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufal.br:riufal/1083 |
| Date | 23 February 2006 |
| Creators | Miranda, Paulo Rogério Barbosa de |
| Contributors | Goulart, Marília Oliveira Fonseca, http://lattes.cnpq.br/5271094336884473, Beatriz, Maria de Lara Palmeira de Macedo Arguelho, http://lattes.cnpq.br/1396973634283242, Oliveira, Paulo César Costa de, http://lattes.cnpq.br/0262501860160289, Galdino, Fabiane Caxico de Abreu, http://lattes.cnpq.br/4203326795155880 |
| Publisher | Universidade Federal de Alagoas, Brasil, Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, UFAL |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFAL, instname:Universidade Federal de Alagoas, instacron:UFAL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/1083/3/Obten%C3%A7%C3%A3o+de+par%C3%A2metros+f%C3%ADsico-qu%C3%ADmicos+de+hidroxiquinonas+e+sua+formula%C3%A7%C3%A3o+em+quitosana.pdf, bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/1083/2/Obten%C3%A7%C3%A3o+de+par%C3%A2metros+f%C3%ADsico-qu%C3%ADmicos+de+hidroxiquinonas+e+sua+formula%C3%A7%C3%A3o+em+quitosana.txt |
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