Síntese e avaliação farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados

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(1)UFPE. UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Fundamental Programa de Pós-Graduação Pós Graduação em Química. Dissertação de Mestrado. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-Glicosídeos Glicosídeos 2,3-Insaturados 2,3 Insaturados. Adriana Cristina N. de Melo. Recife-PE Brasil Setembro / 2007.

(2) UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL UNDAMEN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-Glicosídeos Glicosídeos 2,3-Insaturados 2,3 Insaturados Adriana Cristina N. de Melo* Melo Dissertação. apresentada. ao. Programa de Pós-Graduação Pós em Química da UFPE como parte dos requisitos para a obtenção obtençã do título de Mestre em Química.. Orientador: Prof. Dr. Rajendra Mohan Srivastava. *Bolsista CAPES. Recife-PE Brasil Setembro / 2007.

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(5) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídios 2,3-insaturados.. Dedico este trabalho (in memória) ao meu avô as minhas avós, meus pais, irmãos e meus sobrinhos, como mais uma conquista de meus objetivos, por que nos momentos mais difíceis vocês sempre estiveram junto a mim tornando possível a conquista de mais esta etapa. Espero que compreendam todas as minhas faltas ou falhas com todos. Amo todos vocês! Agradeço a Deus criador de todo o universo!.

(6) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídios 2,3-insaturados.. AGRADECIMENTOS. Durante um pouco mais de dois anos de realização deste trabalho muito pedi e como já outras vezes ouvi dizer: “Melhor que pedir é agradecer”, assim o farei. Agradeço ao Professor Rajendra Mohan Srivastava que me acolheu em seu grupo de pesquisa, por sua amizade e orientação prestadas ao longo destes anos; Ao meu avô Pai João (in memorian), Severina (vó Biu) e avó Lia, os quais me conduziram em meus primeiros passos e a minha amável família pela compreensão, incentivo, pelo cuidado e por acreditarem em mim. A minha mãe Audenice pelo amor dedicado a mim, minha eterna gratidão e ao meu pai. As alunas de iniciação científica: Natália e Lorena que deram suas contribuições no desenvolvimento de uma parte desse trabalho. A colega: Joselice pela valiosa amizade, pelas gargalhadas que demos junto e pela ajuda e paciência que teve em realizar as correções desse trabalho. Aos colegas: João Rufino e Ronaldo pela amizade e discussões sobre os trabalhos que desenvolvi no laboratório da síntese durante os quatro anos que nos conhecemos. Ao pessoal do LSO: Natércia pela amizade e desabafos durante esses quatro anos, Janaína, Juliano, Ricardo, Alexandra, Carla, Suseane, Jucleiton. Aos meus queridos amigos Ana Rosa e Everaldo pela amizade, pelas palavras de conforto nos momentos mais conturbados durante esses dois anos que sempre estamos juntos. Aos amigos que fiz no DQF Mary, Paula Teresa, Vera Sena, Ana Elizabete, Michelle Patrícia, Elaine, Michelle Frânce, Ladjane, Sheila, Nelho, Jefferson, Ayron, Ana Paula e Mônica. Aos amigos da Central Analítica: Ricardo, Eliete, Ceça, Sr. Lúcio, Érida e Severino por toda ajuda que me deram todo esse tempo. Aos professores Oscar Loureiro Malta, Lothar Bieber, Severino Júnior, Paulo Menezes e Fernando Hallvass por terem contribuído na minha formação. A todo pessoal dos laboratórios que importunei a procura de uma vidraria ou reagente, entre eles LESO, BSTR e LOM..

(7) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídios 2,3-insaturados.. Ao pessoal da Secretaria de Pós-Graduação: Maurílio, Patrícia e Gisele pela disposição em ajudar-me. As amigas Bete e Marta do departamento de compras por ter me ajudado durante as realizações das compras e pela amizade. As bibliotecárias Ana e Joana pela simpatia e ajuda. A professora Teresinha Silva pela receptividade e pela contribuição na execução das atividades antiinflamatórias de minha pesquisa. A aluna Lina por ter realizado os testes. E a todos os outros que fazem parte do seu Laboratório no do Departamento de Antibióticos da UFPE. A professora Rosa Maria Souto Maior pela atenção e apoio financeiro. Ao professor Ricardo Longo pela atenção e ajuda para a realização dos cálculos computacionais.. A Elisa pelo apoio e por ter me ensinado a lançar os. cálculos computacionais. Ao professor Carlos Alberto da Universidade Federal de Alagoas pela atenção e ajuda para a realização do estudo cristalográfico por difração de raios-X. A CAPES e a FACEPE pelo apoio financeiro..

(8) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídios 2,3-insaturados.. SUMÁRIO Resumo................................................................................................. Abstract................................................................................................. Símbolos e Abreviaturas..................................................................... Lista de Figuras.................................................................................... Lista de Tabelas ................................................................................... I II III IV VI. Capítulo I: Introdução Geral 1. Introdução....................................................................................... 1.1 Síntese de Carboidratos......................................................... 1.2 Revisão da Literatura............................................................. 1.2.1 Reações usando radiação de microondas............................. 1.2.2 Glicosidação usando a reação de Ferrier.............................. 1.3 Objetivo geral......................................................................... 1.3.1 Objetivos específicos ............................................................. 1 1 5 5 7 15 15. Capítulo II 2. Resultados e Discussão................................................................ 2.1 Síntese e caracterização de O-glicosídeos 2,3-insaturados 2.2 Síntese e caracterização dos O-galactosídeos 2,3-insaturados...................................................................... 2.3 Reação de hidrólise dos glicosídeos insaturados................... 16 16 21 27. Capítulo III. 3. Síntese exclusiva de α-glicosídeos 2,3-insaturados promovida pelo rearranjo de ferrier utilizando NbCl5 como catalisador....................... 29. Capítulo IV 4. Síntese de glicosídeos insaturados contendo um grupo alquinil na aglicona.............................................................................................. 33. Capítulo V: 5. Estudo da estabilidade conformacional para os α-glicosídeos 2,3insaturados contendo ligações tripla na parte da aglicona.............. 43. Capítulo VI: 6. Estudo cristalográfico dos compostos (R)-(+)-3-butin-2-il 4,6-diO-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritro-hex-2-enopiranosídeo 3y e (R)-(+)-3-butin-2-il 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-treo-hex2-enopiranosídeo 5y.......................................................................... 51.

(9) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídios 2,3-insaturados.. Capítulo VII 7. Estudos para a síntese dos dissacarídeos com a ligação (1→6)............................................................................. 65. Capítulo VIII 8. Parte Biológica................................................................................. 8.1 Avaliação da atividade antiinflamatória..................................... 69 71. Capítulo IX 9. Conclusões....................................................................................... 78. Capítulo X 10. Perspectivas.................................................................................... 79. Capítulo XI 11. Generalidades ................................................................................ 11.1 Procedimentos experimentais................................................. 11.2 Determinação da atividade antiinflamatória............................. 80 81 101. 12. Referências Bibliográficas................................................................ 102. Anexo I 13. Artigo ............................................................................................... 108. Anexo II 14. Espectros selecionados................................................................... 118.

(10) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. II. RESUMO A reação de tri-O-acetil-D-glucal 1 e tri-O-acetil-D-galactal 4 com cerca de quatro alcoóis. 2g,. 2o-q. na. presença. de. Montmorillonita. K-10/microondas. e/ou. montmorillonita K-10/CH2Cl2/refluxo levam a formação de α-glicosídeos insaturados 3g, 3o-q e 5g, 5o-q com bons rendimentos dos quais oito produtos são novos. A reação de tri-O-acetil-D-glucal 1 com cerca de oito alcoóis 2g, 2i, 2k e 2q-t na presença de NbCl5/CH2Cl2 ou NbCl5/THF/refluxo levam os compostos 3g, 3i, 3k e 3q-t , dos quais os produtos 3t e 3q formados não se encontram na literatura. Uma outra classe de onze, inéditos, α-glicosídeos insaturados contendo os grupos alquinil na aglicona 3v-z, 3z' e 5v-z são preparados com a finalidade de estudar o comportamento conformacional dessas moléculas. Suas energias conformacionais são calculadas pelo método ab initio a nível Hartree-Fock com a base 6-31G. Os cristais dos compostos inéditos na literatura 3y e 5y submetidos a raios-X tem suas estruturas elucidadas e comparadas com os resultados obtidos pelos cálculos de orbitais moleculares. Dando continuidade à reação de outros derivados de carboidratos para a produção de diferentes dissacarídeos, os compostos 19h e 19o com o oxigênio ligado ao carbono C-6 são protegidos seletivamente e tem-se em seguida o oxigênio ligado ao C-4 são metilados. Em seguida desprotege-se o oxigênio ligado ao C-6 e submetidos a rearranjo de seguida por desproteção do O-6 e submetidos a rearranjo de Ferrier como tentativa de preparar o dissacarídeo.. Este método não deu o. dissacarídeo desejado, mas sim promoveu outro rearranjo fornecendo os compostos 3o e 3h. Aos compostos 3g, 3o-q, 19o e 5g foram realizados testes de atividade antiinflamatória pela metodologia de “Air Pouch”, os compostos deram atividade antiinflamatória.. Palavras-chave: O-glicosídeos 2,3-insaturados, grupo alquinil, raios-X, dissacarídeos, rearranjo de Ferrier..

(11) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. III. ABSTRACT. The. reaction. presence. of tri-O-acetyl-D-glucal 1 and. of Montmorillonite K-10/microwaves. tri-O-acetyl-D-galactal 4, in the and/or. Montmorillonite. K-10/CH2Cl2, resulted in the formation of new unsaturated α-glycosides 3g, 3o-q and 5g, 5o-q in good yields. Further, the reaction of 1 with various alcohols 2g, 2i, 2k e 2q-t using NbCl5 /CH2Cl2 or NbCl5/THF/reflux led to the production of 3g, 3i, 3k e 3qt , where two of them, viz., 3t e 3q have not been found in the literature. Another class of unsaturated glycosides containing alkinyl group in the aglycone moiety 3h, 3v-z, 3z' and 5h, 5v-z was prepared with a view to study the conformational behavior of the sugar molecules in general.. The conformational. energies of these molecules have been calculated using ab initio/ Hartree Fock method having 6-31G as the basis set. Compounds 3y and 5y were submitted to Xray analysis and the results were compared with those obtained by molecular orbital calculations. Giving continuity to our ongoing research, we wished to prepare some new disaccharides. For this, compounds 19h and 19o were protected selectively at O-6, methylated at O-4, followed by deprotection of O-6 and finally submitting to Ferrier’s rearrangement in order to have disaccharides. However, we were unable to have the desired disaccharides, instead other rearrangement occurred providing compounds 3o and 3h, respectively. Sugars 3g, 3o-q, 19o and 5g were tested for antiinflammatory activity employing “air pouch” method. Compounds. presented antiinflammatory activity.. Keywords: 2,3-unsaturated-O-glycosides, alkinyl group, X-ray, disaccharides, Ferrier’s rearrangement..

(12) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. SÍMBOLOS E ABREVIATURAS. δ - Deslocamento químico J - Constante de acoplamento s - simpleto d - dupleto t - tripleto m - multipleto APT- Espectro deTeste de hidrogênio ligado a um átomo de 13C DEPT - Espectro deTeste de hidrogênio ligado a um átomo de 13C RMN 1H - Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio RMN 13C - Ressonância Magnética Nuclear de Carbono TBAF- Fluoreto de tetra n-butilamônio TBDMS - t-butil-dimetilsilano THF - Tetrahidrofurano IV - Infravermelho TMS - Tetrametilsilano NbCl5- Pentacloreto de Nióbio -SiMe2 - dimetil silano AINES - Antiinflamatórios não esteróidais COX - Ciclooxigenase COX-1 - Ciclooxigenase-1 COX-2 - Ciclooxigenase-2 AA - Ácido araquidônico PMNL - Leucócitos polimorfonucleares (Ac-) - Acetil (AAS) - Ácido acetil salicílico (C3D60) - Acetona-d6. 1.

(13) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. IV. LISTA DE FIGURAS. Figuras. Página. Figura 1- Anéis pirano e furano.............................................................. 2. Figura 2- Formas acetálicas dos anéis de cinco e seis membros............ 2. Figura 3- Efeito anomérico...................................................................... 3. Figura 4- Orbital de fronteira.................................................................... 3. Figura 5- Equilíbrio do 2-metoxitetrahidropirano..................................... 3. Figura 6- Ativação da ligação tripla do propargil pelo Au3+ para formar o compostos alcoxiciclizado ............................................. 11. Figura 7- Espectro de RMN 1H do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3didesoxi-α-D-eritro-hex-2-enopiranosídeo 3o em CDCl3.......... 18. Figura 8- Espectro de RMN 1H do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3didesoxi-α-D-eritro-hex-2-enopiranosídeo 3o em acetona-d6... 19. Figura 9- Espectro de RMN 1H do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3didesoxi-α-D-treo-hex-2-enopiranosídeo 3o em CDCl3............ 23. Figura 10- Espectro de RMN 1H do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3didesoxi-α-D-treo-hex-2-enopiranosídeo 3o em acetona-d6... 24. Figura 11- Formação do intermédiário com a posição β bloqueada........ 25. Figura 12- Efeito da anisotropia diamagnética para o composto 3h...... 40. Figura 13- Efeito da anisotropia diamagnética para o composto 3x...... 40. Figura 14-Efeito da anisotropia diamagnética para o composto 3y...... 41. Figura 15- 2-propin-1-il 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritro-hex-2enopiranosídeo 3h ................................................................... 43. Figura 16- Projeção de Newman para os três possíveis rotâmeros da ligação C-5 e C-6 do composto 3h..................................... 45. Figura 17- Estrutura e conformação do 2-propin-1-il 4,6-di-O-acetil-2,3didesoxi-α-D-treo-hex- 2-enopiranosídeo 5h......................... 46. Figura 18- Estrutura e conformação dos rotâmeros................................. 47.

(14) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. Figura 19- (R)-(+)-3-butin-2-il 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritrohex-2-enopiranosídeo 3y........................................................ 48. Figura 20- Estrutura e conformação dos compostos 3x e 3y............... 50. Figura 21- Diagrama ORTEP do (R)-(+)-3-butin-2-il 4,6-di-O-acetil-2,3didesoxi-α-D-eritro-hex-2-enopiranosídeo 3y......................... 51. Figura 22- Célula unitária........................................................................ 55. Figura 23- Interações de hidrogênio (C11-H11........O6) e C7–HC7...O2 das células no empacotamento cristalino do composto (R)(+)-3-butin-2-il 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritro-hex-2enopiranosídeo 3y .................................................................. 56. Figura 24- A estrutura da molécula (Diagrama ORTEP) do (R)-(+)-3butin-2-il 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-treo-hex2-enopiranosídeo 5y............................................................... 58. Figura 25- Célula unitária ........................................................................ 62. Figura 26 – Interações de hidrogênio C6-H6B.....O4, C14–H14A.....O4 e C14-H14B....O6 das células no empacotamento cristalino do composto (R)-(+)-3-butin-2-il 4,6-di-O-acetil2,3-didesoxi-α-D-treo-hex-2-enopiranosídio 5y.................... Figura 27- Compostos de tiofenos acetilênicos........................................ 62 70. Figura 28- Estrutura do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-Deritro-hex-2-enopiranosídeo 3o e tiofeno-3-il-etil 2,3didesoxi-α-D-eritro-hex-1-enopiranosídeo 19o......................... 73. Figura 29- Esquema bioquímico da enzima ciclooxigenase (COX) tipo 1 e tipo 2........................................................................... 75. Figura 30- Mecanismo da aspirina........................................................... 75. Figura 31- Espectro RMN 1H do composto 3h.......................................... 118. Figura 32- Espectro RMN 1H e 13C do composto 3x................................. 119. Figura 33- Espectro RMN 1H e 13C do composto 5x................................. 120. Figura 34- Espectro RMN 1H e 13C do composto 3y................................. 121. Figura 35- Espectro RMN 1H e 13C do composto 5y................................. 122. V.

(15) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. VI. LISTA DE TABELAS Tabela 1- Síntese de O-glicosídeos 2,3-insaturados 3g, 3o-q catalisado por montmorillonita K-10.................................................... 17. Tabela 2- Síntese de O-glalactosídeos 2,3-insaturados 5g,5o-q catalisado por montmorillonita K-10........................................... 22. Tabela 3- Produtos da hidrólise dos O-glicosídeos 3o-p e Ogalactosídeos 2,3-insaturados 5g, 3o-p catalisado por montmorillonite K-10................................................................... 27. Tabela 4- Síntese de O-glicosídeos 2,3-insaturados 33g, 3i, 3k e 3q-t partindo do tri-O-acetil-D-glucal................................................. 29. Tabela 5- Glicosídeos obtidos a partir do tri-O-acetil-D-glucal e alcoóis 2h,2v-z, 2z'................................................................................ 36 Tabela 6- Glicosídeos obtidos a partir do tri-O-acetil-D-galactal e alcoóis 2h,2v-z..................................................................................... 37 Tabela 7- Distâncias de ligação [Ǻ] e ângulos [º] selecionados................. 43. Tabela 8- Dados cristalográficos e refinamento estrutural para o composto 3y.............................................................................. Tabela 9- Comprimento das ligações [Ǻ] para o composto 3y.................. 51 52. Tabela 10- Ângulos das ligações [Ǻ] para o composto 3y.......................... 53. Tabela 11- Ângulos de torsão [º] para o composto 3y................................ 53. Tabela 12- Ligações de hidrogênio C-H...O na estrutura cristalina do (R)-(+)-3-butin-2-il- 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritro-hexenopiranosídeo 3y.................................................................... 55 Tabela 13- Distâncias [Ǻ], ângulos e ângulos de torsão [º] selecionados do composto 3y.......................................................................... 55. Tabela 14- Dados cristalográficos e refinamento estrutural para o composto 5y............................................................................... 57. Tabela 15- Comprimento das ligações [Ǻ] para o composto5y.................. 58. Tabela 16- Ângulos das ligações [Ǻ] para o composto 5y.......................... 58. Tabela 17- Ângulos de torsão [º] para o composto 5y................................ 59.

(16) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. VII. Tabela 18- Ligações de hidrogênio C-H...O na estrutura cristalina do (R)-(+)-3-butin-2-il- 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-treo-hexenopiranosídeo 5y.................................................................... 61 Tabela 19- Distâncias [Ǻ], ângulos e ângulos de torsão [º] selecionados do composto 5y......................................................................... 61 Tabela 20- Atividade antiinflamatória de derivados O-glicosídeos 2,3-insaturados.......................................................................... 69.

(17) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 1. CAPÍTULO I 1. INTRODUÇÃO GERAL. 1.1 Síntese de Carboidratos. Dentre as áreas de pesquisa da química orgânica, a síntese de carboidratos vem chamando a atenção dos pesquisadores pelo fato do seu potencial na síntese de moléculas quirais (indução da quiralidade),1 síntese de drogas que apresentam propriedades biológicas. 2. na produção de medicamentos (Digoxina e Vacinas contra. pneumonia)3 e síntese de materiais avançados (Biossensores).4. Os carboidratos são as moléculas biológicas mais abundantes nos organismos vivos e exercem inúmeros papéis, tais como o armazenamento e o transporte de energia (exemplo: amido, glicogênio e ATP); são componentes estruturais das plantas e animais (exemplo: celulose e quitina); também são moléculas que atuam sobre o sistema imunológico 5 e coagulante do sangue.6. As unidades básicas dos carboidratos são chamadas de monossacarídeos e os exemplos mais comuns são de glicose (açúcar do sangue), galactose (açúcar do leite) e frutose (açúcar das frutas). Esses são compostos orgânicos e possuem fórmula geral Cx(H2O)y. Quando duas moléculas (unidades de carboidratos) estão ligadas entre si são chamadas de dissacarídeos, tais como sacarose e lactose. Os carboidratos contendo de 2 a 10 moléculas (unidades) de monossacarídeos são chamados oligossacarídeos por exemplo: a matose, sacarose e lactose. E quando apresentam. mais. de. 10. moléculas,. ligadas. entre. si,. são. denominados. polissacarídeos como: amido, glicogênio, celulose e quitina. Certos carboidratos modificados são importantes porque fazem parte do esqueleto do DNA.. Por. exemplo, o açúcar desoxirribose é uma versão modificada da D-ribose e a quitina (principal constituinte das carpaças dos artrópodes) é um composto formado por unidades de N-acetil-D-glicosamina..

(18) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 2. Os carboidratos mais conhecidos como sacarídeos, podem existir na forma de um anel de seis ou cinco membros. Anéis de seis membros são chamados de piranose e os de cinco membros. são denominados furanose, os quais foram. originados do pirano e furano (Figura 1).. Figura 1- Anéis pirano e furano. O grupo aldeído ou cetona do monossacarídeo de cadeia aberta reagirá reversivelmente com o grupo hidroxílico do átomo de carbono (C-5 na hexose) e (C-4 na pentose) produzindo um hemiacetal ou hemicetal, com seis ou cinco membros, contendo um átomo de oxigênio entre dois átomos de carbono. Os anéis com seis e cinco átomos em sua forma cíclica são chamados piranose e furanose, respectivamente, e eles existem em equilíbrio com a forma aberta (Figura 2).. α,β-D-Glucofuranose. D-glicose. α,β-D-Glucopiranose (hemiacetal cíclico). Figura 2- Formas acetálicas dos anéis de cinco e seis membros. Após a conversão da forma de cadeia aberta à forma cíclica, o átomo de carbono contendo o oxigênio da carbonila foi chamado de carbono anomérico, tornando-se um centro quiral com duas possíveis configurações chamadas α- e βanômeros, onde a formação de um deles pode ser preferida em relação ao outro. O efeito anomérico foi introduzido na química dos carboidratos, quando observou-se que os substituintes alcoxi e halogênios ligados no carbono anomérico dos piranosídeos mostram a tendência de ocupar a posição axial.7,8 A origem do efeito anomérico pode ser explicada em termos de interações eletrostáticas9 ou superposição de orbitais.10 A explicação mais comum para a estabilização axial do substituinte eletronegativo no C-1 do anel piranosídeo é a superposição do par de.

(19) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 3. elétrons do oxigênio do anel com o orbital antiligante σ* do C anomérico. Esta superposição é eficiente quando um par de elétrons do oxigênio é antiperiplanar com a ligação C-X (Figura 3).. O. X. X= Um átomo eletronegativo. Figura 3- Efeito anomérico. Essa descrição é similar a do orbital de fronteira de uma reação SN2 entre um haleto e o nucleófilo. O HOMO do nucleófilo interage com o LUMO do haleto, que é o orbital antiligante σ * da ligação C-X (Figura 4).. Nu. X. C. HOMO LUMO. Nu = Nucleófilo. X = haleto. Figura 4- Orbital de fronteira. Booth et al.11,12 mediram a constante de equilíbrio do 2-metoxitetrahidropirano a uma temperatura de 143K usando a espectroscopia de RMN. 13. C e encontraram as. porcentagens para os confórmeros axial em 79,6% e equatorial em 20,4% (Figura 5). O O. axial X 79,6%. X. equatorial 20,4%. X = metoxi Figura 5- Equilíbrio do 2-metoxitetrahidropirano. Embora existam métodos clássicos para sintetizar os compostos orgânicos, o interesse dos pesquisadores sempre esteve relacionado a descoberta de.

(20) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 4. procedimentos que apresentem as melhores condições para o desenvolvimento de uma reação, como por exemplo: o menor tempo reacional, fácil manuseio e baixo custo com produção mínima de rejeitos. Entretanto, decidiu-se explorar a utilização da radiação de microondas (de um forno doméstico) para o desenvolvimento das reações de Ferrier com a possibilidade de produzir glicosídeos insaturados. Por essa razão fez-se uma breve revisão da literatura sobre a utilização da radiação de microondas em reações orgânicas, como também sobre outras metodologias que levam a formação desses compostos..

(21) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 5. 1.2 Revisão da Literatura. 1.2.1 Reações usando radiação de microondas. Os primeiros relatos de reações. utilizando o aquecimento pelas microondas. foram feitas por Gedye et al.13 e por Giguere et al.14 em 1986. Na década de 80, durante a realização dos experimentos (utilizando-se a radiação de microondas de um forno doméstico), observou-se uma redução no tempo de duração das reações quando comparadas com o método de síntese convencional. As primeiras reações conduzidas em forno de microondas doméstico foram realizadas em tubos selados e comparadas com o aquecimento convencional, como mostram os esquemas 1 e 2. CO2H Microondas KMnO4. 40%. 40%. 5 min. 25 min. H2O. + O Na. Cl. Aq. Clássico. OCH 2Ph Microondas. +. Aq. Clássico. 93%. 89%. 4 min. 16 h. CN. CN. Esquema 1- Oxidação de tolueno a ácido benzóico e reação SN2 entre 4-cianofenóxido de sódio e cloreto benzílico para formar o éter 4-cianofenil benzil.. Microondas. HO. O. Aq. Clássico. a) 21%. 17% 6min 320ºC. 10 min 325º< 361º C b) DMF, 92% 6 min 325º<315ºC. OH. H. H. OH. Microondas. Aq. Clássico. 62% 15 min 400º< 425º C. 60% 12 H 180ºC. Esquema 2- Reações por termólise em microondas..

(22) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 6. Verificou-se que além de uma notável redução no tempo de duração dessas reações, os rendimentos também foram satisfatórios quando comparados com as reações obtidas pelo método clássico. Nesse mesmo período, surgiram os primeiros relatos de acidentes por causa da utilização de solventes, devido ao superaquecimento quando submetidos à radiação de microondas, causando a deformação de recipientes e até mesmo, em alguns casos, sua explosão. Isto porque, dependendo do solvente empregado, pode-se ocorrer um aumento exponencial da pressão interna de sistemas fechados levando-os a explosão.15. Um dos principais motivos para utilização do forno de microondas em síntese orgânica, está ligado com a preservação do meio ambiente, pois com o decorrer do tempo, a busca de uma metodologia mais rápida, econômica e com baixos níveis de produção de rejeitos nos levou a realizar reações com ausência de solventes, seguindo algumas prioridades citadas por Torres16 como minimizar a geração de resíduos e reciclar os resíduos.. O trabalho com ausência de solventes é um forte candidato na preservação do meio ambiente. A aplicação desta metodologia favorece uma série de vantagens com relação a alguns tipos de reações, por exemplo: redução da formação de resíduos, maior seletividade, rendimentos significativos, praticidade, maior velocidade de reação, menor custo durante a realização do experimento, como também menor formação de subprodutos.17. Diante de todas essas vantagens e na busca de outras metodologias e modificações sintéticas para ocorrência do rearranjo de Ferrier para a obtenção dos glicosídeos 2,3-insaturados através da reação de glicosidação, utiliza-se a radiação de microondas visando encontrar um método mais eficiente para obter esse tipo de reação. A reação de Ferrier é um método básico sintético muito importante para o preparo de vários tipos de glicosídeos insaturados.18 O seguinte tópico discute a descoberta da primeira reação de glicosidação e a utilização da reação de Ferrier e novas técnicas para obtenção de glicosídios insaturados..

(23) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 7. 1.2.2 Glicosidação usando a reação de Ferrier Desde a descoberta da reação de glicosidação por Fischer,19 muitos químicos orgânicos vêm focando o interesse pelos métodos de glicosidação com alto rendimento e alta estereosseletividade das reações. A síntese de O-glicosídeos é um dos métodos mais explorados pelos pesquisadores, por causa de sua importância biológica, por ser uma metodologia orgânica sintética decisiva ligando um açúcar em direção a outro açúcar ou outras moléculas (agliconas).20 Atualmente várias metodologias foram surgindo com intenção de melhorar o controle estereosseletivo dessa reação. Visando essa melhora, Ferrier em 1969,21 introduziu a reação chamada de rearranjo de Ferrier para sintetizar glicosídeos 2,3-insaturados, conforme esquema 3.. AcO. AcO. OAc. O OAc OAc 1. AcO. AcO. O. O OR. O. HO-R ácido de Lewis solvente temperatura. + OAc. OAc. OR 3. íon oxônio. α-anômero (principal). OAc 3 β-anômero (secundário). Esquema 3. Um grande interesse pela síntese desses glicosídeos 2,3-insaturados surgiu a partir da década de 80, uma vez que estes compostos são intermediários sintéticos versáteis e também constituem importantes unidades estruturais de vários antibióticos.22 Para a formação destes glicosídeos, a molécula sofrerá um rearranjo alílico..

(24) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 8. Este rearranjo alílico é conhecido como rearranjo de Ferrier que na presença de um nucleófilo e um ácido de Lewis, como catalisador, geralmente levam a formação de glicosídeos 2,3-insaturados.23 Neste aspecto, vários métodos e diferentes condições sintéticas vêm surgindo com o propósito de melhorar o manuseio e a estereosseletividade desta reação.24 Um dos fatores responsáveis pelo melhoramento do manuseio e estereosseletividade desse tipo de reação está associado ao uso de diversos ácidos de Lewis tais como: BF3.Et2O,25 InCl3,26 Ce(IV) nitrato de amônio,27 InBr3,28 LiBF4,29 Yb(OTf)3,30 BiCl3,31 CeCl3⋅7H2O,32 Montmorillonita K-10,33 NbCl5,34 PMA-SiO2.35 Dentre as várias metodologias sintéticas, pode-se citar algumas que são responsáveis pela formação de glicosídeos do tipo 2,3-insaturados, como exemplo, Tilve et al.36 desenvolvem um novo e estereocontrolado método de glicosidação do 3,4,6-tri-O-acetil-D-glucal 1 com vários alcoóis 2a-i dando os correspondentes glicopiranosídeos 2,3-insaturados 3a-i usando cloreto de 1-butil-3-metilimidazólico ([bmim]Cl-1.5FeCl3) como líquido iônico. A presença do líquido iônico provou ser um eficiente meio para o desenvolvimento da reação, por apresentar dupla função como a de um catalisador bem como de um solvente (Esquema 4). O. AcO. + R-OH [bmim]Cl-xFeCl3 80ºC. 2a-i. AcO 1. O. AcO. O R. +. AcOH. AcO. OAc. 3a-i Rendimentos: 78-90% Identificação de α,β-anômeros. [bmim] Cl =. N. Cl. N. R-OH : a). b). c). OH. OH. OH. e). OH g). f). d). h) Ph. OH. Esquema 4. OH. OH. i) OH. OH.

(25) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados.. 9. Nosso grupo também se interessou por esse tipo de síntese usando radiação de microondas, e publicou em 2002 um trabalho relacionado com o uso de forno de microondas doméstico para a síntese de O-glicosídeos 2,3-insaturados partindo do tri-O-acetil-D-glucal 1 e diferentes álcoois 2i-n em excesso nas condições livre de solvente,33 onde utilizou-se a Montmorillonita K-10 como ácido de Lewis para catálise do rearranjo de Ferrier como mostra o esquema 5. Essa síntese levou a formação dos glicosídeos insaturados em menos tempo e com rendimentos de 71-87%, simplificando o manuseio e reduzindo os resíduos orgânicos. OAc. OAc. O. OAc OAc. + R-OH 2i-n. OR. O. Montmorillonita K-10. O. +. microondas doméstico. 1. OAc. OAc. OR. OAc. 3 não observado. 3i-n Rendimentos: 71-87%. R: i) ciclohexil; j) N-ftalimida metil; k) N-ftalimida etil; l) N-ftalimida (S)-(+)-2-metil-etil; m) aril-1,2,4-oxadiazol-5-il; n) p-toluil-1,2,4-oxadiazol-5-il. Esquema 5. Entretanto, outros trabalhos foram microondas. surgindo com o uso da radiação de. na síntese de O- e C-glicosídeos 2,3-insaturados.37 Hotha et al.34 em. 2005, relataram que o uso das microondas na reação de Ferrier foi. bastante. explorada utilizando-se os ácidos de Lewis Montmorillonita K-10 e InCl3. Mais recentemente, descreveram um método assistido pelas microondas para a síntese de O-glicosídeos 2,3-insaturados pela reação de Ferrier utilizando uma quantidade catalítica do cloreto de nióbio(V) em acetonitrila (Esquema 6). OAc 1. R. 2. O OAc. OAc. +. R. R-OH. NbCl5 (cat.) Mw, acetonitrila. 1:R1= H; R2= OAc 4:R1= OAc; R2= H. 1R. 2. R. O. H OR. 3:R1= H; R2= OAc 5:R1= OAc; R2= H. R-OH: Álccol alílico, álcool benzílico, álcool alifático, ou álcool fenólico e monossacarídeos.. Esquema 6.

(26) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 10. Outro exemplo da literatura trata da síntese de S- e O-glicosídeos 2,3insaturados ou pseudoglicais obtidos pelo rearranjo de Ferrier de glicais protegidos com o grupo acetil sob irradiação de microondas. Foi publicado recentemente,38 e neste artigo os pesquisadores descreveram a utilização da sílica gel como um ácido catalítico que na presença do glical e de um grande excesso de álcool fornece os correspondentes O- e S-glicosídeos 2,3-insaturados com bons rendimentos, quando submetidos a irradiação de microondas.. Esse método foi aplicado não só para a reação de Ferrier do 3,4,6-tri-O-acetilD-glucal. 1 e 3,4,6-tri-O-acetil-D-galactal 4, mas também para a reação de Ferrier do. 3,4-di-O-acetil-D-arabinal 6. A seguir o esquema 7 mostra as condições reacionais utilizadas. OAc O. AcO AcO. i. O. AcO. XR. 1 AcO. OAc. RXH. 3. OAc O. AcO. AcO. O. i. XR. RXH. 4 AcO O AcO 6. OAc. 5 AcO. O. i RXH. i = Sílica gel, W, 5-10min.. XR 7. X= O, S R= Alquil, glicosil. . Esquema 7. Uma desvantagem do método citado acima está relacionado com a influência da potência do microondas, pois foi observado que a potência de 650W e o tempo de 5-10 min era suficiente para ocorrer o rearranjo, obtendo-se uma mistura de anômeros α e β. Também foi verificado que aumentando-se o tempo reacional o rendimento decrescia e em, alguns dos casos, ocorreu um aumento da estereosseletividade..

(27) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 11. Uma outra metodologia sintética explorada para produzir esses glicosídeos envolvendo o rearranjo de ferrier foi desenvolvida casualmente por Kashyap e Hotha,39 onde relataram que éteres propargilicos podem atuar como um grupo de saída na reação SN2' quando catalizada por Au(III). Investigaram que o 4,6-di-Obenzil glucal 8 foi transformado no correspontente derivado 3-O-propargílico 9 usando NaH/brometo de propargila/n-Bu4NI em 90% de rendimento. E quando o composto 9 foi tratado com várias agliconas aromáticas, alifáticas, alílicas e monossacarídeos α-glicosídeos 2,3-insaturados como mostra o esquema 8, foi observado a formação de um produto 10b resultante da adição SN2' quando submetido a catálise com AuCl3/acetonitrila/metanol na presença de vários alcoóis. Ocorreu uma reação de Ferrier, e não a formação do produto alcoxiciclizado 10a que seria o composto de maior interesse pelos pesquisadores (Esquema 8 e Figura 6). BnO. BnO O. BnO. BnO. NaH, DMF propargil Br. O BnO. nBuNI, 0ºC-rt 3h, 90% OH 8. AuCl3 CH3OH acetonitrila 0ºC-rt 15h, 67%. O BnO. O 9. OCH3. 10b. 38% α 50% do material 9. Esquema 8 BnO. BnO O. 8. 3+. Au. BnO. b. HOR O caminho "a". OCH3. BnO. a R= CH3. O. O. caminho "b" 10b. Au. 10a. 3+. Figura 6- Ativação da ligação tripla do propargil pelo Au para formar o composto alcoxiciclizado 10a. Segundo mecanismo proposto, Au3+ por apresentar afinidade pelos grupos alquílicos, ativaria a ligação tripla fazendo do propargil um grupo de saída na reação do tipo Ferrier..

(28) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 12. A literatura também vem mostrando alguns trabalhos envolvendo a síntese seletiva de dissacarídeos saturados pelo método de ferrier, onde um grande número de monossacarídeos que são considerados receptores sintéticos.40. Os dissacarídeos insaturados ou seus análogos estruturais, têm sido pouco estudado pelos pesquisadores, mas esses compostos vêm chamando a atenção por serem sintetisados pelo rearranjo de Ferrier. Um exemplo desse tipo de reação foi descrito por Ferrier e Prasad em 1969.21. OAc. O. O AcO AcO. + 1. OAc. OH BF3.E t2O. O. O. Benzeno 11. O. O AcO O. O. O O. O 12 O. O. Rendimento 56% ea 50% do α-dissacarídeo. Esquema 9. Os dissacarídeos são subclasses de carboidratos que apresentam um bom potencial para os estudos químicos estruturais e biológicos. O dissacarídeo metil 6-O-[4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-D-eritro-hex-2-enopiranosil]-2,3,4-tri-O-metil-α-Dglicopiranosídeo 14a e o β-anômero 14b, foram preparados usando o metil 2,3,4-triO-metil-α-D-glicopiranosídeo 13 com 1 em uma mistura de diclorometano /acetonitrila na presença de InCl3, obteve-se os dissacarídeos em 80% de rendimento com o αanômero como produto principal (Esquema 10).26.

(29) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 13. OAc O AcO AcO. OH. +. O. MeO MeO MeO. 1. OCH3. 13. 20 mol% InCl3 CH2Cl2, CH3CN 1h, rt, 80% OAc O. OAc O. AcO. AcO O. MeO. O. MeO MeO. O. MeO MeO. O. +. MeO. OCH3. OCH3 14b. 14a. Esquema 10. Sato et al.41 mostra vários tipos de dissacarídeos (cis-α, trans-β, cis-β, e transβ) produzidos a partir da reação de ferrier com diferentes glicosídeos doadores. Toma-se como exemplo a reação de glicosidação do receptor 16 (6-OH cis-α monossacarídeo) com o doador 15 (monossacarídeo trans-β) em presença de diclorometano seco, iodo succinamida (1,5 equiv.) e ácido trifluoro metanosulfônico (0,3 equiv.) a temperatura de 20ºC, observa-se a produção do correspondente dissacarídeo 17 unidos pela ligação 1,6-α-glicosídica com 90% de rendimento. OBz. BnO BnO. O. O BnO BnO. O. OH. OBz. SEt. +. NIS,TfOH MOMO. BzO BzO. OMOM 15 Doador. CH2Cl2 ,20ºC BzO 16 Receptor. O O. OMe BzO BzO 17. NIS : Iodo succinamida TfOH : Ácido trifluoro metanosulfônico. BzO. OMe. 1,6-α-glicosídio rendimento= 90% proporção α:β (15:1). Esquema 11. Neste trabalho os autores mostram que a presente metodologia pode ser utilizada para a obtenção de vários dissacarídeos com bons rendimentos..

(30) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 14. Embora na literatura existam vários métodos para obtenção de glicosídeos 2,3-insaturados, a maioria dos trabalhos encontrados priorizam à síntese e a produção de novos compostos sem levar em consideração suas propriedades biológicas . Entretanto, isso nos motivou a realizar a síntese de vários O-glicosídeos 2,3-insaturados e realizar testes para avaliar o potencial farmacológico dos mesmos, porque durante a revisão bibliográfica pôde-se observar que há poucos trabalhos sobre a avaliação farmacológica para esta classe de compostos..

(31) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 15. 1.3 Objetivo geral. Sintetizar os O-glicosídeos 2,3-insaturados comparando a reação de Ferrier induzida pelo forno de microondas doméstico sem solvente com o método de aquecimento convencional, com a finalidade de obter estes compostos em menos tempo e simplificar o manuseio, reduzindo assim a agressão ao meio ambiente. Como também obter, a partir destes, novos derivados tais como: dissacarídeos com configuração (1→6), tendo o grupo 3-etiltiofeno como aglicona, ou agliconas do tipo acetilênicos terminais e diferentes O-glicosídeos insaturados como monômeros. Realizar testes de atividade biológica dos O-glicosídeos.. 1.3.1 Objetivos específicos. Sintetizar e comparar as reações de alguns novos O-glicosídeos 2,3insaturados aplicando a reação de Ferrier induzida pelo forno de microondas doméstico sem solvente com o método de aquecimento convencional. Sintetizar a partir dos O-glicosídeos 2,3-insaturados novos derivados, tais como os dissacarídeos. Realizar estudo computacional dos O-glicosídeos a fim de aprender mais sobre a conformação dos mesmos, utilizando cálculos Ab Initio.. Caracterizar os compostos por meio de Espectroscopia de RMN 1H e RMN 13. C, e determinar os deslocamentos químicos de diversos prótons e. compara-los com os valores teóricos. Obetr raio-x dos compostos 3y e 5y para estudos de configuração e conformação desta classe de compostos. Avaliar a atividade antiinflamatória dos compostos obtidos..

(32) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 16. CAPÍTULO II 2. Resultados e Discussão. Nesta parte do trabalho, mostramos as. estratégias para a síntese dos. O-glicosídeos 2,3-insaturados. Inicialmente, preparamos o tri-O-acetil-D-glucal 1 e o tri-O-acetil-D-galactal 4 a partir da D-glucose e D-galactose com o uso de metodologia desenvolvida por Shull et al. em 1996.42 Ambos os açúcares foram utilizados como produtos de partida para o desenvolvimento do rearranjo alílico.. 2.1 Síntese e caracterização de O-glicosídeos 2,3-insaturados. Primeiramente, fizemos a reação do D-glucal 1 com os alcoóis benzílico 2g, 2(3-tienil) etanol 2o, 2-(2-tienil) etanol 2p e (1R, 2S, 5R)-(-)mentol 2q em presença do ácido de Lewis montmorillonita K-10 e irradiados em forno de microondas doméstico (Esquema 12). OAc O OAc OAc. OAc. + R-OH 2g, 2o-q. Montmorillonita K-10 microondas - 50%W. O. ou aquecimento OAc. 1. H OR. 3g, 3o-q. R g:. CH3. CH2. o:. q:. p: H2 C. H2 C S. S. OH H3C CH3. Esquema 12. Embora as reações produzidas pelas microondas sejam muito aplicadas em outras áreas de conhecimento da síntese orgânica, na área da química dos carboidratos vem sendo questionado por apresentarem algumas limitações.43 Mesmo assim os pesquisadores vem explorando o uso da radiação de microondas com o objetivo de reduzir essas limitações. Como exemplo, podemos citar o trabalho realizado por Oliveira et al.33a que mostrou a síntese exclusiva dos αglicosídeos 2,3-insaturados mencionado anteriormente no esquema 5, como mais uma possível forma de utilização da radiação de microondas para a síntese de vários.

(33) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 17. carboidratos insaturados. A literatura apresenta outros pesquisadores que utilizam a radiação de microondas para o desenvolver outras sínteses. Por essa razão também decidiu-se usar esse método com o objetivo de produzir os compostos 3g, 3o-q e 5g, 5o-q e compará-los com os compostos obtidos pelo método geral 2 (aquecimento) desenvolvido por Toshima et al.44 Os resultados estão resumidos na tabela 1.. Tabela 1. Síntese de O-glicosídeos 2,3-insaturados 3g, 3o-q catalisado por montmorillonita K-10 Entrada. Açúcar. Álcool. 1. 1. 2g. Produto. Método geral 1 (microondas) Tempo a (min) Rend.(%). OAc O. Método geral 2 (aquecimento) Tempo a (min) Rend.(%). 4. 80. 180. 85. 1. 60. 150. 70. 1. 70. 180. 85. 1.5. 71. 120. 82. O. AcO 3g. 2. 1. OAc O. 2o. O. AcO. S. 3o. 3. 1. OAc O. 2p AcO. 4. 1. O 3p. S. OAc O. 2q. O. AcO 3q a. Os rendimentos são dos compostos cromatograficamente puros.. As estruturas dos compostos 3g, 3o-q com rendimentos que variaram de 6085% foram verificadas pelo RMN 1H, RMN. 13. C e análise elementar. A constante de. acoplamento vicinal J4,5 = 9,3-9,6 Hz para o H-4 foi observada para os compostos 3g, 3o-q indicando uma relação trans diaxial configuração eritro.. entre H-4 e H-5, confirmando a.

(34) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 18. O CH3. O H H3C. O H O. O H. H. S. O 3o. O. composto. tiofeno-3-il-etil. 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritro-hex-2-. enopiranosídio 3o foi obtido com 60% de rendimento, onde o tri-O-acetil-D-glucal 1 foi reagido com 2o, nas condições já mencionadas anteriormente.. Mas, além do. produto, obteve-se material de decomposição. No espectro de RMN 1H do produto da reação feita pela irradiação de microondas, como mostra a figura 7, os sinais da porção do açúcar mais característicos são o sinal para o hidrogênio ligado ao carbono anomérico, onde observa-se um simpleto largo em δ 5,01 ppm , o sinal da olefina que mostra dois dupletes entre δ 5,77 e 5,95 ppm e os sinais para o anel heteroaromático do tiofeno que mostram os deslocamentos químicos para H2= 7,21-7,26 ppm, H3= 6,94-6,97 ppm e H5= 6,99-7,02 ppm.. 1. Figura 7- Espectro de RMN H do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3didesoxi-α-D-eritro-hex-2-enopiranosídeo 3o em CDCl3..

(35) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 19. Um fato inesperado ocorre quando realiza-se o espectro de RMN. 1. H, do. mesmo composto, em acetona-d6 (Figura 8).. 1. Figura 8- Espectro de RMN H do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-αD-eritro-hex-2-enopiranosídeo 3o em acetona-d6.. Obtem-se, no espectro de RMN 1H um sinal para os hidrogênios (H2 e H3) da olefina sendo um simpleto bastante intenso com dois picos laterais de intensidade muito baixa (≤ 1%) entre δ 5,80 a 5,92 ppm. Isso ocorre em um sistema de dois hidrogênios acoplados com a diminuição da diferença entre os deslocamentos químicos e um valor grande de J.45 Esse efeito é conhecido como efeito telhado. Observa-se no espectro que a diferença de deslocamento químico para os dois hidrogênios (H2 e H3) da olefina no açúcar é quase zero, por isso, os sinais interiores coalesceram em um único sinal e os sinais exteriores quase desaparecem, o que implica que os dois hidrogênios de alguma forma, não se sabe como, podem ser equivalentes. O solvente foi um dos fatores que influenciou o surgimento desse efeito, pois, com a mudança de solvente clorado (CDCl3) para um solvente carbonilado (C3D6O), viu-se claramente a influência que o solvente exerceu sobre o deslocamento químico,.

(36) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 20. afetando a posição e o aspecto dos sinais de RMN dos hidrogênios olefínicos H-2 e H-3 do composto 3o. Quando compara-se os dois espectros realizados em solventes diferentes, observa-se que o sinal de um dos prótons se deslocou para a direita, isto é, para campo mais alto por conta da redução do valor do deslocamento químico. Uma explicação para esse fenômeno está relacionado com a presença da acetona deuterada, porque como se trata de um solvente carbonilado o carbono carbonílico por ser mais eletropositivo poderá atrair a nuvem eletrônica da dupla ligação do anel piranosídico durante a solvatação e deixar um dos hidrogênios mais próximo do oxigênio carbonílico da acetona-d6 levando ao deslocamento do mesmo para campo alto ficando mais blindado. Essa aproximação levou a redução do deslocamento químico para zero, pois foi quando observamos a coalescência dos sinais internos em um único sinal e a presença de dois sinais externos com intensidade muito baixa quase imperceptíveis. Então, podemos dizer que os dois hidrogênios olefínicos H2 e H3 podem ser considerados equivalentes. Os. compostos. enopiranosídeo. 3g,. benzil. tiofeno-2-il-etil. 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritro-hex-24,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritro-hex-2-. enopiranosídeo 3p, (1R,2S,5R)-(-)-mentil 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-eritro-hex-2enopiranosídeo 3q, também apresentam comportamento parecido ao composto 3o em CDCl3 e C3D6O..

(37) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 21. 2.2 Síntese e caracterização dos O-galactosídeos 2,3-insaturados. Em seguida, fez-se a reação do tri-O-acetil-D-glalactal 4 com os alcoóis 2g, 2o-q, em presença do ácido de Lewis, montmorillonita K-10, e irradiados em forno de microondas doméstico (Esquema 13). OAc AcO. O OAc. OAc. + R-OH 2g, 2o-q. Montmorillonita K-10 microondas- 50%W. AcO. O. ou aquecimento. H OR. 4. 5g, 5o-q. R g:. CH3. CH2. o:. q:. p:. H2 C. H2C S. S. OH H3C CH3. Esquema 13. Foi verificado a formação dos O-galactosídeos 5g, 5o-q, com rendimentos que variaram de 50-82% os quais estão descritos na tabela 2..

(38) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 22. Tabela 2. Síntese de montmorillonita K-10. O-galactosídeos 2,3-insaturados 5g, 5o-q catalisado por. Entrada. Açúcar. Álcool. 1. 4. 2g. Produto. Método geral 1 (microondas) Tempo a (min) Rend.(%). Método geral 2 (aquecimento) Tempo a (min) Rend.(%). OAc AcO. O. 4. 78. 240. 82. 4. 54. 240. 60. 4. 50. 180. 53. 1.5. 65. 120. 72. O. 5g OAc. 2. 4. 2o. AcO. O O. S. 5o. OAc. 3. 4. 2p. AcO. O O. S. 5p. OAc. 4. 4. 2q. AcO. O O. 5q. a. Os rendimentos são dos compostos cromatograficamente puros.. As estruturas dos compostos 5g, 5o-q com rendimentos de 50-82% foram verificadas pelo RMN 1H e RMN 13C, e análise elementar. Foi observado que para esses compostos o H-4 aparece a δ = 4,99-5,07 ppm, com constante de acoplamento J4,5 = 2,4-2,7 Hz caracterizando a posição cis entre H-4 e H-5, de acordo com a configuração treo para 5g, 5o-q..

(39) Adriana C.N. de Melo. O. composto. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 23. tiofeno-3-il-etil. 4,6-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-treo-hex-2-enopi-. ranosídeo 5o foi obtido com 54% de rendimento. A análise dos espectros de RMN 1H e RMN 13C e microanálise evidenciaram a formação do composto 5o.. No espectro de RMN 1H. do produto da reação feita pela irradiação de. microondas, como mostra a figura 9, os sinais mais característicos da porção do açúcar são os hidrogênios H-1 e H-4. No espectro observa-se que o H-1 ligado ao carbono anomérico apresenta-se como um dupleto largo em δ 5,07 ppm com J1,2= 3,0 Hz enquanto que o hidrogênio H-4 em 5,0 ppm J4,5 = 5,4-2,4Hz. Os sinais para o anel heteroaromático do tiofeno mostram os deslocamentos químicos para H3= 6,98 ppm, H5= 7,02-7,03 ppm e H2= 7,24-7,26 ppm.. 1. Figura 9- Espectro de RMN H do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-treohex-2-enopiranosídeo 5o em CDCl3..

(40) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 24. No espectro do composto 5p também observa-se o mesmo efeito observado no espectro RMN. 1. H do composto 3o, quando realiza-se o espectro em acetona-d6. (Figura 10).. 1. Figura 10- Espectro de RMN H do tiofeno-3-il-etil 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-αD-treo-hex-2-enopiranosídeo 5p em acetona-d6.. Obtivemos, no espectro de RMN 1H, um sinal para os hidrogênios (H2 e H3) da olefina sendo um simpleto bastante intenso com dois picos laterais de intensidade muito baixa (≤ 1%) entre δ 6,02 a 6,98 ppm. Observamos no espectro que a diferença de deslocamento químico para os dois hidrogênios (H2 e H3) da olefina no açúcar 5o não é mais zero como aconteceu com o composto 3o, os sinais interiores coalesceram mais agora apresentando três absorções no centro do sinal com δ 6,041, 6,044 e 6,053 ppm. Observamos também dois sinais exteriores com intensidade muito baixa aproximadamente menor que 1%, o que implica que os dois hidrogênios também podem ser equivalentes. Os compostos benzil 4,6-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-treo-hex-2-enopiranosídeo 5g,. tiofeno-2-il-etil. (1R,2S,5R)-(-)-mentil. 4,6-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-treo-hex-2-enopi-ranosídeo. 5p,. 4,6-O-acetil-2,3-didesoxi-α-D-treo-hex-2-enopirano-sídeo. 5q. também obtidos pelos métodos gerais 1 e 2 (Tabela 2, Esquema 13) tiveram sua estrutura química evidenciada pelos espectros de RMN 1H e RMN 13C..

(41) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 25. Estes compostos apresentam comportamento semelhante ao composto 5o para a porção galactal nos espectros em CDCl3 e acetona-d6. Após a síntese dos O-galactosídeos 5g, 5o-q (Tabela 2), foi observado que os compostos 5g, 5o-q apresentam. rendimentos mais baixos em relação aos. compostos 3g, 3o-q, quando utiliza-se a irradiação de microondas. Então, decidiuse investigar melhor o que provocaria a redução dos rendimentos, já que o procedimento experimental foi o mesmo para as duas reações.. Portanto, foi. avaliado o comportamento dos açúcares 1 e 4 durante o rearranjo alílico. Um fato observado para a reação do tri-O-acetil-D-glucal 1 que envolve o rearranjo alílico por catálise ácida, foi a estereosseletividade da reação, pois só detectamos a formação do anômero α. Uma forma de explicar esse fato é a existência de um cátion intermediário 18 figura 11 que aparece com a posição β bloqueada. Neste caso, o ataque do nucleófilo no C-1 será por baixo para render exclusivamente o anômero α. OAc. O O. O. OAc. O. ROH O OAc 3g, 3o-q. OAc 18. R. R g:. CH3 CH2. o:. q:. p:. H2C. H2C S. S. OH H3C CH3. Figura 11- Formação do intermédiário com a posição β bloqueada.. Outra observação bastante interessante foi com relação aos rendimentos obtidos, onde podemos explicar o decrescimo dos rendimentos para os compostos que foram sintetizados com o tri-O-acetil-D-galactal 4 através de sua configuração do OAc no C-4. A estereoquímica dos glicais de partida é bastante relevante quando temos reações que envolvem o rearranjo alílico por catálise ácida.11 O tri-O-acetil-D-glucal 1 que é o açúcar de partida para a síntese de glicosídeos 2,3-insaturados apresenta os grupos ésteres C-3 e C-4 em orientações diferentes dos grupos ésteres que estão no tri-O-acetil-D-galactal 4, pois observouse que o precursor 4, epímero em C-4 do composto 1, não reagia satisfatoriamente com os alcoóis 2o e 2p na presença do catalisador montmorillonita K-10..

(42) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 26. Entretanto, no D-glucal 1 que formará o glicosídeo 2,3-insaturado, ocorre a clivagem em C-3 devido ao efeito do grupo vizinho, mais conhecido como assistência anquimérica do grupo éster em C-4 (Esquema 14). Pois, o mesmo não ocorre com o galactal de partida 4, onde a configuração cis impede a assistência anquimérica do grupo vizinho por essa razão as reações apresentam rendimentos inferiores às reações com o D-glucal 1. OAc O. M. -. OAc. OAc. OAc. OAc. OAc. O. O OR. HOR OAc. O O. Esquema 14. Com base nesses fatos, os compostos 3g, 3o-q e 5g, 5o-q obtidos após irradiados em microondas doméstico a uma potência de 750W em presença de 50% de catalisador montmorillonita K-10 e tempo de 4 minutos apresentam problemas de decomposição e rendimento baixo. Então, ao reduzir-se a potência para 350W, o equivalente a 50% da potência em presença de 100% de catalisador, usa-se um intervalo de tempo de 1-4 minutos e observa-se um aumento nos rendimentos e redução do material de decomposição gerado durante a irradiação. Durante a síntese para obtenção dos compostos 5g, 5o-q foi observa-se a formação não apenas destes compostos, mas a produção de um segundo produto em quantidade pequena que não foi caracterizado..

(43) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 27. 2.3- Reação de hidrólise dos glicosídeos insaturados. Decidiu-se a partir dos glicosídeos 2,3-insaturados realizar a modificação dos mesmos para a produção de novos derivados. Então, os compostos 3o-p e 5g, o-p são hidrolisados pelos métodos MeOH/H2O/Et3N46 ou MeOH/MeONa47 segundo o esquemas 15, fornecendo os compostos 19o-p e 20g, 20o-p com rendimentos de 53 a 87% como mostra a tabela 3.. OAc O. OH. H OR. OAc. 3o-p. i: MeOH/H2O/Et3N (9:6:1), t.a ou ii: MeOH/MeONa t.a. O. H OR. OH. 19o-p 75-87%. OAc AcO. O. OH. H OR. 5g, 5o-p. i: MeOH/H2O/Et3N (9:6:1), t.a ou ii: MeOH/MeONa t.a. HO. O. H OR. 20g, 20o-p 53-62%. R g:. CH2. o:. p:. H2C. H2C S. Esquema 15. S.

(44) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 28. Tabela 3: Produtos da hidrólise dos O-glicosídeos e O-galactosídeos. Entrada. Substrato. 1. Produto. OAc. OH. O. O O. AcO. S. 3o. 2. O. HO. OH. O. O O. S. O. HO. 3p. 3. O. O. 62. 240. 53. S. 20o. OAc. OH HO. O. O. a. 180. O. S. 5o. 5p. 60. O. OH HO. O. AcO. 270. S. 20g. OAc. 5. 75. O. 5g. 4. 120. OH HO. O O. AcO. 87. 19p. OAc AcO. 120 S. 19o. OAc. AcO. Método convencional a Tempo min. Rend.(%). S. O. O. S. 20p. Os rendimentos são dos produtos cromatograficamente puros.. Esses glicosídeos hidrolisados serão utilizados como precursores para obtenção dos novos derivados tais como os dissacarídeos que serão mencionados posteriormente..

(45) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 29. CAPÍTULO III 3. Síntese exclusiva de α-glicosídeos 2,3-insaturados promovida pelo rearranjo de ferrier utilizando NbCl5 como catalisador Para o desenvolvimento desse trabalho, realizou-se o rearranjo de Ferrier com o tri-O-acetil-D-glucal 1 e vários alcoóis 2g, 2i, 2k e 2q-u na presença de NbCl5 usando CH2Cl2 a temperatura ambiente, assim como em THF sob refluxo (Esquema 16). OAc. OAc O OAc OAc. 1. NbCl5/solvente ROH 2g, 2i, 2k 2q-u. O. OAc OR 3g, 3i, 3k 3q-u. R: g) benzil; i) cicloexil; k) N- ftalimida etil; q) (-)-mentil; r)propil; s) 3-buten-1-il; t) 2-naftalenoetil; u) etil. Esquema 16. Primeiramente, para a síntese dos glicosídeos utilizou-se o tri-O-acetil-D-glucal 1 com os alcoóis 2g, 2i, 2k e 2q-t na presença de 0,05 equivalentes de NbCl5 em CH2Cl2 a temperatura ambiente. Esperávamos que a reação acontecesse de forma que consumisse todo o reagente de partida.. Mas, a reação só aconteceu na. presença de uma quantidade grande de catalisador, ou seja, de 0.4 equivalentes de NbCl5 neste solvente. Durante essa reação, notamos a presença de um precipitado. branco,. presumívelmente o complexo de glucal-NbCl5, produzido exclusivamente pela complexação do metal Nb do catalisador com o oxigênio do grupo acetoxi, formando um complexo de coordenação seis, por causa de seu poder oxofílico48 na posição C6 ou C-3 do glicosídeo insaturado. Outro fato importante foi observado em relação a quantidade do álcool, pois foi avaliado que 1,5 equivalentes de álcool não consumia.

(46) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 30. todo o complexo glucal-NbCl5, mas quando foi adicionado 3 equivalentes de álcool por 1,0 equivalente de 1, observou-se o consumo total do material de partida. Finalmente, o 3,4,6-tri-O-acetil-D-glucal 1 reagiu com vários alcoóis 2g, 2i, 2k e 2q-t na presença de 0,4 equivalentes de NbCl5 produzindo apenas os α-D-glicosídeos 2,3-insaturados 3g, 3i, 3k e 3q-t com rendimentos de 70-81% como mostra a tabela 4. Tabela 4: Síntese de O-glicosídeos 2,3-insaturados 3g, 3i, 3k e 3q-u partindo do tri-O-acetil-D-glucal Entrada. Álcool. Produto. 1. 2g. 3g. 30. 74. 50. 73. 97. 2. 2i. 3i. 30. 75. 50. 71. 87. 33. 3. 2k. 3k. 60. 78. 50. 80. 77. 50. 4. 2q. 3q. 60. 77. 50. 75. -. 5. 2r. 3r. 60. 70. 50. 74. 95. 51. 6. 2s. 3s. 30. 81. 50. 87. 64. 52. 7. 2t. 3t. 30. 74. 50. 73. -. 8. 2u. 3u. -. -. 50. 72. -. a. Método A (0.4equiv. NbCl5/CH2Cl2) a Tempo Rend.(%) (min). Método B (0.1 equiv. NbCl5/THF) a b Tempo Rend. (%) Rend.(%) (min) (Ref.) 21,49. 50c. 53c. b. Os rendimentos foram obtidos após cromatografia líquida com C6H12 e AcOEt; Os rendimentos c foram mencionados de acordo com a literatura; Os rendimentos não foram relatados na literatura.. Nós tentamos melhorar o método mencionado acima usando outros solventes. Utilizando-se 0,1 equivalentes de NbCl5 em CH2Cl2 a temperatura ambiente, não reagiu bem, formando o produto insaturado com rendimento muito baixo. Quando adicionou-se algumas gotas de acetonitrila à solução de CH2Cl2 observou-se que o.

(47) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 31. rendimento melhorou, mas não foi satisfatório. A introdução de duas gotas de DMF à solução de cloreto de metileno não causou aumento na reatividade do sistema.. Finalmente, substituindo o cloreto de metileno pelo tetrahidrofurano seco e usando 0,1 equivalentes de NbCl5 sob refluxo por 50 minutos, a reação ocorreu e o complexo permaneceu solúvel na solução de THF. Os rendimentos dos produtos nessa reação foram mais altos quando comparados com os que foram obtidos utilizando-se o CH2Cl2 e variou entre 71-87% (Tabela 4). A exclusiva formação dos α-anômeros na presença do pentacloreto de nióbio está demonstrado no esquema 17.. Observou-se que o pentacloreto de nióbio. complexou-se com o átomo de oxigênio carbonílico do grupo O-acetil na posição C-3, formando o complexo. Logo depois, um dos átomos de cloro do pentacloreto de nióbio do complexo com 8-membros que foi formado no estado de transição, atacou o carbono C-1. formando o. cloro 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-β-D-eritro-hex-2-. enopiranosídeo pelo mecanismo SN2′ intramolecular, causando a eliminação do grupo acetoxi gerando o β-cloro açúcar. glicosídeo rapidamente em presença do. Esse β-cloro foi convertido para o αálcool via reações SN2′. O ataque. nucleofílico é mais rápido do que a anomerização, o que justifica a formação exclusiva dos α-anômeros 3g, 3i, 3k e 3q-u. Me OAc O OAc OAc. 1. NbCl5. AcO. OAc O Cl. O O O. NbCl4 Cl. SN2'. -HCl R. -NbCl4OAc OAc. OAc. OAc O. O H. OAc. OR. 3g, 3i, 3k 3q-u. Esquema 17. Para confirmar a presença do cloro 4,6-di-O-acetil-2,3-didesoxi-β-D-eritro-hex2-enopiranosídeo como um intermediário, realizamos a reação entre 1 e o NbCl5 em refluxo com THF sem o álcool. Após a reação esfriar, o solvente foi evaporado e feito um espectro de RMN 1H da mistura bruta o qual mostrou uma absorção como um simpleto largo em δ 5,90 ppm indicando a presença do suposto intermediário. Entretanto, o espectro NOESY realizado não mostrou nenhuma interação no espaço entre H-1 e H-5. Então, conclui-se que se forma primeiro o composto intermediário β e depois anomeriza-se rapidamente para o α-anômero.. Nós encontramos um.

(48) Adriana C.N. de Melo. Síntese e Avaliação Farmacológica de O-glicosídeos 2,3-insaturados. 32. produto na literatura bem próximo ao intermediário em questão que é o cloro 2,4,6-triO-acetil-3-deoxi-α-D-eritro-hex-2-enopiranosil.54 Este produto mostrou um sinal para o próton H-1 em δ 6,28 ppm, que está perto do α-anômero do intermediário. Deste modo, nossa suposição para o mecanismo proposto parece mais apropriada. Desta forma, conclui-se que a reação do tri-O-acetil-D-glucal 1 com vários álcoois diferentes ocorre em presença de solvente como cloreto de metileno usandose uma grande quantidade de NbCl5. Entretanto, quando a reação é realizada em THF, com 0,1 equivalentes de NbCl5, os glicosídeos insaturados são obtidos com bons rendimentos.34b.