Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Orgânica
TÍTULO: Síntese, caracterização e estudo termoanalítico do ácido 3-amino-3-(4-metoxifenil)propanoico
AUTORES: Paiva, T.O. (UFF) ; Salgado, A.L.P. (UFF) ; Semaan, F.S. (UFF) ; Martins, D.L. (UFF)
RESUMO: Neste trabalho, descreve-se a síntese e caracterização de ß-aminoácidos racêmicos
por reações de Rodionow bem como as propriedades térmicas destes compostos. A
análise térmica das amostras do ácido 3-amino-3-(4-metoxifenil)propanoico foi
feita via termogravimetria (TGA) e análise térmica diferencial (DTA).
PALAVRAS CHAVES: beta-aminoácidos; reações de Rodionow; análises térmicas
INTRODUÇÃO: A síntese de aminoácidos não naturais é uma estratégia importante no
desenvolvimento de novos fármacos inibidores de proteases baseados em peptídeos.
Peptídeos construídos a partir de aminoácidos proteinogênicos são pouco
seletivos, mais susceptíveis à hidrólise e apresentam baixa disponibilidade oral
[1]. As propriedades fármacológicas dos peptídeos dependem de sua conformação
e, portanto, da sua estrutura primária. Assim, a introdução de substituintes não
usuais permite uma variação mais profunda das propriedades químicas e da
atividade do peptídeo. Desta forma, a síntese de ß-aminoácidos, bem como o
estudo de suas propriedades físico-químicas é estratégica para o desenvolvimento
de novos fármacos baseados em peptídeos não-naturais. [2]
Define-se análise térmica como um conjunto de técnicas nas quais
diferentes propriedades do material, e diferentes eventos termoquímicos são
avaliados como função de uma programação de temperatura, isotérmica ou dinâmica,
sob uma atmosfera controlada [3-6]. Para tal, diversas variáveis instrumentais e
experimentais devem ser criteriosamente definidas, dentre estas destacam-se:
massa, pureza, estado de agregação e empacotamento da amostra, temperaturas
inicial e final, taxas de aquecimento ou resfriamento, composição e vazão da
atmosfera gasosa [5,6].
A escolha adequada dos parâmetros termoanalíticos garante não apenas a
alta exatidão e precisão da análise, mas também uma frequência analítica
adequada, com baixos custos e consumo de amostras. O presente trabalho visa
iniciar um estudo sistemático de caracterização espectroscópica e termoanalítica
de diferentes aminoácidos oriundos de um núcleo comum.
MATERIAL E MÉTODOS: Os ß-aminoácidos foram obtidos por reação de Rodionow entre diferentes aldeídos
aromáticos, acetato de amônio e ácido malônico sob agitação e aquecimento.
Procedimento típico para a obtenção de ß-aminoácidos: Em um balão de 50 mL de
capacidade, foram adicionados: aldeído (15 mmol), acetato de amônio (20,1 mmol),
ácido malônico (15,1 mmol) e 25 mL de etanol. O sistema permaneceu sob agitação
magnética e refluxo por 6 horas. A mistura reacional foi resfriada à temperatura
ambiente e o precipitado obtido foi por filtração. Os produtos, de uma forma
geral, foram purificados por recristalização em metanol quente. Os ß-aminoácidos
foram obtidos como sólidos brancos, os quais foram analisados por espectroscopia
na região do IV e por 1H-RMN (500 MHz; deslocamentos químicos em ppm, com TMS
como padrão interno). Foram determinados os pontos de fusão capilares não
corrigidos. Alíquotas da amostra em estudo (3c) foram estudadas via
termogravimetria (TGA) e análise térmica diferencial (DTA) empregando um sistema
TGA-60 Shimadzu®. Massas entre 7 e 10 mg foram adequadamente acondicionadas em
porta-amostras abertos de aluminio e submetidas a aquecimento partindo de 30,0
até 600,0°C, a diferentes taxas de aquecimento (β: 5, 15 e 45°C min-1), todos os
experimentos foram realizados sob atmosfera dinâmica inerte, de nitrogênio a uma
vazão de 50 mL/min O equipamento foi calibrado empregando oxalato de cálcio
monohidratado antes de toda análise.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os ß-aminoácidos foram obtidos por reação de Rodionow entre aldeídos aromáticos,
acetato de amônio e ácido malônico em etanol sob refluxo (Esquema 1). Os
produtos foram recristalizados em metanol quente e obtidos como sólidos brancos.
Inicialmente, o aminoácido 3c foi empregado como modelo para as análises
térmicas. Com base nos diferentes experimentos termoanalíticos conduzidos foram
observados pelo menos três eventos distintos e notáveis (I a III), sendo a
amostra completamente eliminada antes de 375°C (resíduo zero), todos os eventos
se relacionam a perdas de massa, possivelmente por eliminação de solvente
residual (I) e decomposição térmica (II e III). A curva termogravimétrica a
diferentes razões de aquecimento apresenta claramente um evento com uma forte
troca de calor, al comportamento não comprometeu a posterior análise
quantitativa.
Ao explorar os resultados da análise térmica diferencial, observamos que os
perfis obtidos concordam com o previsto e relatado pela via termogravimétrica.
Aumentos na razão de aquecimento tornam mais significativos todos os eventos, em
especial (III).
Por meio de ensaios qualitativos clássicos foi observada recristalização
de um ou mais produtos de decomposição térmica ao final do aquecimento, tal fato
será melhor explorado instrumentalmente para uma definição exata das etapas e
produtos de decomposição. Resultados obtidos podem ser facilmente
compilados e observados comparativamente na Tabela 1.
Esquema 1- Síntese dos aminoácidos
Tabela 1 – Sumario dos eventos térmicos observados
CONCLUSÕES: Perfis termoanalíticos sugerem alto grau de pureza e relativa estabilidade
térmica de 3c, que se decompõe em etapas distintas ainda não elucidadas, sendo
totalmente eliminado em temperaturas inferiores a 375°C, com liberação de
subprodutos recristalizáveis pelo resfriamento; etapas de caracterização de tais
produtos e demais estudos com novos compostos serão realizados.
AGRADECIMENTOS: FAPERJ, PROPPI-UFF
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Kotha, S.; Screenivasachary, N.; Halder, S. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1999, 9, 2565-2568.
[2] Skaff, O.; Jolliffe, A.; Hutton, C. A. J. Org. Chem. 2005, 70, 7353-7563.
[3] Haines, P. J. Principles of Thermal Analysis and Calorimetry. RSC Paperbacks, Cambridge, UK, 2002, 220 p.
[4] Mothe, C. G.; Azevedo, A. D. Análise Térmica de Materiais. Artliber, São Paulo, Brasil, 2009, 322 p.
[5] Cavalheiro, E. T. G.; Ionashiro, M.; Breviglieri, S. T.; Marino, G.; Chieice, G. O. Quim. Nova, 18, 305-308.
[6] Bernal, C.; Couto, A. C.; Breviglieri, S. T.; Cavalheiro, E. T. G. Quim. Nova 2002, 25 849-855.