Comportamento Voltamétrico da Chalcona [2E-1-(2’-Hidroxi-3’,4’,6’-trimetoxifenil)-3-(fenil)-prop-2-en-1-ona] Derivada da 2-Hidróxi-3,4,6-trimetoxiacetofenona Isolada de Croton anisodontus

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Analítica

Autores

Julião, M.S.S.J. (UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ) ; Santos, H.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ) ; Silva, P.T. (UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ) ; Bandeira, P.N. (UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ) ; Xavier, J.C. (UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI) ; Teixeira, A.M.R. (UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI)

Resumo

As chalconas são importantes intermediários na síntese de compostos biologicamente ativos como os flavonoides e seus derivados. Neste trabalho, foi realizado o estudo do comportamento eletroquímico da chalcona 2E-1-(2’- Hidróxi-3’,4’,6’-trimetóxifenil)-3-(fenil)-prop-2-en-1-ona (HYTPHENYL) sintetizada a partir da 2-Hidróxi-3,4,6-trimetoxiacetofenona isolada da casca do caule de Croton anisodontus. O mecanismo de oxirredução do HYTPHENYL em meio aquoso envolve 2 elétrons, num processo irreversível compreendido de duas transferências sucessivas de 1 elétron no mesmo potencial. A oxidação do HYTPHENYL envolve a formação de um radical fenoxil resultante da retirada de 1 elétron do grupo 2’-hidroxila e abstração de 1 íon H+ e na sequência, o radical fenoxil muito provavelmente forma um dímero.

Palavras chaves

Estudo eletroquímico; HYTPHENYL; Produtos naturais

Introdução

As chalconas e seus derivados têm recebido grande atenção da comunidade científica por causa de suas estruturas simples e por apresentar uma grande diversidade de atividades farmacológicas (CHIARADIA et al, 2008; BERAR, 2012; ABU et al, 2013; SINGH et al, 2014). Recentemente, foi reportado que a 2-hidróxi-3,4,6-trimetóxiacetofenona (C₁₁O₅H₁₄), um produto natural isolado da casca do caule de Croton anisodontus Müll. Arg. apresenta efeito modulador da atividade dos antibióticos amicacina, gentamicina e neomicina frente a diferentes linhagens multirresistentes (OLIVEIRA et al, 2014). Este estudo mostra que a 2-hidróxi-3,4,6-trimetóxiacetofenona quando associada ao antibiótico amicacina apresenta sinergismo contra Pseudomonas aeruginosa 03 e Staphylococcus aureus 358. Por outro lado, nenhum efeito sobre o crescimento bacteriano foi detectado contra cepas de Escherichia coli 27 e Staphylococcus aureus 358 quando foi associada ao antibiótico gentamicina. Entretanto, além da importância de se analisar a atividade antimicrobiana e a resistência aos antibióticos necessita-se também correlacionar os mecanismos de ação desses novos compostos bioativos aos seus processos de oxirredução ocorrendo intracelularmente. Portanto, o alvo principal deste trabalho foi o estudo do comportamento eletroquímico em meio aquoso e in vitro, de uma nova chalcona, a 2E-1-(2’-hidróxi- 3’,4’,6’-trimetóxifenil)-3-(fenil)-prop-2-en-1-ona (C₁₈O₅H₁₈, denominada HYTPHENYL), sintetizada por meio da condensação de Claisen-Schmidt em meio alcalino (WANG, 2009) a partir de uma acetofenona isolada das cascas do caule de C. anisodontus Müll. Arg., a 2-hidróxi-3,4,6-trimetóxiacetofenona (C₁₁O₅H₁₄, denominada HTMCX).

Material e métodos

Síntese da Chalcona HYTPHENYL: A chalcona utilizada neste foi sintetizada segundo o esquema apresentado na Figura 1. Os materiais de partida foram o produto natural 2-hidróxi-3,4,6-trimetóxiacetofenona (HTMCX) (1) e benzaldeído (2) adquirido da Sigma-Aldrich. A chalcona derivada 2E-1- (2’-hidróxi-3’,4’,6’-trimetóxifenil)-3-(fenil)-prop-2-en-1-ona (HYTPHENYL) (3) foi sintetizada a partir da agitação da solução contendo o composto HTMCX (1) (0,2000 g; 0,62 mmol), etanol (10,0 mL), NaOH (0,2500 g; 6,5 mmol) e benzaldeído (0,1093 g; 1,03 mmol) (2) à temperatura ambiente por 2 horas. Os dados de infravermelho, RMN e EM confirmaram a síntese da chalcona HYTPHENYL (3). Medidas eletroquímicas: O estudo voltamétrico da chalcona HYTPHENYL foi realizado numa célula eletroquímica convencional para três eletrodos acoplada a um potenciostato/galvanostato μAutolab III (Metrohm Autolab) interfaceado com o programa NOVA 2.1.3. Carbono vítreo (ECV), ∅ = 3,0 mm; fio de Pt e Ag/AgCl, KCl (3,0 M) foram utilizados como eletrodos de trabalho, auxiliar e referência, respectivamente. Soluções estoque de HYTPHENYL a 0,25 mmol L^-1 e de HTMCX a 30 mmol L^-1 foram preparadas, armazenadas em frascos âmbar para evitar a degradação fotoquímica e mantidas sob refrigeração. Os processos de oxidação foram executados, por meio da adição de 1000 μL da solução estoque 0,25 mmol L^-1 de HYTPHENYL ou 3,0 mmol L^-1 de HTMCX à uma célula eletroquímica contendo 9,00 mL de soluções tampão Sorensen (0,067 mol L^-1 de Na₂HPO₄ + 0,067 mol L^-1 de KH₂PO₄, pH = 6,96) ou Fosfato 0,20 mol L^-1 (0,20 mol L^-1 de Na₂HPO₄ + 0,20 mol L^-1 de NaH₂PO₄.H₂O, pH = 7,14) recém-preparadas. A técnica utilizada nesse estudo foi a voltametria cíclica e os voltamogramas foram registrados numa janela de potencial de – 400 a 1200 mV e a velocidade de varredura foi variada de 10 a 100 mVs^-1. Durante os registros voltamétricos, N₂ gasoso foi usado para purgar o gás O₂ das soluções. Todas as medidas foram registradas em triplicata à temperatura ambiente (25 ± 1^oC) e a média dos valores foi considerada para posteriores cálculos.

Resultado e discussão

Para os dois compostos foram registrados um único pico de oxidação em potenciais bem positivos, que não desapareceu e a corrente de pico não diminuiu. Em todos os voltamogramas registrados, os resultados obtidos com ECV na presença de HYTPHENYL e HTMCX foram comparados aos registrados nos brancos (tampões), sob as mesmas condições. O comportamento voltamétrico do HYTPHENYL foi estudado por voltametria cíclica sobre ECV, por tratar-se do eletrodo de trabalho utilizado em estudos análogos (MANNINO et al, 1998). Em tampão Sorensen (pH 6,96) e no intervalo de velocidade varredura (υ): 10,0 a 100 mVs^-1, a chalcona derivada HYTPHENYL e a acetofenona natural HTMCX produziram um pico anódico bem definido em aproximadamente E_pa = 650 mV e E_pa = 920 mV, respectivamente, no primeiro ciclo de varredura. O processo de oxidação é irreversível, pois não nenhum pico catódico é registrado na varredura reversa. Na otimização do eletrólito suporte a ser utilizado no estudo do comportamento eletroquímico do HYTPHENYL, voltamogramas cíclicos foram registrados em dois tampões com pHs próximos de 7,00: Sorensen (pH 6,96) e Fosfato 0,20 mol L^-1 (pH 7,14) e observa-se que os potenciais de pico anódico são muito próximos: E_pa = 650 e 690 mV, respectivamente. Entretanto, a corrente registrada em tampão Sorensen (pH 6,96) é cerca de 4 vezes à do tampão Fosfato (pH 7,14), isto provavelmente se deve ao uso de excesso desse eletrólito suporte, pois a concentração iônica é 8000 vezes maior que a concentração da espécie eletroativa de interesse, impedindo a formação do campo elétrico devido ao gradiente de cargas (AGOSTINHO et al, 2004). Como relatado anteriormente, a primeira varredura de cada voltamograma cíclico para o HYTPHENYL apresenta um pico de oxidação bem definido registrado em E_pa = 650 mV, enquanto que o potencial de meia onda (E_1/2, no qual a corrente equivale à metade da corrente registrada em E_pa foi igual a 41 mV. Porém a partir do segundo ciclo de varredura, outro pico de oxidação (E_pa1) é registrado em 0,12 V e a corrente anódica registrada em E_pa é diminuída. Na varredura reversa, um pico de redução aparece em E_pc = 60 mV. Entretanto, se a segunda varredura não é executada, nenhum outro pico de oxidação é registrado entre os potenciais de –0,40 e 1,0 V, indicando que o produto final da oxidação observado em E_pa1 está relacionado à espécie reduzida em E_pc, Figura 2. O número de elétrons envolvidos no processo redox registrado em Epa pode ser estimado a partir de um gráfico da função de corrente (Ψ) experimental versus velocidade de varredura (BARD & FAULKNER, 2001; TORRIERO et al, 2006). A Ψ experimental é definida como Ψ = I_p/(A υ^1/2 C), onde: A é a área do ECV (0,071 cm²), υ a velocidade de varredura (V s^-1) e C a concentração de HYTPHENYL (89 μmol L^-1). O resultado obtido de Ψ para diferentes velocidades de varredura foi Ψ = 1,1 A (V/s) ^-1/2 cm^-2 L mol^-1. O número estimado (com 10% de erro) de elétrons envolvidos no processo eletródico global pode ser calculado, comparando-se o valor experimental com os valores obtidos para o mesmo tipo de eletrodo e nas mesmas condições para compostos modelos que trocam um ou dois elétrons. Soluções de K₄[Fe(CN)₆] 4,0 mmol L^-1 e de 1,4‐hidroquinona 0,30 mmol L^-1 foram utilizadas como modelos para processos envolvendo 1 elétron: Ψ = 0,68 A (V/s^-1/2 cm^-2 L mol^-1 e 2 elétrons: Ψ = 1,4 A (V/s)^-1/2 cm^-2 L mol^-1, respectivamente. O valor de Ψ ≅ 1,1 A (V/s)^-1/2 cm^-2 L mol^-1 indica que o processo geral de eletrodo para o HYTPHENYL envolve 2 elétrons. Estes dados indicam que em tampão Sorensen (pH 6,96) a oxidação do HYTPHENYL compreende duas transferências sucessivas de 1 elétron num mesmo potencial. Então, como E^o₁ ≅ E^o₂, apenas um pico é detectado na primeira varredura anódica (POLCYN; SHAIN, 1966). O mecanismo de oxidação proposto para o HYTPHENYL envolve a formação de um radical fenoxil resultante da retirada de 1 elétron do grupo 2’-hidroxila seguido da abstração de 1 íon H⁺. Na sequência, esse radical fenoxil muito provavelmente forma um dímero (COTELLE et al, 2005). A introdução de outro anel aromático (anel B) na estrutura do HTMCX parece facilitar a oxidação do HYTPHENYL, pois este composto é mais facilmente oxidado (E_pa = 670 mV) do que o HTMCX (E_pa = 920 mV). Uma explicação plausível para esta observação é que a presença de um grupo doador de elétrons, o fenil (anel B) aumenta a densidade eletrônica do anel A, intensificando assim a força da ligação de hidrogênio entre o grupo hidroxila e o oxigênio do grupo carbonila, dificultando a retirada do hidrogênio, Figura 1. Finalmente, é possível afirmar que o processo de oxidação do HYTPHENYL sobre ECV foi controlado por difusão, pois o gráfico da corrente de pico anódico (I_pa) em função da raiz quadrada da velocidade de varredura apresentou boa linearidade (r² = 0,9968).

Esquema da síntese da chalcona HYTPHENYL.


Voltamogramas cíclicos registrados sobre ECV: HYTPHENYL 25 microM: em Fosfato (pH 7,14), 1º (-.-); 2º (-.-) em Sorensen (pH 6,96), 1º (_); 2º (_).

Conclusões

O comportamento voltamétrico apresentado em meio misto (10% etanol + 90% tampão aquoso) pela nova chalcona sintetizada, o HYTPHENYL, apontou na primeira varredura um único pico anódico (Epa) bem definido em 650 mV, porém a partir da segunda varredura, outro pico de oxidação (Epa1) é registrado em potencial menos positivo (120 mV) e com respectiva diminuição da corrente registrada em Epa. A varredura reversa indica que produto da oxidação formado em Epa1 é reduzido em Epc e o valor da função de corrente = 1,1 A (V/s)-1/2 cm-2 L mol-1 indica que o mecanismo de oxirredução do HYTPHENYL envolve 2 elétrons, num processo irreversível que compreende duas transferências sucessivas de 1 elétron no mesmo potencial, haja vista a detecção de apenas um pico na primeira varredura anódica. Estes resultados justificam a necessidade de realização de estudos eletroquímicos em meio aprótico para o HYTPHENYL, uma vez que outros análogos deste poderão ser comparados sob o ponto de vista de seus comportamentos físico-químico e biológicos.

Agradecimentos

Ao CNPq, FINEP e FUNCAP: PQ/CNPq-2015 (303963/2015-8); PQ-BPI/FUNCAP (BP2- 0107- 00026.01.00/15) e PRONEX FUNCAP/CNPq (PR2-0101-00006.01.00/15). Ao CENAUREM pela obten

Referências

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