Híbridos de N-acil-hidrazonas, naftoquinonas e 1,2,4-oxadiazóis, uma estratégia no combate a doença de Chagas

Autores

Crispim Gonçalves Ramos, L. (UFPB) ; Fernandes Cunha Lima, B. (U. PORTO) ; Jose Carlos, D.F. (UFPB) ; Freitas da Silva, R. (UFPB) ; dos Santos Filho, J.M. (UFPE) ; Moita Pinheiro, S. (UFPB)

Resumo

A doença de Chagas é uma doença endêmica no Brasil, fazendo parte das doenças tropicais extremamente negligenciadas. Por seu tratamento apresentar fortes efeitos colaterais, além de alta toxicidade, a busca por novas drogas tem ganhado bastante atenção. Empregando o planejamento bioisostérico por hibridização molecular, propôs-se uma estrutura contendo os blocos N-acil- hidrazona, o anel 1,2,4-oxadiazol e uma naftoquinona. Uma série de moléculas contendo os fragmentos 1,2,4-oxadiazol e N-acil-hidrazida foi preparada em rendimentos moderados. Uma reação-modelo entre a benzidrazida, um equivalente sintético menos caro, e a naftoquinona foi estudada, não rendendo resultados satisfatórios. Um resultado recente mostrou o acoplamento entre a benzidrazida e a β-lapachona em um rendimento razoável.

Palavras chaves

Doença de Chagas; N-acil-hidrazona; Naftoquinona

Introdução

O interesse pelo desenvolvimento de drogas que combatem doenças tropicais recebeu um impulso nos últimos anos devido a uma ação conjunta entre a Organização Mundial de Saúde (OMS, 2022) e diversas entidades não governamentais como a Drugs for Neglected Diaseses initiaves (DNDi, 2022) e institutos de pesquisa financiados com verba pública de diversos países. No Brasil, a Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ) é um dos institutos que mais tem se dedicado a esse trabalho, tendo como um dos alvos a doença de Chagas, uma doença endêmica no território brasileiro e considerada extremamente negligenciada. Atualmente, o tratamento para a doença de Chagas atualmente é feito com benznidazol ou nifurtimox (Ministério da Saúde, 2018). Em ambos os casos, o tratamento ocorre apenas na fase aguda da doença e apresenta diversos efeitos colaterais, além de alta toxicidade. Esse fato justifica a busca por moléculas promissoras no combate a essa enfermidade, que em 2014 já estimava-se afetar de 1,9 a 4,6 milhões de pessoas no Brasil (HOTEZ e FUJIWARA, 2014; MARTINS-MELO et al, 2014). Em Química Medicinal, a hibridização molecular orienta o planejamento sintético de moléculas com potencial bioativo. O anel heterocíclico 1,2,4-oxadiazólico associado a uma N-acil-hidrazona apresenta relevante atividade antichagásica ao inibir a enzima TCC no parasita Trypanossoma cruzi (DOS SANTOS FILHO et al, 2009). Já compostos contendo o anel quinoídico, por formarem espécies oxidativas de oxigênio, também podem atuar como agentes antichagásicos (SILVA et al, 2003). Dessa forma, propôs-se a síntese de híbridos moleculares N- acil-hidrazonas, anéis 1,2,4-oxadiazóis e 1,4-naftoquinonas com o objetivo de avaliar o sinergismo dessas estruturas privilegiadas em testes antichagásicos. Nesse trabalho, estudou-se uma variedade de metodologias para uma reação-modelo que permita o acoplamento entre uma hidrazida estruturalmente mais simples e a naftoquinona.

Material e métodos

N-acil-hidrazidas. Os ésteres etílicos contendo o anel 1,2,4-oxadiazólico foram obtidos a partir da reação, em atmosfera de N₂, entre as arilamidoximas e o 4-cloro-4-oxo-butirato de etila, usando diisopropiletilamina e fluoreto de tributilamônio em THF andiro a 75 ºC por 18h. Após remoção do solvente, o resíduo foi solubilizado em CH₂Cl₂ e lavado com soluções HCl 10% e NaHCO₃ saturada. Os brutos reacionais foram purificados por cromatografia e devidamente caracterizados. Os ésteres foram convertidos nas hidrazidas correspondentes a partir do refluxo das suas suspensões em uma solução aquosa de hidrazina 55% por 1h. Após esse período, os produtos, que se apresentavam insolúveis, eram filtrados a vácuo e após 12h em dessecador, tiveram seus pontos de fusão foram medidos. Benzidrazida. A uma solução de ácido benzóico em etanol adicionou-se 3 gotas de H₂SO₄ concentrado. A mistura reacional permaneceu em agitação durante a noite a 78 ºC. O produto foi obtido em rendimento quantitativo. Uma solução do benzoato de etila e da mistura NH₂NH₂/H₂O 1:1 em etanol foi agitada a 78 ºC, levando a benzidrazida em 90% de rendimento. β-lapachona. Serragem seca do ipê foi submetida a uma extração com uma solução aquosa de Na₂CO₃ 10% e a solução resultante neutralizada com HCl 2,5%, levando a um extrato contendo lapachol como o principal constituinte. Esse material foi então submetido a uma recristalização com EtOH/H2O, levando ao lapachol puro. O lapachol foi solubilizado em H₂SO₄ concentrado gelado e agitado por 5 minutos, conduzindo a β-lapachona, que foi precipitado em água gelada. A cromatografia em camada fina foi efetuada em placas de alumínio contendo gel de sílica 60 F254 de MERCK e indicador de fluorescência. As cromatografias em coluna foram realizadas empregando gel de sílica 60 da ACROS. Os solventes usados nas cromatografias foram hexano, diclorometano e acetato de etila puros ou em misturas binárias com gradiente de concentração em ordem crescente de polaridade. A revelação das substâncias nas cromatoplacas ocorreu por irradiação com luz ultravioleta no comprimento de onda de 254 nm e por saturação em câmara de iodo. Todos os produtos foram caracterizados por infravermelho (IV) em aparelho Bruker Tensor27. Os espectros de RMN (¹H e ¹³C) foram obtidos em espectrômetro Varian 400MHz. Os pontos de fusão dos produtos foram medidos em fusiômetro digital com variação de ± 2 ºC.

Resultado e discussão

A estratégia do estudo tem como objetivo unir na mesma molécula os blocos estruturais 1,2,4-oxadiazol, N-acil-hidrazona e uma naftoquinona. A primeira parte do trabalho consistiu na síntese do bloco contendo o anel 1,2,4-oxadiazol e a N-acil-hidrazona, realizada em 2 etapas. A uma solução da arilamidoxima em THF anidro e sob atmosfera inerte, foram adicionados o 4-cloro-4-oxo-butirato de etila e a Et₃N, ambos gota a gota. Após 1h sob refluxo, introduziu-se o catalisador TBAF (10 mol%). Detectou-se o fim da reação por CCD após 18 horas em refluxo. Após purificação por cromatografia em coluna, os produtos foram obtidos com rendimentos que variaram de moderados a excelentes. Os ésteres etílicos foram então submetidos a uma reação com uma solução NH₂NH₂:H₂O 1:1 em EtOH. Após 18 horas sob refluxo, o bruto reacional foi rotaevaporado e filtrado em um plug de sílica, resultando nos produtos correspondentes em excelentes rendimentos (Fig. 1A). Para a etapa de testes de acoplamento da naftoquinona, utilizou-se a benzidrazida, um equivalente sintético estruturalmente mais simples e barato (Fig. 1B). O primeiro teste, já estabelecido na literatura para a adição de aminoácidos, não se mostrou eficaz. O uso de NMP a temperatura ambiente é descrito como eficaz na adição 1,4 de aminoácidos a quinonas (MORAES et al, 2014). Nessa mesma condição, o possível produto foi obtido em 13%. Empregando uma catálise ácida em DMSO, observou-se a formação do mesmo produto em 27% de rendimento, o melhor resultado (Fig. 1C e Tab. 1). Uma segunda proposta consistiu no uso da β-lapachona como agente eletrofílico. A β-lapachona foi sintetizada a partir do produto natural lapachol em H₂SO₄ a 0 ºC (Fig. 1D). A partir de uma solução alcóolica da β-lapachona e da benzidrazida foi possível obter o possível produto em 50% de rendimento, o melhor resultado até o momento (Fig. 1E). Outras condições reacionais envolvendo variação da temperatura, catalisadores e solventes estão em andamento em nosso laboratório.

Figura 1. Protocolos reacionais

Conclusões

Apesar da literatura descrever a adição de aminoácidos a quinonas, hidrazidas são menos reativas, o que justifica os dados apresentados. No momento, estão sendo avaliados novos protocolos experimentais para otimizar esse acoplamento na reação- modelo. Com essa definição, o acoplamento empregando N-acil-hidrazidas contendo o anel 1,2,4-oxadiazólico poderá ser executado, resultando em um portfólio de novas moléculas.

Agradecimentos

À Central Analítica da UFPE pelas análises. À UFPB pela bolsa e pela estrutura. Ao CNPq pela bolsa.

Referências

Drugs for Neglected Diseases iniciative, www.dndi.org, acessado em 09/09/2022.

Organização Mundial da Saúde, www.who.int, acessado em 08/09/2022.
DOS SANTOS FILHO, J. M.; LEITE, A. C. L.; OLIVEIRA, B. G.; MOREIRA, D. R. M.; LIMA, M. S.; SOARES, M. B. P.; LEITE, L. F. C. C. E. Design, synthesis and cruzain docking of 3-(4-substituted-aryl)-1,2,4-oxadiazole-N-acylhydrazones as anti-Trypanosoma cruzi agents. Bioorg. Med. Chem. 71, 6682, 2009.
HOTEZ, P. J.; FUJIWARA, R. T. Brazil's neglected tropical diseases: an overview and a report card. Microbes Infect, v.16, n.8, 601. 2014.
MARTINS-MELO, F. R.; RAMOS JR., A. N.; ALENCAR, C. H.; HEUKELBACH, J. Prevalence of Chagas disease in Brazil: a systematic review and meta-analysis. Acta. Trop. v.130, 167, 2014.
Ministério da Saúde, Protocolo Clínico e Diretrizes Terapêuticas Doença de Chagas, CONITEC, 397, 2018.
MORAES, T. A. P.; SARMENTO FILHA, M. J.; CÂMARA, C. A.; SILVA, T. M. S.; SOARES, B. M.; BOMFIM, I. S.; PESSOA; C. XIMENES, G. C.; SILVA JR., V. A. Synthesis and Cytotoxic Evaluation of a Series of 2-Amino-Naphthoquinones against Human Cancer Cells. Molecules, 19, 13188, 2014.
Silva, M. N.; Ferreira, V. F. Souza, M. C. B. V. Quim. Nova, 26, 407, 2003.