Nome do Projeto
Planejamento e síntese de tiazolidinonas e tiazinanonas com potencial ação anticolinesterásica e antioxidante
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/08/2021 - 31/07/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra
Resumo
A obtenção de moléculas a partir do planejamento sintético é de fundamental importância dentro da Química Orgânica Sintética e Medicinal. Tal ferramenta pode ser utilizada para a produção de substâncias de agregado valor como agentes terapêuticos. Dentro desse contexto, as substâncias heterocíclicas se destacam pela ampla propriedade biológica que apresentam, visto que a grande maioria dos fármacos em uso clínico possuem em sua estrutura, no mínimo, um núcleo heterocíclico. O desenvolvimento de novas estruturas heterocíclicas a partir da utilização de reações multicomponentes é um método bastante viável, devido à fácil aquisição dos materiais de partida e o uso de metodologias simplificadas. Sendo assim, as tiazolidinonas e as tiazinanonas, destacam-se como núcleos heterocíclicos importantes e versáteis. Portanto, considerando a importância dessa classe de compostos heterocíclicos, a potencial aplicação sintética, a constante busca por estruturas químicas inéditas com potencial atividade biológica, bem como, o emprego de metodologias sintéticas eficientes, o presente projeto tem como objetivos a) a síntese e a avaliação da atividade biológica de uma série inédita de novas tiazolidinonas e as tiazinanonas derivadas de heteroalquilaminas. Os precursores heteroalquilaminas serão obtidos a partir da pirrolidina, piperidina e morfolina com ftalimidas comerciais (4-bromobutil e 5-bromopentil ftalimidas). Estas serão utilizadas como fonte de aminas primárias na reação multicomponente para obtenção das tiazolidinonas e tiazinanonas; b) síntese de heterocilcos a partir da 3,5-diterc-butil-4-hidroxibenzaldeído, produzindo uma serie de compostos químicos com o perfil de capturador de radicais estruturalmente semelhante ao já conhecido BHT (3,5-di-terc-butil-4-metilfenol), muito utilizado na indústria de alimentos, indústria de cosméticos dentre outras. Estas estratégias sintéticas torna possível chegar a diversas estruturas heterocíclicas funcionalizadas e obter uma gama de novos compostos heterocíclicos, os quais são promissores candidatos a fármacos.
Objetivo Geral
Continuar a linha de pesquisa desenvolvida no LaQiABio, através da síntese orgânica envolvendo reações do tipo multicomponente, obtendo séries de heterociclos das classes das tiazolidinonas e tiazinanonas substituídas sistematicamente para estudar suas propriedades anticolinesterásicas e antioxidantes.
Justificativa
A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa complexa e progressiva a qual é caracterizada pelo déficit de memória e disfunção cognitiva. Embora a sua etiopatogenia ainda não tenha sido completamente elucidada, dados na literatura demonstram que a deficiência do neurotransmissor acetilcolina (ACh) está associado com o desencadeamento dos sintomas clássicos desta doença. A enzima acetilcolinesterase (AChE) é responsável pela hidrólise da ACh em acetato e colina interrompendo a transmissão colinérgica. Diante disso, a AChE é um dos principais alvos terapêuticos para tratar a sintomatologia da DA. A administração de inibidores da AChE impede a degradação da ACh e consequentemente, aumentam os níveis deste neurotransmissor na sinapses colinérgicas. Os inibidores da AChE mais utilizados para esta finalidade são a donezepila, a rivastigmina e a galantamina, entretanto esses fármacos apresentam vários efeitos colaterais.
Tendo em vista que o mais relevante sintoma relacionado a DA é a perda de memória e que os fármacos disponíveis para este tratamento apresentam inúmeras limitações, efeitos adversos, além da ausência de um tratamento relacionado a etiopatogenia da DA, evidencia-se a necessidade do planejamento e desenvolvimento de novas moléculas que supram essa carência. Tais como os inibidores da AChE, os quais estão diretamente relacionados com a memória.
Tiazolidinonas são compostos heterocíclicos de 5 membros que apresentam em sua estrutura um átomo de enxofre, um átomo de nitrogênio e um grupo carbonila. Diversos trabalhos vêm surgindo com este heterociclo devido a sua grande aplicabilidade na área medicinal. Existem dois fármacos comercialmente vendidos que contém este heterociclo, a rosiglitazona e a pioglitazona, ambos com ação farmacológica antidiabética. Além disso, na literatura são encontrados vários trabalhos que relatam as diferentes aplicações das tiazolidin-4-onas na química medicinal.
Diante da necessidade de novas substâncias para o combate a doenças associadas à enzima acetilcolinesterase, e em continuação ao trabalho desenvolvido por nosso grupo de pesquisa, o presente projeto visa à obtenção de heterociclos azólicos e explorar as propriedades biológicas através da avaliação anticolinesterásica.
Tendo em vista que o mais relevante sintoma relacionado a DA é a perda de memória e que os fármacos disponíveis para este tratamento apresentam inúmeras limitações, efeitos adversos, além da ausência de um tratamento relacionado a etiopatogenia da DA, evidencia-se a necessidade do planejamento e desenvolvimento de novas moléculas que supram essa carência. Tais como os inibidores da AChE, os quais estão diretamente relacionados com a memória.
Tiazolidinonas são compostos heterocíclicos de 5 membros que apresentam em sua estrutura um átomo de enxofre, um átomo de nitrogênio e um grupo carbonila. Diversos trabalhos vêm surgindo com este heterociclo devido a sua grande aplicabilidade na área medicinal. Existem dois fármacos comercialmente vendidos que contém este heterociclo, a rosiglitazona e a pioglitazona, ambos com ação farmacológica antidiabética. Além disso, na literatura são encontrados vários trabalhos que relatam as diferentes aplicações das tiazolidin-4-onas na química medicinal.
Diante da necessidade de novas substâncias para o combate a doenças associadas à enzima acetilcolinesterase, e em continuação ao trabalho desenvolvido por nosso grupo de pesquisa, o presente projeto visa à obtenção de heterociclos azólicos e explorar as propriedades biológicas através da avaliação anticolinesterásica.
Metodologia
O planejamento estrutural das substâncias foi baseado no neurotransmissor acetilcolina, substrato natural da enzima acetilcolinesterase. Assim, a ideia principal foi mimetizar os grupos funcionais da acetilcolina possibilitando, na teoria, uma afinidade das substâncias propostas pela enzima acetilcolinesterase.
- Síntese dos heterociclos tiazólicos tiazolidinonas 5 e tiazinanonas 6 tendo como precursores: 1) 3,5-diterc-butil-4-hidroxibenzaldeído 2; 2) aminas alifáticas que contenham um espaçador (etil ou propil) e um nitrogênio básico proveniente de uma piperidina, pirrolidina, morfolina e dietilamina 1; 3) respectivos ácidos mercaptocarboxílicos: ácido mercaptoacético 3 e ácido mercaptopropiônico 4;
- a) Síntese dos intermediários ativados 9 a partir das aminas cíclicas pirrolidina, piperidina e morfolina (7) com ftalimidas comerciais. b) Em um segundo momento, a síntese das tiazolidinonas 11 e tiazinanonas 12 tendo como precursores: 1) aldeídos aromáticos e/ou alifáticos e/ou cetonas cíclicas e acíclicas 10; 2) aminas alifáticas alquílicas 9; 3) respectivos ácidos mercaptocarboxílicos: ácido mercaptoacético 3 e ácido mercaptopropiônico 4;
- Identificação e caracterização dos compostos heterocíclicos tiazolidinonas e tiazinanonas sintetizados;
- Avaliação biológica in vitro das substâncias frente à enzima acetilcolinesterase e estudo da ação antioxidante em colaboração.
- Síntese dos heterociclos tiazólicos tiazolidinonas 5 e tiazinanonas 6 tendo como precursores: 1) 3,5-diterc-butil-4-hidroxibenzaldeído 2; 2) aminas alifáticas que contenham um espaçador (etil ou propil) e um nitrogênio básico proveniente de uma piperidina, pirrolidina, morfolina e dietilamina 1; 3) respectivos ácidos mercaptocarboxílicos: ácido mercaptoacético 3 e ácido mercaptopropiônico 4;
- a) Síntese dos intermediários ativados 9 a partir das aminas cíclicas pirrolidina, piperidina e morfolina (7) com ftalimidas comerciais. b) Em um segundo momento, a síntese das tiazolidinonas 11 e tiazinanonas 12 tendo como precursores: 1) aldeídos aromáticos e/ou alifáticos e/ou cetonas cíclicas e acíclicas 10; 2) aminas alifáticas alquílicas 9; 3) respectivos ácidos mercaptocarboxílicos: ácido mercaptoacético 3 e ácido mercaptopropiônico 4;
- Identificação e caracterização dos compostos heterocíclicos tiazolidinonas e tiazinanonas sintetizados;
- Avaliação biológica in vitro das substâncias frente à enzima acetilcolinesterase e estudo da ação antioxidante em colaboração.
Indicadores, Metas e Resultados
Obtenção das séries de compostos propostas de maneira simples, reprodutível e com bons rendimentos; caracterização por métodos físicos de análise orgânica, como RMN, massas e IV; e
avaliação da atividade anticolinesterásica e antioxidante de todas as substâncias sintetizadas;
Divulgação dos resultados na forma de publicação de pelo menos dois artigos científicos em revistas especializadas em química medicinal e/ou depósito de patentes;
Apresentação de trabalhos nos congressos da Reunião Anual SBQ e/ou BrazMedChem;
Orientação de alunos de Graduação e de Pós-Graduação.
Os resultados provenientes do estudo proposto permitirão traçar uma relação estrutura atividade buscando um norteamento para os futuros estudos. Além disso, busca-se uma substância com atividade biológica relevante para a continuação dos estudos biológicos bem como o estudo do aumento de escala. Ressalta-se que o desenvolvimento do projeto permitirá a formação qualificada de recursos humanos de graduação e de pós-graduação, o fortalecimento da colaboração com o grupo de pesquisa do Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer da UFPel e o crescimento dos programas de Pós-Graduação em Química (PPGQ) e em Bioquímica e Bioprospecção (PPGBBio) da UFPel.
avaliação da atividade anticolinesterásica e antioxidante de todas as substâncias sintetizadas;
Divulgação dos resultados na forma de publicação de pelo menos dois artigos científicos em revistas especializadas em química medicinal e/ou depósito de patentes;
Apresentação de trabalhos nos congressos da Reunião Anual SBQ e/ou BrazMedChem;
Orientação de alunos de Graduação e de Pós-Graduação.
Os resultados provenientes do estudo proposto permitirão traçar uma relação estrutura atividade buscando um norteamento para os futuros estudos. Além disso, busca-se uma substância com atividade biológica relevante para a continuação dos estudos biológicos bem como o estudo do aumento de escala. Ressalta-se que o desenvolvimento do projeto permitirá a formação qualificada de recursos humanos de graduação e de pós-graduação, o fortalecimento da colaboração com o grupo de pesquisa do Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer da UFPel e o crescimento dos programas de Pós-Graduação em Química (PPGQ) e em Bioquímica e Bioprospecção (PPGBBio) da UFPel.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
CINARA TEIROBA DE ÁVILA | |||
CLAUDIO DOS SANTOS NASCIMENTO | |||
EULER VIEGAS LIMAS | |||
FABIANE KNEPPER ZEHETMEYR FERNANDES | |||
FRANCIELI MORO STEFANELLO | 2 | ||
GEONIR MACHADO SIQUEIRA | 2 | ||
HERICA CORTINAZ MACHADO | |||
JOSÉ COAN CAMPOS JÚNIOR | 1 | ||
MARIANA MARTINO MACIEL COELHO | |||
MELINDA GOMES VICTOR | |||
ROSELIA MARIA SPANEVELLO | 2 | ||
TAÍS PEREIRA FERREIRA | |||
WILSON JOAO CUNICO FILHO | 3 | ||
larissa ribeiro de moura |
Fontes Financiadoras
Sigla / Nome | Valor | Administrador |
---|---|---|
CNPq / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | R$ 48.000,00 | Coordenador |
PROAP/CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível Superior | R$ 700,00 | Coordenador |
Plano de Aplicação de Despesas
Descrição | Valor |
---|---|
339036 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa Física | R$ 5.000,00 |
339030 - Material de Consumo | R$ 32.000,00 |
449052 - Equipamentos e Material Permanente | R$ 6.000,00 |
449051 - Obras e Instalações | R$ 5.000,00 |