Aplicação da reação de mannich na síntese de derivados da pirazinamida e no estudo da estereoseletividade de δ- lactamas - Fernandes, Fábio de Souza (2016)
Na Química Medicinal, dentre as várias técnicas de planejamento racional para a síntese de novas moléculas bioativas, a hibridação é umas das mais usadas. A união de dois ou mais compostos biologicamente ativos, no intuito de se criar um novo fármaco que conserve as propriedades biológicas das moléculas base e/ou crie uma nova atividade biológica para o composto híbrido, faz desta técnica um caminho rápido, eficaz e oportuno no descobrimento de novos candidatos a fármacos. Sinteticamente, dentre os vários métodos de junção de duas ou mais moléculas a Reação de Mannich está entre as metodologias aplicadas para isto. Este primeiro capítulo trata da síntese N-bases de Mannich derivadas da pirazinamida, que resultou na obtenção de dezenove compostos inéditos. Em um primeiro momento, foi realizada a tentativa de síntese de N-bases de Mannich derivadas da pirazinamida, utilizando três diferentes aminoálcoois Nalquilados. O desenvolvimento da metodologia mostrou que a reação era dependente do pH, tendo este que ser básico. No entanto, a baixa conversão da reação, juntamente com a difícil purificação do produto, uma vez que o mesmo apresentava o mesmo fator de retenção da pirazinamida e alta instabilidade impedindo qualquer funcionalização in situ inviabilizou qualquer possibilidade de continuação desta síntese. Desta forma, foi feita a substituição dos aminoálcoois N-aquilados por piperazinas N-substituídas, contendo cadeias lipofílicas, uma porção D-galactose, amidas lipofílicas, aminoalcoóis aromáticos e heteroaromáticos, sendo sintetizados 5 derivados inéditos da piperazina. A partir da reação de Mannich das piperazinas Nsubstituídas com a pirazinamida foram obtidas quatorze N-Bases de Mannich inéditas. Tanto as piperazinas N-substituídas como as N-bases de Mannich sintetizadas, foram submetidas à avaliação de suas atividades antibacterianas, antibiofilme e antituberculose, sendo que os resultados para atividade antibiofilme apresentaram bastante promissores. As lactamas são amidas cíclicas presentes em vários produtos naturais e em compostos sintéticos com atividade biológica. Devido a esta importância dentro da química medicinal, várias são as estratégias desenvolvidas para a síntese destes anéis heterocíclicos, com o objetivo de se conseguir uma síntese rápida, eficiente, estereoseletiva e utilizando a química verde para destes compostos. Dentre as várias metodologias sintéticas que permitem a obtenção estereoseletiva de Lactamas está à reação de Mannich-Acilação, inicialmente desenvolvida por Castagnoli em 1969 e aperfeiçoada recentemente pelo grupo de pesquisa do Professor Dr. Jared Shaw. Sendo assim, o segundo capítulo aborda desenvolvimento de uma metodologia a paritr da reação de Mannich-Acilação para a síntese de δ-lactamas como suporte para um estudo computacional sobre o mecanismo e estereoseletividade da reação. Para isso, a síntese do anidrido altamente reativo α-ciano glutárico, bem como, dos anidridos α- ciano glutárico substituídos com grupos metila ou fenila nas posições β ou γ foram realizadas. O escopo e as limitações da reação imina-anidrido com uma ampla variedade de iminas também foi investigada. As reações contendo aminas substituídas por grupos alquil volumosos e aromáticos foram mais diastereoseletivas. Já as reações envolvendo o uso dos anidridos α-ciano glutáricos não substituídos e contendo os grupos metila e fenila na posição β mostraram-se altamente diastereoseletivas, enquanto que para as reações envolvendo o anidrido α-ciano glutárico substituídos na posição γ houve uma perda da seletividade. Os estudos computacionais mostraram que a origem do estereocontrole da reação se dá na etapa de acilação, onde efeitos estéreos e trans anulares para o estado de transição na forma eclipsada justificam a formação do produto majoritário tendo uma relação syn entre os grupos carboxilato e fenil. Neste capítulo também foram exploradas algumas aplicações, no que diz respeito à utilização das δ-lactamas como possíveis inibidores da proteína FtsZ, em um estudo onde as δ-lactamas serviram como substratos na reação clássica de descarboxilação alilativa e na síntese dos produtos naturais Gelsidilam e Gelgamina B tendo a reação de Mannich-Acilação desenvolvida neste capítulo como uma das etapas chave.