Aplicação de ionização por electrospray e química computacional no estudo de benzopiranos of espécies de Piperaceae

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Souza Júnior, Amauri Alves de [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Piperaceae; Piper aduncum; Peperomia obtusifolia; Benzopiranos; Ionização por electrospray; Termoquímica computacional; Hiperconjugação; Reação retro Diels-Alder; Benzopyrans; Electrospray ionization; Computational thermochemistry; Hyperconjugation; Retro Diels-Alder reaction
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/157504

A pesquisa por candidatos a fármacos pelas indústrias farmacêuticas e o desenvolvimento no Brasil de novos produtos aplicados à área da saúde humana e animal são processos que requerem otimização contínua. A metabolômica, particularmente, tem contribuído efetivamente no planejamento de estratégias eficientes aplicadas a bioprospecção de produtos naturais. Nesse contexto, 2H-cromenos e cromanos que mostram acúmulo em espécies de Piper aduncum e Peperomia obtusifolia (Piperaceae) foram selecionados para o desenvolvimento de uma abordagem teórica/experimental aplicada ao estudo de matrizes complexas. Para tanto, métodos computacionais com base na teoria do funcional de densidade foram aplicados para predizer grandezas termoquímicas de benzopiranos, incluindo afinidade protônica, basicidade em fase gasosa e diagramas de energia da coordenada de reação. As grandezas termoquímicas obtidas pela aplicação de química computacional foram empregadas em sinergia com os dados de ESI(+)-MS/MS, visando descrever o perfil de fragmentação do núcleo benzopirano do tipo 2H-cromeno e cromano, incluindo a descrição de mecanismos de fragmentação clássicos e dissociações específicas para cada subclasse. Além disso, uma abordagem metabolômica mimetizando etapas de um estudo de bioprospecção foi realizada com a finalidade de validar o perfil de fragmentação proposto para os 2H-cromenos e cromanos. Os resultados mostraram que a estrutura química dos benzopiranos confere características intrínsecas ao equilíbrio ácido-base que representa as espécies protonadas. Entre esses aspectos, o 2H-cromeno prenilado mostrou que a adição do próton na ligação dupla da unidade prenila está de acordo com um estado de transição de 6 membros. Além disso, as grandezas termoquímicas mostraram que a nucleofilicidade do anel pirano dos cromanos depende dos substituintes ligados ao C2. Assim, o aumento da contribuição por hiperconjugação favoreceu a clivagem heterolítica da ligação O-C2 do anel pirano. Consequentemente, uma bifurcação na fragmentação do núcleo benzopirano dos derivados de cromanos naturais justificou adequadamente a formação do íon diagnóstico após a perda de 122 u. Na maioria dos trabalhos, essa fragmentação é explicada atendendo ao mecanismo concertado de retro Diels Alder. Nessa perspectiva, o padrão de fragmentação de 2H-cromenos e cromanos corroborou com a distribuição de íons na curva de energia, e com o perfil de energia mensurado no modelo B3LYP/6-31+G(d,p). Usando as reações de fragmentação estudadas por ESI(+)-MS/MS, propostas de identificação estrutural de 2H-cromenos e cromanos foram descritas à partir da análise de espectros de massas adquiridos em mistura. Portanto, o presente trabalho confirmou que o uso integrado de ferramentas analíticas e computacionais se configura em uma abordagem eficiente para a pesquisa de substâncias naturais em misturas complexas.