A Síntese De Chalconas Heterocíclica E Biotransformação Por Exserohilum Rostratum

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

DIRETORIA DE PESQUISA

COORDENADORIA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

PROPOSTA DE PLANO DE ATIVIDADES PARA BOLSISTAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

Nome do Orientador: Patrícia Santana Barbosa Marinho

Unidade de Vínculo: (Guamá, ICEN)

Nome do aluno: José Carlos Baia e Baia

Título do Plano de Trabalho:  

SÍNTESE DE CHALCONAS HETEROCÍCLICA E BIOTRANSFORMAÇÃO POR EXSEROHILUM ROSTRATUM

Grande Área/Área/Subárea:

QUÍMICA ORGÂNICA/QUÍMICA DE PRODUTOS NATURAIS

1 INTRODUÇÃO

A síntese orgânica compõe um dos principais objetivos da ciência moderna que é a busca da melhora da qualidade de vida humana, no âmbito medicinal, isso envolve em grande parte o desenvolvimento de novos fármacos e a otimização de maneiras de obter os já existentes, de uma perspectiva química, isso ocorre paralelamente com os esforços em direção a novas tecnologias para formar ligações químicas com um mínimo número de etapas sintéticas (AFANASYEV, et al., 2019).

As chalconas são compostos carbonílicos α,β-insaturados, que apresentam grande importância na síntese de muitos compostos heterocíclicos, como as benzotiazepinas, pirimidinas, flavonas, isoxazolinas, entre outros, no qual sua atividade biológica aumenta quando essas estruturas contêm grupos funcionais como metoxi, glicosídeo, hidroxila e halogênios (MAHDI, 2017). As chalconas estão caracterizadas no grupo de produtos naturais pela presença de 1,3-difenilprop-2-en-1-ona, onde são derivadas de flavonoides, culminando em grande interesse químico-farmacológico, sua estrutura é relativamente simples, entretanto, contém alta diversidade de atividades farmacológicas que vão de: atividade antinociceptiva, anticonvulsivante, antioxidante e anti-inflamatória (FERREIRA, et al., 2018).

Na área da pesquisa, a síntese de chalconas com atividades biológicas provém de um grande interesse para o tratamento de doenças, por sua vez que a biotransformação é uma estratégia potencialmente eficiente para produzir novos flavonoides bioativos (BARTMAŃSKA, et al., 2013). Há a importância no uso de microrganismos para realizar as reações de biotransformação, no qual este gera alterações químicas catalisadas, como a redução estereosseletiva, pois introduz a quiralidade em moléculas com potencial intermediário na síntese de fármacos, agroprodutos químicos e fragrâncias (BIROLLI, et al., 2015).

2 JUSTIFICATIVA

Ao longo de quase dois séculos, pesquisadores desenvolveram métodos sintéticos para a preparação de diversos produtos naturais e moléculas novas, consequentemente, a síntese orgânica fornece acesso a compostos químicos que cobrem nosso cotidiano e necessidades (WINKLER; SCHRITTWIESER; KROUTIL, 2021). Bem como o desenvolvimento de novos métodos sintéticos, técnicas analíticas orgânicas e melhoria em instrumentações, levando a obtenção de várias moléculas com melhores rendimentos, seletividades e versatilidade (CHATTERJEE, et al., 2020).

As chalconas são substâncias pertencentes à classe dos flavonoides, contendo em sua estrutura dois anéis aromáticos ligados por três carbonos de sistema de carbonila α,β-insaturado (YAZDAN; SAGAR; SHAIK, 2015; FARIAS, 2017). Chalconas também são conhecidas por ter uma variedade de atividades farmacológicas, tendo registros na literatura como agente anticancerígenos, antiproliferativos, antimicrobianos, inseticidas e antioxidantes, ocasionando a esse composto um principal precursor na síntese de uma variedade de compostos heterocíclicos (ELFI; AGUSTINA; SETYOWATI, 2017).

A maioria das chalconas sintéticas têm sido estudadas mediante a sua flexibilidade em ser sintetizada, sendo o mecanismo da reação para obtenção mais clássico e geral a condensação de Claisen-Schmidt em meio básico (FERREIRA, et al., 2018). A reação de Claisen-Schmidt define-se em uma reação de condensação entre aldeídos aromáticos e cetonas para formar cetona aromática α, β-insaturada (ELFI; AGUSTINA; SETYOWATI, 2017).

Artigos mostram que o grupo carbonila α,β-insaturado no núcleo das chalconas são determinantes em relação a sua bioatividade (TRAN, et al., 2012). Simultaneamente, a outros estudos também sugerem que a posição de grupos hidroxila (OH) e metoxi (OCH3), e a introdução de heteroátomos, além do mais, a quantidade de substituintes nos anéis aromáticos influenciam o potencial farmacológico desses compostos (BOUMENDJEL, et al., 2013).

As chalconas também vem sendo descritas na literatura por possuírem grande potencial farmacológico, incluindo atividade antimicrobiana. As atividades antibacterianas das chalconas e de seus derivados são frequentemente melhores contra bactérias Gram positivas, mas também inibem o crescimento de microrganismos Gram negativos. Já foram relatadas na literatura inibições para as bactérias Micrococcus luteus, Bacillus subtilis, B. cereus, Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Klebsiella pneumoniae e Mycobacterium tuberculosis (VÁSQUEZ-MARTÍNEZ, et al., 2018; ANJOS, et al., 2021).

A biotransformação trata-se de um processo biológico no qual um composto orgânico é modificado para um produto recuperável através de reações simples catalisadas por enzimas celulares, onde microrganismos são utilizados a fim de converter compostos a partir de outras estruturas para produtos de maior valor agregado, no qual células microbianas agem como catalisadores quirais com grande especificidade (DOS SANTOS; LEITE; DA SILVA, 2020).

A reação de biotransformação por meio de microrganismos tem sido utilizada para inúmeras finalidades, tais como: superar os problemas encontrados em reações de síntese; estabelecer caminhos para biossíntese; aumentar ou diminuir os perfis de atividade/toxicidade de determinadas moléculas, bem como auxiliar na relação estrutura-atividade (ÖZÇINAR, et al., 2018). Além disso, a modificação desses produtos químicos através da biorredução leva à diversificação estrutural de drogas ou outras substâncias bioativas que atendem aos princípios da química verde (SANTOS; SILVA, 2019). As reações de biotransformações vêm ser tornado uma ferramenta alternativa e com bastante potencial, estando relacionada a novas tecnologias sustentáveis para a produção de fármacos e produtos químicos (BORGES, 2009).