JBCS

INTRODUÇAO

Dentre os diversos organismos vivos, os fungos destacam-se por sua versatilidade em produzir compostos naturais complexos, muito dos quais apresentam reconhecida importância farmacológica.

Flammulina velutipes é um fungo comestível da família Tricolomataceae (Hymenomycetes, Basidiomycota), popularmente conhecido no Japao como enokitake.

Os estudos de compostos do seu corpo frutífero resultaram no isolamento de substâncias com açao antitumoral e imunomodulatória. A maioria destes compostos sao proteínas, polissacarídeos e glicoproteínas.¹ Também foram isolados deste fungo substâncias como lectinas, esteróis e monoterpentrióis.^2-4

Outras pesquisas demonstraram propriedade antimicrobiana do seu extrato, do qual foram isolados sesquiterpenos oxidados do tipo α-cupareno (Figura 1) denominados enoquipodina A (1), B (2a) C (3) e D (4a).^5,6

Figura 1. Estruturas químicas das enoquipodinas (núcleo cuparênico em destaque na estrutura 2a)

Estas substâncias apresentaram resultados promissores quanto a sua atividade antifúngica contra Cladosporium herbarum e quanto a sua capacidade de inibiçao do crescimento de bactérias gram-positivas de conhecida patogenicidade para seres humanos, como Bacillus subtilis e Staphylococcus aureus.^5,6 A avaliaçao das doses inibitórias mínimas (DIM) mostrou que os valores para as enoquipodinas A e C para B. subtilis foram tao baixas quanto a do antibiótico penicilina G.^7,8

Mais recentemente, foram relatados os isolamentos das enoquipodinas E à J.⁹ As enoquipodinas I (2d) e J (2e) apresentaram atividades antimicrobianas para B. subtilis (IC₅₀ = 164,3 ± 6,2 µM e IC₅₀ = 151,2 ± 4,5 µM, respectivamente), as enoquipodinas F (2c), I (2d) e G (4b) apresentaram atividades antifúngicas para o fungo Aspergillus fumigatus (IC₅₀ = 78,6 ± 8,2 µM, 233,4 ± 3,8 µM e 235,1 ± 4,2 µM). Foram observadas ainda atividades antioxidantes (IC₅₀ = 229,1 ± 3,6 µM para a enoquipodina J (2e) utilizando 2,2-difenil-1-picrilhidrazila (DPPH).

Estruturalmente, as enoquipodinas apresentam interessantes desafios sintéticos, particularmente devido à presença de um sistema ciclopentânico contendo um centro estereogênico quarternário benzílico.

SINTESES DAS ENOQUIPODINAS

As peculiaridades estruturais e o potencial biológico associados às enoquipodinas levaram Srikrishna e colaboradores a desenvolver uma proposta para a primeira síntese total de alguns destes sesquiterpenos.^10-12

Estes autores descreveram a obtençao da (+/-)-enoquipodina A (1) partindo do 2,5-dimetoxitolueno (5) em 10 etapas (Esquema 1). A construçao do centro quaternário benzílico do intermediário 9 foi alcançada por meio de um rearranjo de Claisen do álcool alílico 8 utilizando éter etil-vinílico na presença de acetato mercúrico. Após a reaçao de Grignard do aldeído 9, o fechamento do anel de cinco membros foi realizado por metátese de ciclizaçao de olefinas resultando na obtençao do intermediário 11. A ciclopentanona 14 foi obtida após a oxidaçao, seguida por alquilaçao e hidrogenaçao de 11. Por fim, o tratamento de 14 com tribrometo de boro forneceu a (+/-)-enoquipodina A com 20% de rendimento global.

Esquema 1. Rota sintética racêmica para a enoquipodina A proposta por Srikrishna e colaboradores.^10-12 Reagentes, condiçoes e rendimentos: (a) AcCl, CH₂Cl₂, SnCl₄, 2 h, 0 ºC, t.a., 78%; (b) (EtO)₂P(O)CH₂COOEt, NaH, THF, refluxo, 5 h, 88%; (c) LiAlH₄, Et₂O, -70 °C, t.a., 2 h, 91%; (d) CH₂=CHOEt, Hg(OAc)₂, tubo selado, 100 °C, 10 h; 175 °C, 48 h, 63%; (e) CH=CHMgBr, THF, t.a., 1 h, 88%; (f) PhCH=Ru(Cl)₂(PCy₃)₂ (5 mol %), CH₂Cl₂, t.a., 4 h, 95%; (g) PCC, NaOAc, CH₂Cl₂, t.a., 1 h, 86%; (h) NaH, THF-DMF, MeI, t.a., 12 h, 77%; (i) H₂, Pd/C, EtOH, 1 h, 92%; (j) BBr₃, CH₂Cl₂, 0 °C, t.a., 4 h, 78%; (k) NCA, CH₃CN, H₂O, t.a., 100%

Os autores também propuseram a obtençao da (+/-)-enoquipodina B (2a) através da clivagem oxidativa do intermediário 14 utilizando nitrato cérico de amônio (NCA).

Como resultado de estudos sobre a obtençao de derivados ciclobutanóis, intermediários chave na síntese de alguns cuparenos, Secci e colaboradores propuseram uma nova rota sintética para a (+/-)-enoquipodina A (Esquema 2).¹³ A síntese tem como material de partida sulfeto de ciclopropilfenila 15 que após metalaçao, reage com a 4-metil-2,5-dimetoxiacetofenona fornecendo o carbinol quiral 16. O intermediário chave ciclobutanona 17 foi obtido a partir da reaçao de 16 com ácido p-toluenossulfônico (APTS) em quantidades equimolares. Destaca-se, ainda, uma outra expansao de anel envolvendo o rearranjo semi-pinacol do ciclobutanol 18 que levou à obtençao da ciclopentanona 14, utilizando tanto APTS como eterato de trifluoreto de boro. O produto final (+/-)-1 foi obtido em 5 etapas com 44% de rendimento global.

Esquema 2. Rota sintética racêmica para a enoquipodina A proposta por Secci e colaboradores.¹³ Reagentes, condiçoes e rendimentos: (a) i .n-BuLi, THF, -20 ºC; ii. 4-metil-2,5-dimetoxiacetofenona, THF, -20 ºC, t.a., 92%; (b) APTS, C₆H₆, refluxo, 91%; (c) brometo de isopropenilmagnésio, THF, -40 ºC, 71%; (d) APTS, C₆H₆, refluxo, 94% ou BF₃ .OEt₂, , CH₂Cl₂, -40 ºC, 91%; (e) BBr₃, CH₂Cl₂, 0 °C a t.a., 4 h, 78%

Luján-Montelongo e Avila-Zágarra descreveram a obtençao da (+/-)-enoquipodina A (1) em 5 etapas (Esquema 3) baseando-se em estudos de reaçoes de carbociclizaçao regio e estereosseletivas de α-aril-δ-epoxinitrilas.¹⁴

Esquema 3. Rota sintética racêmica para a enoquipodina A proposta por Luján-Montelongo e Avila-Zágarra.¹⁴ Reagentes, condiçoes e rendimentos: (a) i. HMDSLi, THF, -78 ºC, 30 min; ii. 5-iodo-2-metilpent-2-eno, THF, -78ºC, 3 h, 95%; (b) AMCPB, CH₂Cl₂, 0ºC, 3 h, 95%; (c) HMDSK, PdCl₂, tolueno, 0-110 ºC, 1 h, 71%; (d) i. DIBAL-H, benzeno, 0ºC, 4 h; ii. HCl 10%, 30 min; iii. N₂H₄, H₂O, EtOH, trietilenoglicol, 90-120 ºC, 45 min; iv. KOH, 150-220 ºC, 97%, 2,5 h; v. PCC, CH₂Cl₂, 0 ºC, 91%, 1,5 h; (e) iodeto de cicloexila, DMF, 150 ºC, 5 h, 93%

A síntese parte da 4-metil-2,5-dimetoxifenilacetonitrila (19) que, após alquilaçao com hexametildissilazana de lítio (HMDSLi) e 5-iodo-2-metilpent-2-eno, é convertida no intermediário com o centro quaternário benzílico 20. A α-aril-δ-epoxinitrila 21 foi obtida a partir da oxidaçao de 20 com ácido m-cloroperbenzóico. O derivado ciano-ciclopentílico 22 foi formado por meio da ciclizaçao regiosseletiva de 21 catalisada por paládio. A ciclopentanona 14 foi obtida após a reduçao de 22 com hidreto de diisobutilalumínio e oxidaçao de Dess Martin. O tratamento de 14 com iodeto de cicloexila forneceu a (+/-)-enoquipodina A (1) com 58% de rendimento global.

Em 2004, Kuwahara e Saito propuseram a primeira rota de síntese total enantiosseletiva para as enoquipodinas A (1) e B (2a) (Esquema 4).¹⁵ A partir do 4-metil-2,5-dimetoxibenzaldeído (23), o intermediário quiral 26 foi sintetizado por meio de 7 etapas. Por sua vez, o centro estereogênico foi criado a partir de uma alquilaçao diastereosseletiva de 26 utilizando sec-butil-lítio e iodeto de metila. Com a remoçao do auxiliar quiral derivado do (S)-valinol, o intermediário 28 formado foi convertido na ciclopentenona 12 por meio de uma condensaçao aldólica intramolecular. A enoquipodina B (2a) foi obtida após dimetilaçao, seguida da hidrogenaçao e oxidaçao de 12. A reduçao de 2ª, utilizando hidrossulfito de sódio, permitiu ainda a obtençao da enoquipodina A (1) com 15% de rendimento global.

Esquema 4. Rota sintética enantiosseletiva para as enoquipodinas A e B proposta por Kuwahara e Saito.^15,16 Reagentes, condiçoes e rendimentos: (a) C₆H₅C(=O)NHCH₂CO₂H, (CH₃CO)₂O, CH₃COONa, 100 ºC, 2 h, 88%; (b) i. NaOH 10%, refluxo, 12 h, 88%, ii. NaOH 40%, H₂O₂ 15%, 0 a 25 ºC, 12 h, 99%; (c) MeLi, NH₄Cl, refluxo, 1 h, 53%; (d) DAL, 3-cloro-2-metilpropeno, NaI, THF-HMPA (7:1), -78 ºC, 3.5 h, 98%; (e) OsO₄, NOM, NaIO₄, THF-H₂O (3:1), t.a., 18 h, 98%; (f) KOH_(aq), THF, 50 ºC, 12 h, 98%; (g) (S)-valinol, tolueno, refluxo, 15 h, 85%; (h) s-BuLi, MeI, THF, -78 ºC, 2 h, 88%; (i) Red-Al, THF, 0 ºC a t.a., 1.5 h; (j) (n-Bu)₄NH₂PO_4(aq) 1 mol L-1, EtOH, t.a., 24 h; (k) K₂CO₃, t-BuOH, refluxo, 4.5 h, 82%; (l) NaH, MeI, THF-HMPA (5:1), t.a., 17 h, 61%; (m) H₂, Pd/C, EtOAc, t.a., 16 h; (n) NCA, CH₃CN-H₂O (3:2), t.a., 30 min, 79%; (o) Na₂S₂O₄, EtOH-H₂O, t.a., 30 min, 55%

Os mesmos autores relataram a obtençao das enoquipodinas C (3) e D (4a) em cinco e quatro etapas, respectivamente (Esquema 5).¹⁶ O epóxido 29 foi obtido a partir de uma epoxidaçao estereosseletiva de 13 utilizando peróxido de hidrogênio em meio alcalino. O composto 29 foi convertido em 30 a partir de uma clivagem redutiva utilizando disseleneto de difenila e boroidreto de sódio. Assim, a oxidaçao de 30 com nitrato cérico de amonio (NCA) levou à síntese da enoquipodina D (4a) com 4% de rendimento global. A enoquipodina C (3), por sua vez, foi sintetizada com 3,5% de rendimento global a partir da reduçao de 4a.

Esquema 5. Rota sintética enantiosseletiva para a enoquipodina C e D proposta por Kuwahara e Saito.¹⁶ Reagentes, condiçoes e rendimentos: (a) H₂O₂ 30% aq., NaOH, MeOH, 60 ºC, 6,5 h, 51%; (b) PhSeSePh, NaBH₄, EtOH, AcOH, t.a., 1 h, 68%; (c) NCA, CH₃CN-H₂O (3:2), t.a., 39 min, 78%; (d) Na₂S₂O4, EtOH-H₂O, t.a., 30 min, 89%

Em 2009, Yoshida e colaboradores estabeleceram uma nova síntese enantiosseletiva para a obtençao das enoquipodinas A (1) e B (2a) (Esquema 6) a partir do 2,5-dimetoxitolueno.¹⁷ Destaca-se nesta abordagem a construçao do centro quartenário por meio da adiçao do ácido arilborônico 32 a um aleno quiral, catalisada por paládio para a obtençao de 33. Após um rearranjo de Enchenmoser-Claisen, o álcool alílico 33 foi convertido na amida 34. A reaçao de 34 com metil-lítio seguida pela clivagem oxidativa da ligaçao dupla forneceu o cetoaldeído 36, que foi transformado no intermediário ciclopentenona 12 a partir de uma condensaçao aldólica intramolecular. As enoquipodina A (1) e B (2a) foram obtidas a partir de 12 com 6% e 10% de rendimento global, respectivamente, utilizando a mesma metodologia descrita por Kuwahara e Saito.^15,16

Esquema 6. Rota sintética enantiosseletiva para a enoquipodina A proposta por Yoshida e colaboradores.¹⁷ Reagentes, condiçoes e rendimentos: (a) Br₂, NaOAc, AcOH, 1 h, 95%; (b) n-BuLi, B(OⁱPr)₃, THF, -78 ºC, 30 min, 78%; (c) (S)-1-fenilbuta-2,3-dien-1-ol, [Pd₂(OH)₂(PPh₃)₄][BF₄]₂ (5 mol %) Et₃N, dioxano/H₂O (20/1), 60 °C, 30 min, 68%; (d) MeC(OMe)₂NMe₂, xileno, refluxo, 48 h. 80%, 91% e.e.; (e) MeLi; Et₂O, -78 ºC, 1 h, 75%; (f) i. OsO₄, NOM, acetona/H₂O, t.a., 20 min; ii. Pb(OAc)₄, CH₂Cl₂, 0 ºC, 2 h, 70%; (g) K₂CO₃, ⁱBuOH, refluxo, 4 h, quant.; (h) NaH, MeI, THF-HMPA , t.a., 1 h, 57%; (i) H₂, Pd/C, EtOAc, t.a., 22h, quant.; (j) NCA, CH₃CN-H₂O, 0 ºC, 20 min, 76%; (k) Na₂S₂O₄, EtOH-H₂O, t.a., 30 min, 58%

Recentemente, Frontier e colaboradores relataram a obtençao da enoquipodina B (2a) em apenas seis etapas a partir do 3-metoxi-4-metilbenzaldeído com 38% de rendimento global (Esquema 7).¹⁸ Os centros quaternários vicinais foram criados em uma única etapa por meio de um processo sequencial envolvendo uma ciclizaçao de Nazarov e um rearranjo de Wagner-Meerwein quimiosseletivo para a obtençao de 38_. A transformaçao é mediada por um complexo de cobre (II) e um ligante quiral bidentado, cuja estrutura mostrou influenciar tanto os excessos enantioméricos da ciclizaçao quanto a quimiosseletividade do rearranjo catiônico. Embora baixos excessos enantioméricos tenham acompanhado a ciclizaçao (20% e.e.), a utilizaçao do ligante mostrado no esquema abaixo forneceu uma boa quimiosseletividade para a migraçao do grupo aromático em detrimento à migraçao de hidreto. O grupo carbometóxi foi removido pela reaçao de 38 com iodeto de sódio e ácido acético em diglima sob refluxo para a obtençao de 39. A desmetilaçao de 39 com tribrometo de boro proporciona a obtençao do intermediário 40 que foi facilmente convertido para enoquipodina B (2a) por oxidaçao com sal de Fremy.

Esquema 7. Rota sintética enantiosseletiva para a enoquipodina B proposta por Frontier e colaboradores.¹⁸ Reagentes, condiçoes e rendimentos: (a) 3,4-dimetil-pent-3-en-2-ona, CH₃COOH, piperidina, benzeno, refluxo, 92%; (b) [tBuBox-Cu[SbF₆]₂], CH₂Cl₂, refluxo, 72% (5:1, 20% e.e.); (c) NaI, CH-₃COOH, diglima, refluxo, 30 min, quant.; (d) BBr₃, CH₂Cl₂, 0 °C a t.a., 12 h, 64% (2 etapas); (e) Sal de Fremy, acetona, H₂O, t.a., 12 h, 91%

CONCLUSAO

As enoquipodinas sao substâncias importantes devido aos seus potenciais biológicos pouco explorados. Estruturalmente, esta classe de produtos naturais impoe desafios sintéticos, como a construçao de anéis ciclopentanos com um centro quaternário benzílico/alílico incorporado.

Dentre as sínteses totais racêmicas das enoquipodinas, diferentes estratégias foram adotadas para a construçao de centros quaternários benzílicos/alílicos. Foram empregadas tanto reaçoes clássicas, como o rearranjo de Claisen proposto por Srikrishna e colaboradores^10-12 e a alquilaçao da 4-metil-2,5-dimetoxifenilacetonitrila (Luján-Montelongo e Avila-Zágarra),¹⁴ quanto a metodologia descrita por Secci e colaboradores¹³ para a obtençao de ciclobutanóis envolvendo a reaçao de sulfeto de ciclopropilfenila com derivados da acetofenona.

As abordagens enantiosseletivas bem sucedidas até o momento consistem na criaçao do centro quaternário por meio de alquilaçao diastereosseletiva (Kuwahara e Saito)^15,16 ou pela adiçao de um ácido arilborônico a um aleno quiral catalisada por paládio (Yoshida e colaboradores).¹⁷ Neste contexto, destaca-se ainda como uma metodologia promissora a reaçao sequencial mediada por complexos quirais de cobre (ciclizaçao de Nazarov seguida pelo rearranjo de Wagner-Meerwein).¹⁸

Sejam racêmicas ou enantiosseletivas, as estratégias descritas até entao para a síntese das enoquipodinas inspiram o desenvolvimento de novas metodologias para a obtençao destas substâncias e convidam para o aperfeiçoamento de métodos de síntese de outros centros quaternários estruturalmente similares.

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