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Autores: A partir do fascículo 39/9 a revista Química Nova adotou a licença CC-BY. Mais informações a respeito dessa licença podem ser obtidas aqui.

Artigos


Síntese de 2-(2-piridil)quinolinas promovida por micro-ondas e suas atividades antifúngicas
Synthesis of 2-(2-pyridyl)quinolines promoted by microwaves and their antifungal activities

Carmindo R. BorelI; Luiz C. A. BarbosaI,II,*; Célia R. A. MalthaI; Sergio A. FernandesI; Larissa B. SantosII; Jacqueline A. TakahashiII

IDepartamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Av. P. H. Rolfs s/n, 36570-900 Viçosa, MG, Brasil.
IIDepartamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Pres. Antônio Carlos, 6627, Campus Pampulha, CEP 31270-901, Belo Horizonte, MG, Brasil.

Recebido em 01/06/2017
Aceito em 27/07/2017
Publicado na web em 12/09/2017

Endereço para correspondência

*e-mail: lcab@ufmg.br

RESUMO

In this work a series of 2-(2- pyridyl)quinolines were prepared via a Povarov reaction between anilines, 2-pyridinocarbadehyde and ethyl vinyl ether under microwaves heating conditions. The optimized conditions herein reported allowed the preparation of several pyridylquinolines in yields in the range of 30-83%, some of them not previously accessible by this multicomponent process. The reported methodology has advantage over previous report due to its larger scope and short reaction time (2 hours). All quinolines obtained were assayed against five species of clinically important yeasts Candida sp and against Cryptococcus neoformans. Some of them possessed a broad spectrum of action including 2-(2-pyridyl)quinoline (20) and 6,8-dimethoxy-2-(pyridin-2-yl)quinolone (22) that were highly effective in inhibiting Candida species (IC50 < 1.95 µg/mL against C. tropicalis and C. krusei). Some compounds were more potent than commercial drugs Nistatin and Miconazole.

Palavras-chave: microwave; Povarov multicomponent reactions; pyridylquinoline; antifungal activity.

INTRODUÇÃO

A incidência de infecções fúngicas oportunistas, causadas por patógenos endógenos como leveduras do gênero Candida ou adquiridos no meio ambiente (Aspergillus, Cryptococcus),1-3 vem aumentando dramaticamente nas últimas décadas.4 As taxas de morbidade e mortalidade associadas às infecções fúngicas são bastante expressivas, tornando-as claramente um problema persistente de saúde pública.5,6

Infecções invasivas causadas por Candida spp., Cryptococcus neoformans, Aspergillus spp., Pneumocystis carinii e Histoplasma capsulatum são ameaças constantes à saúde humana.1,2 Infecções causadas por fungos do gênero Aspergillus e leveduras da família Candida spp. tem incidência mundial.1,5,7-9 Das espécies de Candida de interesse clínico, C. albicans é o patógeno mais comum e possui elevada virulência. Trata-se de um fungo que habita as cavidades oral e vaginal e o sistema digestivo do homem, sem que isso implique em efeitos prejudiciais à sua saúde. O crescimento desordenado de C. albicans, estado patológico denominado candidíase, surge em decorrência de desequilíbrio na flora local devido ao uso de antibióticos ou a alterações no sistema imunológico em decorrência do acometimento por outras doenças como o diabetes.1 O desafio atual no estudo de doenças infectocontagiosas envolve a busca de novas classes de fármacos, com novos mecanismos de ação e que sejam mais eficazes e menos tóxicos ao homem.4,10

Plantas, micro-organismos terrestres e marinhos são fontes potencialmente promissoras de novos compostos bioativos diversos,11-13 incluindo agentes antifúngicos.14,15

Muitos dos compostos bioativos produzidos por micro-organismos são heterocíclicos.16 Dentre os heterociclos nitrogenados, quinolinas e derivados são de grande interesse, uma vez que diversos deles apresentam atividades antiparasitária,17 antibacteriana,18 antifúngica,1 antitumoral,19 anti-inflamatória,20 antimalárica,21 e anti-HIV.22

Exemplos de quinolinas naturais bioativas incluem a estreptonigrina e lavendamicina (Figura 1), metabólitos fúngicos isolados de Streptomyces flocculus e Streptomyces lavendulae, respectivamente, com propriedades antitumorais, citotóxica e antibacteriana.23-26 Em função dessas atividades, diversas metodologias sintéticas têm sido desenvolvidas para a obtenção desses compostos e seus análogos para fins de estudos de suas propriedades farmacológicas.27-29 Notadamente, tem sido descrita a atividade antifúngica de quinolinas substituídas com estrutura geral 3 (Figura 1) contra diversas espécies de Candida,10 bem como o potencial antimicrobiano de compostos 4 contra C. albicans, Rhodotorulla bogoriensis e Aspergilus flavus.30

 


Figura 1. Estruturas de quinolinas bioativas naturais 1-2 e sintéticas 3-8.

 

Em função das importantes atividades biológicas de diversas quinolinas, relatamos recentemente uma metodologia de síntese para compostos com a unidade 2-(2-piridil)quinolina (5-8) empregando a reação multicomponente de Povarov.31 A reação de Povarov é uma metodologia conveniente se comparada à síntese clássica para quinolinas em termos de eficiência, rapidez e economia de átomos. A reação de Povarov multicomponentes é uma aza-Diels-Alder de demanda inversa de elétrons entre uma anilina, um aldeído e um alquino ou alqueno ricos em densidade eletrônica para, em uma única etapa, dar acesso a compostos das classes como tetraidroquinolina, quinolina ou julolidinas.

Nesse trabalho descrevemos a síntese de uma série de 2-(2-piridil)quinolinas, a exemplo dos compostos 5-831 (Figura 1), partindo-se de anilinas substituídas, 2-piridinocarbaldeido e etil vinil éter. Nas condições otimizadas anteriormente relatadas,31 a reação foi realizada sob aquecimento a 82 ºC e utilizando BF3.O(CH3)2 como catalisador. Embora bons rendimentos tenham sido obtidos para diversos compostos, em alguns casos a metodologia se mostrou ineficiente, não sendo possível obter os produtos desejados partindo de anilinas contendo grupos retiradores de elétrons, como halogênios. Apesar dessa limitação, o método desenvolvido constituiu-se no mais geral para a síntese desse tipo de composto, uma vez que encontramos apenas um exemplo da aplicação da reação de Povarov para a obtenção de 2-(2-piridil)quinolina, e com um modesto rendimento de 42%.10

Dando continuidade aos nossos estudos na área de síntese de compostos heterocíclicos com atividade biológica,32-34 nesse artigo apresentamos os resultados relativos ao uso de radiação micro-ondas como fonte de aquecimento para a reação de Povarov na síntese de piridinoquinolinas. Também são apresentados os resultados dos ensaios de avaliação antifúngica contra cepas de Candida spp. e Cryptococcus neoformans.

 

PARTE EXPERIMENTAL

Procedimentos gerais e equipamentos

Os reagentes utilizados nas reações e os solventes empregados em cromatografia em coluna de sílica gel foram previamente purificados e a água residual removida conforme os procedimentos descritos na literatura.35 Todas as reações foram monitoradas por cromatografia em camada delgada utilizando-se placas de sílica gel Camlab-Polygram SILK/UV254, com 0,25 mm de espessura. As placas foram visualizadas sob luz ultravioleta (254 nm) ou reveladas com solução de ácido fosfomolíbdico. Para a purificação dos compostos utilizou-se a cromatografia em coluna de sílica gel 60 (230-400 mesh-ASTM, Merck). As reações assistidas por micro-ondas foram realizadas em reator DISCOVER SYSTEM (CEM), utilizando acetonitrila como solvente, e com monitorização contínua de temperatura (95 ºC) e potência (50 W) por 2 horas.

As temperaturas de fusão, não corrigidas, foram determinadas em aparelho MQAPF-301. Os espectros no infravermelho (IV) foram obtidos em espectrofotômetro FT-IR VARIAN 660 equipado com GladiATR, sendo realizados por reflectância total atenuada.

Os espectros de RMN de 1H foram adquiridos em um espectrômetro Varian Mercury-300 e os espectros foram processados usando o software Varian. A frequência operacional foi 300,069 MHz para 1H e 75,459 para 13C com sonda de 5 mm e detecção direta e unidade de controle de temperatura, sendo os deslocamentos químicos (δ) relativos ao tetrametilsilano (TMS, δ = 0,0), com as amostras dissolvidas em CDCl3. Os espectros de massas de baixa resolução foram obtidos em espectrômetro Shimadzu QP5050A. O aparelho foi equipado com uma coluna SE54 (30 m x 0,25 mm x 0,25 mm), utilizando Hélio como gás de arraste, com fluxo de 1,6 mL min-1. O injetor e o detector de ionização de chamas foram mantidos a 290 ºC. O forno foi programado para permanecer a 40 °C por 2 minutos, sendo então aquecido na taxa de 20 ºC por minuto até 300 ºC, permanecendo nesta temperatura por 10 minutos. Os espectros de massas de alta resolução no modo de ionização por electrospray foram registrados em equipamento Finnigan MAT LCQ 7000.

Procedimentos sintéticos

5,6,8-trimetoxi-2-(piridin-2-il)quinolina 12. Em um frasco de vidro de 10 mL, próprio para forno de micro-ondas, foram adicionados 3,4,5-trimetoxianilina (183 mg; 1,0 mmol), 2-piridinocarbaldeído (214 mg; 2,0 mmol), etil vinil éter (216 mg; 3,00 mmol), BF3.O(CH3)2 (46 μL; 0,6 mmol; 30 mol%) e acetonitrila anidra (4 mL). O tubo foi selado e colocado em um aparelho micro-ondas modelo CEM Discover. O método utilizado no aparelho de micro-ondas para o experimento foi o Padrão (Standard), utilizando ar comprimido em todas as análises. A mistura foi pré-agitada durante 5 min (tempo de rampa), irradiada na potência de 50 W, a 95 °C durante 120 minutos. A mistura reacional foi então transferida para um frasco Erlenmeyer contendo uma solução saturada de bicarbonato de sódio (10 mL). O sólido foi removido por filtração e a mistura aquosa foi extraída com acetato de etila (3 x 15 mL). A fase orgânica foi tratada com sulfato de magnésio anidro, filtrada e concentrada sob pressão reduzida em evaporador rotativo resultando em um sólido amarelo. O sólido foi purificado por cromatografia em coluna de sílica gel eluída com mistura de hexano/acetato de etila (3:1 v/v), resultando no produto desejado (237 mg; 0,8 mmol) em 80% de rendimento. O composto foi finalmente recristalizado em hexano/diclorometano, fornecendo um sólido branco.

Os compostos 12-26 foram sintetizados utilizando o mesmo procedimento experimental descrito para o composto 12.

Dados físicos e espectroscópicos

5,6,8-trimetoxi-2-(piridin-2-il)quinolina 12: sólido branco (0,80 mmol, 80%), Tf = 147-148 ºC. IV (cm-1) max: 3054; 2936; 2830; 2362; 1615; 1590; 1477; 1398; 1235; 1100; 993; 802; 655; 619. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 4,00 (s, 3H, OCH3); 4,04 (s, 3H, OCH3); 4,08 (s, 3H, OCH3); 7,34 (ddd, 1H, J = 7,9 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,1 Hz, H-5'); 7,37 (sl, 1H, H-8); 7,85 (dt, 1H, J = 7,9 Hz e J = 1,4 Hz, H-4'); 8,39 (d, 1H, J = 8,7 Hz, H-3); 8,48 (dd, 1H, J = 8,7 Hz e J = 0,5 Hz, H-4); 8,57 (ddd, 1H, J = 7,9 Hz, J = 1,1 Hz e J = 0,8 Hz, H-3'); 8,73 (ddd, 1H, J = 4,8 Hz, J = 1,4 Hz e J = 0,8 Hz, H-6'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 56,4 (OCH3); 61,5 (OCH3); 61,9 (OCH3); 104,4 (C-8); 116,9 (C-5'); 119,6 (C-9); 122,1 (C-3'); 124,2 (C-3); 131,8 (C-4); 137,2 (C-4'); 141,4 (C-6); 145,5 (C-10); 147,1 (C-5); 149,5 (C-6'); 155,5 (C-2); 156,2 (C-7); 156,5 (C-2'). EM, m/z (%) 296 (C17H16N2O3) ([M+.], 100); 297 ([M+1]+, 19); 282 (9); 281 (50); 254 (8); 253 (49); 239 (5); 238 (40); 223 (17); 210 (14); 209 (6); 179 (5); 167 (32); 166 (12); 156 (6); 148 (8); 140 (5); 139 (14); 133 (7); 119 (10); 111 (7); 97 (5); 90 (5); 89 (6); 83 (10); 78 (12); 70 (5); 63 (10); 62 (5); 51 (7). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C17H17N2O3]+ 297,1234; encontrado 297,1093.

5,8-dimetoxi-2-(piridin-2-il)quinolina 13: sólido amarelo (0,79 mmol, 79%), Tf = 133-134 ºC. IV (cm-1) max: 3057, 2925, 2850, 1589, 1460, 1258, 1101, 781, 719, 619. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 3,89 (s, 3H, OCH3); 4,08 (s, 3H, OCH3); 6,78 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-6); 6,98 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-7); 7,34 (ddd, 1H, J = 7,8 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,0 Hz, H-5'); 7,86 (dt, 1H, J = 7,8 Hz e J = 1,4 Hz, H-4'); 8,58 (d, 1H, J = 8,8 Hz, H-3); 8,68 (d, 1H, J = 8,8 Hz, H-4); 8,72-8,75 (m, 2H, H-3' e H-6'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 56,0 (C-11); 56,6 (C-12); 104,3 (C-6); 107,7 (C-7); 118,8 (C-3); 121,8 (C-9); 122,4 (C-3'); 124,2 (C-5'); 132,1 (C-4); 137,2 (C-4'); 140,4 (C-5); 149,1 (C-10); 149,3 (C-6'); 149,8 (C-8); 155,6 (C-2); 156,5 (C-2'). EM, m/z (%) 266 (C16H14N2O2) ([M+.], 41); 267 ([M+1]+, 8); 265 (46); 252 (14); 251 (100); 250 (5); 249 (8); 237 (22); 236 (10); 223 (8); 222 (14); 221 (10); 208 (6); 195 (6); 194 (12); 193 (21); 192 (10); 180 (7); 179 (12); 153 (6); 118 (5); 117 (7); 110 (5); 104 (7); 103 (8); 97 (12); 90 (5); 83 (10); 79 (5); 78 (13); 77 (8); 76 (9); 75 (6); 63 (8); 52 (6); 51 (13). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C16H15N2O2]+ 267,1128; encontrado 267,1029.

2-(6-bromopiridin-2-il)-5,8-dimetoxiquinolina 14: sólido amarelo (0,61 mmol, 61%), Tf = 167-168 ºC. IV (cm-1) max: 2999, 2937, 2831, 1582, 1474, 1428, 1261, 1128, 1100, 986, 789. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 3,98 (s, 3H, H-11); 4,08 (s, 3H, H-12); 6,78 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-6); 6,97 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-7); 7,52 (dd, 1H, J = 7,8 Hz e J = 0,9 Hz, H-5'); 7,71 (t, 1H, J = 7,8 Hz, H-4'); 8,58 (d, 1H, J = 8,8 Hz, H-3); 8,68 (d, 1H, J = 8,8 Hz, H-4), 8,70 (dd, 1H, J = 7,8 Hz e J = 0,9 Hz, H-3'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 56,0 (C-11); 56,6 (C-12); 104,6 (C-6); 107,9 (C-7); 118,9 (C-3); 121,2 (C-3'); 122,1 (C-9); 128,6 (C-5'); 132,4 (C-4); 139,5 (C-4'); 140,1 (C-5); 141,7 (C-6'); 149,0 (C-10); 149,6 (C-8); 153,8 (C-2); 157,4 (C-2'). EM, m/z (%) 344 (C16H13N2O2Br) ([M+.], 33); 346 ([M+2]+, 31); 332 (13); 331 (94); 330 (21); 329 (100); 328 (7); 317 (19); 315 (21); 300 (10); 273 (8); 235 (36); 220 (9); 208 (9); 207 (27); 193 (8); 192 (17); 179 (13); 153 (11); 125 (26); 103 (8); 102 (14); 96 (9); 82 (10); 77 (8); 76 (15); 75 (14); 63 (12); 51 (11); 50 (14). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C16H14N2O2Br]+ 345,0233; encontrado 345,0126.

6,7-dimetoxi-2-(piridin-2-il)quinolina 15: sólido amarelo (0,76 mmol, 76%), Tf = 163-164 ºC. IV (cm-1) max: 3074, 2923, 2851, 1620, 1457, 1233, 1157, 1000, 855, 767, 622. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 4,04 (s, 3H, OCH3); 4,08 (s, 3H, OCH3); 7,09 (s, 1H, H-5); 7,33 (ddd, 1H, J = 7,5 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,2 Hz, H-5'); 7,58 (s, 1H, H-8); 7,86 (dt, 1H, J = 7,5 Hz e J = 1,7 Hz, H-4'); 8,14 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-4); 8,40 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-3); 8,59 (ddd, 1H, J = 7,5 Hz, J = 1,2 Hz e J = 0,9 Hz, H-3'); 8,73 (ddd, 1H, J = 4,8 Hz, J = 1,7 Hz e J = 0,9 Hz, H-6'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 56,3 (OCH3); 56,4 (OCH3); 105,2 (C-5); 108,6 (C-8); 117,6 (C-3); 121,6 (C-3'); 123,8 (C-5'); 124,2 (C-9); 135,2 (C-4); 137,1 (C-4'); 145,1 (C-10); 149,4 (C-6'); 150,3 (C-6); 152,7 (C-7); 154,4 (C-2); 156,9 (C-2'). EM, m/z (%) 266 (C16H14N2O2) ([M+.], 100); 267 ([M+1]+, 19); 251 (20); 224 (7); 223 (43); 221 (7); 208 (7); 195 (10); 194 (5); 193 (7); 192 (8); 180 (15); 179 (20); 133 (8); 117 (5); 111 (8); 102 (6); 96 (5); 90 (5); 83 (5); 78 (9); 76 (7); 75 (5); 63 (7); 51 (9). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C16H15N2O2]+ 267,1128; encontrado 267,1318.

6-(piridin-2-il)-[1,3]dioxolano[4,5-g]quinolina 16: sólido marrom (0,63 mmol, 63%), Tf = 158,3-158,5 ºC. IV (cm-1) max: 3446, 3067, 2922, 1619, 1514, 1499, 1478, 1233, 1169, 1039, 851, 766, 740. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 6,09 (s, 2H, H-2), 7,06 (dd, 1H, J = 0,42 Hz e J = 0,36 Hz, H-4), 7,30 (ddd, 1H, J = 7,5 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,2 Hz, H-5'), 7,44 (dd, 1H, J = 0,7 Hz e J = 0,42 Hz, H-9), 7,83 (ddd, 1H, J = 8,0 Hz, J = 7,5 Hz e J = 1,8 Hz, H-4') 8,06 (ddd, 1H, J = 8,5 Hz, J = 0,7 Hz e J = 0,36 Hz, H-8), 8,37 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-7), 8,55 (ddd, 1H, J = 8,0 Hz, J = 1,2 Hz e J = 0,9 Hz, H-3'), 8,70 (ddd, 1H, J = 4,8 Hz, J = 1,8 Hz e J = 0,9 Hz, H-6'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 101,7 (C-9), 102,7 (C-2), 106,1 (C-4), 117,3 (C-7), 121,4 (C-3'), 123,6 (C-5'), 125,3 (C-12), 135,5 (C-8), 136,8 (C-4'), 146,1 (C-13), 148,1 (C-6), 149,1 (C-6'), 150,8 (C-10), 154,1 (C-11), 156,5 (C-2'). EM,m/z (%) 250 (C15H10N2O2) ([M+], 100), 251 ([M+1]+, 19), 249 (41), 221 (7), 194 (5), 193 (9), 192 (13), 191 (8), 165 (5), 164 (9), 140 (6), 139 (5), 138 (6), 125 (5), 114 (10), 113 (5), 87 (7), 78 (11), 63 (9), 62 (9), 52 (11), 51 (25), 50 (14), 40 (5). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C15H11N2O2]+ 251,0815; encontrado 251,0734.

7-metoxi-2-(piridin-2-il)quinolina 17: sólido marrom (0,50 mmol, 50%), Tf = 105-106 ºC. IV (cm-1) max: 3063, 2923, 2852, 1622, 1509, 1457, 1215, 1173, 1023, 845, 765, 671. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 3,99 (s, 3H, OCH3), 7,21 (dd, 1H, J = 8,9 e J = 2,5 Hz, H-6), (ddd, 1H, J = 7,5 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,1 Hz, H-5'), 7,51 (d, 1H, J = 2,5 Hz, H-8), 7,74 (d, 1H, J = 8,9 Hz, H-5), 7,87 (dt, 1H, J = 7,7 e J = 1,8 Hz, H-4'), 8,21 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-4), 8,40 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-3), 8,59 (ddd, 1H, J = 7,7 Hz, J = 1,1 Hz e J = 0,9 Hz, H-3'), 8,74 (ddd, 1H, J = 4,8 Hz, J = 1,8 Hz e J = 0,9 Hz, H-6'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 55,5 (OCH3), 107,6 (C-8), 116,9 (C-3), 120,0 (C-6), 121,7 (C-3'), 123,5 (C-9), 123,9 (C-5'), 128,6 (C-5), 136,5 (C-4), 136,9 (C-4'), 149,2 (C-6'), 149,6 (C-10), 156,4 (C-2), 156,5 (C-2'), 160,8 (C-7). EM, m/z (%) 236 (C15H12N2O) ([M+.], 100), 237 ([M+1]+, 15), 221 (16), 207 (7), 206 (5), 205 (12), 193 (20), 192 (19), 118 (6), 78 (5), 51 (14), 50 (7). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C15H13N2O]+ 237,1022; encontrado 237,0935.

2-(6-bromopiridin-2-il)-7-metoxiquinolina 18: sólido amarelo (0,44 mmol, 44%), Tf = 163-164 ºC. IV (cm-1) max: 3063, 2934, 2833, 1625, 1544, 1463, 1427, 1219, 1129, 1035, 850, 778, 712. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 3,99 (s, 3H, OCH3), 7,22 (dd, 1H, J = 8,8, e J = 2,5 Hz, H-6), 7,51 (d, 1H, J = 2,5 Hz, H-8), 7,53 (dd, 1H, J = 7,7 Hz e J = 0,6 Hz, H-5'); 7,71 (t, 1H, J = 7,7 Hz, H-4'), 7,73 (d, 1H, J = 8,8 Hz, H-5), 8,20 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-4), 8,41 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-3), 8,63 (dd, 1H, J = 7,7 Hz e J = 0,6 Hz, H-3'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 55,5 (C-11), 107,5 (C-8), 116,9 (C-6) 120,3 (C-3), 120,4 (C-3'), 123,8 (C-9), 128,2 (C-5'), 128,6 (C-5), 136,6 (C-4'), 139,1 (C-4), 141,5 (C-10), 149,5 (C-6'), 154,7 (C-2), 157,6 (C-2'), 160,9 (C-7). EM, m/z (%) 314 (C15H11BrN2O) ([M+], 49), 315 ([M+1]+, 9), 316 ([M+2]+, 43), 273 (5), 236 (17), 235 (100), 207 (13), 205 (11), 193 (9), 192 (53), 191 (13), 165 (11), 164 (15), 158 (14), 140 (6), 138 (7), 128 (5), 118 (7), 117 (12), 115 (15), 114 (11), 89 (8), 88 (8), 76 (11), 75 (11), 63 (20), 62 (1), 52 (10), 51 (20), 50 (24). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C15H12BrN2O]+ 315,0128; encontrado 314,9900.

6-metoxi-2-(piridin-2-il)quinolina 19: sólido branco (0,61 mmol, 61%), Tf = 107-108 ºC. IV (cm-1) max: 3065, 2930, 2834, 1619, 1496, 1381, 1222, 1166, 1018, 866, 793, 629. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 3,95 (s, 3H, OCH3), 7,11 (d, 1H, J = 2,8 Hz, H-5), 7,33 (ddd, 1H, J = 7,5 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,2 Hz, H-5'), 7,39 (dd, 1H, J = 9,2 e J = 2,8 Hz, H-7), 7,86 (dt, 1H, J = 7,5 e J = 1,8 Hz, H-4'), 8,07 (d, 1H, J = 9,2 Hz, H-8), 8,17 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-4), 8,50 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-3), 8,59 (ddd, 1H, J = 7,5 Hz, J = 1,2 Hz e J = 0,9 Hz, H-3'), 8,71 (ddd, 1H, J = 4,8 Hz, J = 1,8 Hz e J = 0,9 Hz, H-6'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 55,6 (OCH3), 105,1 (C-5), 119,3 (C-3), 121,6 (C-3'), 122,4 (C-7), 123,7 (C-5'), 129,3 (C-9), 131,1 (C-8), 135,6 (C-4), 137,0 (C-4'), 143,8 (C-10), 148,9 (C-6'), 153,7 (C-2), 156,3 (C-2'), 158,1 (C-6). EM m/z (%) 236 (C15H12N2O, ([M+.], 100), ([M+1]+, 17), 221 (22), 194 (6), 193 (44), 192 (30), 166 (7), 165 (5), 140 (6), 118 (6), 63 (9), 62 (6), 52(7), 51 (16), 50 (8). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C15H13N2O]+ 237,1022; encontrado 237,0943.

2-(piridin-2-il)quinolina 20: sólido branco (0,42 mmol, 42%), Tf =93-93,5 ºC. IV (cm-1) max: 3060, 2922, 1594, 1501, 1122, 845, 776, 740, 620, 481. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 7,35 (ddd, 1H, J = 7,5 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,1 Hz, H-5'); 7,55 (ddd, 1H, J = 7,5 Hz, J = 6,9 Hz e J = 0,9 Hz, H-6), 7,73 (ddd, 1H, J = 8,3 Hz, J = 6,9 Hz e J = 1,3 Hz, H-7); 7,85 (dd, 1H, J = 7,5 Hz e J = 1,3 Hz, H-5); 7,88 (dt, 1H, J = 7,4 Hz e J = 1,7 Hz, H-4'); 8,19 (dd, 1H, J = 8,3 Hz e J = 0,9 Hz, H-8); 8,28 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-4); 8,56 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-3); 8,66 (ddd, 1H, J = 7,4 Hz, J = 1,1 Hz e J = 0,6 Hz, H-3'); 8,74 (ddd, 1H, J = 4,8 Hz, J = 1,7 Hz e J = 0,6 Hz, H-6'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 118,95 (C-3), 121,83 (C-3'), 124,01 (C-5'), 126,74 (C-6), 127,60 (C-5), 128,23 (C-9), 129,54 (C-7), 129,70 (C-8), 136,80 (C-4), 136,94 (C-4'), 147,90 (C-10), 149,14 (C-6'), 156,14 (C-2), 156,31 (C-2'). EM m/z (%) 206 (C14H10N2, ([M]+, 100), ([M+1]+, 8); 205 (11), 179 (15), 178 (29), 128 (21), 103 (18), 89 (14), 75 (16), 51 (24), 50 (15). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C14H11N2]+ 207,0917; encontrado 207,0594.

2-(6-bromopiridin-2-il)quinolina 21: sólido amarelo (0,40 mmol, 40%) (0,29 mmol, 29%), Tf =154-155 ºC. IV (cm-1) max: 2922, 2852, 1715, 1595, 1544, 1444, 1117, 986, 783, 730. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 7,52 (d, J = 7,8 Hz, 1H, H-5'); 7,55 (t, 1H, J = 8,1 Hz, H-6); 7,70 (t, 1H, J = 7,8 Hz, H-4'); 7,73 (dt, 1H, J = 8,1 Hz e J = 0,7 Hz H-7); 7,84 (dd, 1H, J = 8,1 Hz e J = 0,7 Hz, H-5); 8,15 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-8); 8,26 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-4); 8,55 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-3); 8,63 (d, 1H, J = 7,8 Hz, H-3'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 119,00 (C-3), 120,42 (C-3'), 127,04 (C-5'), 127,63 (C-7), 128,28 (C-8), 128,42 (C-9), 129,67 (C-6), 129,80 (C-5), 136,87 (C-4), 139,16 (C-4'), 141,50 (C-10), 147,81 (C-6'), 154,44 (C-2), 157,46 (C-2'). EM m/z (%) 285 (C14H9BrN2, ([M]+, 12), ([M+1]+, 55); 284 (55), 206 (16), 205 (100), 128 (36), 102 (16), 89 (14). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C15H10BrN2]+ 285,0022; encontrado 285,0276.

6,8-dimetoxi-2-(piridin-2-il)quinolina 22: sólido amarelo (0,50 mmol, 50%),Tf = 82-83 ºC. IV (cm-1) max: 2933, 1617, 1588, 1451, 1214, 1158, 1044, 779, 486. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 3,93 (s, 3H, OCH3); 4,08 (s, 3H, OCH3); 6,70 (d, 1H, J = 2,5 Hz, H-5); 6,73 (d, 1H, J = 2,5 Hz, H-7); 7,30 (ddd, 1H, J = 7,4 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,1 Hz, H-5'); 7,83 (dt, 1H, J= 7,4 Hz e J = 1,8 Hz, H-4'); 8,13 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-4); 8,53 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-3); 8,64 (ddd, 1H, J = 7,4 Hz, J = 1,1 Hz e J = 0,8 Hz, H-3'); 8,68 (ddd, 1H, J = 4,8 Hz, J = 1,8 Hz e J = 0,8 Hz, H-6'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 55,52 (OMe), 56,19 (OMe), 97,01 (C-7), 101,49 (C-5), 119,90 (C-3), 121,72 (C-5'), 123,58 (C-3'), 130,11 (C-9), 135,61 (C-4'), 136,40 (C-6), 136,85 (C-4), 148,94 (C-3'), 152,81 (C-8), 156,44 (C-10), 156,51 (C-2), 158,62 (C-2'). EM m/z (%) 266 (C16H14N2O2, ([M]+, 79), ([M+1]+, 15); 265 (100), 237 (40), 236 (25), 193 (21), 179 (14), 104 (14), 97 (17), 78 (16), 51 (18). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C16H15N2O2]+ 267,1128; encontrado 267,0615.

6-(6-bromopiridin-2-il)-[1,3]dioxolano[4,5-g]quinolina 23: sólido amarelo (0,49 mmol, 49%), Tf = 128-129 ºC. IV (cm-1) max: 2919, 2850, 1717, 1522, 1462, 1259, 1123, 1037, 794. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 6,13 (s, 2H, CH2); 7,09 (s, 1H, H-5); 7,42 (s, 1H, H-8); 7,50 (d, J = 7,7 Hz, 1H, H-5'); 7,69 (t, J = 7,7 Hz, 1H, H-4'); 8,07 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-4); 8,38 (d, 1H, J = 8,5 Hz, H-3); 8,55 (d, 1H, J = 7,7 Hz, H-3'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 101,77 (C-11), 102,67 (C-5), 106,05 (C-8), 112,79 (C-3), 117,46 (C-9), 119,99 (C-3'), 125,07 (C-10), 127,82 (C-5'), 135,59 (C-4), 139,10 (C-4'), 140,70 (C-6'), 145,34 (C-2), 148,36 (C-6), 151,34 (C-7), 156,66 (C-2'). EM m/z (%) 329 (C15H9BrN2O2, ([M]+, 27), ([M+1]+, 99); 328 (98), 250 (18), 249 (100), 191 (21), 164 (16), 124 (31). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C15H10BrN2]+ 328,992; encontrado 329,0203.

8-metil-2-(piridin-2-il)quinolina 24: sólido branco (0,30 mmol, 30%),Tf = 80,5-81 ºC. IV (cm-1) max: 2917, 1590, 1476, 1040, 847, 776, 592, 404. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 2,92 (s, 3H, CH3); 7,35 (ddd, 1H , J = 7,8 Hz, J = 4,8 Hz e J = 1,2, H-5'); 7,43 (t, 1H, J = 7,3 Hz, H-6); 7,58 (d, J = 7,3 Hz, 1H, H-7); 7,69 (d, J = 7,3 Hz, 1H, H-5); 7,87 (dt, J = 7,8 Hz e J = 1,8 Hz, 1H, H-4'); 8,25 (d, J = 8,6 Hz, 1H, H-4); 8,59 (d, J = 8,6 Hz, 1H, H-3); 8,71 - 8,78 (m, 2H, H-6' e H-3'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 17,85 (CH3), 118,36 (C-3), 121,80 (C-3'), 123,87 (C-5'), 125,54 (C-5), 126,52 (C-6), 128,19 (C-8), 129,57 (C-7), 136,87 (C-4'), 136,98 (C-4), 137,65 (C-9), 146,79 (C-10), 148,95 (C-6'), 154,58 (C-2)*, 156,68 (C-2'). EM m/z(%) 220 (C15H12N2, ([M]+, 100), ([M+1]+, 27); 219 (40);192 (11);115 (12); 110 (15); 51 (15). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C15H13N2]+ 221,1073; encontrado 221,1016.

2-(6-bromopiridin-2-il)-8-metilquinolina 25: sólido amarelo (0,29 mmol, 29%), Tf = 108-109 ºC. IV (cm-1) max: 3046, 2920, 1549, 1418, 1128, 1073, 846, 788, 749. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 2,89 (s, 3H, CH3); 7,44 (t, 1H, J = 7,6 Hz, H-6); 7,52 (d, J = 7,7 Hz, 1H, H-5'); 7,58 (dd, 1H, J = 7,6 Hz e J = 1,8 Hz, H-7); 7,67 (dd, 1H, J = 7,6 Hz e J = 1,8 Hz, H-5); 7,70 (t, 1H, J = 7,7 Hz, H-4'); 8,23 (d, J = 8,60 Hz, H-4); 8,55 (d, 1H, J = 8,60 Hz, H-3); 8,70 (d, 1H, J = 7,7 Hz, H-3'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 17,81 (C-11), 118,48 (C-3), 120,36 (C-3'), 125,56 (C-5'), 126,84 (C-7), 128,07 (C-6), 128,39 (C-9), 129,69 (C-5), 137,06 (C-4), 137,69 (C-8), 139,07 (C-4'), 141,41 (C-10), 146,72 (C-6'), 152,98 (C-2), 157,88 (C-2'). EM m/z (%) 299 (C15H11BrN2, ([M]+, 21), ([M+2]+, 17); 219 (53), 218 (11), 217 (13), 115 (14), 109 (17), 96 (23). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C15H12BrN2]+ 299,0178; encontrado 299,0057.

2-(3-bromo-4-metoxifenil)-6,8-dimetoxiquinolina 26: sólido branco (0,83 mmol, 83%), Tf = 97-98 ºC. IV (cm-1) max: 2934, 2834, 2029, 1696, 1615, 1454, 1260, 1159, 1041, 842, 791, 670, 661. RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δ 3,92 (s, 3H, H-13); 3,95 (s, 3H, H-11); 4,06 (s, 3H, H-12); 6,66 (d, 1H, J = 2,5 Hz, H-5); 6,72 (d, 1H, J = 2,5 Hz, H-7); 6,99 (d, 1H, J= 8,6 Hz, H-5'); 7,78 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-3); 8,04 (d, 1H, J = 8,6 Hz, H-4); 8,07 (dd, 1H, J = 8,6 Hz e J = 2,7 Hz, H-6'); 8,38 (d, 1H, J = 2,7 Hz, H-2'). RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δ 55,76 (C-11); 56,40 (C-13); 56,57 (C-12); 97,03 (C-5); 101,78 (C-7); 111,97 (C-5'); 112,35 (C-3'); 119,43 (C-3); 127,65 (C-6'); 128,98 (C-9); 132,36 (C-2'); 133,95 (C-1'); 135,93 (C-4); 136,89 (C-10); 152,29 (C-2); 156,57 (C-6); 156,67 (C-8); 158,38 (C-4'). EM m/z (%) 373 (C18H16BrNO3, ([M]+, 90), ([M+2]+, 100); 346 (40); 345 (21); 344 (49); 178 (16); 165 (27); 103 (10); 96 (11); 89 (16); 82 (11); 75 (17). HRMS [ESI(+),IT-TOF]: calculado [C18H17BrNO3]+ 374,0386; encontrado 374,0290.

Ensaios biológicos

Avaliação da atividade antifúngica

Para a avaliação da atividade antifúngica dos compostos 5-8 (Figura 1), disponíveis no laboratório, e os recém preparados 12-26 (Esquema 1), utilizou-se o método da microdiluição em placa de poliestireno de 96 poços, conforme proposto pelo documento M27-A2 do Clinical and Laboratory Standards Institute.36 Os bioensaios foram conduzidos com os fungos patogênicos oportunistas Candida albicans (ATCC 22019), Candida glabrata (ATCC 90030), Candida tropicalis (ATCC 750), Candida parapsilosis (ATCC 22019), Candida krusei (ATCC 20029) e com a levedura Cryptococcus neoformans (ATCC 24067) pertencentes à coleção de cultura de micro-organismos do Laboratório de Biotecnologia e Bioensaios do Instituto de Ciências Exatas da Universidade Federal de Minas Gerais (ICEx-UFMG).

 


Esquema 1. Síntese multicomponente de 2-(2-piridil)quinolinas via reação de Povarov

 

Os micro-organismos foram incubados em estufa a 37 ºC por 36 h. As suspensões contendo os micro-organismos foram transferidas para tubos contendo água destilada estéril. Os tubos foram homogeneizados e a concentração ajustada para atingir uma suspensão (inóculo) compatível com o padrão 0,5 da escala de MacFarland (106 células mL-1).

Uma solução inicial de cada composto (5-8 e 12-26) foi preparada utilizando-se como solvente o dimetilsulfóxido (DMSO) e o meio de cultura Sabouraud como diluente. Foram feitas diluições seriadas de modo que as concentrações testadas dos compostos foram 250,00, 125,00, 62,50, 31,25, 15,63, 7,81, 3,90 e 1,95 mg mL-1 em cada série da microplaca.

Quatro experimentos-controle foram feitos: (i) controle de crescimento do micro-organismo, para verificar a viabilidade celular; (ii) o branco, em que não se adicionou o inóculo, para eliminar o efeito da coloração da solução da substância teste; (iii) controle positivo, onde a solução-trabalho foi substituída pelos antifúngicos comerciais (miconazol ou nistatina); (iv) controle de esterilidade do meio de cultura, contendo 100 μL de meio de cultura e 100 μL de água destilada estéril.

As microplacas foram incubadas por 24 horas a 37 °C. Ao final da incubação, o crescimento dos micro-organismos foi quantificado por densidade óptica através da absorbância a 530 nm usando um leitor de microplacas para avaliar os efeitos dos compostos testados sobre o crescimento fúngico. Avaliou-se a inibição de crescimento para todos os compostos na concentração de 250 μg mL-1. Os valores de IC50 foram calculados para as amostras que apresentaram inibição superior a 50% na concentração mais elevada. O experimento foi realizado em duplicata.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Síntese de 2-(2-piridil)quinolinas

Com vistas a ampliar a aplicabilidade da metodologia para a síntese de 2-(2-piridil)quinolinas relatada anteriormente,31 o efeito do uso de radiação de micro-ondas na promoção da reação de Povarov entre anilina, 2-piridinocarbaldeido e etil vinil éter foi investigado. Para otimizar as condições reacionais foram empregados os reagentes e solventes apresentados na Tabela 1.

 

 

Como catalisador foi utilizado 30 mol% de trifluoreto de boro (BF3.O(CH3)2), conforme estudo anterior.31 A reação foi realizada com nove solventes de polaridades diversas, sendo que os correspondentes aos experimentos 2, 4-9 (cf. Tabela 1) não foram previamente investigados.31

Como observado na Tabela 1, os melhores rendimentos (48-51%) foram alcançados com etanol, acetonitrila e tetraidrofurano (Tabela 1, experimentos, 1, 3 e 9, respectivamente). Os rendimentos menores foram observados com o uso de solventes menos polares como diclorometano (Tabela 1, experimento 4) e éter dietílico (Tabela 1, experimento 7). Foi também realizada reação na ausência de solvente, todavia nesse caso o rendimento obtido foi muito baixo (Tabela 1, experimento 10). Em função desses resultados, acetonitrila foi selecionada para fins de otimização de outras condições reacionais. Deve-se notar que embora no presente caso o melhor rendimento tenha sido obtido com acetonitrila (51%), bem inferior ao relatado com o uso de aquecimento convencional (81%), o tempo de reação estabelecido nesse trabalho foi de apenas 20 minutos, em contraste com 24 horas no caso do estudo anterior.31

Na sequência, foi avaliado conjuntamente o efeito da concentração do catalisador, do tempo de reação e da potência do micro-ondas sobre o rendimento do produto (Tabela 2).

 

 

Mantendo-se o tempo de reação constante (Tabela 2, experimentos 1-5), observou-se maior rendimento com o emprego de 20 mol% do catalisador (Tabela 2, experimento 2). Tendo sido essa a condição de maior rendimento, foram feitas reações em concentração constante do catalisador e com variação de tempo (Tabela 2, experimento 6-11). O melhor rendimento (88%), nessas condições, foi alcançado após 2 horas de reação (Tabela 2, experimento 11).

Finalmente foi avaliado o efeito da potência da radiação sobre o rendimento do produto desejado (Tabela. 2, experimentos 12 e 13). Para isso, foram empregadas as condições reacionais do experimento 11 (Tabela 2), utilizando-se potência de 100 W e 150 W. Verifica-se pela Tabela 2 (experimentos 12 e 13) que o aumento na potência tem efeito restritivo sobre o rendimento da reação. Isso provavelmente se deve à decomposição dos reagentes, conforme observado pela análise da mistura reacional por cromatografia em camada delgada, que revelou a formação de uma mistura complexa marrom escura. Pelos resultados das Tabelas 1 e 2, ficou estabelecido que as melhores condições reacionais foram: uso de 20 mol% de BF3.O(CH3)2 como catalisador; acetonitrila como solvente; 2 horas de reação a 95 ºC; irradiação sob a potência de 50 W.

Uma vez estabelecidas as condições otimizadas para a reação sob micro-ondas (Tabela 2, experimento 11), e visando aumentar o escopo desse procedimento, as quinolinas 12-26 foram preparadas de acordo com metodologia apresentada no Esquema 1. Nesse esquema são também apresentados, para fins de comparação, os rendimentos dos produtos obtidos empregando-se as condições reacionais com aquecimento convencional.31

Pelos resultados (Esquema 1), verifica-se que no caso dos compostos 13, 14, 15 e 26, os rendimentos obtidos por aquecimento convencional e por micro-ondas foram praticamente iguais. Deve-se observar que o composto 26 foi obtido a partir de um benzaldeído substituído e não de uma piridina, indicando assim que a reação tem um escopo mais amplo. Apesar dos resultados praticamente iguais em termos de rendimento, o uso de micro-ondas como fonte de aquecimento tem a vantagem de reduzir o tempo reacional de 24 horas para apenas 2 horas.

Para os compostos 16, 17, 18 e 19, foi observado aumento nos rendimentos com o uso de micro-ondas. Adicionalmente, os compostos 20-25, que não haviam sido obtidos por meio de aquecimento convencional, foram preparados com sucesso com o uso de micro-ondas, embora com rendimentos moderados.

Todos os compostos tiveram suas estruturas elucidadas pelas análises dos espectros no infravermelho, RMN de 1H e de 13C, e de massas. Experimentos bidimensionais de RMN (COSY, HSQC e HMBC) também foram realizados em alguns casos para fins de atribuição dos sinais de 13C e de 1H (ver Material Suplementar para todos os espectros). Os espectros no infravermelho de todos os compostos apresentaram bandas típicas de estiramento C=C de anel aromático em torno de 1595-1615 cm-1.37 De um modo geral, para todos os compostos, os sinais dos hidrogênios H-3 e H-4 aparecem como dois dupletos (J ≃ 8,6Hz) em aproximadamente δ = 8,26 e 8,54, respectivamente. Os sinais das metoxilas e das metilas aparecem em torno de δ = 3,95 e 2,90, respectivamente. As posições e multiplicidades dos sinais dos demais hidrogênios variaram em função do padrão de substituição e as atribuições foram confirmadas com bases das correlações do mapa de contorno COSY (ver figuras Material Suplementar). Para as atribuições dos sinais dos espectros de RMN de 13C foi fundamental a análise dos mapas de contorno HSQC e HMBC, uma vez que diversos sinais apareceram com valores de deslocamentos químicos muito próximos. Por exemplo, no caso do composto 17, os sinais de C-4 e C-4' foram observados em δ =136,5 e 136,9, respectivamente. As correlações com os sinais em δ = 8,21 (H-4) e δ = 7,87 (H-4') permitiram a atribuições inequívoca dos sinais (Figura S15, Material Suplementar).

Avaliação da atividade antifúngica

Os compostos 5-8 e 12-26 foram submetidos a ensaios in vitro para avaliação da atividade contra C. albicans, C. glabrata, C. tropicalis, C. parapsilosis, C. krusei, fungos patogênicos frequentemente associados às infecções relatadas em unidades hematológicas e de tratamento intensivo. Também foi avaliada a atividade contra C. neoformans, levedura oportunista de relevância clínica por acometer pacientes pós-cirúrgicos e imunocomprometidos. Inicialmente foi feita uma avaliação das atividades dos compostos na dose de 250 μg mL-1, conforme resultados apresentados na Tabela 3.

 

 

Os produtos comerciais miconazol e nistatina foram utilizados como controle positivos, na mesma concentração das quinolinas avaliadas. Pelos dados obtidos (Tabela 3), verifica-se que miconazol e nistatina inibem completamente o crescimento das espécies de Candida spp., enquanto causam 71,9% e 83,3% de inibição no desenvolvimento de C. neoformans, respectivamente. Das quinolinas avaliadas, a maioria causou mais de 50% de inibição em pelo menos uma espécie de micro-organismo. As exceções foram os compostos 5, 7, 13, 14, 18 e 26, sendo este último o menos ativo dentre todos. Embora esses resultados indiquem que o padrão e a natureza dos grupos substituintes nos compostos sejam importantes para as atividades, a total inatividade de 26 sugere que a presença do anel piridínico também seja necessária para a atividade biocida. Entretanto, para se comprovar essa hipótese seria necessário preparar e avaliar o composto análogo ao 26, contendo o anel piridínico.

O efeito de substituintes no anel piridina foi avaliado comparando as atividades dos pares de compostos halogenados e não halogenados no anel piridina (5/12; 6/15; 8/19; 14/13; 18/17; 21/20; 23/16; 25/24) (Tabela 3). Não foi possível estabelecer correlação direta de efeito do halogênio sobre a atividade, uma vez que ocorreram aumento e diminuição da atividade quando se considera uma mesma cepa. Por outro lado, a análise em conjunto de atividade contra Candida spp. e C. neoformans mostrou que os compostos 12, 20 e 24 são mais ativos em relação aos seus análogos halogenados 5, 21 e 25, em todos os casos.

Contrariamente ao observado sobre o efeito dos substituintes no anel piridina, nota-se que a atividade é dependente da natureza dos substituintes, bem como o padrão de substituição dos mesmos, quando se considera o anel quinolina. Dentre os compostos 13, 15 e 22, que contém o anel quinolina dissubstituído com grupos metoxila em posições para, orto e meta, respectivamente, observou-se que 22 foi o mais ativo, sendo a atividade superior à do miconazol (C. albicans) e à da nistatina (C. krusei). Para o composto 16, que contém o grupo metilenodioxi, a atividade variou de baixa a moderada contra todos os micro-organismos ensaiados.

De acordo com os resultados obtidos, o mais ativo e promissor antifúngico é o composto 20, que contém o anel quinolina não substituído. Sua atividade foi superior à do miconazol contra C. albicans, C. glabrata, C. tropicalis e C. neoformans, e superior à da nistatina contra C. kruseis e C. neoformans. As porcentagens de inibição causadas pelo composto 22, com o anel quinolina dissubstituído, também pode ser equiparada àquela dos antifúngicos comerciais. Esses resultados são bastante relevantes, considerando que atualmente a maioria dos casos relatados de infecções nosocomiais tem sido atribuída a C. tropicalis, C. glabrata, C. parapsilosis, C. krusei e outras espécies de Candida spp. não-albicans (Kouznetsov et al., 2012).10 Ressalta-se a diferente seletividade observada com os compostos 20 e 22 em relação à nistatina. A porcentagem de inibição sobre C. neoformans foi superior à do antifúngico padrão no caso do composto 20, enquanto aquela causada pelo composto 22 foi significativamente menor.

Para os compostos promissores 6, 8, 12, 15-17 e 19-25 foram determinados os valores de IC50, e comparados com os controles miconazol e nistatina conforme apresentado na Tabela 4.

 

 

Como pode ser verificado na Tabela 4, não foi possível calcular os valores de IC50 para todos os micro-organismos, uma vez que em diversos casos não se observou uma boa correlação entre atividade-concentração.

No caso de C. albicans, todos os compostos foram menos ativos que os produtos comerciais. O composto mais ativo foi o 20, com IC50 = 37,9 µg mL-1, correspondendo a 4,8 vezes o valor encontrado para a nistatina. No caso do composto 22, que na concentração de 250 µg mL-1 apresentou atividade semelhante aos antifúngicos comerciais causando 96,4% de inibição, observou-se um valor de IC50 muito elevado.

Para C. glabrata, foram observados resultados semelhantes aos encontrados para C. albicans, onde o composto 20 também se mostrou mais ativo. Nesse caso o valor de IC50 (36,1 µg mL-1) corresponde a 4,1 e 3,4 vezes o valor encontrado para os produtos miconazol e nistatina, respectivamente. O segundo composto mais ativo foi também o 22, com aproximadamente o mesmo valor de IC50, bem acima de 100 µg mL-1. O mesmo comportamento foi encontrado para C. parapsilosis e C. neoformans, em que se verificou que dentre todos os compostos, 20 foi o mais ativo, embora ainda bem menos potente que os produtos comerciais.

Para a espécie C. parapsilosis não foi possível calcular os valores de IC50 para a maioria dos compostos, à exceção dos compostos 20 (IC50 = 62,8 mg mL-1) e 22 (IC50 = 178,9 mg mL-1). Em ambos os casos, as atividades observadas foram menores que aquelas dos produtos comerciais. Esses resultados são consistentes com os observados na Tabela 3, na qual se verifica que esses dois compostos foram os únicos que causaram inibição acima de 90% para esses micro-organismos, quando testados na concentração de 250 µg mL-1.

Para C. kruzei foi verificado que seis compostos (20-25) foram mais ativos (IC50 < 1,95 µg mL-1) que os produtos comerciais.

Em termos de seletividade dos compostos em relação aos diversos micro-organismos, verificou-se que o composto 15 é seletivo para a levedura C. neoformans (IC50 = 48,3 µg mL-1), porém, o valor de IC50 é moderado sendo 25,4 e 6,1 vezes maior em comparação ao observado para o miconazol e nistatina, respectivamente. O composto 20, embora tenha apresentado valores de IC50 na faixa de <1,95-49,8 mg mL-1, apresentou certa seletividade em relação a C. kruzei.

Por sua vez, o composto 22 foi seletivo e muito ativo contra a C. tropicalis (IC50 < 1,95 mg mL-1) e C. krusei (IC50 < 1,95 mg mL-1). Resultado similar foi observado para o composto 24. Finalmente os compostos 23 e 25 somente foram muito ativos contra C. krusei (IC50 < 1,95 mg mL-1).

Considerando que a diferença estrutural entre os compostos é bastante limitada, não é possível tirar uma conclusão minuciosa sobre a relação estrutura-atividade. Entretanto, pelos resultados dos ensaios biológicos, fica evidente que a maioria dos compostos contendo grupo metoxi ou metilenodioxi no anel quinolínico são pouco ativos ou inativos. Apesar disso, o composto 22, que apresenta grupos metoxi nos carbonos C6 e C8, é muito ativo contra dois dos micro-organismos testados. Isso indica que a natureza do grupo e a sua posição são relevantes para a atividade biológica.

Os compostos 16 e 23 diferem apenas pela presença de um átomo de bromo no anel piridina. Pelos dados da Tabela 3, verifica-se que na concentração de 250 mg mL-1 o composto 16 apresentou em média atividade maior sobre a maioria dos micro-organismos, enquanto 23 causou mais de 50% de inibição apenas contra C. kruzei. Entretanto, ao se avaliar os dados da Tabela 4, os valores de IC50 para 16 puderam ser calculados apenas para dois micro-organismos e foram muito elevados. No caso de 23 (composto bromado), o valor de IC50 foi calculado apenas para C. kruzei e foi muito baixo. Comparando também os efeitos dos compostos 24 e 25, que diferem apenas por um átomo de bromo no anel piridínico em 25, verifica-se grande variação nos efeitos sobre os vários micro-organismos.

Assim, os dados indicam que os efeitos dos compostos sobre os micro-organismos podem ser modulados pela alteração dos grupos, e suas posições, nas duas unidades estruturais.

 

CONCLUSÃO

Foi desenvolvido um procedimento eficiente para a síntese de uma série de 2-(2-piridil)quinolinas empregando a reação multicomponentes de Povarov sob irradiação por micro-ondas. Em comparação com o aquecimento convencional, observou-se que o emprego de micro-ondas resultou, em alguns casos, na melhora nos rendimentos, bem como permitiu a síntese de compostos não acessíveis por aquecimento convencional. O emprego de micro-ondas resultou ainda em uma considerável redução no tempo reacional, passando de 24 h para 2 h.

Todos os compostos obtidos causaram algum nível de inibição do crescimento dos fungos selecionados. As quinolinas 20 e 22 foram as mais ativas e mostraram amplo espectro de ação antifúngica, especialmente contra Candida tropicalis e C. neoformans. A espécie C. krusei mostrou-se mais sensível frente a seis quinolinas (IC50< 1,95 µg mL-1 para os compostos 20-25).

Considerando a eficiência e simplicidade da metodologia desenvolvida, e o amplo espectro de atividades dos compostos obtidos contra uma série de fungos de importância médica, antecipamos que esse trabalho possa ser aplicado na obtenção de compostos com maior diversidade estrutural e mais ativos.

 

MATERIAL SUPLEMENTAR

Material suplementar está disponível em http://quimicanova.sbq.org.br, na forma de arquivo PDF, com acesso livre.

 

AGRADECIMENTOS

Ao CNPq e a FAPEMIG pelas bolsas concedidas e pelo apoio financeiro. Aos técnicos Cristiane Cerceau pela obtenção dos espectros de RMN e José Luiz Pereira pelos espectros de massas.

 

REFERÊNCIAS

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