JBCS

INTRODUÇAO

Bases moleculares da doença de Alzheimer

A doença de Alzheimer (DA) é uma disfunçao neurodegenerativa, a qual se atribui, atualmente, o papel de causa mais comum de demência em idosos.¹ Ela provoca danos progressivos no tecido cerebral, ocasionando a perda das sinapses, lesoes e morte neuronais, em que a primeira parte comprometida é a regiao do hipocampo, responsável pelo desenvolvimento da memória, segundo dados da organizaçao mundial da saúde.^1,2

Ao longo dos anos, algumas hipóteses foram desenvolvidas para tentar elucidar as causas da DA. Numa revisao de De Falco et al. foram listadas seis hipóteses para as causas da DA, entre elas a hipótese da cascata amilóide, entretanto, todas elas acabam apontando para o mesmo denominador comum: a acumulaçao de placas amilóides no cérebro dos doentes.³

A proteína precursora amilóide (APP, no inglês) é uma proteína membranar, a qual é atribuída a funçao, entre outras, de permitir a plasticidade das sinapses, um processo fundamental, tendo em vista que está diretamente relacionado com a eficiência do processo de construçao da memória, do pensamento e do raciocínio.^3,4 A APP tende a sofrer clivagem pela enzima β-secretase, cujo produto de reaçao, um resíduo de 99 átomos de carbono, sofre clivagem pela enzima ϒ-secretase. A açao desta última provoca a formaçao de diversos fragmentos de um peptídeo denominado β-amilóide (Aβ), no qual os dois fragmentos mais comuns sao os de 40 (Aβ_1-40) e 42 (Aβ_1-42) resíduos de aminoácidos.^1,3 Este processo de formaçao de Aβ tende a se acentuar com o envelhecimento, quando o petídeo se acumula na regiao extracelular do cérebro do doente e forma as chamadas placas senis, causando perda neuronal e atrofia cerebral.⁵

A hipótese da cascata amilóide, proposta originalmente por Hardy e Higgins em 1992, propoe que o acúmulo de Aβ no cérebro do doente é o fator principal da DA.⁶ Também é atribuído ao acúmulo desse peptídeo alguns efeitos colaterais, como a aglomeraçao de emaranhados neurofibrilares de proteína tau.⁷ Além disso, em condiçoes normais, essa proteína é responsável por estabilizar os microtúbulos relacionados aos axônios, mas, na presença do Aβ, esses microtúbulos acabam se desintegrando com o acúmulo da proteína, danificando as células nervosas.^1,3,7,8

O peptídeo Aβ pode adotar uma variedade de formas, dentre as quais as formas monomérica e oligomérica sao as que mais servem de base para estudos, sendo atribuído à forma oligomérica o maior grau de toxicidade observado na doença, pois danifica imediatamente as sinapses quando presente no tecido cerebral.^4,9 Um estudo recente sugere que os oligômeros de Aβ (AβOs) prejudicam o funcionamento das sinapses graças a interaçoes com proteínas essenciais para o bom funcionamento dessas.¹⁰ Assim, uma possível abordagem terapêutica seria inibir o processo de formaçao de AβOs a partir da forma monomérica do peptídeo.¹¹

Recentemente, um estudo da Universidade Federal do Rio de Janeiro associou a patologia observada na DA à presença de astrocitos defeituosos no tecido cerebral dos doentes. Essas células nervosas sintetizam o fator de crescimento β1 (TGF-β1), essencial para o bom funcionamento das sinapses. Os AβOs acumulados no cérebro dos doentes comprometem os astrocitos, o que faz os níveis de TGF-β1 diminuírem consideravelmente. Assim, elevar os níveis de TGF-β1 no cérebro com DA pode ser uma forma de bloquear a perda da funçao cognitiva, além desse composto poder atuar como um biomarcador para a DA.¹²

Pelo que já foi discutido, o acúmulo de Aβ (e sua posterior deposiçao no cérebro) é tido como a causa central da DA. Mutaçoes em genes que, direta ou indiretamente, contribuem para a maior produçao da APP certamente colaboram para iniciar o desenvolvimento da doença. Alguns exemplos sao o gene da apoliproteína E4 (proteína a qual estudos indicam ser capaz de se ligar à APP, induzindo seu acúmulo no cérebro), os genes que codificam as proteínas presenilina 1 e 2 (que atuam na ϒ-secretase, responsável direta pela formaçao do Aβ), além do próprio gene que codifica a APP. Este último, inclusive, se encontra nos cromossomos do par 21, sendo que o quadro de trissomia desse par (três cromossomos em vez de dois) produz ainda mais APP do que o normal. É uma explicaçao para o fato de placas de Aβ serem observadas no cérebro de portadores da síndrome de Down.^1,7,13

Contribuiçao do íon Zn²⁺ na doença de Alzheimer

Se o acúmulo e posterior deposiçao de Aβ no cérebro sao fundamentais para a DA, fatores que agravem esse quadro devem ser levados em consideraçao. Diversos estudos têm apontado para o envolvimento de íons metálicos no processo de agregaçao do peptídeo no cérebro. Alguns íons, naturalmente presentes no cérebro (especialmente, Fe³⁺, Cu²⁺ e Zn²⁺), sao capazes de se complexar com os monômeros de Aβ, acarretando a oligomerizaçao do peptídeo.^14-17 Aos íons Fe³⁺ e Cu²⁺, por serem redox ativos, também é atribuído o fato de serem responsáveis por produzir espécies reativas de oxigênio no cérebro, causando estresse oxidativo (EROs), agravando os danos cerebrais.^16,18,19

O zinco é encontrado no cérebro em concentraçoes em torno de 150 µmol.L^-1, sendo de vital importância para o bom funcionamento das funçoes neurológicas.¹⁶ Ao contrário do ferro e do cobre, o zinco nao é redox ativo (devido a sua configuraçao d¹⁰), nao contribuindo assim para os danos oxidativos observados na DA. Na verdade, alguns estudos atribuem ao zinco um papel de inibidor do processo de formaçao de EROs, uma vez que atuaria como um antagonista para o cobre e o ferro, competindo com esses dois íons pelos sítios de ligaçao do Aβ.^20,21

A regiao compreendida entre os 16 primeiros resíduos de aminoácidos do Aβ parece ser de fato a regiao onde se encontra o sítio de coordenaçao do zinco ao peptídeo. O pH parece influenciar no processo de coordenaçao, em que diferentes estruturas para o complexo [ZnAβ] sao propostas. Entretanto, há um consenso de que os resíduos Asp1, His6, Glu11, His13, His14 estao envolvidos na coordenaçao desse metal.^14,15,22,23 Esses resíduos também teriam participaçao direta no processo de formaçao de AβOs.²⁴

O zinco participa ativamente do processo de formaçao da memória, com a sua concentraçao nas sinapses sendo modulada pelo seu transportador, ZnT3. Os níveis deste íon tendem a decair com o avanço da idade, sendo tal efeito mais pronunciado em portadores da DA, em razao da complexaçao desse metal com o Aβ.^25,26

Quando na presença de mais de um íon metálico, pode ocorrer a formaçao de complexos hetero-bimetálicos de Aβ com Cu²⁺, Cu⁺ e Zn²⁺, dependendo da concentraçao destes íons. Isso pode implicar diretamente na eficácia de tratamentos que envolvam a remoçao desses íons dos sítios de ligaçao do peptídeo.⁵

Metodologias de tratamento

A busca por um tratamento eficiente para combater a DA vem estimulando uma grande quantidade de estudos, que visam combater a doença em diversas frentes. No intuito de combater a formaçao de emaranhados fibrilares de proteína tau (causado pela hiperfosforilaçao dessa na presença do Aβ) e o consequente acúmulo deles no cérebro, foi sugerido o uso de selenato de sódio como agente inibitório da hiperfosforilaçao da proteína tau in vitro e in vivo (testes em animais transgênicos).²⁷

Como a participaçao de íons metálicos dentro do contexto da doença já é conhecida, vem-se propondo terapias baseadas na quelaçao desses íons e, mais recentemente, no uso dos denominados compostos atenuadores da interaçao metal-proteína (MPACs, em inglês), capazes de bloquear as interaçoes metal-proteína anômalas, com o intuito de redisponibilizar os íons metálicos para o organismo, após bloquear a interaçao metal-peptídeo, a fim de que esses cumpram suas funçoes biológicas normalmente ao invés de serem eliminados do organismo como ocorre na quelaçao.^3,28,29

A 8-hidroxiquinolina (8-HQ) (Figura 1a), também conhecido como 8-quinolinol, vem sendo amplamente utilizada como ponto de partida para a síntese de compostos com potencial atividade de combater a DA por meio da complexaçao com os íons metálicos envolvidos na doença (como o cobre e o zinco).^11,28,29 Características como lipofilicidade (o que possibilita atravessar a barreira hematoencefálica), baixa massa molecular e afinidade por metais divalentes tornam a 8-HQ uma boa opçao de composto base para a síntese de agentes ativos contra a DA.^30,31 A 8-HQ possui dois átomos coordenantes: o N do anel quinolínico e o O fenólico, que atuam como um ligante bidentado e formando complexos e estequiometria ML2 com o zinco/cobre. Foi verificado também que seus derivados sao capazes, em algum grau, de inibir a formaçao de AβOs.^11,28

Figura 1. Estruturas da 8-HQ (a) e de alguns de seus derivados propostos como potenciais fármacos para o combate da DA: 8a (b), M30 (c), PBT2 (d), CQ (e), INHHQ (f), 8-H₂QH (g), 8-H₂QS (h) e 2,2 - (2,2-propanodil)-bis-8-HQ (i)

O clioquinol (CQ) (Figura 1e), um derivado halogenado da 8-HQ, é tido como o primeiro derivado da 8-HQ a ser testado como potencial fármaco para combater a DA, por ter-se demonstrado capaz de atravessar a barreira hematoencefálica e também de complexar o cobre e o zinco.^1,21 Estudos teóricos desse ligante também foram feitos, a fim de ajudar a elucidar a esfera de coordenaçao do zinco na presença do CQ.^32,33 Compostos baseados no CQ, como o M30 (Figura 1c) e o PBT2 (Figura 1d), também foram propostos como potenciais fármacos contra a DA.^34,35

Gomes et al. sintetizaram e caracterizaram três compostos baseados na 8-HQ, entre eles, a semicarbazona 2-[(8-hidroxiquinolinil)metileno] hidrazina carboxamida (8-H₂QS) (Figura 1h) e a acetohidrazona 2-[(8-hidroxiquinolinil)metileno] acetohidrazida (8-H₂QH) (Figura 1g), e testaram a capacidade desses de complexar o íon cobre(II) na presença de Aβ, obtendo bons resultados. Os dois compostos mencionados apresentaram boa capacidade antioxidante e inibidora da agregaçao da Aβ.³⁶ Já Wang et al. propuseram uma série de derivados da 8-HQ contendo selênio, em que o composto intitulado 8a (Figura 1b) foi o que demonstrou maior eficácia para um potencial fármaco. As análises feitas com esse composto mostraram que ele é um bom agente complexante para Cu, Fe e Zn, além de retardar a agregaçao do Aβ na presença desses íons.³⁷ Além disso, outras classes de ligantes derivados da 8-HQ, como compostos do tipo bis-8-HQ (dois grupos 8-HQ unidos de forma covalente por um grupo que funciona como ponte) (Figura 1i) e equivalentes tióis da 8-HQ (com um átomo de S no lugar do O fenólico) também foram sintetizados.^17,29

Freitas et al. propuseram o ligante 8-hidroxiquinolina-2-carboxialdeído isonicotinoíl hidrazona (INHHQ) (Figura 1f) como um potencial MPAC para o combate da DA, em que esse demonstrou ser capaz de complexar o zinco e o cobre na presença do Aβ, além de atravessar a barreira hematoencefálica e apresentar baixa toxicidade quando testado em ratos.^1,28,38 A estrutura proposta por Freitas (Figura 2) para o complexo [Zn(INHHQ)Cl₂] possui uma geometria de coordenaçao bipiramidal trigonal, com o INHHQ agindo como ligante tridentado, coordenando-se pelo N quinolínico, o O carbonílico e o N do grupo hidrazônico.¹

Figura 2. Proposta estrutural do complexo [Zn(INHHQ)Cl₂]

Os compostos 8-H₂QH e 8-H₂QS possuem estruturas bem semelhantes à do INHHQ, em que a única diferença se dá no grupo R terminal (Figura 3), logo, os três ligantes devem formar complexos de perfis semelhantes com o íon zinco. Assim, no presente trabalho, sugerimos uma nova forma de coordenaçao para o complexo entre esses ligantes e o íon zinco através do estudo teórico dos ligantes e dos respectivos possíveis complexos formados.

Figura 3. Estrutura genérica de ligantes derivados da 8-HQ com substituintes N-acil-hidrazona. Os átomos de C, N e O foram numerados para auxiliar nas análises dos parâmetros geométricos e eletrônicos

METODOLOGIA

Os cálculos foram realizados no programa Gaussian 09.³⁹ As estruturas otimizadas dos ligantes e complexos foram obtidas através da teoria do funcional de densidade (DFT) com o funcional de troca e correlaçao híbrido B3LYP (Becke, três parâmetros, Lee-Yang-Parr), que é um dos funcionais mais utilizados no campo dos metais de transiçao.^{19,22,32,40,41} O conjunto de bases escolhido a ser associado a este funcional foi o LanL2DZ. As ausências de frequências imaginárias nas estruturas otimizadas confirmam que estas se encontraram num mínimo de energia.

Foram obtidos os percentuais de participaçao dos centros de coordenaçao de cada ligante no orbital molecular de fronteira HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital), orbital responsável por doar densidade eletrônica para o Zn²⁺, a fim de verificar quais átomos da estrutura teriam a maior propensao a se coordenar ao metal. Também foram obtidos os diagramas de contorno deste orbital para cada um dos ligantes.

Foram propostas quatro estruturas para cada um dos complexos [Zn(INHHQ)Cl₂], [Zn(8-H₂QH)Cl₂] e [Zn(8-H₂QS)Cl₂], sendo que essas estruturas sao representadas de forma genérica na Figura 4, com o grupo R diferenciando cada um dos três complexos. Para as geometrias de partida utilizadas, o zinco se encontra em um ambiente de coordenaçao bipiramidal trigonal nos isômeros 1 e 2, enquanto que nos isômeros 3 e 4 o ambiente de coordenaçao ao redor do zinco é tetraédrico.

Figura 4. Estrutura genérica dos quatro isômeros propostos para o complexo formado entre um ligante derivado da 8-HQ com substtuinte N-acil-hidrazona e dois cloros

RESULTADOS E DISCUSSAO

Os principais parâmetros estruturais dos ligantes INHHQ, 8-H₂QH e H₂QS sao apresentados a seguir (Tabela 1), bem como suas estruturas otimizadas (Figura 5). Os resultados teóricos obtidos para os ligantes foram comparados com os resultados experimentais obtidos para o INHHQ²⁸ e o 8-H₂QH,³⁶ a fim de validar nossas estruturas teóricas. Nao foram encontrados os valores experimentais referentes ao 8-H₂QS, mas esse apresentou valores teóricos similares aos dos outros dois. Algo que deve ser ressaltado é que, embora tanto Freitas et al. quanto Gomes et al. tenham realizado o estudo teórico de seus respectivos ligantes, o enfoque deles se deu apenas nas análises vibracionais e geométricas, nao sendo feita nenhuma análise dos orbitais de fronteira, o que é feito neste trabalho, visando compreender melhor a reatividade dos ligantes frente ao íon zinco.

Figura 5. Estruturas otimizadas dos ligantes INHHQ (a), 8-H₂QH (b) e 8-H₂QS (c)

Observou-se que os valores teóricos encontrados concordam com os encontrados experimentalmente por Freitas et al. e Gomes et al.

Os cálculos realizados nesse trabalho também forneceram as frequências vibracionais (Tabela 2) e o espectro teórico de infravermelho (IV) do ligante INHHQ (Figura 1S), que apresentaram boa concordância com os resultados experimentais obtidos por Freitas et al.²⁸

Os diagramas de contorno do orbital de fronteira HOMO para os três ligantes sao apresentados na Figura 6, enquanto que os percentuais de participaçao dos possíveis átomos coordenantes, presentes na estrutura dos três ligantes, sao apresentados na Tabela 3. Já os dados referentes ao orbital LUMO do ligantes foram desconsiderados, uma vez que os ligantes atuarao como bases de Lewis, doando pares de elétrons. O diagrama de contorno do HOMO mostra que esse orbital possui caráter predominantemente ligante, no qual as maiores contribuiçoes provêm do centro quinolínico (átomos N₃ e O₁), e dos átomos N₁, N₂ e O₂.

Figura 6. Diagramas de contorno do orbital HOMO obtidos para os ligantes INHHQ (a), 8-H₂QH (b) e 8-H₂QS (c)

Como se pode observar pela Tabela 3, a participaçao no HOMO dos quatro possíveis átomos coordenantes do INHHQ segue a seguinte ordem decrescente: O fenólico (O₁) > N quinolínico (N₃) > N da azometina (N₂) > N₁> O carbonílico (O₂). Já para o 8-H₂QH e para o 8-H₂QS, essa ordem se altera para O fenólico (O₁) > N da azometina (N₂) > N₁ > N quinolínico (N₃) > O carbonílico (O₂). Embora a participaçao de N₁ no HOMO em 8-H₂QH e 8-H₂QS seja superior a de N₃, uma coordenaçao por N₁ seria inviável, já que formaria um anel de três membros junto com N₂ e o zinco, enquanto que a coordenaçao por N₃ formaria um anel de cinco membros com N₂ e o zinco. Assim, os presentes dados indicam que, para que um ligante do tipo 8-HQ-(substituinte N-acil-hidrazona) possa agir como ligante tridentado, os átomos coordenantes serao, preferencialmente, O₁, N₃ e N₂. Esses resultados estao, a princípio, em desacordo com a estrutura proposta por Freitas¹ para o complexo [Zn(INHHQ)Cl₂] (mostrado anteriormente na Figura 2).

A partir dos ligantes, foram obtidas as estruturas otimizadas dos quatro isômeros propostos neste trabalho para cada um dos complexos [Zn(INHHQ)Cl₂], [Zn(8-H₂QH)Cl₂] e [Zn(8-H₂QS)Cl₂]. A Figura 7 traz as estruturas dos quatro isômeros do complexo [Zn(INHHQ)Cl₂], enquanto as estruturas otimizadas dos quatros isômeros dos dois complexos restantes sao apresentandas nas Figuras 2S e 3S.

Figura 7. Estruturas otimizadas dos quatro isômeros propostos para o complexo [Zn(INHHQ)Cl₂]

Das quatro estruturas propostas para os complexos estudados, o isômero 1 simula a estrutura proposta por Freitas¹ para o complexo [Zn(INHHQ)Cl₂], na qual o ligante se coordena pelos átomos N₃, N₂ e O₂(O carbonílico), formando um complexo de geometria bipiramidal trigonal ao redor do zinco, com dois átomos de cloro oriundos do sal ZnCl₂, utilizado para sintetizar o complexo. Os átomos N₃ e O₂ se encontram na posiçao axial, enquanto N₂ e os dois cloros se encontram na posiçao equatorial. O isômero 2 é a estrutura proposta por nós, em que os átomos coordenantes sao O₁(O fenólico), N₃ e N₂(os átomos do ligante com maior percentual de participaçao no HOMO), além dos dois átomos de cloro, formando uma estrutura de geometria também bipiramidal trigonal ao redor do zinco. O átomo O₁ foi mantido protonado devido ao fato de os dados experimentais de Freitas¹ indicarem que esse átomo permanece protonado após a coordenaçao. Além dessas estruturas, outras duas foram propostas por nós: o isômero 3, com o ligante se coordenando pelos átomos N₂ e N₃, e o isômero 4, em que o ligante se coordena apenas pelo centro quinolínico (N₃ e O₁), com ambos apresentando uma geometria tetraédrica ao redor do zinco. Em todos os isômeros, o ligante se coordena em sua forma neutra, sendo as duas cargas positivas do zinco neutralizadas pelas cargas dos cloretos. Além disso, foram analisados os dados de energia dos isômeros de cada complexo obtido, a fim de verificar qual a estrutura mais estável para cada complexo.

Os cálculos revelaram que os isômeros 2, 3 e 4 de cada complexo convergiram para a mesma estrutura (pois apresentaram valores de energia e distâncias de ligaçao rigorosamente idênticos), em que aquele que melhor representa a estrutura de cada complexo é o seu respectivo isômero 2, com um ambiente bipiramidal trigonal distorcido ao redor do zinco. Portanto, a partir de agora, o estudo se resumirá em comparar os dados referentes aos isômeros 1 e 2 de cada complexo. A Tabela 4 apresenta os valores de energia dos isômeros 1 e 2 para os três complexos.

Como é mostrado na Tabela 4, para os três complexos, o isômero 2 representou o mínimo de energia frente ao isômero 1 (que possui energia consieravelmente mais alta), indicando que, para os complexos propostos, a estrutura do isômero 1 parece ser a menos razoável.

A Tabela 5 apresenta as principais distâncias de ligaçao para os dois isômeros do complexo [Zn(INHHQ)Cl₂].

Comparando-se os isômeros 1 e 2 do [Zn(INHHQ)Cl₂], a distância C₁=O₂ é bem similar, sendo até maior no isômero 2 (1,258 Å em 1 e 1,259 Å em 2), quando se esperaria que essa distância fosse maior no isômero 1, já que a ligaçao C=O estaria enfraquecida frente a coordenaçao de O₂ ao zinco graças à densidade eletrônica da ligaçao C=O ser direcionada ao centro metálico. No ligante, essa distância foi calculada como 1,257 Å, bem próxima às encontradas nos complexos, indicando que a coordenaçao de O₂ ao zinco nao é efetiva. A distância C₃=N₃(1,343 Å no ligante) aumentou no isômero 1 (1,352 Å), enquanto que no isômero 2 o aumento foi pouco pronunciável (1,345 Å). A distância C₂=N₂(1,310 Å no ligante) diminuiu de forma pouco significativa em ambos os isômeros (1,298 Å em 1 e 1,307 Å em 2), indicando uma fraca coordenaçao de N₂ ao zinco, algo já esperado graças ao baixo valor de participaçao de N₂ no HOMO do ligante. A distância C₈-O₁, que no ligante foi calculada em 1,389 Å, foi encontrada no complexo em 1,364 Å no isômero 1, e 1,398 Å no isômero 2, no qual esta última aponta para a coordenaçao de O₁ ao zinco no isômero 2, com a ligaçao C₈-O₁ se encontrando mais enfraquecida graças à densidade eletrônica da ligaçao C₈-O₁ ser direcionada ao íon zinco após a coordenaçao. Esses resultados indicam que a coordenaçao ao zinco foi mais efetiva para O₁ do que para O₂.

Ao se observar as distâncias de O₁, O₂, N₂ e N₃ ao zinco, percebe-se que a distância N₃-Zn apresentou um valor (2,433 Å) no isômero 1 condizente com uma ligaçao relativamente fraca. Além disso, dos oxigênios que nao se encontram coordenados em cada isômero, O₁ se encontra a uma distância inferior do zinco (3,321 Å) no isômero 1 do que O₂ no isômero 2 (5,123 Å), indicando uma possível preferência do metal de se coordenar a O₁ no referido complexo.

A análise dos valores de distância de ligaçao dos isômeros dos complexos [Zn(8-H₂QH)Cl₂] e [Zn(8-H₂QS)Cl₂] (Tabelas 1S e 2S, respectivamente), revelaram que a distância C₁=O₂ aumentou de 1,251 Å nos ligantes para 1,255 Å (isômero 1) e 1,256 Å (isômero 2) no complexo [Zn(8-H₂QH)Cl₂], e 1,259 Å (isômero 1) e 1,257 Å (isômero 2) no complexo [Zn(8-H₂QS)Cl₂], indicando um aumento da ligaçao C=O mesmo no isômero em que este átomo nao se encontra coordenado. A ligaçao C₈-O₁ aumentou de 1.389 Å nos ligantes para 1,363 Å (isômero 1) e 1,397 Å (isômero 2) no complexo [Zn(8-H₂QH)Cl₂], e para 1,377 Å (isômero 1) e 1,398 Å (isômero 2) no complexo [Zn(8-H₂QS)Cl₂]. Esses dados indicam que o átomo de O com coordenaçao mais efetiva nesses complexos foi O₁, já que a distância C₈-O₁ foi superior no isômero 2 quando comparado ao isômero 1, enquanto que a distância C₁=O₂ foi bem similar em ambos os isômeros.

Os cálculos ofereceram os espectros teóricos de IV dos isômeros 1 e 2 do complexo [Zn(INHHQ)Cl₂] (Figuras 4S e 5S, respectivamente), que foram usados para comparaçao com o espectro experimental obtido por Freitas (Figura 6S).¹ Visualmente, o espectro experimental é mais similar ao espectro teórico do isômero 2, devido a um conjunto de bandas presente na regiao 3000-4000 cm^-1 que sao observados em ambos os espectros, enquanto que uma banda bem pronunciada na regiao 3000-3500 cm^-1, presente no espectro do isômero 1, nao é encontrada no espectro experimental. As principais frequências sao apresentadas na Tabela 6.

O espectro teórico do isômero 1 obtido possui a banda referente ao estiramento N₁-H como última banda de expressao, seguida pela banda referente ao estiramento O₁-H, o que vai contra o proposto no espectro experimental de Freitas, em que a última banda do espectro é atribuída ao estiramento O₁-H, seguida pela banda do estiramento N₁-H.¹ No caso do espectro do isômero 2, a ordem das bandas é a mesma sugerida por Freitas, também é a mesma ordem observada nos espectros teórico e experimental¹ do ligante INHHQ, fato que pode ser constatado observando estes dois estiramentos diretamente na ferramenta GaussView (ver link disponível na Figura 7Sa, no material suplementar). Era esperado encontrar esses estiramentos em valores diferentes no complexo devido a coordenaçao, mas nao era esperada uma inversao, indicando que o espectro obtido por Freitas é mais coerente com o isômero 2.

Os valores de números de onda obtidos para os estiramentos C₁=O₂, C₂=N₂ e C₃=N₃ no isômero 1 e C₈=O₁, C₂=N₂ e C₃=N₃ no isômero 2 deveriam ser menores do que os mesmos valores obtidos para o ligante, uma vez que, após a coordenaçao, a densidade dessas ligaçoes deveria se deslocar para o centro metálico, tornando a ligaçao mais fraca. Tal tendência pode ser observada em alguns trabalhos envolvendo a complexaçao do O carbonílico em ligantes do tipo N-acil-hidrazona.^42,43 Comparando-se os valores de frequência obtidos para os dois isômeros com os obtidos para o ligante, observa-se a diminuiçao da frequência do estiramento C₁=O₂ nos complexos (de 1667 no ligante livre para um valor dentro da faixa 1649-1652 no isômero 1, e um valor na faixa 1628-1639 no isômero 2). Observando-se esse estiramento diretamente no programa Gaussian 09 (ver link disponível na Figura 7Sb, no material suplementar), no isômero 1, a frequência vibraçional desse estiramento é bem maior do que no isômero 2, quando se esperaria o contrário (uma baixa frequência vibracional no isômero 1 graças à coordenaçao de O₂), indicando que a coordenaçao de O₂ nao é favorável. Comparando-se as frequências observadas para esse estiramento no ligante e no isômero 1 diretamente pelo Gaussian 09, é possível concluir que a frequência nao diminuiu após a coordenaçao. No estiramento C₃=N₃, os números de onda diminuíram de 1594 no ligante para 1578 (isômero 1) e, no isômero 1, a frequência vibracional desse estiramento é bem maior do que no isômero 2, quando se tem 1512 (isômero 2), de modo que a frequência vibracional correspondente foi observada de forma mais forte no isômero 1, bem similar a observada no ligante (ver link disponível na Figura 7S, no material suplementar), indicando que a ligaçao C₃=N₃ se encontra mais forte nesse isômero e essa coordenaçao é pouco efetiva. Já para o estiramento C₂=N₂, os números de onda aumentaram de 1619 no ligante para um valor dentro da faixa 1628-1639 em ambos os isômeros, um valor que, em teoria, nao era esperado. Tal como o observado para as ligaçoes C₁=O₂ e C₃=N₃, a vibraçao C₂=N₂ possui maior frequência vibracional no isômero 1, indicando que a coordenaçao de N₂ nesse isômero é menos efetiva do que no isômero 2.

Pelos dados de IV encontrados nesse trabalho, o espectro experimental do complexo [Zn(INHHQ)Cl₂] obtido por Freitas apresenta maior coerência com o complexo do isômero 2 do que o do isômero 1. Esses e os demais dados corroboram que a estrutura mais provável para os complexos [Zn(INHHQ)Cl₂], [Zn(8-H₂QH)Cl₂] e [Zn(8-H₂QS)Cl₂] é a estrutura referente ao isômero 2 proposto neste trabalho (mostrado anteriormente na Figura 4).

CONCLUSAO

Foi realizado o estudo teórico, por meio de cálculos de DFT, dos ligantes INHHQ, 8-H₂QH e 8-H₂QS, três promissores potenciais fármacos para o combate da DA, e de quatro isômeros para cada um dos complexos [Zn(INHHQ)Cl₂], [Zn(8-H₂QH)Cl₂] e [Zn(8-H₂QS)Cl₂]. Os resultados obtidos para os ligantes indicaram que os parâmetros geométricos se encontraram de acordo com os observados experimentalmente para o INHHQ e o 8-H₂QH, e a análise dos percentuais de participaçao no HOMO dos três ligantes mostrou que a coordenaçao desses se dará, preferencialmente, de forma tridentada, pelos átomos O₁, N₂ e N₃, indicando que esse mesmo perfil de coordenaçao deve ser encontrado em outros ligantes derivados da 8-HQ com substituintes do tipo N-acil-hidrazona.

Analisando-se os resultados obtidos para os complexos, verificou-se que os isômeros 2, 3 e 4 de cada correspondem à mesma estrutura. Os valores de distância de ligaçao revelaram que o átomo de O dos ligantes que formará a coordenaçao mais efetiva com o íon Zn²⁺ é O₁, indicando que o isômero 2 é o mais coerente para os complexos propostos. A análise das energias das estruturas também corrobora essa conclusao, já que os isômero 2 dos três complexos possuem energias inferiores a dos seus respectivos isômeros 1. Além disso, a análise dos dados espectroscópicos indicou que o espectro de IV experimental obtido por Freitas é mais coerente com o espectro teórico do isômero 2, em que as frequências vibracionais referentes aos estiramentos C₁=O₂, C₂=N₂ e C₃=N₃ sao maiores no isômero 1, indicando que as coordenaçoes de O₂, N₂ e N₃ sao pouco efetivas nesse isômero. Assim, concluímos que, do ponto de vista teórico, a estrutura mais razoável obtida pela coordenaçao de ligantes derivados da 8-HQ com substituintes do tipo N-acil-hidrazonas ao íon zinco(II), com dois átomos de cloro adicionais, é a estrutura referente ao isômero 2 proposto neste trabalho, cujo esquema reacional pode ser visto na figura que abre este artigo. Espera-se, com os dados aqui obtidos, ajudar a compreender a forma de coordenaçao dessa classe de ligantes ao íon zinco, auxiliando assim nos estudos que visam compreender os mecanismos de açao desses potenciais fármacos como agente no combate da DA.

MATERIAL SUPLEMENTAR

Algumas imagens e tabelas dos sistemas utilizados neste trabalho estao disponíveis em http://quimicanova.sbq.org.br , na forma de arquivo PDF, com acesso livre.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao CNPq (Conselho Nacional Científico e Tecnológico, Brasil), à FAPERJ (Fundaçao Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro) e à CAPES (Coordenaçao de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) pelas bolsas concedidas.

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