Síntese e avaliação da atividade fitotóxica de 2,5-dicetopiperazinas e síntese total do drynaran e análogos
Authors:   , Mendes Lorena Lessa 
Published: August 2022

O desenvolvimento de resistência de pragas agrícolas aos agroquímicos comercialmente disponíveis e a necessidade de diminuir os impactos ambientais decorrentes da aplicação desses compostos torna constante o interesse pelo desenvolvimento de novos agroquímicos capazes de atuar por novos mecanismos de ação e que apresentem menor toxicidade para organismos não-alvo. A busca por moléculas naturais, que possam ser usadas diretamente ou servir como modelos para a síntese de análogos, tem sido considerada uma estratégia promissora. Dentro dessa linha de pesquisa, o presente trabalho teve por objetivo a síntese de compostos orgânicos cujas estruturas foram inspiradas pela natureza e a avaliação desses compostos quanto as atividades de interesse farmacêutico e agroquímico, como inibidor da acetilcolinesterase, antioxidante, fitotóxico e nematicida. No primeiro capítulo, apresentamos a síntese de uma série de 2,5-dicetopiperazinas (2,5-DCP), uma classe de compostos N-heterocíclicos cujos representantes naturais são encontrados em diversos organismos vivos como bactérias, fungos e até mesmo nos seres humanos. As 2,5-DCP foram sintetizadas utilizando a reação multicomponente de Ugi. Em trabalho anterior, verificamos que um dos protocolos propostos na literatura para a obtenção de 2,5-DCPs apresenta escopo limitado, não se obtendo sucesso na etapa de ciclização do aduto de Ugi para formação do anel 2,5-DCP quando aldeído aromático usado como precursor apresenta grupo substituinte volumoso na posição orto. No presente trabalho, tais 2,5-DCPs foram produzidas através da modificação do protocolo por meio da substituição do ácido cloroacético pelo ácido bromoacético na reação multicomponente de Ugi. Essa modificação permitiu a obtenção das 2,5-DCPs desejadas, em rendimentos entre 80-97% para a etapa de ciclização. Além disso, foram sintetizadas novas 2,5-DCPs, baseadas na estrutura de outras já obtidas no trabalho anterior. Os compostos a26, a27, a28, d4, d5, d7, d9, d10, d12, d26, d27 e d28 formaram cristais com qualidades adequadas para coleta de dados por difração de raios-X de cristal único e suas estruturas foram descritas. Cálculos computacionais mostraram que a presença de grupos volumosos na posição orto do anel benzênico proveniente do aldeído resulta na desestabilização da estrutura de transição. Valores de entalpia de ativação mais baixos para a ciclização do tipo S N 2 de adutos Ugi foram obtidos quando bromo, em vez de um ânion cloro, atua como grupo de saída, indicando que a entalpia de ativação para a etapa de ciclização controla a formação do anel 2,5-DCP. Os compostos foram avaliados quanto às suas propriedades herbicida sobre folhas de Euphorbia heterophylla e alguns compostos produziram lesões que não diferiram estatisticamente dos efeitos produzidos pelo herbicida comercial Diquat ® . No segundo capítulo, é apresentada a síntese do produto natural denominado drynaran e de uma série de análogos. O drynaran foi originalmente isolado da planta medicinal Drynaria bonii, nativa da região do Vietnã. De acordo com nosso levantamento bibliográfico, a síntese do drynaran ainda não havia sido reportada na literatura. Para tal, propusemos uma rota sintética utilizando a condensação entre o fenilacetaldeído e o 5-hidroximetilfurfural. Para a obtenção do drynaran, diferentes parâmetros reacionais foram avaliados, a saber: temperatura, solvente, catalisador e a presença ou não de ditionito de sódio no meio racional. As melhores condições reacionais encontradas foram a utilização de etanol como solvente, temperatura de 70°C e uso de hidróxido de potássio como catalisador na presença de ditionito de sódio. Utilizando esta metodologia, foram sintetizados diferentes análogos ao dryraran em rendimentos que variaram de 27 a 84%. Os compostos foram submetidos a testes biológicos, mas não produziram resultados promissores. Palavras-chave: Reação multicomponente. Reação de Ugi. Isonitrilas. Condensação aldólica. Fitotoxicidade. Herbicidas. Euphorbia heterophylla.