A INFLUENCIA DA PARA-SUBSTITUIÇÃO EM CHALCONAS NA ATIVIDADE ANTIOXIDANTE TEÓRICA

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Físico-Química

Autores

Luis Belém dos Santos, K. (UNIFAP/UFPA) ; Carvalho Lobato, C. (UNIFAP/UFPA) ; Marques de Oliveira, H. (ABQ-AP/SEED-AP) ; da Silva Freire, A.P. (SEED-AP) ; Eduarda da Silva, N. (UNIFAP) ; Vanessa Pena Pinto, A. (UNIFAP) ; Oliveira de Aguiar, C.P. (UFPA) ; Pinheiro da Silva Júnior, C. (UNIFAP) ; Rodrigues dos Santos, C.B. (UNIFAP/ABQ-AP) ; dos Santos Borges, R. (UFPA)

Resumo

As chalconas são bioprecursores de flavonóides, tem sido uma fonte próspera de inspiração para químicos medicinais por muitos anos e seus análogos exibem uma ampla gama de atividades biológicas, são excelentes antioxidantes por serem altamente reativos como doadores de elétron ou hidrogênio. Possuem a capacidade de reduzir as espécies reativas de oxigênio gerada, sendo de grande importância terapêutica no tratamento de doenças mediadas por radicais livres. Os métodos teóricos aplicados foram DFT/6-31g(d,p) na predição da capacidade antioxidante via potencial de ionização e densidade spin. Os resultados mostraram que a atividade antioxidante é mais efetiva no anel b por causa da dupla ligação, com grupos ativadores de elétrons que estabilizam o anel após a saída do elétron via ressonância.

Palavras chaves

Chalconas; Atividade Antioxidante; Química Teórica

Introdução

Os flavonóides compreendem uma série de compostos secundários que ocorrem exclusivamente em plantas superiores, sendo responsáveis, na planta, pela coloração das flores (DI STASI, 1996). As chalconas são bioprecursores de flavonóides, tem sido uma fonte próspera de inspiração para químicos medicinais por muitos anos e seus análogos exibem uma ampla gama de atividades biológicas (SASHIDHARA et al, 2012). Sua vastíssima atividade decorre em grande parte das inúmeras possibilidades de substituições nos anéis aromáticos, uma vez que a metodologia de síntese das mesmas é baseada principalmente na condensação de CLAISEN-SCHMIDT (GO; WU; LIU, 2005), que possibilita a obtenção de uma grande quantidade de compostos. As chalconas não são apenas excelentes suportes para manipulações sintéticas, mas também possuem múltiplas propriedades biológicas e medicinais. Estudos clínicos comprovaram sua excelente biodisponibilidade e tolerância máxima no corpo humano. Acredita-se que a presença de dupla ligação em conjugação com carbonil seja responsável pelas atividades biológicas de chalconas, pois a remoção dessa funcionalidade os torna inativo. (SINGH; ANAND; KUMAR, 2014). Estes compostos são excelentes antioxidantes por serem altamente reativos como doadores de elétron ou hidrogênio (COTELLE, 2001). Eles possuem a capacidade de reduzir as espécies reativas de oxigênio (ROS) geradas artificialmente em sistemas não-biológicos, sendo de grande importância terapêutica no tratamento de doenças mediadas por radicais livres (PANNALA et al, 2001; CHEN et al, 2002). Nesta perspectiva de inúmera possibilidade de síntese, o presente trabalho visa verificar teoricamente a influência dos para-substituintes da chalconas e de quem forma elas contribuem para a atividade antioxidante.

Material e métodos

Os métodos teóricos foram aplicados com sucesso na predição da capacidade antioxidante (QUEIROZ et al., 2009), pelo método Teoria da Densidade Funcional, usando o funcional híbrido B3LYP (BECKE, 1993) e o conjunto de base 6-31g(d,p), resultados alcançados com sucesso segundo metodologias já empregadas por Queiroz et al. (2009), Diniz et al. (2004) e Alves et al. (2006) e Borges et al (2015). Nesta etapa, os cálculos foram realizados utilizando os programas computacionais Gaussview 6.0 e Gaussian 2009 (FRISCH et al., 2009). Ao total foram 11 compostos (Chalcona + 10 derivados) com p-substituições no anel A e B, assim pode-se verificar qual melhor para uma futura substituição e qual grupo será mais eficaz no aumento da atividade antioxidante. Ver Figura 1. Os métodos teóricos utilizados para predição da capacidade antioxidante in silico estão relacionados diretamente com a reatividade e estabilidade química dos derivados da chalcona, ou seja, o potencial de ionização (PI) spin o qual está envolvido na doação de elétrons pela molécula. O PI para os derivados p-substituídos da chalcona foram calculados a partir das energias de retirada de um elétron, é a diferença entre uma molécula neutra e o respectivo radical livre de cátion (Equação 1: PI = ECátion - ENeutro). Os estudos antioxidantes serão complementados pela análise de distribuição de spin (Densidade Spin), devido à finalidade de localizar as posições e os grupos responsáveis pela maior ou menor estabilidade do radical livre formado e/ou contribuição para a estabilização do elétron desemparelhado (DINIZ et al., 2004).

Resultado e discussão

A atividade antioxidante é um parâmetro importante na análise de futuros fármacos, a necessidade de saber a natureza e o comportamento numa reação de oxi-redução, os parâmetros analisados para verificar tal atividade foram o Potencial de Ionização e Densidade Spin, conforme a Figura 2 abaixo. Ao analisar as energias teóricas do PI, os derivados 1, 2 e 4 possuem menores energias em relação a chalcona, isso se deve justamente da presença de grupos ativadores no anel A. Em relação a estrutura 1, a maior influência é devido ao oxigênio, assim como na Chalcona. Já no anel B, destacam-se os compostos 7 e 9, pela mesma razão supracitada, inclusive possuindo uma energia menor ainda, justamente pela proximidade da dupla que facilita uma possível ressonância, estabilizando a estrutura após a saída do elétron. Ao observar a chalcona, nota-se a influência da dupla ligação na densidade spin, contudo na Chalcona o oxigênio participa de forma igual e tem um papel importante, similar ao derivado 1, nos demais compostos a influência global se concentra na ligação dupla. Dentre os p-substituintes do anel A, apenas o derivado 2 e 4 conseguiram fazer com que ocorresse uma redistribuição dos elétrons através de ressonância na estrutura, justamente por influência dos grupos ativadores presentes no anel A. Já no anel B, a influência dos p-substituintes foi bastante perceptível, uma vez que o deslocamento é mais fácil devido hiperconjugação da dupla ligação, porém no derivado 8 o anel A ganhou destaque, isso se deve ao grupo retirador de elétrons (-NO2), neste sentido o Anel A possui uma contribuição maior na estabilização do radical. Apesar de tudo, deve-se dar créditos a dupla ligação, pois ela que possui a maior contribuição para estabilização da estrutura após a retirada do elétron.

Conclusões

A p-substituição no anel B é mais eficaz do que a substituição no Anel A, tanto na energia do potencial quanto na estabilização após a saída do elétron. Porém a eficácia é maior quando adicionado um grupo ativador no anel, aumentando assim a atividade antioxidante. É validado pela média de energia do PI no anel A que é de 179,10 Kcal/mol contra 179,40 Kcal/mol. Importante salientar a influência da ligação dupla na densidade spin, onde nos compostos variou de 21% a 40% da contribuição total. Vale ressaltar que a verificação teórica é apenas uma etapa de muitas para o planejamento de fármacos.

Agradecimentos

Ao Laboratório de Farmacologia Quântica da Química Farmacêutica e ao grupo NESBIO da Universidade Federal do Pará pelo conhecimento adquirido.

Referências

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