atribuição dos deslocamentos químicos dos átomos de 1h e 13c da

ATRIBUIÇÃO DOS DESLOCAMENTOS QUÍMICOS DOS ÁTOMOS DE 1H E 13C DA
4’,2,3,4-TETRAMETÓXI-CHALCONA
Heriberto R. Bitencourt1 e Antônio Pedro da Silva Souza Filho2
1
2
UFPA/ICEN/FAC QUÍMICA ([email protected])
Embrapa Amazônia Oriental ([email protected])
RESUMO: As chalconas, substâncias pertencentes à classe dos flavonoides, são consideradas como
intermediárias essenciais na biossíntese dos flavonoides, sendo largamente encontradas na natureza em
plantas rasteiras ou arbóreas. Diferentemente dos flavonóides, as chalconas não possuem o anel pirânico, que
é formado pela ciclização da hidroxila localizada na posição 2’ das chalconas. Estruturalmente possui um
sistema conjugado formado por uma cetona ,-insaturada (enona de 3 carbonos) ligada a dois anéis
aromáticos substituídos ou não. Várias atividades biológicas são atribuídas às chalconas e derivados, entre
elas destacam-se algumas como, a atividade antiviral, anticancerígena, atividades antiprotozoários, tanto para
a forma epimastigota (forma flagelada encontrada na corrente sanguínea do hospedeiro, responsável pelo
processo de reprodução), quanto para a forma promastigota (forma flagelada infectante, responsável pela
reprodução parasitária), leishmanicida, anti-inflamatórias, etc. Neste trabalho descreve-se a síntese para
ensaios biológicos e a análise de dados espectrométricos de RMN 1H e 13C (1D e 2D) que permitiram
estabelecer a completa atríbuiçaõ dos deslocamentos químicos dos átomos de hidrogênio e de Carbono-13 da
substância 4’,2,3,4-tetrametóxi-chalcona, utilizando as técnicas de Dept, hetcor, hmbc e noedif.
PALAVRAS-CHAVE: Deslocamento químico. Chalcona. Síntese.
PRODUTOS NATURAIS (PNAT)
1 INTRODUÇÃO:
As chalconas, representadas pela estrutura I (Figura 1), pertencentes à classe dos flavonóides
(DEWICK, 2001) são consideradas como intermediárias essenciais na biossíntese dos flavonóides
sendo largamente encontradas na natureza em plantas rasteiras ou arbóreas (DIXON & STEEL,
1999). Diferentemente dos flavonóides, as chalconas não possuem o anel pirânico, que é formado
pela ciclização da hidroxila localizada na posição 2` das chalconas (Figura 2) (NAKANISHI et al.,
1975).
6`
5
6
4`
A
2`
8
3
7
1
O
B
3`
2
2`
A
2
5`
4
6
6`
4`
5`
4
B
3`
3
5
O
I
chalcona
O
O
Flavanona
diidrochalcona
626
O
O
O
OH
OH
O
O
O
Flavonol
flavona
flavanolol
O
O
O
OH
O
flavana
Catequina
aurona
Figura 1: Estrutura química geral da classe dos flavonóides.
O
OH
-
H2O2
O
KOH
O
O
1
O
H2O2
O
OH
O
OH
O
Figura 2: Esquema da equação química da síntese de Flavonóides
Do ponto de vista químico, as modificações que podem ser realizadas nas chalconas são as
seguintes: substituições nos anéis A e B (ALSTON & FRY, 2004; CESARIN-SOBRINHO et al.,
2001; YAMIN et al., 1998); mudança dos anéis para piperidinas (LIU & GO, 2006), quinolina (DE
LEON et al., 2003) e adamantano (ANDERSON & KAMAIMARI, 2005); preparação de oximas
(TSANG et al., 2005); fotodimerizações (CESARIN-SOBRINHO & NETTO-FERREIRA, 2002);
epoxidação (AMARESH & PERUMAL, 1995; BERKESSEL et al., 2006; BERNINI et al., 2004;
PATONAY et al., 1993), adição de hidrogênio (KROHN et al., 2002) e halogênio (KIM et al.,
1993) na dupla ligação carbono-carbono; e as isomerizações E/Z, também são relatados (BOWDEN
et al., 1991).
Várias atividades biológicas são atribuídas às chalconas e derivados, entre elas destacam-se
algumas como, a atividade antiviral de 4´-etóxi-2´-hidróxi-4,6´-dimetóxichalcona a qual é bastante
ativa contra cepas do rinovírus, que estão associadas aos resfriados (ISHITSUKA et al., 1982a). Tal
chalcona foi obtida após modificações na estrutura química da flavona 4’,5-di-hidróxi-3,3’,7trimetóxiflavona, isolada de Agastache rugosa KUNTZE, que apresenta potente atividade contra o
627
picornavírus (ISHITSUKA et al., 1982b). Já a 2´,4´-di-hidróxi-6-metóxi-chalcona, isolada de
Boesenberg rotunda (L.) (Zongiberaceae) possui a capacidade de inibir a protease NS3 do vírus da
dengue (DEN-2) (KIAT et al., 2006). Para as chalconas isoladas de Millettia leucantha
(Leguminosae) foi relatada atividade moderada contra o vírus do herpes simples
(PHRUTIVORAPONGKUL et al., 2003). A inibição da replicação de HIV-1 em linfócitos-H9 de
camundongos foi obtida com a 2-metóxi-3-metil-4,6-diidróxi-5-(3´-hidróxi)cinamoil-benzaldeído
(WU e cols., 2003) e com a 2-hidróxi-3-metóxi-chalcona (DENG et al., 2006) que também possui
atividade contra o vírus da influenza (Infl A) (LALL et al., 2006).
2 OBJETIVO
Atribuir os deslocamentos químicos dos hidrogênios e dos carbonos-13 da 4’,2,3,4tetrametóxi-chalcona utilizando técnicas de Ressonância magnética nuclear unidimensional e
bidimensional.
3 METODOLOGIA:
Os espectros de RMN foram feitos em um Espectrômetro de ressonância magnética nuclear
Varian Mercury DX-300 (Pós-Graduação em Química/ UFPA), utilizando como solvente o CDCl3 e
TMS como padrão interno.
A substância 4’,2,3,4-tetrametóxi-chalcona foi sintetizada utilizando o procedimento geral,
em balão de fundo chato e boca esmerilhada (125mL), colocado em banho de gelo, foram
adicionados na seqüência: o solvente (15mL; EtOH ou MeOH), a cetona (~10mmol), o catalisador
(15mL de solução de NaOH 10%) e o aldeído (com excesso de 10%). A mistura de reação foi
mantida em agitação magnética à 40ºC por 40min. Posteriormente, foi resfriada e deixada em
freezer durante 48h. Após esse período foi feito uma decantação e o produto sólido foi filtrado à
vácuo. O produto obtido foi então lavado e recristalizado.
A 4’,2,3,4-tetrametóxi-chalcona, foi sintetizada utilizando 4-metóxi-acetofenona (11mmol;
1,6g) e 2,3,4-trimetóxi-benzaldeído (12mmol; 2,3g) como materiais de partida. Os cristais amarelos
(NG et al., 2006) da substância foram obtidos com rendimentos de 59%.
RMN-1H (300MHz; CDCl3) ppm: 7,37 (d, 1H, J=9Hz; H-6), 6,71 (d, 1H, J=9Hz; H-5),
7,97 (d, 1H, J=16Hz; H-7), 7,56 (d, 1H, J=16Hz; H-8, 8,02 (d, 2H, J=9Hz; H-2´ e H-6´), 6,96 (d,
2H, J=9Hz; H-3´ e H-5´), 3,94 (s, 3H; C2-OCH3), 3,88 (s, 3H; C3-OCH3), 3,90 (s, 3H; C4-OCH3),
3,87 (s, 3H; C4´-OCH3).
RMN-13C (75MHz; CDCl3) ppm: 122,1 (C1), 153,6 (C2), 142,4 (C3), 155,5 (C4), 107,5
(C5), 123,8 (C6), 139,2 (C7), 121,1 (C8), 189,1 (C9), 131,3 (C1`), 130,6 (C2`), 113,7 (C3`), 163,1
(C4`), 113,7 (C5`), 130,6 (C-6`), 61,3 (C2-OCH3), 60,8 (C3-OCH3), 56,0 (C4-OCH3), 55,4 (C4´OCH3).
IV (KBr) cm-1: 3078, 2839, 1649, 1587, 1569, 1492, 1460, 1337, 1299, 1089, 831, 806.
OCH3
CH3O
OCH3
OCH3
O
628
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nos espectros de RMN1H (300MHz; CDCl3) foram identificados os sinais relativos aos
hidrogênios H-8 e H-7 como um sistema do tipo AB, como um dupleto de constante de
acoplamento de J~16Hz caracterizando a conformação trans das chalconas. Foram identificados,
também, os sinais relativos aos hidrogênios aromáticos e aqueles relativos aos hidrogênios das
metoxilas.
Nos espectros de RMN13C (75MHz; CDCl3) foram identificados os sinais relativos aos
carbonos aromáticos, aos carbonos olefínicos (C7 e C8), aquele relativo ao carbono carbonílico
(C9) e aos carbonos das metoxilas.
No espectro de DEPT observam-se os sinais relativos aos carbonos metílicos (OCH3) e
aqueles relativos aos carbonos metínicos (CH) para as substâncias.
No espectro de NOE diferencial, quando irradiado a 6,71ppm (Figura 3) verificam-se as
intensificações dos sinais relativos aos hidrogênios da metoxila (3,90ppm, C4) e ao dupleto
(7,37ppm) sendo então atribuído aquele sinal ao hidrogênio H-5 e este ao H-6, conseqüentemente
quando irradiado em 7,37 (H-6) verificam-se as intensificações dos sinais relativos aos
hidrogênios H-5 (6,71ppm), H-7 (7,97ppm) e H-8 (7,56ppm).
No espectro de COSY, verificam-se as correlações de H-4 com H-5 e de H-5 com H-6,
verificam-se também as correlações relativas aos sinais de H-3`e 5` com H-4` e H-2` e 6` e de H-7
com H-8.
No espectro de HETCOR foram observadas as correlações dos sinais relativos aos
hidrogênios com os sinais relativos aos carbonos correspondentes. Os sinais relativo aos carbonos
não hidrogenados foram atribuídos com base no espectro de HMBC devido as correlações de J 3,
dessa maneira pode-se atribuir os sinais relativos a todos os carbonos das substâncias.
629
5 CONCLUSÕES
Os métodos físicos de RMN são de grande importância para a identificação estrutural, bem
como para a completa atribuição dos deslocamentos químicos dos átomos de hidrogênios e de
carbono da substância.
Tais dados são de grande importância pois podem auxiliar em cálculos químico-quânticos,
nos mapas de potencial eletrostáticos e em outros parâmetros físico-químicos da molécula.
REFERÊNCIAS
ALSTON, J.; and FRY, A. J. Substituent effects on the Reduction potentials of
Benzalacetophenones (chalcones) Improved Substituent Constants for Such Correlations.
Eletrochimica Acta, 49: 455-59, 2004.
AMARESH, R. R.; and PERUMAL, P. T. Ring Open of Chalcone Epoxides with Vilmeier
Reagent. Tetrah. Lett., 36 (40): 7287-88, 1995.
ANDERSON, G. L. & KAMAIMARI, T. A.-R. Treatment of breast cancer involves administering
1-adamantyl chalcones to a host optionally in combination with a carrier. Patent Number:
US6864264-B1 (08 Mar 2005).
BERKESSEL, A.; KOCH, B.; TONIOLO, C.; RAINALDI, M.; BROXTERMANN, Q. B. And
KARPTEIN, B. Asymmetric enone epoxidation by short solid-phase bound peptides: Further
evidence for catalyst helicity and catalytic activity of individual peptide strands. Peptide Sci., 84
(1): 90-6, 2006.
BERNINI, R.; MINCIONE, E.; CORATTI, A.; FABRIZI, G.; and BATTISTUZZI, G. Epoxidation
of Chromones and Flavonoids in Ionic Liquids. Tetrah., 60 (4): 967-71, 2004.
BOWDEN, K.; DUAH, C. K.; RANSON, R. J. Reactions in strongly basic media. Parte 10. Basecatalyzed isomerization of Z- to E- substituted chalcones. J. Chem. Soc., Perkins Trans. 2: Phys.
Org. Chem., 1: 109-12, 1991.
CESARIN-SOBRINHO, D. e NETTO-FERREIRA, J. C. Fotoquímica de Chalconas Fluoradas no
Estado Sólido. Quím. Nova 25 (1): 62-8, 2002.
CESARIN-SOBRINHO, D.; NETTO-FERREIRA, J. C.; e BRAZ FILHO, R. Efeito da Substituição
por Átomos de Flúor no Equilíbrio Conformacional de Chalcona. Quím. Nova 24 (5): 604-11, 2001.
DE LEON, E. J.; ALCARAZ, M. J.; DOMINGUEZ, J. N.; TERENCIO, M. C. A New
chloroquinolinyl chalcone derivative as inhhibitor of inflammatory and immune response in mice
and rats. J. Pharm. Pharmacol., 55 (9): 1313-21, 2003.
DENG, J.; KELLEY, J. A.; BARCHI, J. J.; SANCHEZ, T.; DAYAM, R.; POMMIER, Y.;
NEAMATI, N. Mining the NCI antiviral compouds for HIV-1 integrase inhibitors. Bioorg. Med.
Chem. 14: 3785-92, 2006.
DEWICK, Paul M. Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach. 2 nd ed. Jonh Willey &
Sons. New York. 2001.
630
DIXON, R. A. And STEEL, C. L. Flavonoids and isoflavonoids- a gold mine for metabolic
engineering. Trends Plant Sci., 4 (10): 394-400, 1999.
ISHITSUKA, H.; NINOMIYA, Y. T.; OHSAWA, C.; FUJIU, M. AND SUHARA, Y. Direct and
Specific Inactivation of Rhinovirus by chalcone Ro 09-0410. Ant. Agen. Chem. 22 (4): 617-21,
1982a.
ISHITSUKA, H.; OHSAWA, C.; OHIWA, T.; UMEDA, I. AND SUHARA, Y. Anti picorna virus
flalvone Ro 09-0179. Ant. Agen. Chem. 22 (4): 611-16, 1982b.
KIAT, T. S.; PIPPEN, R.; YUSOF, R.; IBRAHIM, H.; KHALID, N.; RAHMAN, N. A. Inhibitory
activity of ciclohexenyl chalcone derivatives and flavonoids of figerrot, Boesenbergia rotunda (L.),
towards dengue-2 virus NS3 protease. Bioorg. Med. Chem. Lett 16 (12): 3337-40, 2006.
KIM, K. M.; CHUNG, K. H.; KIM, J. N.; RYU, E. K. A Facile synthesis of α-chloro enonas by
oxidative chlorination. Synth. 3: 283-4, 1993.
KROHN, K.; STEINGRÖVER, K.; and RAO, M. S. Isolation and Synthesis of Chalcones with
Different Degrees of Saturation. Phytochem. 61: 931-36, 2002.
LALL, N.; HUSSEIN, A. A.; MEYER, J. J. M. Antiviral and antituberculous activity of
Helichrysum melanacme constituents. Fitoterapia 77: 230-2, 2006.
LIU, M.; WILAIRAT, P.; CROFT, S. L.; LAY-CHOO, A.; GO, M.-L. Structure-activity relations
of antileishmanial and antimalarial chalcones. Bioorg. Med. Chem. 11: 2729-38, 2003.
NAKANISHI, K.; GOTO, T.; ITÔ, S.; NATORI, S.; and NOZOE, S. Natural Products Chemistry,
Kodansha Ltda & Academic Press, Inc. v. 2, p218-231, 1975.
NG, S.-L.; PATIL, P. S.; RAZAK, I. A.; FUN, H.-K. and DHARMAPRAKASH, S. M. A cocrystal
of 1(4-methoxyphenyl-3-(3,4,5-trimethoxyphenyl) prop-2-en-1-one and (E)- 3-(3-chloro-4,5dimethoxyphenyl)-1- (4-methoxyphenyl)-2- propen- 1-one. Acta Cryst. Sect. E, 62: 01228-01230,
2006.
PHRUTIVORAPONGKUL, A.; LIPIPUN, V.; RUANGRUNGSI, N.; KIRTIKARA, K.;
NISHIKAWA, K.; MARUYAMA, S.; WATANABE, T.; ISHIKAWA, T. Studies on the Chemical
Constituents of Stem Bark of Miilettia leucantha: isolation of new chalcones with cytotoxic, antiherpes Simplex Virus and anti-inflammatory activities. Chem. Pharm. Bull. 51 (2): 187-190, 2003.
TSANG, K. Y.; SINHA, S.; LIU, X.; BHAT, S.; CHANDRARATINA, R. A new disubstituted
chalcone chalcone oximes, useful for preventing or treating retinoid poisoning, are retinoid receptor
RAR-gamma antagonists. Patent Numbers: WO2005066115-A2 (21 Jul 2005); US2005165095-A1
(28 Jul 2005).
631