Precursores dendriméricos tris- e tetra-funcionalizados, com atividade antimicrobiana e antitumoral e processo de preparação

  • Número do pedido da patente:
  • PI 1005050-7 A2
  • Data do depósito:
  • 30/12/2010
  • Data da publicação:
  • 06/09/2011
Inventores:
  • Classificação:
  • A61P 35/00
    Agentes antineopl?sticos;
    ;
    A61P 31/00
    Antiinfecciosos, i.e. antibi?ticos, antiss?pticos, quimioterap?uticos;
    ;
    C07C 209/00
    Prepara??o de compostos contendo grupos amino ligados a um esqueleto de carbono;
    ;
    C07C 211/02
    Compostos contendo grupos amino ligados a um esqueleto de carbono; / com grupos amino ligados a ?tomos de carbono ac?clicos; / de um esqueleto de carbono saturado ac?clico;
    ;

PRECURSORES DENDRIMÉRICOS TRIS- E TETRA-FUNCIONALIZADOS, COM ATIVIDADE ANTIMICROBIANA E ANTITUMORAL E PROCESSO DE PREPARAÇÃO. A presente invenção propõe a preparação de compostos tipo amina trise tipo etilenodiamina tetra-funcionalizados substituidos por grupos tioureido e ureido, derivados carboxílicos (os próprios ácidos carboxílicos e seus derivados hidroxâmicos, ésteres, hidrazidas e amidas) e por grupos amidínicos (não alquilado, mono-alquilado e bis-alquilado) e bioisósteros correspondentes (imidato, tioimidato, amidoxima e derivados amidínicos - não alquilado, mono-alquilado e bis-alquilado) todos denominados especificamente como precursores dend riméricos tris-funcionalizados (PD2) e tetra-funcionalizados (PD3) (Figura 1). Esses compostos apresentam aplicações farmacológicas, dentre as quais, antimutagênicas, apoptóticas específicas, antioncológicas devido à interação com o DNA, antibacterianas e antifúngicas específicas, o que já foi observado em pesquisas in vitro.

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“PRECURSORES DENDRIMÉRICOS TRIS- E TETRA-FUNCIONALIZADOS, COM ATIVIDADE ANTIMICROBIANA E ANTITUMORAL E PROCESSO DE

PREPARAÇÃO”

A presente invenção propõe a preparação de compostos tipo amina tris-e tipo etilenodiamina tetra-funcionalizados substituídos por grupos tioureido e ureido, derivados carboxílicos (os próprios ácidos carboxílicos e seus derivados hidroxâmicos, ésteres, hidrazidas e amidas) e por grupos amidínicos (não alquilado, mono-alquilado e bis-alquilado) e bioisósteros correspondentes (imidato, tioimidato, amidoxima e derivados amidínicos - não alquilado, mono-alquilado e bis-alquilado) todos denominados especificamente como precursores dendriméricos tris-funcionalizados (PD2) e tetra-funcionalizados (PD3) (Figura 1). Esses compostos apresentam aplicações farmacológicas, dentre as quais, antimutagênicas, apoptóticas específicas, antioncológicas devido à interação com o DNA, antibacterianas e antifúngicas específicas, o que já foi observado em pesquisas in vitro.

Moléculas que apresentam interações específicas com o DNA têm despertado interesse como potenciais agentes terapêuticos em uma variedade de doenças humanas tais como o câncer, a AIDS, a hepatite, a malária e mesmo para o tratamento antifúngico e antibacteriano (Henderson, D.; Hurley, L.H. Nat. Med., v.6, p.5, 1995; Neidle, S. Nat. Prod. Rep., v.18. p.291, 2001; Bischoff, G.; Hoffmann, S. Current Medicinal Chemistry, v.9, p.321-348, 2002).

A existência da forma convexa de DNA leva a interações seletivas com algumas drogas bis-catiônicas, conhecidas como bis-amidinas ou amidinas bis-catiônicas (HCrH2N-(HN=)C-(R)-C(=NH)NH2'HCI, onde R é uma cadeia carbônica) que são conformacionalmente côncavas e que apresentam conformações ditas iso-hélicas; ou seja, possuem estrutura favorável para a ocorrência de interações com o DNA (Goodsell, D.; Dickerson, R.E. J. Med. Chem., v.29, p.727, 1986; Gilman, A.; Phillips, F. S. Science; v.103, p.409, 1946). Sabe-se que existem ligantes que fazem interação com a fenda menor do DNA na ordem de 10'12 Kcalmol'1 e são justamente estas espécies que têm despertado interesse, conforme já dito, como potenciais agentes terapêuticos em uma variedade de doenças humanas como o câncer, por exemplo (Kopka,

M.L., Yoon, C., Goodsell, D., Pjura, P., Dickerson, J.R.E. Mol. Biol., 1985, v.183, p.553; Starcevic et Al., Eur. J.Med.Chem., v.41(8), p.925-939; Clercq, E., J. Med. Chem., v.23, p.787-795, 1980; Cory,M., Tidwell R.R., Fairley T.A., J. Med. Chem., v.35, p.431-438, 1992; Jansen K., Lincoln P., NordBn’ B., Biochemistry, v.32, p.6605-6612, 1993).

Outros tipos de agentes antitumorais conhecidos e usados clinicamente são os agentes alquilantes, que têm seus mecanismos e ação relacionados com a interação com o DNA (disponível em http://quimioterapia. com.sapo.pt /quimioterapia.htm; e em http://www.entreaqui.com.br/farmacologia/produtos/ ver.aspid=8; acessado em 09/01/2008; Donnici et al.; Quim. Nova, v.28, n.1, p. 118-29, 2005). Um exemplo específico de agentes alquilantes pertence ao grupo de compostos conhecidos como mostardas nitrogenadas. Estes são produtos clínicos pioneiros principalmente a Mecloretamina, o Melfalan e Clorambucil (disponível em http://www.entreaqui.com.br/farmacologia/produtos /ver.aspid=8 , acessado em 09/01/2008; Hopkins, P.B.; Millard, J.T.; Woo, J.; Weidner, M.F.; Kirchner, J.J.; Sigurdsson, S.T.; Raucher, S. Tetrahedron, v.47, p.2475, 1991; Kohn, K. W. In Topics in Structural & Molecular Biology. Neidle, S., Waring, M., Eds.; Verlag Chemie: Weinheim, Molecular aspects of anti-cancer drug action, 1994, p.315; Lawley, P.D., BioEssays, v.17, p.561, 1995; Gniazdowski, M.; Cera, C. Chem. Rev., v.96, p.619, 1996; Paustenbach, D.J.; Finley, B.L.; Kacew, S. Proc. Soc. Exp. Biol. Med., v.211, p.211, 1996; Gilman, A.; Phillips, F.S. The biological actions and therapeutic applications of the beta-chloroethyl amines and sulfides, Science, v.103, p.409, 1946; Haskel, C. M. Câncer Treatment, 2nd; Saunders: Philadelphia, 1990; Gilman, A.; Phillips, F.S.; Science, v.103, p.409, 1946.

A maioria dos agentes terapêuticos atua de forma não específica, podendo acarretar inúmeros efeitos colaterais, pois esses agentes podem lesionar tanto células malignas quanto normais, particularmente as células de rápido crescimento, como as gastrointestinais, capilares e as do sistema imunológico, o que explica a maior parte dos efeitos colaterais da quimioterapia, tais como náuseas, perda de cabelo e susceptibilidade maior a infecções (Salmonm, S.E.; Katzung, B.G. In Farmacologia Básica & Clínica, p.629-655, 1998).

Cabe ressaltar que existem fármacos antifúngicos como a flucitosina que tem a sua ação farmacológica também relacionada à interação com o DNA e, outros, como o Metalaxyl, típico agente de alquilação de DNA e o LY214352 (8-cloro-4-(2-cloro-4-fluorofenóxi) quinolina), típico agente intercalante de DNA (Dixon, G.K.; Copping, L.G.; Hollomon, D.W. Antifugal Agents: Discovery and Mode ofAction, Oxford, 1995).

Vários pesquisadores vêm estudando novos derivados funcionalizados, procurando-se um efeito sinérgico que aumente a especificidade e a potência e gere menor toxidez, obtendo agentes farmacológicos mistos ou híbridos (Tietze, L.F.; Bell, P.H.; Chandrasekhar, S. Angew. Chem. Int., 2003, v.42, p.3996; Porzel, A., et al., Tetrahedron, v.36, p.865, 2000; Morphy, R.; Kay, C.; Rankovic, Z. DDT\ v.9, p.641, 2004).

Contudo, não se encontrou ainda na literatura a descrição de estudos de derivados mistos/híbridos que contenham simultaneamente a estrutura geral análoga a dos agentes alquilantes (CICH2CH2XCH2CH2CI; onde o substituinte X pode ser N,S,0) e ao mesmo tempo funcionalizadas com grupos amidinas bis-catiônicas. Os especialistas afirmam que estes compostos amidino-funcionalizados são excelentes modelos para 0 desenvolvimento de novos agentes farmacológicos que possuem o mecanismo de ação relacionado com o DNA, podendo-se encontrar possíveis novos fármacos para tratamento da AIDS, hepatite, malária e, mesmo, para 0 tratamento antifúngico e antibacteriano (Neidle.S. Nat.Prod.Rep., v.18, p.291, 2001; Bischoff, G.; Hoffmann, S. Current Medicinal Chemistry, v.9, p.321-348, 2002).

Porém, apesar das amidinas terem sido investigadas em diversas pesquisas, os métodos clássicos para síntese de amidinas ((RCN(NR’)(NHR”), onde R, R’ e R” correspondem a uma cadeia carbônica) são complexos pela necessidade de uso de reagentes de alta pureza e com baixa reprodutibilidade (Shriner, R.L.; Neumann, F.W. Chem. Rev., v.35, p.351, 1944; Roger, R.; Neilson, D. G. Chem. Rev., 1961, v.61, p.179; Pinner, A; Em die iminoãther und ihre derivative, Oppenheim: Berlin,1892;. Santos, M.S et al. Quím. Nova, v.29, n.6, p. 1301-1306, 2006). Assim, nos trabalhos correspondentes a este pedido de patente, buscou-se a síntese de derivados carboxílicos e os correspondentes ésteres, amidas, metilamino, ácidos hidroxâmicos (R-C=0(NHOH)), ácidos hidrazidas (R-C=0(NHNH2) e os derivados S-tioureído (R-S-C=NR’(NR”)), que são realmente compostos análogos (bioisósteros) do grupo amidina e que também possuem potencial atividade biológica.

O grupo S-tioureído é de mais fácil preparação do que as amidinas correspondentes e, têm sido mais investigado mostrando casos de alta afinidade com DNA e atividade como agente antitumoral e antifúngico (Oliveira, S.R. “Síntese, estudos de relações estrutura-atividade e da atividade antifúngica de novos agentes quimioterápicos para tratamento de doenças infecciosas emergentes”, 2008. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Química, Orientador: Cláudio Luis Donnici; Nogueira, L.J. “Síntese, avaliação da atividade antifúngica e determinação do log p de precursores dendriméricos”, 2007. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química, Orientador: Cláudio Luis Donnici.; Silva, L.L. “Estudo da síntese e da interação de precursores dendriméricos com DNA e avaliação da atividade antifúngica”, 2007. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química, Orientador: Cláudio Luis Donnici).

Contudo, a ação farmacológica do grupo S-tioureído (SC=NHNH2) é pouco estudada e o mesmo é comumente usado como intermediário sintético para obtenção de grupos tióis ou mercaptanas (RSH) obtidos a partir da hidrólise alcalina, seguida de acidificação destes intermediários formados pela reação de haletos de alquila (RX) com excesso de tiouréia (NH2C(=S)NH2), em etanol aquecido a refluxo; conforme pode ser visualizado abaixo:

R-X + NH2C=S(NH2) -► R-S-C=NH(NH2) + X’ (etapa 1)

R-S-C=NH(NH2) + X‘ -> R-SH (etapa 2)

A literatura relata poucos estudos acerca das atividades farmacológicas das moléculas similares às sintetizadas e funcionalizadas com outros bioisósteros da amidina. Destacam-se alguns trabalhos, como o de Gergely e colaboradores que mostraram a atividade antitumoral contra a leucemia dos

tipos HL-60 e U-937 do composto tris-((2-tioureído)-S-etil) amina e o trabalho de Supuran e colaboradores, onde foi relatada a atividade antifúngica, contra Aspergillus sp. e Candida sp., de derivados tioureído substituídos da 2-aminofenoxatiina (Nagy, E.; Mihalik, R.; Hraák, A.; Vértesi, C.; Gergely, P.;

5 Immunopharmacology, v.47, p.25, 2000; Supuran, C. T. Scozzafava, A.; Briganti, F.; Loloiu, G.; Maior, O.; J. Med. Chem., v.33, p.821; 1998). Estudos similares são encontrados na literatura e levam a concluir que o grupo tioureído é de grande interesse, pois, apesar de ainda não ser muito conhecido, este grupo funcional apresenta atividade potencial como antitumoral por ser 10 bioisóstero do grupo amidina e por apresentar capacidade similar de interação com o DNA, além de gerar outras atividades farmacológicas especialmente a possível potencialidade como novos compostos antifúngicos (Cameron, D.G.; Hudson, H.R.; Pianka, M.; Phosph. Sulfur Rei. Elements. 1993, v.83, p.21; Chen, R.Y.; Wang, H.L.; Zhou, J.; Chem. J. Chin. Univ. 1995, v.16, p.1229; 15 Subbagh, H. I.; Obaid, A.M.; J. Med. Chem. v.31, p.1017, 1996; Supuran, C.T.; Scozzafava, A.; Jurca, B.C.; llies, M. A.; J. Med. Chem. v.33, p.83, 1998).

Os derivados tris- e tetra-funcionalizados denominados PD2 e PD3 (Figura 1) propostos neste pedido de patente foram previamente planejados, tendo-se como protótipo inicial a mecloretamina (CICH2CH2NCH3CH2CH2CI). 20 grupo central amino desta estrutura foi substituído por outros grupos bioisostéricos amidínicos e também se variou o tamanho das cadeias metilênicas internas; visando um efeito sinérgico global para melhor interação com DNA. Assim sendo, a forma, o tamanho, as distâncias e ângulos de ligação do protótipo modificado favoreceram ao máximo a interação com o 25 DNA, de modo que fosse possível avaliar preliminarmente as atividades antitumoral e antifúngica; investigando-se alterações moleculares racionalmente planejadas por métodos teóricos e também se obtendo, além da otimização das atividades, a diminuição de efeitos colaterais.

Os PDs ora propostos e denominados especificamente de PD2 e PD3 30 podem ser, respectivamente, compostos tris- e tetra- funcionalizados por derivados carboxílicos que podem estar ligados a nitrilas e aos correspondentes derivados reduzidos metilamino, aos ácidos carboxílicos e aos

derivados ésteres, amidas, hidrazidas, ácidos hidroxâmicos correspondentes e ligados também a grupos bioisostéricos amidínicos do tipo ureído e tioureído e outros, como imidato, tioimidato e amidina.

Os precursores dendriméricos (Figura 1) tris- e tetra-funcionalizados propostos neste pedido de patente são representados genérica e respectivamente por PD2 e PD3, em que:

•    PD2 representa os compostos do tipo amina tris-funcionalizada.

•    PD3 representa compostos do tipo etilenodiamina tetra-funcionalizada.

•    PD2 e PD3 possuem o substituinte o substituinte Y representado por um grupo éster (RCO2R’, metílico ou etílico), ácido carboxílico (RCO2H), ácido hidroxâmico (RCONHOH), amida (RCO2NH2) ou hidrazida (RCONHNH2) e séries homólogas (n) e (m) do substituinte -CH2- iguais a 0, 1, 2 ou 3.

•    PD2N e PD3N representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo nitrila (RCN) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m=0,1, 2 ou 3.

•    PD2MA e PD3MA representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo metilamino (CH2NH2) e n= 1, 2 ou 3 e m= 0, 1,2 ou 3.

•    PD2F1 e PD3F1 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo tioureído (SCNHNH2) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1, 2 ou 3.

   PD2F2 e PD3F2 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo N,N-alquiltioureído (SCNHNR2) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1, 2 ou 3.

   PD2F3 e PD3F3 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo N,N-alquiltioureído (SCNRNHR) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1, 2 ou 3.

•    PD2F4 e PD3F4 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo ureído (-NHCONH2) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1,2 ou 3.

•    PD2F5 e PD3F5 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo imidato (-C=NHOR) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1, 2 ou 3.

•    PD2F6 e PD3F6 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo tioimidato (-C=NHSR) en= 0,1,2ou3em=0, 1,2 ou 3.

•    PD2F7 e PD3F7 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo amidoxima (-C=NHNHOH) en= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1, 2 ou 3.

•    PD2F8 e PD3F8 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo amidina (-C=NHNH2) en= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1,2 ou 3.

•    PD2F9 e PD3F9 representam os compostos que possuem o substituinte Y representado por grupo N-alquilamidina (-C=NHNHR) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1, 2 ou 3.

•    PD2F10 e PD3F10 representam os compostos que possuem o substituinte

Y    representado por grupo N,N-dialquilamidina (-C=NRNHR) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m=0, 1, 2 ou 3.

•    PD2F11 e PD3F11 representam os compostos que possuem o substituinte

Y    representado por grupo N,N-dialquilamidina (-C=NHNR2) e n= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1, 2 ou 3.

•    PD2F12 e PD3F12 representam os compostos que possuem o substituinte

Y    representado por grupo tetrazólico (-CN4H2-) en= 0, 1,2ou3em= 0, 1, 2 ou 3.

•    PD2F13 e PD3F13 representam os compostos que possuem o substituinte

Y    representado por grupo 1,3,4-oxadiazólico en= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1,2 ou 3.

•    PD2F14 e PD3F14 representam os compostos que possuem o substituinte

Y    representado por grupo 1,3,4-tiadiazólico e n= 0, 1, 2 ou 3 e m= 0, 1, 2 ou 3.

A busca realizada no estado da técnica trouxe como resultado algumas sínteses e aplicações relacionadas aos precursores dendriméricos (PDs) propostos na presente invenção, conforme mostrados a seguir:

a) Em relação ao PD2N, verificou-se que:

Nie sintetizou tris(2-cianoetil)amina a partir da reação entre amônia líquida e acrilonitrila sob irradiação de microondas (Nie, G.C.; Microwave-assisted and phase transfer catalysis synthesis of tris(2-cyanoethyl)amine; Ganguang Kexue Yu Guang Huaxue, (2004), 22(4), 293-297).