Estudo espectroscópico da solubilização do 5,7-dimetoxicumarina em solventes hidrofóbicos, hidrofílicos e micelares usando a espectroscopia de emissão a 77 K e cálculos TD-DFT

• Autor(a) principal: Silva, Thayná Borges da
• Data de Publicação: 2020
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/9971011627164978
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
• Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8085
• topic: Carica papaya; Cumarinas; Ação antimutagênica; Aminas heterocíclicas aromáticas; Inibição da mutagênese; CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA; 5,7-dimetoxicumarina; Propriedades fotofísicas; Espectroscopia de emissão; TD-DFT; Micelas

O 5,7-dimetoxicumarina (DMC) é um composto derivado da família das cumarinas, o qual está presente em plantas e no alimento como o limão da espécie citrus e o mamão da espécie carica papaya. As cumarinas destacam-se pelas suas propriedades biológicas que inclui ação antimutagênica contra as aminas heterocíclicas aromáticas (AHA), compostos mutagênicos produzidos durante o cozimento de proteína animal, como: o 2-amino-3-metilimidazo [4,5-f]quinolina (IQ). Com o intuito de compreender a ação farmacológica e o comportamento químico do DMC em biomembranas, foi realizado o estudo espectroscópico da solubilização do DMC em solventes hidrofóbicos, hidrofílicos e micelares a 77K usando as espectroscopias de emissão a 77K, absorção UV/Visível e cálculos teóricos no nível TD-DFT e semiempirícos para a determinação de suas espécies nos seguintes solventes: metilciclohexano (MCH), etanol e 2,2,2-trifluoroetanol (TFE) e solução tampão com pH sob condições fisiológicas e força iônica controlada. As espécies encontradas foram: (i) em MCH, agregado molecular via ligação de hidrogênio intramolecular (AM-H) e o monômero (M); (ii) em etanol: e o monômero do complexo ligado por ligação de hidrogênio entre o DMC e o etanol (M-H); (iii) em TFE: o monômero do complexo de ligação de hidrogênio forte (M-Hforte) entre o DMC e o TFE; (iv) solução tampão: agregado molecular hidrofóbico forte. Cada uma espécie mostrou propriedades fotofísicas distintas entre si e podem ser usadas como sondas fluorescentes diretas para investigar qual é a espécie que está solubilizada no interior das micelas neutra, aniônica e catiônica, preparadas em condições fisiológica. Por exemplo: a espécie ativa no solvente MCH (meio hidrofóbico) é o monômero do DMC, ele emite fluorescência através do estado eletrônico excitado de menor energia singlete S1 formado via conversão interna e assinalado como (π,π*), o máximo da banda está em 388 nm. A fosforescência é emitida pelo estado eletrônico excitado de menor energia triplete T1 (π,π*), formado através de acoplamento spin-orbital do tipo: S1 (π,π*)↔ T2 (n,π*)↔ T1 (π,π*), ela apresenta um espectro com a banda 0-0 situada em 470nm, originário da dupla ligação C3=C4 do anel da pirona. Para a micela neutra é a espécie ativa no interior da micela é o DMC-H que fica ancorado na região aquosa com a dupla ligação etilênica do anel da pirona, impedindo a progressão vibracional omitindo a fosforescência e formando ligação de hidrogênio com a água através da carbonila da pirona. O grupo di-metoxi-benzeno do DMC fica na região hidrofóbica. As espécies determinadas no interior das micelas foram usadas para simular a inibição da mutagênese do IQ e alguns de seus derivados mais carcinógenos, inicialmente usando cálculos semiempirícos PM3. Os resultados de cálculos de calor de formação (ΔHf ) indicaram que a energia do mutagênico IQ diminuiu 131% ao formar ligação de hidrogênio com o antimutagênico DMC, indicando que a inibição do mutagênico IQ pelo DMC pode ser via interação entre o grupo amina do IQ e a carbonila do DMC através de ligação de hidrogênio intermolecular. Esses resultados podem ajudar a entender o mecanismo de transporte através de membranas demonstrando que a espectroscopia de emissão a 77K é uma técnica muito sensível, capaz de fazer uma sondagem direta no interior da micela, usando sondas fluorescentes e contribuem para o entendimento do mecanismo de inibição da mutagênese do IQ e derivados pelas espécies do DMC.