Synthesis and biological activities of aminoquinones, quinolines and their ruthenium(II) complexes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Amalyn Nain Perez
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-B4YUWK
Resumo: As aminoquinonas são uma classe importante de compostos naturais e sintéticos com uma ampla variedade de funções biológicas. Apesar de vários estudos abordem a atividade farmacológica, apenas alguns estudos sobreestes compostos exibindo atividade agroquímica foram relatados até o momento. Neste contexto, este projeto abordará a síntese de uma classe de aminoquinonas chamadas abenquinas. Além disso, uma investigação sobre as atividades agroquímicas e citotóxicas desta classe de compostos é relatada. Adicionalmente, este trabalho apresenta uma exploração da síntese e atividades biológicas de complexos de rutênio. Os metais têm sido utilizados para fins medicinais por décadas; entre eles, compostos de rutênio. Há um crescente interesse no uso deste último por causa de suas atividades biológicas. Consequentemente, compostos orgânicos tais como aminoquinonas ou quinolinas, com actividades biológicas conhecidas, são utilizados como ligandos do tipo N, O para formar complexos estáveis com ruténio. A este respeito, descreve-se a síntese de complexos de rutênio contendo esta classe de ligantes, bem como a avaliação da propriedade citotóxica ou antimicrobiana. Assim, esta tese é dividida em cinco capítulos. No primeiro capítulo, é descrita a primeira síntese total de abenquinas A, B2, C e D. As abequinas foram alcançadas em três etapas, com rendimentos globais de 41-61%. Os passos chave da síntese incluem (i) acilação da anilina, (ii) desmetoxilação oxidativa e (iii) adição oxidativa do aminoácido. Usando a mesma metodologia descrita acima, no capítulo dois a síntese de novos análogos das abenquinas é então discutida, substituindo o acetila por um grupo benzoíla no núcleo quinona e alterando a porção aminoácido com diferentes grupos amina resulta em 11 análogos com rendimentos entre 45-85%. Os dois análogos mais eficazes transportando etilpirrolidinila e etilpirimidinila com um grupo acetilo (2.1, 2.2) ou um grupo benzoíla (2.11, 2.12). Eles inibiram a proliferação de todas as cinco espécies de cianobactérias testadas, com valores de IC50 variando entre 0,3 e 3,0 µM. Além disso, os análogos 2.1, 2.2, 2.11 e 2.12, foram os mais potentes contra todas as linhas celulares de câncer humano e exibiram EC50 entre um intervalo de 0,6 a 3,4 µM. Outras séries de análogos das abenquinas foram xi preparadas alterando o grupo aminoácido na abenquina com benzilaminas e o grupo acetila com diferentes grupos acila. Isso resultou em 14 novos análogos em 68-95% de rendimento como descrito no capítulo 3. Alguns análogos 3.2, 3.3, 3.6 e 3.7 apresentaram alta efetividade inibitória (IC50 = 0,1-0,4 µM), comparável com o herbicida comercial diuron (IC50 = 0,3 µM). No capítulo quatro a síntese de 2,5-dialquil/arilamino-1,4-benzoquinonas é descrita através de um protocolo estabelecido usando uma proporção de 1:3 de amina/quinona, produzindo 13 aminoquinonas em rendimentos favoráveis (46-93%). As reações destas aminoquinonas na sua forma duplamente desprotonada com o dímero de dicloro p-cimeno ruténio (II), proporcionou 5 novos complexos dinucleares com rendimentos entre 65-95%. Todos os compostos preparados foram avaliados contra seis diferentes linhagens celulares de câncer. Os resultados apresentaram valores de concentração efetiva (EC50) maiores que 60 µM para todas as diferentes células cancerígenas. O capítulo cinco descreve a síntese de novos derivados para 8-hidroxi-2-metilquinolina em alto rendimento (65-90%). Estes derivados reagiram com o dímero de dicloro p-cimeno ruténio (II), resultando em 11 novos complexos de ruténio com 51-94% de rendimento. Para todos os derivados das 8-hidroxi-2-metilquinolina e seus complexos, foi avaliada sua atividade antimicrobiana contra cinco microorganismos. Os resultados revelaram quinolinas ativas (5.6 e 5.4) com IC50 = 2,30 e 4,66 µg/mL. Já para os complexos (5.13 e 5.15), foi demonstrado o IC50 tão baixo quanto 9,37 e 4,64 µg/mL.  
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Há um crescente interesse no uso deste último por causa de suas atividades biológicas. Consequentemente, compostos orgânicos tais como aminoquinonas ou quinolinas, com actividades biológicas conhecidas, são utilizados como ligandos do tipo N, O para formar complexos estáveis com ruténio. A este respeito, descreve-se a síntese de complexos de rutênio contendo esta classe de ligantes, bem como a avaliação da propriedade citotóxica ou antimicrobiana. Assim, esta tese é dividida em cinco capítulos. No primeiro capítulo, é descrita a primeira síntese total de abenquinas A, B2, C e D. As abequinas foram alcançadas em três etapas, com rendimentos globais de 41-61%. Os passos chave da síntese incluem (i) acilação da anilina, (ii) desmetoxilação oxidativa e (iii) adição oxidativa do aminoácido. 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Isso resultou em 14 novos análogos em 68-95% de rendimento como descrito no capítulo 3. Alguns análogos 3.2, 3.3, 3.6 e 3.7 apresentaram alta efetividade inibitória (IC50 = 0,1-0,4 µM), comparável com o herbicida comercial diuron (IC50 = 0,3 µM). No capítulo quatro a síntese de 2,5-dialquil/arilamino-1,4-benzoquinonas é descrita através de um protocolo estabelecido usando uma proporção de 1:3 de amina/quinona, produzindo 13 aminoquinonas em rendimentos favoráveis (46-93%). As reações destas aminoquinonas na sua forma duplamente desprotonada com o dímero de dicloro p-cimeno ruténio (II), proporcionou 5 novos complexos dinucleares com rendimentos entre 65-95%. Todos os compostos preparados foram avaliados contra seis diferentes linhagens celulares de câncer. Os resultados apresentaram valores de concentração efetiva (EC50) maiores que 60 µM para todas as diferentes células cancerígenas. O capítulo cinco descreve a síntese de novos derivados para 8-hidroxi-2-metilquinolina em alto rendimento (65-90%). Estes derivados reagiram com o dímero de dicloro p-cimeno ruténio (II), resultando em 11 novos complexos de ruténio com 51-94% de rendimento. Para todos os derivados das 8-hidroxi-2-metilquinolina e seus complexos, foi avaliada sua atividade antimicrobiana contra cinco microorganismos. Os resultados revelaram quinolinas ativas (5.6 e 5.4) com IC50 = 2,30 e 4,66 µg/mL. Já para os complexos (5.13 e 5.15), foi demonstrado o IC50 tão baixo quanto 9,37 e 4,64 µg/mL.  Aminoquinones are an important class of naturally-occurring and synthetic compounds with a wide variety of biological functions. Although several studies address pharmacological activity, only a few studies about these compounds exhibiting agrochemical activity have been reported to date. In this context, this project will address the synthesis of a class of aminoquinones called abenquines. Moreover, an investigation about both agrochemical and cytotoxic activities of this class of compounds is reported. Additionally, this work presents an exploration of the synthesis and biological activities of ruthenium complexes. Metals have been used for medicinal purposes for decades; among them, ruthenium compounds. There is increasing interest in the use of the latter because of their biological activities. Consequently, organic compounds such as aminoquinones or quinolines, with known biological activities, are used as N,Otype ligands to form stable complexes with ruthenium. In this regard, the synthesis of ruthenium complexes containing this class of ligands, as well as the evaluation of cytotoxic or antimicrobial property is described. Thereby, this thesis is divided into five chapters. In Chapter one, the first total synthesis of Abenquines A, B2, C, and D, is described. Abenquines have been achieved in three steps, with overall yields of 41-61%. The key steps of synthesis include (i) acylation of the aniline, (ii) oxidative demethoxylation, and (iii) oxidative addition of the amino acid moiety. Using the same methodology described above, in chapter two the synthesis of new analogues of abenquines is then discussed. Replacing the acetyl by a benzoyl group in the quinone core and changing the amino acid moiety with different amine groups results in 11 analogues with yields between 45-85%. The two most effective analogues carrying ethylpyrrolidinyl and ethylpyrimidinyl with either an acetyl group (2.1, 2.2) or a benzoyl group (2.11, 2.12), inhibited the proliferation of all five cyanobacterial strains tested, with IC50 values ranging from 0.3 to 3 µM. Furthermore, analogues 2.1, 2.2, 2.11, and 2.12, were the most potent against all human cancer cell lines and displayed EC50 between a range of 0.63.4 µM. Other series of analogues of abenquines were prepared by changing the amino acid group on abenquine with benzylamines and the acetyl with different acyl groups. This resulted in 14 new analogues in 68-95% yield as described in Chapter 3. Some analogues 3.2,3.3, 3.6, and 3.7 presented high effectiveness (IC50 = 0.1-0.4 M), comparable with the commercial herbicide diuron (IC50 = 0.3 M).In chapter four the synthesis of 2,5-diaklylamino- and 2,5-diarylaminobenzoquinones is described through an established protocol using a 1:3 ratio of amine/quinone, affording 13 aminoquinones in favourable yields (46-93%). Reactions of these aminoquinones in their doubly-deprotonated form with dichloro p-cymene ruthenium (II) dimer, afforded 5 new dinuclear complexes in yields within 65-95%. All aminoquinones and their ruthenium complexes were evaluated against six different cancer cell lines. Results displayed values of effective concentration (EC50) higher than 60 µM for all the different cancer cell.Chapter five describes the synthesis of new derivatives to 8-hydroxy-2-methylquinoline in high yield (65-90%). These quinoline derivatives andcommercial 8-hydroxy-2-methylquinoline were reacted with dichloro p-cymene ruthenium (II) dimer, resulting 11 new ruthenium-quinolines complexes in 51-94% yields. For all quinolines derivatives and their complexes their antimicrobial activity against five microorganisms was evaluated. Results revealed active quinolines (5.6 and 5.4) with IC50 = 2.30 and 4.66 µg mL-1. Whereas for complexes (5.13 and 5.15) an increase in the antimicrobial activity was demonstrated, which presented IC50 as low as 9.37 and 4.64 µg mL-1.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGQuinonaHerbicidasQuímica orgânicaCompostos de rutenioAgentes antineoplásicosProdutos de ação antimicrobianacomplexos de rutênioherbicidaAminoquinonasanticâncerquinolinasSynthesis and biological activities of aminoquinones, quinolines and their ruthenium(II) complexesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGTEXTtese___amalyn_nain_perez.pdf.txttese___amalyn_nain_perez.pdf.txtExtracted texttext/plain340385https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SFSA-B4YUWK/2/tese___amalyn_nain_perez.pdf.txtb617cfd3d7adc45e19a5cf5f15e33d65MD52ORIGINALtese___amalyn_nain_perez.pdfapplication/pdf22560677https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SFSA-B4YUWK/1/tese___amalyn_nain_perez.pdf6fcfcac5882f64345c53ea1fe079983dMD511843/SFSA-B4YUWK2019-11-16 03:37:30.585oai:repositorio.ufmg.br:1843/SFSA-B4YUWKRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-16T06:37:30Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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