Síntese e avaliação de propriedades fotofísicas e biológicas de 2-(2'-hidroxifenil) benzoxazolas e cumarinas em fungos de interesse clínico

Abstract

Nesta Tese foram avaliadas a síntese e as propriedades fotofísicas e biológicas de cumarinas 4,6,7-substituídas e 2-(2'-hidroxifenil)benzoxazolas 5'-substituídas (5'-HBXs). 2-(2'- Hidroxifenil)benzoxazola e 2-(2'-hidroxi-5'-aminofenil)benzoxazola apresentaram potencial para utilização como fluorocromos em microscopia de epifluorescência de Fonsecaea pedrosoi ATCC 46428. 6-N-acilaminocumarinas e 2-(2'-hidroxi-5'-aminoacil-fenil)benzoxazolas (Acil = Acetil, succinil) apresentaram potencial para aplicação como substratos fluorogênicos para detecção de atividade amidase por cromatografia em camada delgada em fungos de interesse clínico. 6- Nitrocumarina também apresentou potencial para detecção de atividade nitrorredutase nestes microrganismos. 5'-HBXs (R=H, NH2, AcNH) e 2-fenilbenzoxazola não apresentaram potencial mutagênico sobre as linhagens TA100 de Salmonella typhimurium no ensaio Salmonella/microssoma e sobre a linhagem haplóide XV-185-14c de Saccharomyces cerevisae, sendo a presença do grupo hidroxila na posição 2' considerada um fator protetor para a citotoxicidade celular. A comparação da atividade antifúngica de 5'-HBXs e cumarinas com fenóis e ácidos salicílicos sobre F. pedrosoi ATCC 46428 mostrou que o aumento da complexidade molecular em relação ao grupo fenila altera os parâmetros físico-químicos que relacionam o diâmetro do crescimento micelial radial (CMR) com a concentração dos compostos citados. Os parâmetros fisicoquímicos que melhor se correlacionaram com a atividade antifúngica foram os valores de STERIMOL B1 e B2 do substituinte em fenóis 4-substituídos e a energia de hidratação em ácidos salicílicos 5-substituídos e em cumarinas 4,6,7-substituídas sendo possível propor modelos de correlação com apenas duas variáveis. Com 2-fenilbenzoxazolas os parâmetros selecionados apresentaram baixa correlação. Este comportamento também foi observado quando se tentou obter um modelo único via busca sistemática visando a associação entre as quatro classes de compostos. Por outro lado, foi possível obter modelos de correlação entre CMR e as absorbâncias relacionadas a freqüências dos espectros no infravermelho médio para cada classe de composto separadamente ou para associações destas classes, usando o método dos mínimos quadrados parciais (PLS). Em fenóis e ácidos salicílicos a faixa espectral que melhor correlacionou a atividade antifúngica foi 2000 a 1800 cm-1; em 2-fenilbenzoxazolas foi 1260-1150 cm-1 e 800-700 cm-1 e em cumarinas foi 2000-1800 cm-1 e 900-600 cm-1. Um modelo de associação entre todas as classes foi obtido combinado as regiões de 3150-2850 cm-1, 2050- 1800 cm-1 e 1300-900 cm-1 e o mesmo pode ser descrito com 10 fatores e coeficiente de regressão de validação maior que 0,99. Este método apresentou um maior poder de previsão da atividade antifúngica e mostra-se como uma nova proposta para estudos de correlação quantitativa estrutura atividade biológica com base em espectros de infravermelho de uma série congênere de compostos.

In the present study, we assessed the synthesis and photophysical and biological properties of 4,6,7-substituted coumarins and 5'-substituted 2-(2'-hydroxyphenyl)benzoxazoles. 2-(2'- hydroxyphenyl)benzoxazole and 2-(2'-hydroxy-5'-aminophenyl)benzoxazole can be used as fluorochromes in epifluorescence microscopy of Fonsecaea pedrosoi ATCC 46428. 6-Nacylaminocoumarins and 2-(2'-hydroxy-5'-aminoacylphenyl)benzoxazoles (acyl = acetyl, succinyl) can be utilized as fluorogenic substrates for the detection of amidase activity in fungi of clinical interest, by thin layer chromatography. 6-Nitrocoumarin proved to be useful in detecting nitroreductase activity in these microorganisms. 5'-HBXs (R=H, NH2, AcNH) and 2- phenylbenzoxazole do not demonstrate mutagenic potential on TA100 strains of Salmonella typhimurium in the Salmonella/microsome assay and on the haploid strain XV-185-14c of Saccharomyces cerevisae. In this case, the presence of a hydroxyl group in position 2’ is considered to be a protective factor against cell cytotoxicity. The comparison of the antifungal activity of 5'-HBXs and coumarins with phenols and salicylic acids on F. pedrosoi ATCC 46428 showed that the increase in molecular complexity relative to the phenyl group changes the physicochemical parameters that correlate the diameter of radial mycelial growth with the concentration of the previously mentioned substances. The physicochemical parameters with best correlation with the antifungal activity were STERIMOL B1 and B2 values of the substituent in 4-substituted phenols and the hydration energy in 5-substituted salicylic acids and 4,6,7-substituted coumarins being possible to propose correlation models with only two variables. The parameters selected have demonstrated low correlation with 2- phenylbenzoxazoles. This result was also observed when it was tried to obtain a sole model by systematic screening aiming the association among the four classes of compounds. On the other hand, by using the absorbances related to the frequencies of mean infrared spectra, we were able to obtain correlation models through partial least squares (PLS) for each group of substances alone or for the combination of these groups. The spectral range best correlated with the antifungal activity was 2000-1800 cm-1 at phenols and salicylic acids, 1260-1150 cm-1 and 800- 700 cm-1 at 2-phenylbenzoxazoles and 2000-1800 cm-1 and 900-600 cm-1 at coumarins. An association model among all classes was obtained combining the spectral ranges of 3150-2850 cm-1, 2050-1800 cm-1 and 1300-900 cm-1, and such model can be described with ten factors and validation regression coeficient higher than 0.99. This method presented a higher antifungal activity prevision power and it is shown as a new proposal for quantitative structural-biological activity relationships studies on basis in infrared spectra of a compound congeneric series.