Síntese de derivados de imidazole e triazole como inibidores da atividade antifúngica

Abstract

A contaminação de colheitas e alimentos por fungos é um problema com implicações críticas para o meio ambiente e para a economia. O facto da maioria dos fungicidas existentes apresentarem problemas de elevada toxicidade e reduzida eficácia torna premente o desenvolvimento de novas estruturas capazes de inibir o crescimento dos fungos ou a produção de micotoxinas. O trabalho de investigação descrito nesta tese teve como principais linhas de orientação a exploração de caminhos sintéticos para a obtenção de novas estruturas heterocíclicas com base nos núcleos de imidazole ou triazole e a avaliação da atividade antifúngica dos produtos obtidos. Os trabalhos de síntese foram iniciados com a preparação dos 5-amino-1H-imidazole-4-carbimidoilnitrilos como reagentes de partida para a obtenção dos (5-amino-1H-imidazole-4-(ciano)metileno)carbamatos de etilo, intermediários chave nas vias sintéticas utilizadas. A partir da reação deste intermediário com hidrazina foi possível obter novas estruturas de imidazolil triazoles. Também foram sintetizadas estruturas de triazolopurinas, resultantes da condensação dos imidazolil triazoles com ortoformiato de etilo. A reação do mesmo intermediário com hidroxilamina levou à obtenção de imidazolil oxadiazoles que reagiram com ortoformiato de etilo para dar oxadiazolopurinas. A reatividade do carbamato de partida com hidrazinas aromáticas permitiu a obtenção de novos imidazolil N-aril-triazoles que foram também convertidos em N-aril triazolopurinas por reação com ortoformiato de etilo. A investigação da reatividade do carbamato de partida com hidrazidas resultou, não só na obtenção de estruturas de imidazolil N-acil triazoles, como também, na formação de N-acilamino purinas e de triazolopurinas. O estudo da reação do mesmo carbamato com aminas primárias conduziu à síntese de amidinas aciladas intermediárias que foram convertidas em isoguaninas substituídas em N-1 ou em N-6, dependendo das condições reacionais utilizadas. A seleção dos compostos para avaliação da potencial atividade biológica em ensaios in vitro teve como critérios a analogia estrutural com os fungicidas descritos na literatura e a solubilidade dos compostos. Foram utilizados dois métodos, a medição do crescimento radial (método em meio sólido), e o teste da resazurina (método em meio líquido). Identificaram-se moléculas inibidoras do crescimento do fungo, quer numa fase inicial do crescimento, quer durante todo o período de incubação, que se revelaram como compostos promissores para ensaios in vivo.

The contamination of crops and food by fungi is a ubiquitous problem with critical implications for the environment and economy. Most existing fungicides raise several concerns regarding, for example, their toxicity and inefficiency over time, what calls for the development of new chemical structures that are capable of efficiently suppress fungal growth or mycotoxin production. The research work reported in this thesis contributes to this endeavor. Synthetic pathways were explored to obtain heterocyclic structures that are potential candidates for fungicides and the biological (antifungal) activity of this new structures was evaluated. The synthesis work started with the preparation of 5-amino-1H-imidazole-4-carbimidoyl nitriles as starting reagents for obtaining intermediate (5-amino-1H-imidazole-4- (cyano) methylene) carbamates, which are key in the synthetic pathways used. From the reaction of this intermediate with hydrazine it was possible to obtain new structures of imidazolyl triazoles. Triazolopurine structures were also synthesized resulting from the condensation of imidazolyl triazoles with ethyl orthoformate. The reaction of the same intermediate with hydroxylamine led to imidazolyl oxadiazoles which reacted with ethyl orthoformate to give oxadiazolopurines. Reactivity of the starting carbamate with aromatic hydrazines yielded new imidazolyl N-aryl triazoles which were converted also to N-aryl triazolopurines by reaction with ethyl orthoformate. The investigation of the reactivity of the starting carbamate with hydrazides resulted not only in the imidazolyl N-acyl triazole structures but also in the formation of N-acylamino purines and triazolopurines. The study of the reaction of the same carbamate with primary amines led to the synthesis of intermediate acylated amidines that were converted to N-1 or N-6 substituted isoguanines, depending on the reaction conditions. For the selection of compounds for evaluation of potential biological activity in vitro assays was based on two criteria: the structural analogy with the fungicides described in the literature and the solubility of the compounds. Two methods were used: radial growth measurement (solid medium method) and resazurin test (liquid medium method). Fungi growth inhibitory molecules have been identified, either at an early stage of growth or throughout the incubation period, which have shown to be promising compounds for in vivo assays.