Síntese e avaliação da atividade fitotóxica de 8- oxabiciclo[3.2.1]oct-6-en-3-ona substituídos e de ozonídeos derivados

Abstract

A artemisinina é uma lactona sesquiterpênica isolada das folhas de Artemisia annua L. Já foi demonstrado que essa lactona exibe atividade fitotóxica contra várias espécies de plantas monocotiledôneas e dicotiledôneas. Essa atividade biológica observada tem sido associada com a presença da ligação endoperóxido na estrutura desse composto. No presente trabalho, uma série de ozonídeos, possuindo a ligação endoperóxido, foi sintetizada e avaliada em termos de suas atividades fitotóxicas. Os ozonídeos foram preparados a partir de 8-oxabiciclo[3.2.1]oct-6-en-3-ona substituídos, que foram obtidos via reação de cicloadição [4+3] entre cátions oxialílicos e furanos. O carbocátion, por sua vez, foi gerado in situ a partir da 2,4-dibromopentan-3-ona. Nove ozonídeos foram obtidos: 2,3-exo,5-exo-6-tetrametil-8,9,10,11- tetraoxatriciclo[5.2.1.12,6]undecan-4-ona (100%), 2,3-exo, 5-exo-trimetil-8,9,10,11-tetraoxatriciclo[5.2.1.12,6]undecan- 4-ona (100%), 1,2,3-exo,5-exotetrametil-8,9,10,11- tetraoxatriciclo[5.2.1.12,6]undecan-4-ona (7%), 2-acetil-3- exo,5-exo-dimetil-8,9,10,11-tetraoxatriciclo[5.2.1.12,6]undecan-4-ona (98%), 2-etil,3-exo,5-exo-dimetil-8,9,10,11- tetraoxatriciclo[5.2.1.12,6]undecan-4-ona (100%), 3-exo,5- exo-dimetil-8,9,10,11-tetraoxatriciclo[5.2.1.12,6]undecan-4- ona (99%), 2,3-exo,5-exo-trimetil-1-(metoxicarbonil)- 8,9,10,11-tetraoxatriciclo [5.2.1.12,6]undecan-4-ona (50%), 1-hidroximetil-2,3-exo,5-exo-trimetil-8,9,10,11- tetraoxatriciclo[5.2.1.12,6]undecan-4-ona (75%) e 2,3-exo, 5-exo-trimetil-1-(metoximetil)-8,9,10,11-tetraoxatriciclo [5.2.1.12,6]undecan-4-ona (100%). As atividades fitotóxicas dos ozonídeos sintetizados, bem como dos 8- oxabiciclo[3.2.1]oct-6-en-3-ona substituídos, foram avaliadas sobre a germinação e o crescimento radicular de sorgo (Sorghum bicolor L.) e pepino (Cucumis sativus L.), nas concentrações de 7,5 x 10-4 mol L-1 e 7,5 x 10-5 mol L-1. Entre os oxabiciclos, a substância mais fitotóxica foi a 7- (metoxicarbonil)-1,2α,4α-trimetil-8-oxabiciclo[3.2.1]oct-6-en- 3-ona, inibindo o crescimento radicular de pepino e sorgo em 34,3 e 53,0%, respectivamente, a 7,5 x 10-4 mol L-1. Entre os ozonídeos, a maior atividade fitotóxica foi provocada pelo composto 2,3-exo,5-exo-6-tetrametil-8,9,10,11- tetraoxatriciclo[5.2.1.12,6] undecan-4-ona, que inibiu o crescimento de sorgo em 48,3% a 7,5 x 10-4 mol L-1.

Artemisinin is a sesquiterpene lactone isolated from the leaves of Artemisia annua L. It has been demonstrated that this lactone exhibits phytotoxic activity against various monocotyledonous and dicotyledonous species. The observed biological activity has been associated with the presence of the endoperoxide moiety in the structure of this compound. In the present investigation, a series of ozonides, possessing the endoperoxide moiety, was synthesized and evaluate in terms of their phytotoxic activities. The ozonides were prepared from the 8-oxabicyclo[3.2.1]oct-6-en-3-one derivates, which were obtained via [4+3] cycloaddition between oxyallyl carbocation and pertinent furans. The carbocation, in turns, was generated in situ from the 2,4-dibromopentan-3-one. Nine ozonides were obtained namely: 2,3-exo,5-exo-6- tetramethyl-8,9,10,11-tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6]undecan- 4-one (100%), 2,3-exo,5-exo-trimethyl-8,9,10,11- tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6]undecan-4-one (100%), 1,2,3- exo,5-exo-tetramethyl-8,9,10,11-tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6]undecan-4-one (7%), 2-acetyl-3-exo,5-exo-dimethyl- 8,9,10,11-tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6] undecan-4-one (98%), 2-ethyl,3-exo,5-exo-dimethyl-8,9,10,11-tetraoxatricyclo [5.2.1.12,6]undecan-4-one (100%), 3-exo,5-exo-dimethyl- 8,9,10,11-tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6]undecan-4-one (99%), 2,3-exo,5-exo-trimethyl-1-(methoxycarbonyl)-8,9,10,11- tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6]undecan-4-one (50%), 1-hydroxymethyl-2,3-exo,5-exo-trimethyl-8,9,10,11- tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6] undecan-4-one (75%), 2,3-exo, 5-exo-trimethyl-1-(methoxymethyl)-8,9,10,11- tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6]undecan-4-one (100%). The phytotoxic activity of the synthesized ozonides as well as the 8-oxabicyclo[3.2.1]oct-6-en-3-one derivates, was evaluated against sorghum (Sorghum bicolor L.) and cucumber (Cucumis sativus L.), at 7.5 x 10-4 mol L-1 and 7.5 x 10-5 mol L-1. Among the oxabicyclos, the most phytotoxic substance was 7-(methoxycarbonyl)-1,2α,4α-trimethyl-8-oxabicyclo[3.2.1]oct-6-en-3-one, inhibiting the root growth of cucumber and sorghum by 34.3% and 53.0%, respectively, at 7.5 x 10-4 mol L-1. Concerning the ozonides, the best result was achieved with compound 2,3-exo,5-exo-6-tetramethyl-8,9,10,11- tetraoxatricyclo[5.2.1.12,6]undecan-4-one which inhibited root growth of sorghum by 48.3% at 7.5 x 10-4 mol L-1.