Síntese e avaliação das atividades leishmanicida, citotóxica, fungicida e inseticida de derivados da vanilina contendo o núcleo 1,2,3- triazólico e obtenção de novos derivados 1,2,3-triazólicos do eugenol

Abstract

Vanilina (4-hidroxi-3-metoxibenzaldeído) e eugenol (4-alil-2-metoxifenol) são duas substâncias fenólicas naturais, que possuem atrativas atividades biológicas e que podem ser utilizadas como material de partida para a obtenção de novos derivados potencialmente bioativos. Os compostos triazólicos constituem uma classe de substâncias que apresentam um amplo espectro de bioatividades e que vêm atraindo a atenção de vários grupos de pesquisa. O presente trabalho teve por objetivo sintetizar uma série de derivados da vanilina e do eugenol contendo o núcleo 1,2,3-triazólico e avaliar bioatividades dos primeiros. Para a síntese de vinte e dois derivados da vanilina, foram empregadas reações S N 2 e a reação de cicloadição catalisada por Cu(I) (reação ―click‖) entre diferentes azidas benzílicas e os alquinos terminais 3-metoxi-4-(prop-2-in-1-iloxi)benzaldeído (2) e 3-metoxi-4- (pent-4-in-1-iloxi)benzaldeído (3). A reação ―click‖ correspondeu à etapa chave envolvida na preparação dos derivados da vanilina e nesta etapa os compostos foram obtidos com rendimentos variando de 60% a 91%. Os compostos sintetizados foram caracterizados via espectroscopia de IV, RMN de H e de 13 C e por espectrometria de massas de alta resolução. Uma vez sintetizados, estes derivados foram submetidos a testes de avaliação de suas atividades leishmanicida, citotóxica, fungicida e inseticida. A avaliação da atividade leishmanicida dos derivados triazólicos da vanilina contra Leishmania amazonensis mostrou que o composto 3- metoxi-4-(3-(1-(4-nitrobenzil)-1H-1,2,3-triazol-4-il)propoxi)benzaldeído (7b) foi o mais ativo, apresentando valores de IC 50 iguais a 1,1 e 4,2 µmol L -1 contra as formas promastigotas e amastigotas, respectivamente. Considerando exemplos descritos na literatura sobre efeitos citotóxicos da vanilina contra diferentes linhagens de células cancerígenas, realizou-se também uma avaliação da atividade citotóxica desses compostos contra as linhagens celulares B16F10 (melanoma metastático murino), Jurkat (leucemia linfoblástica aguda) e MDA-MB-231 (adenocarcinoma de mama). De modo geral, os resultados obtidos mostraram que os derivados triazólicos da vanilina avaliados apresentaram pouca eficácia em inibir a viabilidade da linhagemcelular MDA-MB-231. No entanto, os compostos 4-((1-(4-isopropilbenzil)-1H-1,2,3- triazol-4-il)metoxi)-3-metoxibenzaldeído (6a), 4-((1-(4-iodobenzil)-1H-1,2,3-triazol-4- il)metoxi)-3-metoxibenzaldeído (6e), 4-((1-(4-bromobenzil)-1H-1,2,3-triazol-4- il)metoxi)-3-metoxibenzaldeído (6f) e 3-metoxi-4-((1-(4-(trifluorometoxi)benzil)-1H- 1,2,3-triazol-4-il)metoxi)benzaldeído (6j) foram ativos em termos de redução da viabilidade celular da linhagem B16F10, apresentando valores moderados de citotoxicidade. Dentre os derivados mencionados, o mais promissor foi o 4-((1-(4- iodobenzil)-1H-1,2,3-triazol-4-il)metoxi)-3-metoxibenzaldeído (6e) que reduziu a viabilidade celular da linhagem B16F10 em aproximadamente 70% na concentração de 100 µmol L -1 . Considerando a linhagem celular Jurkat, os compostos 3-metoxi-4- ((1-(4-(trifluorometoxi)benzil)-1H-1,2,3-triazol-4-il)metoxi)benzaldeído (6j), 4-(3-(1-(4- iodobenzil)-1H-1,2,3-triazol-4-il)propoxi)-3-metoxibenzaldeído (7e) e 3-metoxi-4-(3- (1-(4-(trifluorometoxi)benzil)-1H-1,2,3-triazol-4-il)propoxi)benzaldeído (7j) apresentaram inibição da viabilidade celular entre 40%-65%. Com relação à atividade fungicida, os compostos avaliados contra diferentes espécies de fungos apresentaram atividade inferior aos fármacos comerciais (itraconazol e anfotericina B) usados como controle positivo nos ensaios de avaliação da atividade fungicida. Porém foi possível observar que alguns derivados triazólicos apresentaram melhor eficácia do que a vanilina. Os derivados da vanilina também foram avaliados contra a espécie de inseto Drosophila suzukii. No entanto, os compostos apresentaram baixa eficácia contra esta espécie (os compostos mais ativos apresentaram porcentagem de mortalidade em torno de 5%). Na presente investigação, também foi desenvolvida uma nova rota sintética para a preparação de novos derivados triazólicos do eugenol. Neste caso, reações de epoxidação, de abertura de anel de epóxido e a reação ―click‖ foram usadas para a obtenção de dezesseis novos derivados do eugenol. Mais uma vez, a etapa chave envolvida na síntese dos derivados do eugenol foi a reação ―click‖ entre a azida (±) 4-(3-azido-2-hidroxipropil)- 2-metoxifenol (9) e diferentes alquinos terminais, sendo as substâncias obtidas nesta etapa com rendimentos variando de 68% a 89%. Esta rota sintética poderá ser utilizada para a obtenção de um número maior de derivados do eugenol e avaliação de suas bioatividades. Assim, na presente investigação demonstrou-se a viabilidade de utilização da vanilina e do eugenol para a obtenção de novas substâncias triazólicas e que no caso da vanilina foram exploradas com respeito a quatro bioatividades.Palavras-chave: Vanilina. Eugenol. 1,2,3-triazol. Leishmanicida. Citotoxicidade. Fungicida. Inseticida.

Vanillin (4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde) and eugenol (4-allyl-2-methoxyphenol) are phenolic natural compounds that present attractive biological activities and can be used as starting materials for the preparation of potentially bioactive compounds. The triazoles are another class of compounds that presents several biological activities and that has attracted the attention of several research groups. The present investigation aimed to prepare a series of vanillin and eugenol derivatives bearing 1,2,3-triazolic portions. The vanillin derivatives had their bioactivities evaluated. The synthesis of twenty-two vanillin derivatives was achieved using S N 2 and copper(I) catalyzed dipolar cycloaddition (click reaction) reactions. The click reaction between different benzylic azides and the alkynes 3-methoxy-4-(prop-2-yn-1- yloxy)benzaldehyde (2) and 3-methoxy-4-(prop-2-yn-1-yloxy)benzaldehyde (3) was the crucial step involved in the preparation of vanillin derivatives. Considering the cycloaddition step, the derivatives were obtained within the 60% -91% range. The compounds were fully characterized by IR and NMR ( 1 H and 13 C) spectroscopies as well as high-resolution mass spectrometry. The leishmanicidal evaluation of vanillin triazolic derivatives against Leishmania amazonensis revealed that the most active compound corresponded to 3-methoxy-4-((1-(4-nitrobenzyl)-1H-1,2,3-triazol-4- yl)methoxy)benzaldehyde (7b), which presented IC 50 equal to 1.1 µmol L -1 and 4.2 µmol L -1 , respectively, on promastigote and amastigote forms. Considering the previous reports on the cytotoxic activity of vanillin against different cell lines, the cytotoxicity of the vanillin derivatives was assessed on B16F10 (murine melanoma), Jurkat (human T-cell leukemia), and MDA-MB-231 (metastatic breast cancer) cell lines. As a general trend, the vanillin triazolic derivatives presented low efficacy in reducing MDA-MB-231 cell viability. On the contrary, the compounds 4-((1-(4- isopropylbenzyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)methoxy)-3-methoxybenzaldehyde (6a), 4-((1- (4-iodobenzyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)methoxy)-3-methoxybenzaldehyde (6e), 4-((1-(4- bromobenzyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)methoxy)-3-methoxybenzaldehyde (6f), and 4-((1- (4-trifluoromethoxybenzyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)methoxy)-3-methoxybenzaldehyde(6j) presented moderate activity on B16F10 cell line, being 6e the most active reducing 70% of cell viability at 100 µmol L -1 . Regarding Jurkat cell line, the substances 4-((1-(4-trifluoromethoxybenzyl)-1H-1,2,3-triazol-4-yl)methoxy)-3- methoxybenzaldehyde (6j), 4-((1-(4-iodobenzyl)-1H-1,2,3-triazol-4- yl)propoxy)benzaldehyde (7e) e 4-((1-(4-trifluoromethoxybenzyl)-1H-1,2,3-triazol-4- yl)propoxy)benzaldehyde (7j) were the most efficient ones reducing cell viability within the 40%-65% range at 100 µmol L -1 . The fungicide activity evaluation of vanillin derivatives against different fungus species showed that they are less effective than the commercial fungicides itraconazole and amphotericin B. However, some of the derivatives present superior activity than vanillin. When evaluated against the insect species Drosophilla suzukii, it was found that the derivatives presented very low efficiency against it (the most active compounds displayed mortality around 5% in the biological assays). In the present investigation, a synthetic route to prepare new 1,2,3-triazolic compounds from eugenol was also developed. In this case, epoxidation, epoxide ring-opening, and click reaction were the transformations utilized for the synthesis of sixteen new eugenol derivatives. Once again, the click reaction between the azide (±)-4-(3-azido-2-hydroxypropyl)-2- methoxyphenol (9) and different alkynes was the fundamental step in the synthetic route. For this step, the compounds were obtained with yields ranging from 68% to 89%. This synthetic pathway can be used for the preparation of a higher number of eugenol derivatives and these, in turn, can be subsequently evaluated for their bioactivities. Thus, the present work demonstrated the viability of using vanillin and eugenol for the synthesis of new compounds. In the case of vanillin, the compounds were explored concerning their biological activities. Keywords: Vanillin. Eugenol. 1,2,3-triazole. Leishmanicide. Cytotoxicity. Fungicide. Insecticide.