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Bases de Mannich têm sido sintetizadas como pró-fármacos de cetonas α,β-insaturadas, 22, 20 sendo estas importantes no tratamento do câncer. 20 Assim, toma-se de interesse o desenvolvimento de estudos de QSAR envolvendo bases de Mannich com propriedades citotóxicas e/ou anticâncer, contribuindo-se, para o entendimento da(s) interação(ões) destes compostos (agentes alquilantes) no sistema biológico. 40, 5, 36, 53 Neste trabalho, destinado a dissertação de mestrado, foram preparadas e purificadas por métodos triviais descritos na literatura 8 47 duas séries de derivados de bases de Mannich, a saber: nove cloretos de 3-(dimetilamino)-propiofenonas-4-X-substituidas (série I, compostos I.1 a I.9), e seis dos correspondentes iodetos de 3-(trimetilamino )propiofenonas-4-X-substituídas (série II, compostos II.1 a II.6). Destes, quatro não estão descritos na literatura. A seleção dos substituintes foi feita visando obter intercorrelações não significativas entre os correspondentes valores dos parâmetros físico-químicos analisados (π, σp e MR4). 45 Outro critério considerado, se refere as faixas de variação para cada parâmetro físico-químico analisado. 62, 31, 15 Para a série II, estes critérios foram parcialmente contemplados. Em seguida, para cada composto preparado, foram determinados experimentalmente e/ou retirados da literatura 45 e/ou calculados parâmetros parâmetros fisico-químicos/estruturais descritores de propriedades, respectivamente: hidrofóbicas/lipofílicas (π, logPcalc e logP app (sendo os valores este último determinados somente para os compostos da serie I)); eletrônicas/polares (σp, σp+, σp-, σI, σR, T, R, γ13C=0 e νC=0) e, ainda aquela relativa à polarizabilidade (MR4). Como parâmetro biológico para os compostos das series I e II foram determinados os valores da potência citotóxica, expressos por log(1/IC50). A seguir, com o objetivo de se desenvolver estudos de QSAR, aplicando a abordagem tradicional 40 para os compostos respectivamente das séries I e II, e a abordagem mista, 62, 63, 53 que considera as duas séries conjuntamente, foram propostos respectivamente modelos expressos pelas equações IV.4 e IV.6: log(1/IC50)= -0,27(±0,23)δ13C=0 -0,48(±0,35)logPcalc + 56,32(±44,30) eq.IV.4 (n=9;r=0,87;s=0,17;F=9,23;Q2=0,36;SPRESS=0,28) log(1/IC50)=-0,56(±0,27)π+0,35(±0,29)MR4+0,23(±0,22)I[N(Me)3]+-I+1,53(±0,22) eq.IV.6 (n=15;r=0,82;s=0,18;F=7,64;Q2=0,43;SPRESS=0,24 Primeiramente, através da análise do modelo expresso pela equação IV.4 foi possível avaliar as naturezas e contribuições relativas dos parâmetros estruturais responsáveis pela citotoxicidade dos compostos da série I. Em seguida, através da análise do modelo expresso pela equação IV.6 foi possível avaliar a contribuição dos parâmetros físico-químicos, bem como a contribuição da variação estrutural existente entre as séries I e II, responsáveis pela citotoxicidade dos compostos. A interpretação e significado de I[N(Me)3]+I-, que assume valor 0 para os compostos da série I e valor 1 para os compostos da série II, foi discutida em termos estruturais. Nenhum modelo com significado estatístico foi obtido para os compostos da série II. E, tanto para a série I, bem como para as séries I e II, a aplicação dos modelos tanto parabólico como bilinear não resultou em correlações estatisticamente significativas. Pela análise dos modelos foi possível, pelo menos em parte, o entendimento da(s) interação(ões) dos derivados de bases de Mannich no sistema biológico. 40, 5, 36, 53. Mannich bases have been used as prodrugs of α,β-unsaturated ketones that are important in the cancer therapy 80, 22. In this way, a QSAR study 20, 81 was performed with two sets of Mannich bases derivatives, namely: 3-(dimethylamine)-propiophenon-4-X-substituted hydrochlorides (set I, composed of nine derivatives) and 3-(trimethylamine)propiophenon-4-X-substituted iodines (set II, composed of six derivatives). The sets I and II were prepared by trivial methods described in the literature 58,8. For each compound the physicochemical/structural descriptors, hydrophobic/lipophilic (π, logPcalc and logP app (it was determined only for set I), electronic/polar (σp, σp+, σp-, σI, σR, T, R, γ13C=0 e νC=0) and the polarizability related (MR4), were determined experimentally and/or calculated and/or obtained from the literature 7. The biological parameter was the cytotoxic potency, expressed by values of log(1/IC50). In order to investigate 1he interaction of this class of compounds wi1h the biological system a QSAR study was performed 20, 81. The most significant QSAR models obtained for set I and sets I and II altogether, were expressed respectively by equations 1 and 2. log(1/IC50)= -0,27(±0,23)δ13C=0 -0,48(±0,35)logPcalc + 56,32(±44,30) eq.1 (n=9;r=0,87;s=0,17;F=9,23;Q2=0,36;SPRESS=0,28) log(1/IC50)=-0,56(±0,27)π+0,35(±0,29)MR4+0,23(±0,22)I[N(Me)3]+-I+1,53(±0,22) eq.2 (n=15;r=0,82;s=0,18;F=7,64;Q2=0,43;SPRESS=0,24 To equation 2 was included an variable indicator I[N(Me)3]+I- that assumed the value 0 for set I compounds and the value of 1 for set II compounds. The interpretation and meaning of I[N(Me)3]+I-, were discussed in structural terms. No significant models were obtained for the compounds of the set II. For set I and sets I and II altogether, the application of the parabolic and the bilinear models were verified and showed to be not statistically significant.

Nesta tese apresentamos um estudo sistemático da reação de alquinilação de teluretos Z-vinílicos promovida por PdCl2 e CuI. O sucesso de tal reação foi dependente da quantidade de PdCl2 empregado, por outro lado, o sal de cobre (I) não apresentou influência significativa sobre o curso da reação. Posteriormente, empregando PdCl2 em quantidades catalíticas, vários agentes oxidantes ou aditivos foram testados. No entanto, o resultado mais significativo foi obtido quando CuCl2 foi usado na presença de ar. Este resultado deu origem a uma nova metodologia para a alquinilação de teluretos Z-vinílicos, que emprega PdCl2 em quantidade catalítica e CuCl2 em excesso. Adicionalmente, um mecanismo para a reação desenvolvida foi proposto com base em experimentos realizados empregando espectroscopia de massas. Tendo em vista o alto custo dos reagentes de paládio, foram implementadas metodologias para promover a formação de ligações carbono-carbono, usando teluretos vinílicos e reagentes organometálicos na presença de quantidades catalíticas de complexos de níquel (II). Na última etapa do nosso trabalho, teluretos Z-vinílicos quirais foram sintetizados usando biocatálise como ferramenta, sendo posteriormente submetidos à reação de acoplamento resultando em álcoois enínicos de configuração Z quirais. A seqüência de reações foi testada inicialmente em sua versão racêmica. In this thesis we report a systematic study concerning the alkynylation of Z-vinylic telurides promoted by PdCl2 and CuI. The performance of such reaction was dependent of the amount of PdCl2 employed. On the other hand, the copper (I) salt did not show significant influence in the course of the reaction. Afterwards, employing PdCl2 in catalytic amounts, several oxidizing agents or additives were tested. The most significant result was obtained when CuCl2 was used in the presence of air. This finding brought to light a new methodology for alkynylation of Z-vinylic telurides that employs catalytic amount of PdCl2 and CuCl2 excess. In addition, a mechanism for the new reaction has been proposed with basis in the data obtained by mass spectrometric experiments. In view of the high cost of the palladium reagents, we developed methodologies that promote the formation of carbon-carbon bonds by using vinylic tellurides and organometallic reagents in the presence of catalytic amounts of nickel (II) complexes. In the last stage of our work, chiral Z-vinylic tellurides were synthesized by using biocatalysis as a tool. After that, the chiral tellurides were submitted to the coupling reaction affording chiral enynic alcohos with Z configuration. The reaction sequence was tested initially in its racemic version.

O câncer é uma das principais causas de morte no mundo sendo, atualmente, a segunda principal causa de morte, perdendo apenas para as doenças cardiovasculares, tornando-se um grande desafio para as autoridades de saúde pública. No Brasil são estimados 625000 novos casos desta enfermidade para o triênio de 2020-2022. Nesse cenário, vários alvos epigenéticos são considerados alternativas no desenvolvimento de inibidores para a terapia do câncer devido serem identificados e relacionados com a carcinogênese, incluindo modificações no perfil de metilação do DNA e modificações de histonas como a metilação, acetilação e fosforilação. Dentre estas modificações, a metilação de histonas é regulada reversivelmente por histonas metiltransferases e desmetilases. A enzima desmetilase lisina-específica 1 (LSD1) foi a primeira histona desmetilase caracterizada e catalisa a remoção de grupos metila das lisinas 4 e 9 da histona H3 (H3K4 e H3K9), utilizando o FAD como cofator. Superexpressa em vários tumores de alto risco e tendo seus níveis correlacionados com a reincidência do tumor durante o tratamento, a LSD1 apresenta papel fundamental na tumorgênese. Portanto, tem sido considerado um alvo biológico promissor no desenvolvimento de novos fármacos para terapêutica contra o câncer. Sendo assim, neste trabalho, a partir de dados de triagem virtual baseado neste alvo biológico, selecionou-se um hit, o qual foi utilizado como protótipo para o planejamento de análogos visando melhorar as características farmacológicas, pois possuem grupos químicos passíveis das mesmas interações com o alvo. Foram sintetizadas 16 moléculas, sendo 7 compostos finais inéditos derivados carboxamídicos e 9 derivados sulfonamídicos. Todos os compostos foram caracterizados por RMN (1H e 13C), espectrometria de massas de alta resolução, espectroscopia de infravermelho, ponto de fusão, polarímetro e a pureza dos compostos foi avaliada por CLAE. Os compostos finais foram submetidos ao ensaio enzimático frente à LSD1, acoplado a Enzima Horseradish Peroxidase (EHP), mostrando que apenas o composto 4g apresentou atividade inibitória de 64% e 57% em 50 µM e 500 µM respectivamente. No ensaio de viabilidade celular na linhagem HEL (linhagem leucêmica) os 16 compostos (4a- 4g, 5a-5d e 6a-6d) apresentaram-se ativos com valores de CI50 na faixa de 5,3 µM a 20,25 µM. Os compostos mais potentes foram os 4e (CI50 = 6,9 µM), 5d (CI50 =5,30 µM) e 6ª (CI50 =6,61 µM), evidenciando que os compostos possuem elevada potência, tornando-se moléculas promissoras em linhagens leucêmicas. Os estudos de ancoramento molecular com a LSD1 sugeriram que a mudança de orientação do composto 4g, permitiu que o grupo benzila da porção benzilamida faça interação com os resíduos PHE560 e TYR807 no bolso hidrofóbico, o que possivelmente acarretou um bloqueio na entrada da cavidade, permitindo a inibição pelo composto. Cancer is one of the leading causes of death in the world and is currently the second leading cause of death, second only to cardiovascular disease, making it a major challenge for public health authorities. In Brazil, approximately, 625000 new cases of this disease are estimated for the 2020-2022 period. In this scenario, several epigentic targets are considered alternatives in the development of inhibitors in cancer therapy, since they are identified and related to carcinogenesis, including changes in the DNA methylation profile and changes in histones such as methylation, acetylation and phosphorylation. Among these modifications, histone methylation is reversibly regulated by histones methyltransferases and demethylases. Lysine-specific demethylase1 (LSD1) was the first histone demethylase characterized and catalyzes the removal of methyl groups from lysines 4 and 9 of histone H3 (H3K4 and H3K9), using FAD as a cofactor. LSD1 has been found to be overexpressed in several high-risk tumors and these levels are correlated with tumor recurrence during treatment. Therefore, it has been considered a promising biological target in the development of new drugs with therapeutic potential against cancer. Thus, in this work, the virtual screening technique based on the biological target was used to discover LSD1 interactions, and then based on the hit found, we propose to synthesize compounds that have chemical groups susceptible to such interactions, seeking to evaluate the enzymatic activity in LSD1 enzyme. Were synthesized 16 molecules, 7 of which are unpublished final compound derived from carboxamides and 9 sulfonamide derivatives. All compounds were characterized by NMR (1H and 13C), high resolution mass spectrometry, infrared spectroscopy, melting point, polarimeter and the purity of the compounds was assessed by CLAE. The final compounds were subjected to enzymatic assays Against LSD1, coupled with enzime Horseradish Peroxidase (HRP), showing that only the 4g compound showed 64% and 57% inhibitory activity in 50 µM and 500 µM respectively. In the cell viability assay in the HEL line (Leukemic line) the 16 compounds (4a-4g, 5a-5d and 6a-6d) were active with IC 50 values in the range of 5.3 µM to 20.25 µM. The most potent compounds were 4e (CI50 = 6.9 µM), 5d (CI50 = 5.30 µM) and 6a (CI50 = 6.61 µM), showing that the compounds have high potency, becoming promising molecules in leukemic lines. Docking studies with LSD1 suggested, that the change in orientation of the 4g compound allows the benzyl group of the benzylamide portion to interact with the PHE560 and TYR807 residues in the hydrophobic pocket, which possibly cause a block in the entrance of the cavity, allowing the inhibition by the compound. Thus, the results obtained indicate that the class of compounds described is likely to continue to be investigated, both in the search for new LSD1 inhibitory hits based on the structure of the 4g compound, how to deepen the studies with 16 compounds of the present work in the performance of more specific tests in leukemic cells, in order to unravel the mechanism of action and possible targets.

Apesar da grande relevância médica e social, e por serem responsáveis por grande parte das mortes em países subdesenvolvidos e em desenvolvimento as doenças negligenciadas (DN), ainda, não apresentam terapêutica eficaz. Dentre as diversas DN, doenças como a doença de Chagas, a Leishmaniose visceral e a malária, se destacam no cenário nacional, por terem alta incidência e prejuízos sociais. Os fármacos disponíveis para o tratamento destas parasitoses, apresentam alta toxicidade e, em alguns casos, resistência por parte dos parasitas. Assim sendo, faz-se necessário o planejamento e desenvolvimento de novos agentes quimioterápicos mais seguros e eficazes. Dentre as diferentes estratégias de planejamento de fármacos, selecionamos o planejamento de fármacos baseado na estrutura do ligante - LBDD (Ligand-Based Drug Design) - como base para desenvolvimento deste trabalho. Nesta estratégia, utiliza-se o conhecimento de moléculas (ligantes) e de suas atividades biológicas conhecidas previamente determinadas experimentalmente, como protótipos para a busca de novas entidades químicas com atividade biológica semelhante ou melhorada. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo a síntese e avaliação biológica de moléculas bioativas para o tratamento de doenças parasitárias. Baseando-se no conhecimento prévio da atividade antiparasitária de compostos carbonílicos α,β-insaturados e hidrazonas, foram sintetizados séries de compostos destas classes químicas na busca de novos agentes quimioterápicos. Os compostos obtidos foram avaliados contra a forma epimastigota de Trypanosoma cruzi, promastigota de Leishmania donovani, amastigota de Leishmania infantum e, também, determinou-se o seu grau de citotoxicidade (CC50) frente a células de macrófago humanos diferenciado (THP-1). As 31 moléculas obtidas foram caracterizadas por técnicas de ponto de fusão, RMN 1H e RMN 13C e avaliada sua pureza por HPLC. Os compostos da classe da cinamoil-hidrazonas apresentaram-se como promissores antiparasitários, mostrando atividade frente a forma promastigota (Leishmania donovani), 4 dos 12 compostos foram ativos (IC50= 1,27 - 13,68 µM) e frente a forma amastigota (Leishmania infantum), 10 dos 12 compostos apresentaram atividade (9,09 - 63,5 µM). Mesmo apresentando citotoxicidade moderada (CC50 = 8,83 - 87,47 µM), os compostos obtiveram valores inferiores ao fármaco de referência (doxorubicina: CC50 = 0,26 µM). Diante do exposto, o planejamento de fármacos realizado por LBDD mostrou-se bem-sucedido, pois a classe de cinamoil-hidrazonas mostrou-se promissora como antiparasitários, visto sua atividade na escala de baixo micromolar e moderada citotoxicidade em células humanas. Esses resultados assinalam que a classe de compostos descrita está passível a continuar sendo investigada no intuito de aprimorar os protótipos obtidos na busca de novos agentes quimioterápicos antiparasitários e desvendar os mecanismos de ação leishmanicida. Despite to the great medical and social relevance and the amount of deaths in underdeveloped and developing countries, neglected diseases (ND) still do not have an effective therapy. Among the various ND, illnesses such as Chagas disease, visceral leishmaniasis and malaria holds a great importance in the Brazilian scenario due to high incidence and social damage. The drugs available for the treatment of these parasitosis present high toxicity and, in some cases, resistance by the pathogens. Thus, the planning and development of new, safer and more effective chemotherapeutic substances are urgent needed. Among the different drug planning strategies, we selected ligand-based drug design (LBDD) as the basis for the development of this work. In this strategy, we use the knowledge of molecules (ligands) and their known biological activities previously determined experimentally, as prototypes to search for new chemical entities with similar or improved biological activity. Therefore, the present work aimed the synthesis and biological evaluation of bioactive molecules for the treatment of parasitic diseases. Based on previous knowledge of the antiparasitic activity of α,β-unsaturated and hydrazone carbonyl compounds, series of compounds of these chemical classes were synthesized in search of new chemotherapeutic agents. The compounds obtained were evaluated against the epimastigote form of Trypanosoma cruzi, Leishmania donovani promastigote, Leishmania infantum amastigote and their cytotoxicity (CC50) against differentiated human macrophages (THP-1). The 31 molecules obtained were characterized by melting point, 1 H NMR and 13C NMR techniques and their purity were characterized by HPLC. The cinnamoyl hydrazone class compounds showed promising antiparasitic activity, showing activity against promastigote form (L. donovani), 4 of 12 compounds were active (IC50 = 1.27 - 13.68 µM) and amastigote form (L. infantum), 10 of the 12 compounds showed activity (9.09 - 63.5 µM). Even presenting moderate cytotoxicity (CC50 = 8.83 - 87.47 µM), the compounds had values below the reference drug (doxorubicin: CC50 = 0.26 µM). Considering the results, LBDD drug planning proved to be successful and the class of cinnamoyl hydrazones were promising as antiparasitics due to its activity in low micromolar scale and moderate cytotoxicity in human cells. These results indicate that the described class of compounds can be further investigated in order to improve the prototypes obtained in the search for new antiparasitic chemotherapeutic agents and to unravel the mechanisms of action of leishmanicidal molecules.

Nos últimos anos, houve um aumento considerável dos estudos envolvendo o núcleo indolizínico, um entre os milhares de heterociclos existentes, sendo 2012 o ano de maior destaque, com 102 publicações. Esse crescente interesse é atribuído principalmente à busca por novos substratos funcionalizados que apresentem características medicinais e biológicas. Todavia, as indolizinas ainda são pouco exploradas se comparadas a outros núcleos heterocíclicos, principalmente no que diz respeito a sua funcionalização por emprego de reagentes organometálicos. Desta forma, o objeto deste trabalho foi o estudo da reatividade de diversas indolizinas perante diferentes organometálicos, por meio de reações de metalação dirigida, troca iodo-magnésio e acoplamento cruzado de Negishi com o intuito de construir indolizinas polifuncionalizadas. Assim sendo, inicialmente foi estudada a reatividade de bases organometálicas diante de algumas indolizinas e as reações de seus intermediários organometálicos com uma variedade de eletrófilos. Para tanto, as indolizinas foram divididas por posicionamento das funcionalizações, ou seja, indolizinas funcionalizadas na posição 1 do anel (-CO2Et, -CO2tBu e CN), indolizinas funcionalizadas na posição 2 do anel (-CO2Et, CN) e indolizinas funcionalizadas nas posições 1 e 3 do anel. Na sequência, foram estudadas as reações de troca iodo-magnésio diante das indolizinas funcionalizadas nas posições 1 e 3 e, por último, as reações de metalação dirigida com os substratos 2-arilindolizínicos seguidas por reações de acoplamento cruzado de Negishi. As moléculas sintetizadas nesta última etapa, por terem apresentado fortes propriedades fluorescentes, foram submetidas a um estudo minucioso sobre essas características. Essas estratégias sintéticas desenvolvidas no presente trabalho foram altamente eficientes, permitindo o preparo de uma série de compostos com grande diversidade estrutural, sendo sintetizadas 64 indolizinas polifuncionalizadas inéditas e 11 indolizinas polifuncionalizadas já descritas na literatura por meio de outras metodologias, com rendimentos variando de 15% a 87%. In recent years, there has been a considerable increase in studies involving the indolizinic core, one of thousands of existing heterocycles, with 2012 being the most outstanding year, with 102 publications. This growing interest is mainly attributed to the search for new functionalized substrates that have medicinal and biological characteristics. However, indolizines are unexplored when compared to other heterocycles, particularly regarding their functionalization with the use of organometallic reagents. Thus, the object of this work was the reactivity study of several indolizines with different organometallics by means of directed metalation reactions, iodine-magnesium exchange and Negishi cross-coupling, in order to build functionalized poly-indolizines. Therefore, initially, it was investigated the reactivity of organometallic bases upon some indolizines and the reactions of their organometallic intermediates with a variety of electrophiles. To achieve this, indolizines were divided according to their function position, i.e. indolizines functionalized at position 1 of the ring (-CO2Et, CN and -CO2tBu), indolizines functionalized at position 2 of the ring (-CO2Et, CN) and functionalized at positions 1 and 3 of the ring. Furthermore, the iodine-magnesium exchange reactions of indolizines functionalized at positions 1 and 3 were studied and, finally, directed metalation reactions with 2-aryl indolizinic substrates followed by Negishi cross-coupling reactions were performed. The ultimate products of such reactions showed strong fluorescent properties and, for this reason, were subject of detailed studies on these characteristics. The synthetic strategies developed in this research were highly efficient, enabling the preparation of a large number of compounds with structural diversity, having been synthesized 64 novel poly-functionalized indolizines and 11 known poly-functionalized indolizines, with yields ranging from 15% to 87%.

Em 2005, Carolino e colaboradores isolaram uma fração neurotóxida de Averrhoa carambola (carambola) que foi capaz de apresentar sintomas em ratos e camundongos e foi chamada de AcTx. Acredita-se que o aminoácido denominado caramboxina esteja presente nesta fração e seja o metabólito secundário responsável por envenenamento pela ingestão da fruta em pacientes com insuficiência renal crônica. Apesar da estrutura da caramboxina ter sido elucidada por análises espectrométricas, a síntese deste composto visando caracterização estrutural e análise biológica ainda não havia sido realizada. Assim o objetivo deste trabalho foi investigar a síntese total da caramboxina visando sua caracterização estrutural e análise biológica dos compostos obtidos. Quatro rotas foram propostas, três das quais fizeram uso de reagentes organometálicos. Aquela que não fez uso de reagentes organometálicos foi a que se mostrou mais eficiente. In 2005, Carolino and co-workers isolated a neurotoxic fraction of Averrhoa carambola (star fruit) that was able to cause seizures in rats and mice and was named AcTx. It is believed that the amino acid caramboxine, present in this fraction, is one of the secondary metabolites responsible for poisoning by fruit intake by patients with chronic renal failure. Despite its structure has been elucidated by spectrometric analysis, the synthesis of this compound aiming structural characterization and biological evaluation has not been still accomplished. Thus, the objective of this project was the total synthesis of caramboxina aiming their structural characterization and biological testing of the compounds obtained. Four routes have been proposed and investigated, three of them using organometallic reagents. The route that didn\'t use organometallic intermediates appeared to be the most efficient.

Esta tese esta dividida em três capítulos: Primeiro capítulo -­ Resolução cinética enzimática de sulfetos, selenetos e teluretos em CO2 supercrítico. Inicialmente, a estabilidade dos β-hidróxi organocalcogenetos foi avaliada em CO2 supercrítico. Como a variação da pressão e temperatura afeta a densidade do fluído de forma não linear, um estudo sistemático foi realizado para avaliação desses parâmetros, visando altos excessos enantioméricos para os β-­hidróxi-­ sulfetos e -­selenetos, os quais foram determinados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os β-­hidróxi-­teluretos não se apresentaram estáveis sob as mesmas condições. Desta maneira, um novo método para determinar o excesso enantiomérico dos β-­hidróxi-­teluretos foi desenvolvido, utilizando RMN de 125Te. Capítulo 2 -­ Utilização de teluroferrocenos quirais como sondas quirais para a determinação de excessos enantioméricos usando RMN de 125Te. Teluroferrocenos quirais, substituídos por grupos amidas, oxazolinas e aminas foram preparados. Tais moléculas contendo telúrio interagem com amostras quirais, formando complexos diastereoisoméricos, nos quais os átomos de telúrio são submetidos a diferentes ambientes químicos, o que resulta em diferentes deslocamentos químicos para cada complexo diastereoisomérico. A integração dos sinais de 125Te permite a determinação do excesso enantiomérico de amostras quirais. Terceiro capítulo - Calcogenação de olefinas ativadas. Organocalcogenolatos de lítio gerados in situ reagiram com olefinas ativadas. Na presença de uma fonte de prótons, foram formados os calcogenetos β-­funcionalizados. Em meio anidro, o enolato intermediário pode ser capturado com compostos carbonílicos em reações tandem tri-­ componentes, gerando precursores de Morita-­Baylis-­Hillman, quando Y = S, Se. This thesis contains three chapters: 1st chapter - Kinetic enzymatic resolution of sulfides, selenides and tellurides in supercritical CO2. Initialy, the stability of the β-­hydroxy organochalcogenides in suprecritical CO2 was evaluated. As the variation in the pressure and temperature affect the fluid density in a non-­linear way, a systematic study on the influence of these parameters was performed, aiming a high enantiomeric excess for the products. The enantiomeric excesses of the β-­hydroxy sulfides and selenides were determined by high performance chiral liquid chromatography (HPLC). The β-­hydroxy tellurides were not stable under the same conditions. In view of this fact, a new method to determine the enantiomeric excess of the β-­hydroxy tellurides was developed, using 125Te NMR spectroscopy for this end. 2nd chapter - Use of chiral telluroferrocenes as chiral probes for the enantiomeric excess determination using 125Te NMR spectroscopy. Chiral telluroferrocenes, substituted by amides, oxazolines and amines were prepared. These chiral tellurium containing molecules interact with chiral samples, forming diastereomeric transient complexes in which the tellurium atoms are submitted to different chemical environments, what leads to different 125Te chemical shifts for each diastereomeric complex integration of the 125Te NMR spectra allowing the determination of the enantiomeric excess of the chiral samples. 3rd chapter - Chalcogenation of activated olefines. In situ gererated lithium organochalcogenolates were reacted with activated olefines. In the presence of a proton source, the β-functionalized chalcogenides were formed. Under anhydrous conditions, the intermediate enolate can be trapped with carbonyl compounds in a three components process to give precursors of Morita-­Baylis-­Hillman adducts when Y = S, Se.

Nesta tese foram desenvolvidas metodologias sintéticas para a preparação de compostos orgânicos de telúrio empregando reagentes organometálicos. Primeiramente, foi estudada a abertura tipo SN2 de lactonas, por organoiltelurolatos de lítio ou magnésio para obtenção dos respectivos ácidos telurocarboxílicos. Os organoiltelurolatos foram preparados a partir da reação do telúrio elementar com o organometálico desejado, evitando a manipulação de diteluretos alquílicos que apresentam odores desagradáveis. As reações de abertura de lactonas são de fácil execução e levam aos produtos em bons rendimentos (60 - 88 %). Além disso, há a possibilidade de transformação funcional dos produtos para alcoóis, a partir de uma redução in situ, ou para acil derivados, por meio da esterificação de Steglich. Os alcoóis obtidos são precursores sintéticos das respectivas espécies dilitiadas. Adicionalmente, foram preparados teluretos de alquil arila funcionalizados a partir da reação entre alquiltelurolatos de lítio com iodetos de arila catalisada por CuI (5 mol %). Também foi explorada a influência de ligantes, o que levou a um aumento do rendimento das reações testadas. Também foi estudada a reatividade de n-butilteluretos vinílicos e arílicos com reagentes organometálicos. Ou seja, foi estudada a reação de troca telúrio/metal com compostos organoilzinco e organoilmanganês. As reações com compostos de organoilzinco apresentaram resultados insatisfatórios, devido à baixa seletividade de transferência de grupos ligados ao zinco. As reações com compostos de manganês apresentaram bons resultados, com seletividade na transferência de ligantes e bons rendimentos dos produtos de captura dos compostos de organoilmanganês com eletrófilos. Foi estudada também a reação de acoplamento cruzado entre compostos de aril Grignard e teluretos de butil-vinila na presença de cloreto de manganês e iodeto de cobre (MnCl2/CuI). A reação ocorreu com elevada estereosseletividade e com rendimentos de moderados a bons. In this PhD thesis synthetic methodologies for the preparation of organic compounds of tellurium employing organometallic reagents were developed. Initially, the SN2 type opening reaction of lactones by means of lithium or magnesium organotellurolates leading to the corresponding carboxylic acids was studied. The metal organotellurolates were prepared by reacting elemental tellurium with organolithium or Grignard reagents, avoiding the manipulation of bad smelling dialkylditellurides. The opening reactions occured easily, leading to the products in good yields (60 - 88 %). The tellurocarboxylic acids were transformed into alcohols by in situ reduction or into acyl derivatives, by a Steglich esterification. The obtained alcohols are precursors of the corresponding dilithium species by reaction with n-butyllithium. Additionally, functionalized arylbutyltellurides were prepared by reacting lithium alkyltellurolates with functionalized aryl iodides in the presence of CuI (5 mol %). The influence of ligands was also explored, leading to improved yields. It was also investigated the reactivity of vinyl butyltellurides with organometallic reagents. The tellurium/metal exchange reaction with organozinc and organomanganese compounds was studied. The reactions with organozinc compounds presented unsatisfactory results, in view of the low selectivity transfer of the groups linked to zinc. The reaction with organomanganese compounds presented better results in view of the fast Te/Mn exchange reaction, selectivity in the ligand transfer and good yields of the organomanganese capture products with electrophiles. It was also studied the cross-coupling reaction between aryl Grignard reagents and vinyl butyl tellurides in the presence of manganese chloride and copper iodide (MnCl2/CuI). The reaction occuried with high stereosselectivity and in moderate to good yields.

Neste trabalho foi realizada a síntese de amidas, bem como de ácidos e ésteres borônicos, derivados dos aminoácidos L-cistina e L-cisteína, através de rota sintética simples, curta e de baixo custo, com o intuito de busca e a identificação de novo(s) inibidor(es) do proteassomo 20S. Esta classe de compostos possui estrutura que permite a inserção de diversos grupos funcionais, o que confere versatilidade e a construção de biblioteca de compostos que contém partes hidrofílicas e hidrofóbicas importantes para posterior avaliação inibitória. Para tanto, empregou-se rota sintética química convencional e rota biocatalisada para a formação da ligação amida. Os compostos derivados de L-cisteína foram obtidos via síntese clássica de peptídeos a qual forneceu os compostos desejados em rendimentos de até 85%. Por outro lado, tentativas de obtenção das amidas via biocatálise não se mostraram efetivas. Já amidas derivadas de L-cistina foram obtidas em rendimentos de até 79%, via síntese tradicional e até 100% de conversão através de rota biocatalítica. A inserção do átomo de boro nas estruturas se deu utilizando-se metodologias sintéticas já bem estabelecidas na literatura. Os ésteres borônicos derivados de L-cisteína foram obtidos em bons rendimentos (até 78%), enquanto que não foi possível obter-se compostos de boro derivados de L-cistina. Por sua vez, os compostos contendo ácido borônico na estrutura foram sintetizados via reação de hidrólise dos respectivos ésteres borônicos, em rendimentos moderados (até 34%). Após a obtenção dos compostos contendo grupamentos organoboro realizou-se avaliação inibitória dos mesmos frente ao proteassomo 20S. Valores de IC50 iguais a 52 µM foram obtidos para composto derivado de L-cisteína contendo grupamento éster borônico, que se mostraram inibidores moderados e reversíveis. Ácidos borônicos se mostraram sem capacidade de inibir o proteassomo 20S. Adicionalmente, realizaram-se estudos de modelagem molecular com a finalidade de elucidar os resultados obtidos experimentalmente. Inicialmente realizaram-se cálculos de modelagem molecular através da realização de docking de alguns compostos e após geração de modelo farmacofórico. De maneira geral observou-se que os inibidores derivados da L-cisteína não ocupam a mesma cavidade que o fármaco bortezomibe, o que pode explicar a diferença na atividade dos compostos frente à inibição do proteassomo 20S. Também se observou que, tendo-se a interação dos inibidores com a enzima, a vizinhança do átomo de boro tem grande influência na capacidade inibitória, uma vez que estes grupamentos determinam qual a região da cavidade do proteassomo 20S será ocupada pelo inibidor. In our study, amides, boronic acids and esters derivatives from L-cysteine and L-cysteine were synthesized by simple, short and inexpensive synthetic route, in order to search for new inhibitor(s) of the 20S proteasome. This class of compounds has a structure that allows inclusion of various functional groups, giving it versatility and allowing the construction of library compounds containing hydrophilic and hydrophobic moieties, important for further evaluation. To this end, we used conventional chemical synthetic route and biocatalysis for peptide bond formation. The compounds derived from L-cysteine were obtained by classical synthesis of peptides which provided the desired compounds up to 85% yields. On the other hand, attempts to obtain the amides via biocatalysis were not effective. However, amides derived from L-cystine were obtained with up to 79% yields via chemical synthesis and conversion up to 100% using biocatalytic route. The insertion of the boron atom in the structures was possible using synthetic methodologies well established in literature. Boronic esters derived from L-cysteine were obtained in good yields (up to 78%), whereas it was not possible to obtain boron compounds derived from L-cystine. In turn, compounds containing boronic acids in the structure were synthesized by hydrolysis reaction of the respective boronic esters in moderate yields (up to 34%). With organoboron compounds in hand, we turned our attention to inhibitory assessment against the 20S proteasome. IC50 up to 52 µM were obtained when L-cysteine boronic ester derivatives were evaluated. These compounds are moderate and reversible inhibitors. L-cysteine boronic acids derivatives have shown not ability to inhibit the 20S proteasome. Additionally, molecular modeling studies were carried out in order to elucidate the results obtained experimentally. Initially molecular modeling calculations were carried out by performing docking experiments of some compounds. Generation of pharmacophoric model calculations was also executed. In general, it was observed that inhibitors derived from L-cysteine do not occupy the same cavity that drug bortezomib, which may explain the difference in the activity of compounds against the inhibition of 20S proteasome. We also observed that, with the interaction of inhibitors and enzyme, the side chains around boron atom has a great influence on inhibitory capacity, since these groups determine which region of the 20S proteasome cavity is occupied by the inhibitor.

Neste trabalho está descrito a síntese e avaliação biológica de uma série de compostos de selênio(IV) e telúrio(IV). Esta série foi planejada para que diferentes fatores estruturais pudessem ser avaliados e as possíveis relações entre a estrutura e atividade biológica dos compostos pudessem ser determinadas. Para tanto, selênio, telúrio, cloro e bromo foram diferentemente combinados em um esqueleto carbônico simples, contendo ou não um centro assimétrico. Os compostos de interesse foram sintetizados empregando metodologias quimio-enzimáticas, quando necessário, e reações clássicas da química do selênio e telúrio, levando aos compostos de interesse em poucas etapas e com bons rendimentos. No caso dos ensaios biológicos, parâmetros como potência relativa, constante de inibição de segunda-ordem, mecanismo de inibição, CI50 e viabilidade celular foram determinados dentro das possibilidades experimentais envolvendo cada enzima. As possíveis combinações deram origem a 12 compostos que foram avaliados como inibidores de cisteíno catepsinas B, K, V e S onde a potência relativa dos mesmos pode ser determinada. Para as cisteíno catepsinas V e S, as constantes de inibição de segunda-ordem foram determinadas e ficou evidenciado que a combinação entre telúrio e bromo leva aos compostos mais potentes para estas proteases, enquanto que a combinação entre selênio e cloro origina os inibidores menos potentes. A combinação, selênio e bromo, ou telúrio e cloro forneceu inibidores com potências intermediárias. Este foi o primeiro estudo descrevendo compostos de selênio(IV) como inibidores de proteases. Os mesmos compostos também foram avaliados como inibidores do proteassomo 20S, uma treonino protease, onde se pode observar pela primeira vez que compostos de selênio e telúrio atuam como inibidores desta protease. Os valores de CI50 dos compostos foram determinados e novamente os compostos de telúrio mostraram-se mais potentes do que seus congêneres de selênio. Por outro lado, ensaios em células demonstraram que os compostos de telúrio são direcionados a outro alvo biológico, diferentemente dos compostos de selênio que continuaram a inibir o proteassomo em um lisado celular. Em ensaios de viabilidade celular ficou evidenciado que os compostos de selênio foram mais citotóxicos do que os de telúrio, o que se mostrou muito interessante para desenvolvimento de um agente anticancer onde a resposta biológica desejada é a morte celular. The synthesis and biological evaluation of a series of selenium(IV) and tellurium(IV) compounds have been described in this research. This series was designed to allow different structural factors to be evaluated, and the possible strutucture-activity relationships determinated. Selenium, tellurium, chlorine and bromine were differently combined in a carbon backbone with or without an asymmetric center. The compounds were synthetized by using both chemo-enzymatic methodology and classical selenium and tellurium chemistry. From biological assays, relative potency, second-order inactivation constant, inhibition mechanism, IC50 and cell viability were determinated according to the experimental possibilities involving each enzyme protocol. The 12 compounds synthesized from the possible combinations among selenium, tellurium, chlorine and bromine were evaluated as cysteine cathepsins B, K, V and S inhibitors, and their relative potencies were determined. By determining the second-order inactivation constant for cysteine cathepsins V and S, it was shown that a tellurium and bromine combination led to most powerfull inhibitors. Selenium and chlorine combination led to less potent inhibitiors, while selenium and bromine, and tellurium and chlorine led to inhibitors with intermediate potency. Those compounds were also evaluated as 20S proteasome inhibitors, a threonine protease. We first observed selenium and tellurium-containing compounds acting as inhibitors of 20S proteasome. The IC50 values were determinate and tellurium compounds were more potent again. On the other hand, tellurium compound did not inhibit proteasome in cells, while selenium-containing compound does it. By cell viability assays it was verified that selenium-containing compounds were more cytotoxic than their tellurium analogs. This data is interesting for someone that wishes to develop an anti-cancer agent where the biological response desired is death of cancerous cells.