A timidina é o nucleosídeo T do DNA, que emparelha com a adenosina (A) na dupla hélice do DNA. A timidina existe na forma de cristais ou pó brancos. É um composto não tóxico, que ocorre naturalmente e existente em todos os seres vivos, fazendo dele um composto biológico chave. Com efeito, muitos estudos no campo da biologia molecular estão dependentes do uso da timidina ou derivados.
Figura 1.13 – Representação da molécula de DNA, em que se observa o emparelhamento entre nucleosídeos.
Desde há 50 anos que os cientistas têm mostrado um interesse contínuo pela química de nucleosídeos, principalmente no campo da síntese de fármacos.26 A reatividade dos nucleosídeos é complexa devido à presença de vários centros nucleofílicos, pelo que para gerar derivados de nucleosídeos é necessário recorrer a processos de proteção e desproteção de alguns grupos funcionais.
No domínio da química bioorgânica, nomeadamente na procura de novos bioconjugados, tem havido uma particular incidência na incorporação da base pirimidina seletivamente funcionalizada.27
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I.5. TriazoleO composto designado por triazole, também conhecido como pirrodiazole, é um composto orgânico heterocíclico, formado por um anel de cinco membros, di-insaturado, possuindo três átomos de azoto e dois átomos de carbono. Ocorre normalmente como um par de isómeros (1,2,3-triazole e 1,2,4-triazole, Fig. 1.14).28
Figura 1.14 – Estrutura do 1,2,3-triazole e 1,2,4-triazole, respetivamente.
A síntese de sistemas heterocíclicos, com alto teor de azoto, tem sido, ao longo do tempo, de crescente interesse para indústrias farmacêuticas e agroquímicas, sendo a unidade triazole uma das mais exploradas.28 Com efeito, anéis heterocíclicos estão amplamente presentes em diversos tipos de fármacos. Indicam-se na Fig. 1.15 alguns exemplos mundialmente conhecidos. Com efeito, alguns estudos efetuados sobre a relação estrutura-atividade mostram o seu envolvimento em diversas atividades farmacológicas.28
Figura 1.15 – Exemplos de anéis de heterocíclicos presentes em fármacos.
O triazole e os seus derivados são compostos relativamente estáveis e versáteis que possuem uma vasta gama de atividades farmacológicas, tais como antimicrobianas, analgésicas, anti-inflamatórias, antiepilética, antidepressivos, anti-histamínicos, anti tuberculares, etc., bem como atividades biológicas, tais como antivirais, anti cancro e antibióticos.28
Neste contexto, a inserção de um anel triazole, como espaçador (união) entre dois compostos, pode ser considerada uma vertente promissora, porque não atua exclusivamente como um ligante passivo, mas também pode contribuir para potenciais alvos biológicos.29
Aparentemente, os anéis de triazole são exclusivamente de origem sintética37 e normalmente a sua metodologia faz parte de um conjunto de reações designadas por “Click Chemistry”. Esta terminologia foi introduzida por K.B. Sharpless em 2001, para descrever reações que não requerem cuidados especiais, que sejam rápidas, seletivas e em que os produtos secundários sejam minoritários e que possam ser removidos facilmente. Estas reações são termodinamicamente muito favoráveis, o que permite obter o produto de forma rápida e irreversível e com alta especificidade.29
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O desenvolvimento de reações de cicloadição azida-alcino catalizada por Cu(I) (CuAAC) foi impulsionado por Meldal e Sharpless, posteriormente à descoberta pioneira das cicloadições 1,3-dipolar de Huisgen.30 Infelizmente, a cicloadição térmica de Huisgen 1,3-dipolar de alcinos e azidas requer temperaturas elevadas, o que conduz, na presença de alcinos assimétricos, a misturas de regioisómeros (Esq. 1.8). Neste sentido, a clássica cicloadição 1,3-dipolar de Huisgen não pode ser considerada uma reação ‘click’.38 A reação catalisada por cobre permite a síntese dos regioisómeros 1,4-dissubstituídos especificamente, apresentando grandes vantagens operacionais comparativamente à mesma reação de cicloadição não catalisada.31
Esquema 1.8 – Comparação entre as reações de cicloadição azida-alcino de Huisgen e a catalisada por cobre.
Com efeito, uma vez que os alcinos são pouco reativos com azidas (Esq. 1.9), a eficiência de uma reação CuAAC está fortemente dependente da presença dum catalisador metálico, como o cobre no estado de oxidação +1 [(Cu(I)]. Existem várias fontes de cobre e reagentes redutores disponíveis. O catalisador ativo de Cu (I) pode ser gerado a partir de sais de Cu (I) ou sais de Cu (II), mas o uso do sal de cobre(II) (CuSO4) como fonte de cobre juntamente com ascorbato (que funciona como agente redutor)em solução aquosa de tert-butanol, tem sido a técnica mais usada, quando se trata de aplicações em biomoléculas.32,33
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Esquema 1.9 – Mecanismo possível para o ciclo catalítico CuAAC.34
A elevada seletividade conseguida nas reações de cicloadição catalisadas por CuAAC tem tido um acentuado impacto científico na preparação de triazoles.35
Esquema 1.10 – Representação de uma reação CuAAC. Uma molécula funcionalizada com azida reage com uma molécula contendo um alcino terminal formando um conjugado via triazole.
I.6. Métodos de análise
I.6.1. Espectroscopia de Infravermelho
A radiação infravermelho refere-se sobretudo à parte do espectro electromagnético entre a região da luz visível e das microondas. Esta técnica de espectroscopia é muito útil e prática em química orgânica, em particular a região entre os 4000 e os 400 cm-1. A espectroscopia IV é uma técnica não dispendiosa e relativamente rápida que permite detetar as vibrações das ligações de certos grupos funcionais através da absorção do comprimento de onda da radiação IV produzida através da interação com a matéria.
Embora o espectro de IV seja característico de toda a molécula, é verdade que alguns grupos funcionais dão origem a bandas com igual ou semelhante frequência, independentemente da estrutura do resto da molécula. São estas bandas características que permitem obter informação estrutural através da uma análise simples e recorrendo a tabelas e gráficos generalizados com frequências características dos grupos funcionais.
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Os espectros de IV são utilizados em conjunto com outros dados espectrais para determinar a estrutural molecular. Serve para complementar a análise obtida por Ressonância Magnética Nuclear.
I.6.2. Espectrometria de Ressonância Magnética Nuclear
A ressonância magnética nuclear é uma técnica de análise estrutural que tem por base as propriedades magnéticas de certos núcleos presentes na molécula, como os núcleos dos isótopos de hidrogénio e carbono. Esta técnica é basicamente outra forma de espectroscopia de absorção que tem por base as transições entre os níveis energéticos incitadas pela absorção da radiação electromagnética na região das radiofrequências.
É uma ferramenta de análise muito benéfica por fornecer informações sobre o ambiente químico dos protões e carbonos presentes num determinado composto, dando origem a espectros mono e bidimensionais. É uma técnica não destrutiva, para uma análise necessita de pouca quantidade de composto (entre 5 a 20 mg) num solvente deuterado que consiga dissolver a amostra. O RMN permite-nos obter diferente informação estrutural do que o IV.
I.6.3. Polarimetria – Rotação Ótica Específica
A rotação ótica específica é uma propriedade característica de compostos opticamente ativos. A polarimetria tem sido bastante utilizada na identificação de compostos.
Esta técnica permite medir a rotação do plano da luz polarizada quando incide num determinado composto quiral, usando um polarímetro. É muito importante na química dos açúcares por possuírem centros quirais.
Os valores de rotação ótica específica podem ser positivos, quando a luz polarizada sofre um desvio para a direita, e negativos quando o desvio é para a esquerda, ou zero (quando se possui uma mistura racémica). O conhecimento da rotação ótica permite identificar substâncias e contribuir para a sua caracterização estrutural (configuração absoluta).
É uma técnica sensível, existem vários fatores que influenciam a sua leitura, como a temperatura, concentração, solvente, distância percorrida e comprimento de onda da luz polarizada.
Equação 1.1 – Equação para determinar a rotação ótica específica. T – temperatura; α – medida de rotação em graus; λ – comprimento de onda; l – percurso ótico; c – concentração.