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O sintão 3-(antracen-9-il)-2-cianoacrilil cloreto 4 foi sintetizado e utilizado para sintetizar uma variedade de compostos heterocíclicos altamente ativos através de sua reação com diversos nucleófilos de nitrogênio. A estrutura de cada composto heterocíclico sintetizado foi caracterizada detalhadamente por meio de análises espectroscópicas e elementares. Dez dos treze novos compostos heterocíclicos apresentaram eficácia promissora contra bactérias multirresistentes (MRSA). Dentre eles, os compostos 6, 7, 10, 13b e 14 apresentaram a maior atividade antibacteriana, com zonas de inibição próximas a 4 cm. No entanto, estudos de acoplamento molecular revelaram que os compostos possuíam diferentes afinidades de ligação à proteína de ligação à penicilina 2a (PBP2a), um alvo chave para a resistência de MRSA. Alguns compostos, como 7, 10 e 14, apresentaram maior afinidade de ligação e estabilidade de interação no sítio ativo da PBP2a em comparação com o ligante quinazolinona co-cristalizado. Em contraste, os compostos 6 e 13b apresentaram pontuações de acoplamento molecular mais baixas, mas ainda exibiram atividade antibacteriana significativa, sendo que o composto 6 apresentou os menores valores de MIC (9,7 μg/100 μL) e MBC (78,125 μg/100 μL). A análise de acoplamento molecular revelou interações-chave, incluindo ligações de hidrogênio e empilhamento π, particularmente com resíduos como Lys 273, Lys 316 e Arg 298, que foram identificados como interagindo com o ligante co-cristalizado na estrutura cristalina da PBP2a. Esses resíduos são essenciais para a atividade enzimática da PBP2a. Esses resultados sugerem que os compostos sintetizados podem servir como fármacos anti-MRSA promissores, destacando a importância da combinação de acoplamento molecular com bioensaios para identificar candidatos terapêuticos eficazes.
Nos primeiros anos deste século, os esforços de pesquisa concentraram-se principalmente no desenvolvimento de novos procedimentos e métodos simples para a síntese de diversos sistemas heterocíclicos inovadores com atividade antimicrobiana, utilizando materiais de partida facilmente disponíveis.
Os grupos acrilonitrila são considerados importantes materiais de partida para a síntese de muitos sistemas heterocíclicos notáveis, devido à sua alta reatividade. Além disso, os derivados de cloreto de 2-cianoacrilila têm sido amplamente utilizados nos últimos anos para o desenvolvimento e a síntese de produtos de vital importância na área de aplicações farmacológicas, como intermediários de fármacos^1,2,3, precursores de agentes anti-HIV, antivirais, anticancerígenos, antibacterianos, antidepressivos e antioxidantes^{4,5,6,7,8,9,10}. Recentemente, a eficácia biológica do antraceno e seus derivados, incluindo suas propriedades antibióticas, anticancerígenas^11,12, antibacterianas^13,14,15 e inseticidas^16,17, tem atraído muita atenção^18,19,20,21. Os compostos antimicrobianos contendo grupos acrilonitrila e antraceno são mostrados nas Figuras 1 e 2.
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS) (2021), a resistência antimicrobiana (RAM) é uma ameaça global à saúde e ao desenvolvimento22,23,24,25. Os pacientes não podem ser curados, o que resulta em internações hospitalares mais longas e na necessidade de medicamentos mais caros, além de aumento da mortalidade e da incapacidade. A falta de antimicrobianos eficazes frequentemente leva à falha do tratamento de diversas infecções, especialmente durante a quimioterapia e cirurgias de grande porte.
De acordo com o relatório de 2024 da Organização Mundial da Saúde, Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e Escherichia coli estão incluídos na lista de patógenos prioritários. Ambas as bactérias são resistentes a muitos antibióticos, representando infecções de difícil tratamento e controle, e há uma necessidade urgente de desenvolver novos e eficazes compostos antimicrobianos para solucionar esse problema. O antraceno e seus derivados são antimicrobianos bem conhecidos que atuam tanto em bactérias Gram-positivas quanto Gram-negativas. O objetivo deste estudo é sintetizar um novo derivado capaz de combater esses patógenos perigosos à saúde.
A Organização Mundial da Saúde (OMS) relata que muitos patógenos bacterianos são resistentes a múltiplos antibióticos, incluindo o Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), uma causa comum de infecção na comunidade e em ambientes de saúde. Pacientes com infecções por MRSA apresentam uma taxa de mortalidade 64% maior do que aqueles com infecções por bactérias sensíveis a medicamentos. Além disso, a E. coli representa um risco global, pois a última linha de defesa contra Enterobacteriaceae resistentes a carbapenêmicos (ou seja, E. coli) é a colistina, mas bactérias resistentes à colistina foram relatadas recentemente em diversos países. 22,23,24,25
Portanto, de acordo com o Plano de Ação Global da Organização Mundial da Saúde sobre Resistência Antimicrobiana26, existe uma necessidade urgente de descoberta e síntese de novos antimicrobianos. O grande potencial do antraceno e da acrilonitrila como agentes antibacterianos27, antifúngicos28, anticancerígenos29 e antioxidantes30 tem sido destacado em inúmeros artigos publicados. Nesse sentido, pode-se afirmar que esses derivados são bons candidatos para uso contra Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA).
Revisões bibliográficas anteriores motivaram-nos a sintetizar novos derivados nessas classes. Portanto, o presente estudo teve como objetivo desenvolver novos sistemas heterocíclicos contendo grupos antraceno e acrilonitrila, avaliar sua eficácia antimicrobiana e antibacteriana e investigar suas potenciais interações de ligação com a proteína de ligação à penicilina 2a (PBP2a) por meio de acoplamento molecular. Com base em estudos anteriores, o presente estudo deu continuidade à síntese, avaliação biológica e análise computacional de sistemas heterocíclicos para identificar agentes promissores contra Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) com potente atividade inibitória da PBP2a31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
Nossa pesquisa atual concentra-se na síntese e avaliação antimicrobiana de novos compostos heterocíclicos contendo grupos antraceno e acrilonitrila. O cloreto de 3-(antracen-9-il)-2-cianoacrilila 4 foi preparado e utilizado como bloco de construção para a síntese de novos sistemas heterocíclicos.
A estrutura do composto 4 foi determinada utilizando dados espectrais. O espectro de RMN de ¹H mostrou a presença de CH= em 9,26 ppm, o espectro de IV mostrou a presença de um grupo carbonila em 1737 cm⁻¹ e um grupo ciano em 2224 cm⁻¹, e o espectro de RMN de ¹³C também confirmou a estrutura proposta (ver seção Experimental).
A síntese do cloreto de 3-(antracen-9-il)-2-cianoacriloíla 4 foi realizada por hidrólise dos grupos aromáticos 250, 41, 42, 53 com solução etanólica de hidróxido de sódio (10%) para dar os ácidos 354, 45, 56, que foram então tratados com cloreto de tionila em banho-maria para dar o derivado de cloreto de acriloíla 4 com alto rendimento (88,5%), como mostrado na Figura 3.
Para criar novos compostos heterocíclicos com a eficácia antibacteriana esperada, foi realizada a reação do cloreto de acila 4 com vários dinucleófilos.
O cloreto de ácido 4 foi tratado com hidrato de hidrazina a 0 °C durante uma hora. Infelizmente, a pirazolona 5 não foi obtida. O produto era um derivado de acrilamida cuja estrutura foi confirmada por dados espectrais. Seu espectro de infravermelho mostrou bandas de absorção de C=O em 1720 cm⁻¹, C≡N em 2228 cm⁻¹ e NH em 3424 cm⁻¹. O espectro de RMN de ¹H mostrou um sinal de singleto de troca dos prótons da olefina e dos prótons NH em 9,3 ppm (ver Seção Experimental).
Dois moles de cloreto de ácido 4 reagiram com um mol de fenil-hidrazina para produzir o derivado N-fenilacriloil-hidrazina 7 com bom rendimento (77%) (Figura 5). A estrutura de 7 foi confirmada por dados de espectroscopia de infravermelho, que mostraram absorção de dois grupos C=O em 1691 e 1671 cm⁻¹, absorção do grupo CN em 2222 cm⁻¹ e absorção do grupo NH em 3245 cm⁻¹, e seu espectro de RMN de ¹H mostrou o grupo CH em 9,15 e 8,81 ppm e o próton NH em 10,88 ppm (ver seção Experimental).
Neste estudo, investigou-se a reação do cloreto de acila 4 com 1,3-dinucleófilos. O tratamento do cloreto de acila 4 com 2-aminopiridina em 1,4-dioxano com TEA como base à temperatura ambiente forneceu o derivado de acrilamida 8 (Figura 5), ​​cuja estrutura foi identificada por meio de dados espectrais. Os espectros de IV mostraram bandas de absorção de estiramento ciano em 2222 cm⁻¹, NH em 3148 cm⁻¹ e carbonila em 1665 cm⁻¹; os espectros de RMN ¹H confirmaram a presença de prótons olefínicos em 9,14 ppm (ver Seção Experimental).
O composto 4 reage com tioureia para produzir a pirimidinationa 9; o composto 4 reage com tiossemicarbazida para produzir o derivado de tiopirazol 10 (Figura 5). As estruturas dos compostos 9 e 10 foram confirmadas por análise espectral e elementar (ver seção Experimental).
A tetrazina-3-tiol 11 foi preparada pela reação do composto 4 com tiocarbazida como um 1,4-dinucleófilo (Figura 5), ​​e sua estrutura foi confirmada por espectroscopia e análise elementar. No espectro de infravermelho, a ligação C=N apareceu em 1619 cm⁻¹. Ao mesmo tempo, seu espectro de RMN de ¹H apresentou sinais de múltiplos picos de prótons aromáticos em 7,78–8,66 ppm e prótons SH em 3,31 ppm (ver Seção Experimental).
O cloreto de acriloíla 4 reage com 1,2-diaminobenzeno, 2-aminotiofenol, ácido antranílico, 1,2-diaminoetano e etanolamina como 1,4-dinucleófilos para formar novos sistemas heterocíclicos (13–16).
As estruturas desses compostos recém-sintetizados foram confirmadas por análise espectral e elementar (ver seção Experimental). O derivado de 2-hidroxifenilacrilamida 17 foi obtido pela reação com 2-aminofenol como dinucleófilo (Figura 6), e sua estrutura foi confirmada por análise espectral e elementar. O espectro de infravermelho do composto 17 mostrou que os sinais de C=O e C≡N apareceram em 1681 e 2226 cm⁻¹, respectivamente. Enquanto isso, seu espectro de RMN de ¹H apresentou o sinal singleto do próton olefínico em 9,19 ppm, e o próton OH apareceu em 9,82 ppm (ver seção Experimental).
A reação do cloreto de ácido 4 com um nucleófilo (por exemplo, etilamina, 4-toluidina e 4-metoxianilina) em dioxano como solvente e TEA como catalisador à temperatura ambiente forneceu derivados de acrilamida cristalinos verdes 18, 19a e 19b. Os dados elementares e espectrais dos compostos 18, 19a e 19b confirmaram as estruturas desses derivados (ver Seção Experimental) (Figura 7).
Após a triagem da atividade antimicrobiana de vários compostos sintéticos, diferentes resultados foram obtidos, conforme mostrado na Tabela 1 e na Figura 8 (ver arquivo da figura). Todos os compostos testados apresentaram diferentes graus de inibição contra a bactéria Gram-positiva MRSA, enquanto a bactéria Gram-negativa Escherichia coli apresentou resistência completa a todos os compostos. Os compostos testados podem ser divididos em três categorias com base no diâmetro da zona de inibição contra MRSA. A primeira categoria foi a mais ativa e consistiu em cinco compostos (6, 7, 10, 13b e 14). O diâmetro da zona de inibição desses compostos foi próximo a 4 cm; os compostos mais ativos nessa categoria foram os compostos 6 e 13b. A segunda categoria foi moderadamente ativa e consistiu em outros cinco compostos (11, 13a, 15, 18 e 19a). A zona de inibição desses compostos variou de 3,3 a 3,65 cm, sendo que o composto 11 apresentou a maior zona de inibição, de 3,65 ± 0,1 cm. Por outro lado, o último grupo continha três compostos (8, 17 e 19b) com a menor atividade antimicrobiana (menos de 3 cm). A Figura 9 mostra a distribuição das diferentes zonas de inibição.
A investigação adicional da atividade antimicrobiana dos compostos testados envolveu a determinação da CIM (Concentração Inibitória Mínima) e da CBM (Concentração Bactericida Mínima) para cada composto. Os resultados variaram ligeiramente (como mostrado nas Tabelas 2 e 3 e na Figura 10), com os compostos 7, 11, 13a e 15 aparentemente sendo reclassificados como os melhores compostos. Eles apresentaram os mesmos valores mínimos de CIM e CBM (39,06 μg/100 μL). Embora os compostos 7 e 8 apresentassem valores de CIM mais baixos (9,7 μg/100 μL), seus valores de CBM foram mais altos (78,125 μg/100 μL). Portanto, foram considerados menos eficazes do que os compostos mencionados anteriormente. No entanto, esses seis compostos foram os mais eficazes entre os testados, pois seus valores de CBM foram inferiores a 100 μg/100 μL.
Os compostos (10, 14, 18 e 19b) foram menos ativos em comparação com os outros compostos testados, pois seus valores de MBC variaram de 156 a 312 μg/100 μL. Por outro lado, os compostos (8, 17 e 19a) foram os menos promissores, pois apresentaram os maiores valores de MBC (625, 625 e 1250 μg/100 μL, respectivamente).
Finalmente, de acordo com os níveis de tolerância mostrados na Tabela 3, os compostos testados podem ser divididos em duas categorias com base em seu modo de ação: compostos com efeito bactericida (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) e compostos com efeito antibacteriano (6, 13b, 14, 17, 19a). Dentre eles, os compostos 7, 11, 13a e 15 são os preferidos, pois exibem atividade bactericida em uma concentração muito baixa (39,06 μg/100 μL).
Dez dos treze compostos testados demonstraram potencial contra Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) resistente a antibióticos. Portanto, recomenda-se a realização de testes adicionais com um número maior de patógenos resistentes a antibióticos (especialmente isolados locais que abranjam bactérias Gram-positivas e Gram-negativas patogênicas) e leveduras patogênicas, bem como testes de citotoxicidade para cada composto, a fim de avaliar sua segurança.
Estudos de acoplamento molecular foram conduzidos para avaliar o potencial dos compostos sintetizados como inibidores da proteína de ligação à penicilina 2a (PBP2a) em Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). A PBP2a é uma enzima chave envolvida na biossíntese da parede celular bacteriana, e a inibição dessa enzima interfere na formação da parede celular, levando, em última instância, à lise bacteriana e à morte celular¹. Os resultados do acoplamento estão listados na Tabela 4 e descritos com mais detalhes no arquivo de dados suplementares. Os resultados mostram que vários compostos exibiram forte afinidade de ligação à PBP2a, particularmente a resíduos-chave do sítio ativo, como Lys 273, Lys 316 e Arg 298. As interações, incluindo ligações de hidrogênio e empilhamento π, foram muito semelhantes às do ligante quinazolinona co-cristalizado (CCL), indicando o potencial desses compostos como potentes inibidores.
Os dados de acoplamento molecular, juntamente com outros parâmetros computacionais, sugeriram fortemente que a inibição da PBP2a era o principal mecanismo responsável pela atividade antibacteriana observada nesses compostos. Os escores de acoplamento e os valores de desvio quadrático médio (RMSD) revelaram ainda a afinidade e a estabilidade de ligação, corroborando essa hipótese. Como mostrado na Tabela 4, embora vários compostos tenham apresentado boa afinidade de ligação, alguns compostos (por exemplo, 7, 9, 10 e 14) apresentaram escores de acoplamento mais altos do que o ligante co-cristalizado, indicando que podem ter interações mais fortes com os resíduos do sítio ativo da PBP2a. No entanto, os compostos mais bioativos, 6 e 13b, apresentaram escores de acoplamento ligeiramente inferiores (-5,98 e -5,63, respectivamente) em comparação com os outros ligantes. Isso sugere que, embora os escores de acoplamento possam ser usados ​​para prever a afinidade de ligação, outros fatores (por exemplo, estabilidade do ligante e interações moleculares no ambiente biológico) também desempenham um papel fundamental na determinação da atividade antibacteriana. Notavelmente, os valores de RMSD de todos os compostos sintetizados foram inferiores a 2 Å, confirmando que suas poses de acoplamento são estruturalmente consistentes com a conformação de ligação do ligante co-cristalizado, reforçando ainda mais seu potencial como potentes inibidores de PBP2a.
Embora os escores de acoplamento molecular e os valores de RMS forneçam previsões valiosas, a correlação entre esses resultados e a atividade antimicrobiana nem sempre é clara à primeira vista. Apesar de a inibição da PBP2a ser fortemente considerada um fator chave que influencia a atividade antimicrobiana, diversas diferenças sugerem que outras propriedades biológicas também desempenham um papel importante. Os compostos 6 e 13b apresentaram a maior atividade antimicrobiana, com um diâmetro de zona de inibição de 4 cm e os menores valores de MIC (9,7 μg/100 μL) e MBC (78,125 μg/100 μL), apesar de seus escores de acoplamento molecular serem menores em comparação com os compostos 7, 9, 10 e 14. Isso sugere que, embora a inibição da PBP2a contribua para a atividade antimicrobiana, fatores como solubilidade, biodisponibilidade e dinâmica de interação no ambiente bacteriano também influenciam a atividade geral. A Figura 11 mostra as poses de acoplamento molecular, indicando que ambos os compostos, mesmo com pontuações de ligação relativamente baixas, ainda são capazes de interagir com resíduos-chave da PBP2a, potencialmente estabilizando o complexo de inibição. Isso destaca que, embora o acoplamento molecular forneça informações importantes sobre a inibição da PBP2a, outros fatores biológicos devem ser considerados para compreender completamente os efeitos antimicrobianos desses compostos no mundo real.
Utilizando a estrutura cristalina da PBP2a (PDB ID: 4CJN), foram construídos mapas de interação 2D e 3D dos compostos mais ativos, 6 e 13b, acoplados à proteína de ligação à penicilina 2a (PBP2a) de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). Esses mapas comparam os padrões de interação desses compostos com o ligante quinazolinona co-cristalizado (CCL) reacoplado, destacando interações-chave como ligações de hidrogênio, empilhamento π e interações iônicas.
Um padrão semelhante foi observado para o composto 7, que apresentou uma pontuação de acoplamento relativamente alta (-6,32) e um diâmetro da zona de inibição similar (3,9 cm) ao do composto 10. No entanto, sua CIM (39,08 μg/100 μL) e CBM (39,06 μg/100 μL) foram significativamente maiores, indicando que ele necessitava de concentrações mais elevadas para exibir efeito antibacteriano. Isso sugere que, embora o composto 7 tenha demonstrado forte afinidade de ligação nos estudos de acoplamento molecular, fatores como biodisponibilidade, internalização celular ou outras propriedades físico-químicas podem limitar sua eficácia biológica. Apesar de o composto 7 ter apresentado propriedades bactericidas, ele foi menos eficaz na inibição do crescimento bacteriano em comparação com os compostos 6 e 13b.
O composto 10 apresentou uma diferença mais acentuada, com a maior pontuação de acoplamento molecular (-6,40), indicando forte afinidade de ligação à PBP2a. No entanto, o diâmetro da sua zona de inibição (3,9 cm) foi comparável ao do composto 7, e sua concentração bactericida mínima (CBM) (312 μg/100 μL) foi significativamente maior do que a dos compostos 6, 7 e 13b, indicando menor atividade bactericida. Isso sugere que, apesar das boas previsões de acoplamento molecular, o composto 10 foi menos eficaz na eliminação de MRSA devido a outros fatores limitantes, como solubilidade, estabilidade ou baixa permeabilidade da membrana bacteriana. Esses resultados corroboram a compreensão de que, embora a inibição da PBP2a desempenhe um papel fundamental na atividade antibacteriana, ela não explica completamente as diferenças na atividade biológica observadas entre os compostos testados. Essas diferenças sugerem que análises experimentais adicionais e avaliações biológicas aprofundadas são necessárias para elucidar completamente os mecanismos antibacterianos envolvidos.
Os resultados de acoplamento molecular na Tabela 4 e no Arquivo de Dados Suplementares destacam a complexa relação entre os escores de acoplamento e a atividade antimicrobiana. Embora os compostos 6 e 13b apresentem escores de acoplamento inferiores aos compostos 7, 9, 10 e 14, eles exibem a maior atividade antimicrobiana. Seus mapas de interação (mostrados na Figura 11) indicam que, apesar dos escores de ligação mais baixos, eles ainda formam ligações de hidrogênio e interações de empilhamento π significativas com resíduos-chave da PBP2a, que podem estabilizar o complexo enzima-inibidor de maneira biologicamente benéfica. Apesar dos escores de acoplamento relativamente baixos dos compostos 6 e 13b, sua atividade antimicrobiana aprimorada sugere que outras propriedades, como solubilidade, estabilidade e internalização celular, devem ser consideradas em conjunto com os dados de acoplamento ao avaliar o potencial inibidor. Isso ressalta a importância de combinar estudos de acoplamento com análises antimicrobianas experimentais para avaliar com precisão o potencial terapêutico de novos compostos.
Esses resultados destacam que, embora a modelagem molecular seja uma ferramenta poderosa para prever a afinidade de ligação e identificar potenciais mecanismos de inibição, ela não deve ser utilizada isoladamente para determinar a eficácia antimicrobiana. Os dados moleculares sugerem que a inibição da PBP2a é um fator chave que influencia a atividade antimicrobiana, mas as alterações na atividade biológica indicam que outras propriedades físico-químicas e farmacocinéticas devem ser otimizadas para aumentar a eficácia terapêutica. Estudos futuros devem se concentrar na otimização da estrutura química dos compostos 7 e 10 para melhorar a biodisponibilidade e a captação celular, garantindo que as fortes interações de modelagem molecular se traduzam em atividade antimicrobiana real. Estudos adicionais, incluindo bioensaios e análises de relação estrutura-atividade (REA), serão cruciais para aprofundar nossa compreensão de como esses compostos funcionam como inibidores da PBP2a e para desenvolver agentes antimicrobianos mais eficazes.
Os compostos sintetizados a partir do cloreto de 3-(antracen-9-il)-2-cianoacrilil 4 exibiram graus variáveis ​​de atividade antimicrobiana, com vários compostos demonstrando inibição significativa de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). A análise da relação estrutura-atividade (REA) revelou características estruturais essenciais que explicam a eficácia antimicrobiana desses compostos.
A presença dos grupos acrilonitrila e antraceno mostrou-se crucial para o aumento da atividade antimicrobiana. O grupo nitrila, altamente reativo na acrilonitrila, é necessário para facilitar as interações com proteínas bacterianas, contribuindo assim para as propriedades antimicrobianas do composto. Os compostos contendo acrilonitrila e antraceno demonstraram consistentemente efeitos antimicrobianos mais fortes. A aromaticidade do grupo antraceno estabilizou ainda mais esses compostos, potencialmente aumentando sua atividade biológica.
A introdução de anéis heterocíclicos melhorou significativamente a eficácia antibacteriana de vários derivados. Em particular, o derivado de benzotiazol 13b e o derivado de acril-hidrazida 6 apresentaram a maior atividade antibacteriana, com uma zona de inibição de aproximadamente 4 cm. Esses derivados heterocíclicos demonstraram efeitos biológicos mais significativos, indicando que a estrutura heterocíclica desempenha um papel fundamental nos efeitos antibacterianos. Da mesma forma, a pirimidinetiona no composto 9, o tiopirazol no composto 10 e o anel de tetrazina no composto 11 contribuíram para as propriedades antibacterianas dos compostos, ressaltando ainda mais a importância da modificação heterocíclica.
Dentre os compostos sintetizados, os compostos 6 e 13b se destacaram por suas excelentes atividades antibacterianas. A concentração inibitória mínima (CIM) do composto 6 foi de 9,7 μg/100 μL e a concentração bactericida mínima (CBM) foi de 78,125 μg/100 μL, evidenciando sua excelente capacidade de eliminar Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). De forma semelhante, o composto 13b apresentou uma zona de inibição de 4 cm e baixos valores de CIM e CBM, confirmando sua potente atividade antibacteriana. Esses resultados destacam o papel fundamental dos grupos funcionais acrilohidrazida e benzotiazol na determinação da bioeficácia desses compostos.
Em contraste, os compostos 7, 10 e 14 exibiram atividade antibacteriana moderada, com zonas de inibição variando de 3,65 a 3,9 cm. Esses compostos necessitaram de concentrações mais elevadas para eliminar completamente as bactérias, como refletido pelos seus valores relativamente altos de MIC e MBC. Embora esses compostos fossem menos ativos que os compostos 6 e 13b, ainda demonstraram potencial antibacteriano significativo, sugerindo que a incorporação de grupos acrilonitrila e antraceno no anel heterocíclico contribui para o seu efeito antibacteriano.
Os compostos apresentam diferentes modos de ação, alguns exibindo propriedades bactericidas e outros efeitos bacteriostáticos. Os compostos 7, 11, 13a e 15 são bactericidas e requerem concentrações menores para eliminar completamente as bactérias. Em contraste, os compostos 6, 13b e 14 são bacteriostáticos e podem inibir o crescimento bacteriano em concentrações menores, mas requerem concentrações maiores para eliminar completamente as bactérias.
De modo geral, a análise da relação estrutura-atividade destaca a importância da introdução de grupos acrilonitrila e antraceno, bem como de estruturas heterocíclicas, para alcançar uma atividade antibacteriana significativa. Esses resultados sugerem que a otimização desses componentes estruturais e a exploração de outras modificações para melhorar a solubilidade e a permeabilidade da membrana podem levar ao desenvolvimento de fármacos anti-MRSA mais eficazes.
Todos os reagentes e solventes foram purificados e secos utilizando procedimentos padrão (El Gomhouria, Egito). Os pontos de fusão foram determinados utilizando um aparelho eletrônico de ponto de fusão GallenKamp e são apresentados sem correção. Os espectros de infravermelho (IV) (cm⁻¹) foram registrados no Departamento de Química da Faculdade de Ciências da Universidade Ain Shams, utilizando pastilhas de brometo de potássio (KBr) em um espectrômetro FTIR Thermo Electron Nicolet iS10 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, EUA).
Os espectros de RMN de ¹H foram obtidos a 300 MHz utilizando um espectrômetro de RMN GEMINI (GEMINI Manufacturing & Engineering, Anaheim, CA, EUA) e um espectrômetro de RMN BRUKER de 300 MHz (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.). Tetrametilsilano (TMS) foi utilizado como padrão interno, juntamente com dimetilsulfóxido deuterado (DMSO-d₆). As medições de RMN foram realizadas na Faculdade de Ciências da Universidade do Cairo, Gizé, Egito. A análise elementar (CHN) foi realizada utilizando um analisador elementar Perkin-Elmer 2400 e os resultados obtidos apresentaram boa concordância com os valores calculados.
Uma mistura do ácido 3 (5 mmol) e cloreto de tionila (5 ml) foi aquecida em banho-maria a 65 °C por 4 h. O excesso de cloreto de tionila foi removido por destilação sob pressão reduzida. O sólido vermelho resultante foi coletado e utilizado sem purificação adicional. Ponto de fusão: 200-202 °C, rendimento: 88,5%. IR (KBr, ν, cm−1): 2224 (C≡N), 1737 (C=O). 1H-RMN (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,26 (s, 1H, CH=), 7,27-8,57 (m, 9H, heteroaromatização). RMN de 13C (75 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 115,11 (C≡N), 124,82–130,53 (CH antraceno), 155,34, 114,93 (CH=C–C=O), 162,22 (C=O); HRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291,73111. Analista. Calculado para C18H10ClNO (291,73): C, 74,11; H, 3,46; N, 4,80. Encontrado: C, 74,41; H, 3,34; N, 4,66%.
A 0 °C, o composto 4 (2 mmol, 0,7 g) foi dissolvido em dioxano anidro (20 ml) e hidrato de hidrazina (2 mmol, 0,16 ml, 80%) foi adicionado gota a gota, sob agitação por 1 h. O sólido precipitado foi coletado por filtração e recristalizado em etanol, obtendo-se o composto 6.
Cristais verdes, ponto de fusão 190-192℃, rendimento 69,36%; IR (KBr) ν=3424 (NH), 2228 (C≡N), 1720 (C=O), 1621 (C=N) cm−1. 1H-RMN (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,3 (s largo, H, NH, trocável), 7,69-8,51 (m, 18H, heteroaromático), 9,16 (s, 1H, CH=), 8,54 (s, 1H, CH=); Valor calculado para C33H21N3O (475,53): C, 83,35; H, 4,45; N, 8,84. Encontrado: C, 84,01; H, 4,38; N, 8,05%.
Dissolva 4 (2 mmol, 0,7 g) em 20 ml de solução de dioxano anidro (contendo algumas gotas de trietilamina), adicione fenil-hidrazina/2-aminopiridina (2 mmol) e agite à temperatura ambiente por 1 e 2 h, respectivamente. Despeje a mistura reacional em gelo ou água e acidifique com ácido clorídrico diluído. Filtre o sólido separado e recristalize em etanol para obter 7 e em benzeno para obter 8.
Cristais verdes, ponto de fusão 160-162℃, rendimento 77%; IR (KBr, ν, cm−1): 3245 (NH), 2222 (C≡N), 1691 (C=O), 1671 (C=O) cm−1. 1H-RMN (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 10,88 (s, 1H, NH, trocável), 9,15 (s, 1H, CH=), 8,81 (s, 1H, CH=), 6,78-8,58 (m, 23H, heteroaromático); Valor calculado para C42H26N4O2 (618,68): C, 81,54; H, 4,24; N, 9,06. Encontrado: C, 81,96; H, 3,91; N, 8,91%.
O composto 4 (2 mmol, 0,7 g) foi dissolvido em 20 mL de solução de dioxano anidro (contendo algumas gotas de trietilamina), adicionou-se 2-aminopiridina (2 mmol, 0,25 g) e a mistura foi agitada à temperatura ambiente por 2 h. A mistura reacional foi vertida em água gelada e acidificada com ácido clorídrico diluído. O precipitado formado foi filtrado e recristalizado em benzeno, resultando em cristais verdes de 8 com ponto de fusão de 146-148 °C e rendimento de 82,5%; espectro de infravermelho (KBr) ν: 3148 (NH), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) cm−1. RMN de ¹H (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 8,78 (s, H, NH, trocável), 9,14 (s, 1H, CH=), 7,36-8,55 (m, 13H, heteroaromatização); Calculado para C₂₃H₁₅N₃O (348,38): C, 79,07; H, 4,33; N, 12,03. Encontrado: C, 78,93; H, 3,97; N, 12,36%.
O composto 4 (2 mmol, 0,7 g) foi dissolvido em 20 ml de dioxano seco (contendo algumas gotas de trietilamina e 2 mmol de tioureia/semicarbazida) e aquecido sob refluxo por 2 h. O solvente foi evaporado sob vácuo. O resíduo foi recristalizado em dioxano para dar uma mistura.