Síntese de bis-tiocarbazonas como potenciais inibidores de urease

Abstract

A busca por novos compostos para contornar questões que emergem a partir da perda do nitrogênio do solo – um problema muito comum e recorrente na agricultura – que tem como causadora a reação natural de uma enzima produzida pelas plantas, a urease, que catalisa a hidrólise da ureia formando amônia, água e gás carbônico é o foco deste trabalho. Apesar do baixo custo, a ureia, quando aplicada ao solo, sofre perda de nitrogênio por volatilização ao ser hidrolisada. Com essa limitação, o desenvolvimento de potenciais inibidores de urease é fundamental, visto que o mercado nacional não dispõe desta tecnologia. Neste trabalho, foram sintetizadas 20 bis-tiocarbazonas para avaliar seu potencial antiurease no solo. As bis-tiocarbazonas foram obtidas a partir de dois equivalentes de diferentes aldeídos aromáticos e a tiocarbazida – um composto com semelhança estrutural à tiureia. As condições otimizadas para a síntese foram de 30 mol % de ácido acético como catalisador, temperatura de 110 oC e 3 horas de reação, sendo os rendimentos determinados por CLAE nessa etapa. Após otimizar as condições reacionais, foram avaliados diferentes aldeídos aromáticos para verificar a generalidade da reação, obtendo-se rendimentos que variaram de 27 % a 95 %. Além disso, algumas moléculas foram submetidas ao teste antiurease a fim de se verificar a eficiência desses compostos e obteve-se inibição variando de 19 a 46%. No desenvolvimento do trabalho, alguns princípios da química verde estiveram em foco, como um catalisador verde – que pode ser obtido a partir da biomassa – e o emprego de solventes não clorados. A obtenção de inibidores de urease, como as bis-tiocarbazonas, pode constituir um passo importante para o desenvolvimento de tecnologias para a indústria de fertilizantes brasileira. A confirmação das estruturas e caracterização das moléculas foram possíveis graças espectrometria de massas, espectroscopia de infravermelho e ressonância magnética nuclear de hidrogênio e carbono. Palavras-chave: Química Verde. Iminas. Organoatálise.

The search for new compounds to overcome issues that emerge from the loss of nitrogen from the soil - a very common and recurrent problem in agriculture - caused by the natural reaction of an enzyme produced by plants, called urease, which catalyzes the hydrolysis of urea, generating the formation of ammonia, water and carbon dioxide is the focus of this work. Despite the low cost, urea, when applied to the soil, suffers loss of nitrogen due to volatilization when hydrolyzed. By this limitation, the development of potential urease inhibitors is essential, because the national market does not have this technology. In this work, 20 bis-thiocarbazones were synthesized to evaluate their antiurease potential in the soil. Bis-thiocarbazones were obtained from two equivalents of different aromatic aldehydes and thiocarbazide - a compound with structural similarity to thiourea. The optimized conditions for the synthesis were 30 mol % of acetic acid as a catalyst, temperature of 110 oC and 3 hours of reaction, these yields were determined by HPLC. After optimizing the reaction conditions, different aromatic aldehydes were evaluated to verify the generality of the reaction and yields ranging from 27 % to 95 % were obtained. In addition, some molecules were submitted to an antiurease test in order to verify the efficiency of these compounds and the inhibition ranging 19 % to 46%. In the development of these work, some principles of green chemistry were in focus, such as a green catalyst - which can be obtained from biomass - and the use of non-chlorinated solvents. The obtention of urease inhibitors, such as bis-thiocarbazones, can be an important step in the development of technologies for the Brazilian fertilizer industry. The confirmation of structures and characterization of the molecules were possible thanks to mass spectrometry, infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance of hydrogen and carbon. Keywords: Green Chemistry. Imines. Organocatalysis.