Síntese e avaliação da atividade fitotóxica de análogos ao alternariol

Abstract

O alternariol é uma lactona aromática produzida por espécies fúngicas fitopatogênicas dos gêneros Nimbya e Alternaria. Estas espécies são conhecidas por causarem necroses foliares ocasionando a morte da planta, inclusive de espécies de plantas daninhas como Alternathera philoxeroides. Acredita-se que parte da fitotoxicidade destes fungos esteja associada à produção deste composto, podendo estar presentes também outros metabólitos secundários. O presente trabalho teve por objetivos sintetizar análogos ao alternariol e avaliar a atividade fitotóxica dos mesmos. Para a síntese destes foram utilizados dois tipos de aldeídos aromáticos (2-bromo-4,6- dimetoxibenzaldeído, obtido por formilação de Vilsmeyer, e 2- bromobenzaldeído) que foram acoplados com diversos ácidos borônicos através da reação de acoplamento de Suzuki. As biarilas resultantes foram oxidadas com clorito de sódio (NaClO2) para obtenção dos ácidos carboxílicos correspondentes, que foram tratados com tribrometo de boro (BBr3) para a desproteção dos grupos hidroxilas com conseqüente ciclização e formação do anel lactônico dos análogos ao alternariol. Desta forma foram obtidos oito novos compostos: 7,9-diidroxi-2-metil-6Hbenzo[c]cromen-6-ona (34,5%), 2-cloro-7,9-diidroxi-6H-benzo[c]cromen-6-ona (55,0%), 3-fluoro-7,9-diidroxi-6H-benzo[c]cromen-6-ona (48,5%), 2-fluoro-7,9-diidroxi-6H-benzo[c]cromen-6-ona (69,0%), 2-metil-6Hbenzo[c]cromen-6-ona (79,0%), 2-cloro- 6H-benzo[c]cromen-6-ona (93,5%), 3-fluoro-6H-benzo[c] cromen-6-ona (97,2%), 2-fluoro-6H-benzo[c]cromen-6-ona (93,3%). Os compostos sintetizados foram caracterizados, utilizando-se espectroscopia no IV, espectrometria de massas, espectroscopia de RMN de 1H e de 13C, além de técnicas bidimensionais de RMN como HETCOR. Para a avaliação da atividade fitotóxica foram testadas apenas três substâncias (7,9-diidroxi-2-metil-6H-benzo[c]cromen-6-ona, 2-cloro-7,9-diidroxi-6H-benzo[c]cromen-6-ona e 2-metil-6H- benzo[c]cromen-6-ona) em virtude da indisponibilidade de cloroplastos frescos na Itália na época em que os demais compostos foram sinteitzados. As três substâncias foram avaliadas por meio da chamada reação de Hill, que mede a capacidade que determinados compostos tem de inibir o transporte de elétrons em uma fotossíntese in vitro, tendo o ferricianeto de potássio como o aceptor não-biológico de elétrons. Para isto, foram utilizados cloroplastos, intactos, isolados de folhas de espinafre (Spinacia oleracea). Dentre as substâncias testadas, duas delas tiveram resultados de inibição bastante expressivos, no qual 2-cloro-7,9-diidroxi-6H- benzo[c]cromen-6-ona e 7,9-diidroxi-2-metil-6H-benzo[c] cromen-6-ona apresentaram valores de IC50 iguais a 7,2 e 22,8 μM, respectivamente.

Alternariol is an aromatic lactone produced by fungal phytopathogenic species of Nimbya and Alternaria. These species are known to cause leaf necrosis that generate the death of the plant, including species of weeds like Alternanthera philoxeroides. It´s believed that the phytotoxicity of these fungi is associated with the production of this compound and may also be present other secondary metabolites. This present work had as objective the synthesis and the phytotoxic activity evaluation of alternariol analogues. Two kinds of aromatic aldehydes were used to these synthesis (2-bromo-4,6-dimethoxybenzaldehyde, obtained by Vilsmeyer formylation, and 2-bromobenzaldehyde) that were coupled with various boronic acids by the Suzuki coupling reaction. The resulting biaryls were oxidized with sodium chlorite (NaClO2) to obtain the corresponding carboxylic acids that were treated with boron tribromide (BBr3) to remove the hydroxyl protection with consequent cyclization and formation of the lactonic ring of the alternariol analogues. Eight new compounds were obtained: 7,9- dihydroxy-2-methyl-6H-benzo[c]chromen-6-one (34.5%), 2- chloro-7,9-dihydroxy-6H-benzo[c]chromen-6-one (55.0%), 3- fluoro-7,9-dihydroxy-6H-benze[c]chromen-6-one (48.5%), 2- fluoro-7,9-dihydroxy-6Hbenzo[c]chromen-6-one (69.0%), 2- methyl-6H-benzo[c]chromen-6-one (79.0%), 2-chloro-6H- benzo[c]chromen-6-one (93.5%), 3-fluoro-6Hbenzo[c] chromen-6-one (97.2%) and 2-fluoro-6H-benzo[c]chromen-6- one (93.3%). The synthesized compounds were characterized using spectroscopy IV, mass spectrometry, 1H- and 13C-NMR spectroscopy, as well as bidimensional NMR techniques like HETCOR. The phytotoxic activities of only three substances were evaluated (7,9-dihydroxy-2-methyl-6H-benzo[c] chromen-6-one, 2-chloro-7,9-dihydroxy-6H-benzo[c] chromen-6-one and 2-methyl-6H-benzo[c]chromen-6-one), due the unavailability of fresh chloroplasts in Italy at the time when the other compounds were synthesized. The three substances were evaluated using the Hill reaction in vitro, which measures the ability of certain compounds in inhibit photosynthetic electron transport, having the potassium ferricyanate as the non-biological electron acceptor. For this, intact chloroplasts, isolated from leaves of spinach (Spinacia oleracea) were used. Among all the tested substances, two of them had very expressive inhibition results: 2-chloro-7,9- dihydroxy-6H-benzo[c]chromen-6-one and 7,9-dihydroxy-2- methyl-6Hbenzo[c]chromen-6-one showed IC50 values of 7.2 and 22.8 μM, respectively.