Síntese e fitotoxicidade de 3-arilquinolin-4(1H)-onas

Abstract

As quinolonas constituem uma classe de compostos que apresentam diversas atividades biológicas como medicinais, farmacêuticas e agroquímicas. Apresentam ainda, atividade sobre o fotossistema II, inibindo a cadeia transportadora de elétrons, o que confere a esta classe de compostos uma potencial atividade herbicida. Sua principal fonte natural é constituída por plantas da família Rutaceae. O presente trabalho objetivou a síntese de novas 3-arilquinolin-4(1H)-onas, partindo-se de uma etapa de ciclocondensação entre a 2- aminoacetofenona e o formato de metila que forneceu a quionolin-4(1H)-ona com 84% de rendimento. A segunda etapa consistiu numa reação de iodação, para adição de um bom grupo abandonador à molécula, e se processou com 92% de rendimento. Em seguida o grupo NH da quinolona foi protegido por meio de uma reação de metilação (88%). Por fim a 3-iodo-1- metilquinolin-4(1H)-ona foi submetida a uma reação de acoplamento de Suzuki-Miyaura fornecendo doze análogos: 1-metil-3-fenilquinolin-4(1H)-ona (64%), 3-(2-metoxifenil)-1- metilquinolin-4(1H)-ona (78%), 3-(4-fluoro-2-metoxifenil)-1-metilquinolin-4(1H)-ona (68%), 3-(5-fluoro-2-metoxifenil)-1-metilquinolin-4(1H)-ona (77%), 3-(5-bromo-2-metoxifenil)-1- metilquinolin-4(1H)-ona (65%), 3-(5-cloro-2-metoxifenil)-1-metilquinolin-4(1H)-ona (70%), 3-(3-clorofenil)-1-metilquinolin-4(1H)-ona (73%), 3-(4-clorofenil)-1-metilquinolin-4(1H)-ona (75%), 3-(4-bromofenil)-1-metilquinolin-4(1H)-ona (65%), 3-(3-metoxifenil)-1- metilquinolin-4(1H)-ona (71%), 3-(3-bromofenil)-1-metilquinolin-4(1H)-ona (61%) e 3-(4- metoxifenil)-1-metilquinolin-4(1H)-ona (72%). A avaliação de atividade fitotóxica foi realizada por meio de ensaio em placa de Petri empregando-se sementes de sorgo (Sorghum bicolor) e de pepino (Cucumis sativus) como indicadores de fitotoxicidade e por meio de ensaio in vitro de inibição do transporte de elétrons em cloroplastos de espinafre (Spinacea oleracea L.). De forma geral, os compostos apresentaram maior fitotoxicidade para a espécie dicotiledônea (pepino). O composto 25 foi o mais seletivo. No ensaio de inibição da reação de Hill, o composto 21 foi o que apresentou maior efeito sobre a redução do ferricianeto de potássio na presença de cloroplastos isolados de folhas de espinafre nas concentrações de 50 e 100 μM.

The quinolones are a class of compounds which exhibit various biological activities such as medical, pharmaceutical and agrochemical. Still present activity on the photosystem II, inhibiting electron transport chain, which gives this class of compounds a potential herbicide activity. Its main natural source consists of plants of Rutaceae family. And mostly commercially available quinolones are of synthetic origin. This study aimed to the synthesis of new 3-arilquinolin-4-(1H)-ones, starting from a cyclocondensation step between the 2- methyl aminoacetofenone and the methyl formate that provided the quionolin-4-(1H)-one with 84% yield. The second stage consisted of an iodination reaction in addition to a good leaving group molecule, and processed in 92% yield. Next, the NH group of the quinolone is protected by means of a methylation reaction (88%). Finally, the 3-iodo-1-methyl-quinolin-4 (1H)-one was subjected to a coupling reaction of Suzuki-Miyaura providing twelve analogues: 1-methyl-3-phenylquinolin-4 (1H) -one (64%) 3- (2-methoxyphenyl) -1-methyl- quinolin-4 (1H) -one (78%), 3- (4-fluoro-2-methoxyphenyl) -1-methyl-quinolin-4 (1H) -one (68 %) 3- (5-fluoro-2-methoxyphenyl) -1-methyl-quinolin-4 (1H) -one (77%) 3- (5-bromo-2- methoxyphenyl) -1-methyl-quinolin-4 (1H) -one (65%) 3- (5-chloro-2-methoxyphenyl) -1- methyl-quinolin-4 (1H) -one (70%) 3- (3-chlorophenyl) -1-methyl-quinolin-4 (1H) -one (73%) 3- (4-chlorophenyl) -1-methyl-quinolin-4 (1H) -one (75%) 3- (4-bromophenyl) -1- methyl-quinolin-4 (1H) -one (65%) 3- (3-methoxyphenyl) -1-methyl-quinolin-4 (1H) -one (71%) 3- (3-bromophenyl) -1-methyl-quinolin-4 (1H) -one (61%) and 3 - (4-methoxyphenyl) -1-methyl-quinolin-4 (1H) -one (72%). Assessment of phytotoxicity was carried out by means of the Petri dish assay employing seeds of sorghum (Sorghum bicolor) and cucumber (Cucumis sativus) as indicators and phytotoxicity by testing inhibition of electron transport in spinach chloroplasts (Spinacea oleracea L.) in vitro. In general, the compounds showed higher phytotoxicity for dicot species (cucumber). Compound 25 was the most selective. With respect to inhibition assay Hill reaction compound 21 showed the highest effect on the reduction of potassium ferricyanide in the presence of chloroplasts isolated from spinach leaves at concentrations of 50 and 100 μM, respectively.