Síntese e avaliação do efeito sobre o transporte de elétrons da fotossíntese de derivados de isobenzofuran-1(3H)-onas

Abstract

Isobenzofuran-1(3H)-onas (também conhecidas como fitalidas) possuem como característica estrutural a presença de um anel y-lactônico fundido a um anel aromático. Elas representam uma classe de compostos que tem atraído a atenção de vários grupos de pesquisa em parte devido ao seu espectro de atividades biológicas. Dentre várias isobenzofuran-1(3H)-onas bioativas encontra-se a fitotoxina natural 5-metil-4-metoxi-6-(3-metilbut-2-eniloxi)isobenzofuran-1(3H)-ona. Esta substância é capaz de inibir in vitro o transporte de elétrons da fotossíntese. O presente trabalho teve por meta sintetizar análogos à 5-metil-4-metoxi-6-(3-metilbut-2-eniloxi) isobenzofuran-1(3H)-ona, visando a avaliação de suas atividades como inibidores da fotossíntese. A rota sintética escolhida para a síntese das fitalidas envolveu reações de orto alquilação de ácidos benzóicos catalisadas por paládio, reações de O-alquilação e processos de adição à ligação dupla. Os compostos sintetizados foram completamente caracterizados, utilizando-se a espectroscopia no IV, espectroscopia de RMN de 1H e de 13C (1D), além da espectrometria de massas. Algumas das isobenzofuran-1(3H)-onas sintetizadas tiveram suas estruturas cristalinas investigadas por difração de raios-X. As isobenzofuran-1(3H)-onas sintetizadas, bem como alguns subprodutos e intermediários sintéticos obtidos, foram avaliados in vitro no tocante à habilidade em interferir ou não no transporte de elétrons, dirigido pela luz, da água para o oxidante não-biológico ferricianeto de potássio. Cloroplastos intactos e isolados de folhas de Spinacia oleracea foram utilizados neste caso. Os resultados obtidos mostram que, dentre 14 compostos submetidos à avaliação da atividade biológica, 8 substâncias reduziram a taxa de transporte de elétrons, dirigido pela luz, na concentração de 200 umol L-1. Dentre os compostos mais ativos, duas isobenzofuran-1(3H)-onas causaram inibição do transporte de elétrons superior a 40%. A substância 5-(2,3-dibromo-3-metilbutoxi) isobenzofuran-1(3H)-ona, que apresentou os melhores resultados em termos de atividade biológica, apresenta potência inibitória sobre o transporte de elétrons fotossíntético similar ao produto natural 5-metil-4-metoxi-6-(3-metilbut-2-eniloxi)isobenzofuran-1(3H)-ona.

Isobenzofuran-1(3H)-ones (phtalides), fused-ring aromatic y-lactones, have attracted the attention of various research groups due to, in part, to their biological activities. Among various bioactive isobenzofuran-1(3H)-ones is the natural phytotoxin 4-methoxy-5-methyl-6-(3-methylbut-2-enyloxy)isobenzofuran-1(3H)-one. This secondary metabolite is capable of inhibiting in vitro the photosynthetic electron transport. The present investigation aimed to synthesize a variety of 4-methoxy-5-methyl-6-(3-methylbut-2-enyloxy)isobenzofuran-1(3H)-one analogues and evaluate their potential as photosynthetic inhibitors. In the synthetic routes used to prepare the analogues were utilized the palladium catalyzed ortho alkylation of benzoic acids, O-alkylation reactions and addition reactions to the double bounds. The structures of synthesized compounds were confirmed based on NMR, IR and MS analyses. The structure of some isobenzofuran-1(3H)-ones were also investigated by X-ray analysis. The biological activity of the synthesized isobenzofuran-1(3H)-ones, as well as by-products and synthetic intermediates, was evaluated in vitro as the ability to interfere with light-driven reduction of ferricyanide by isolated spinach chloroplasts. Among the fourteen evaluated compounds, eight was able to significantly reduce the electron flow from water to K3[Fe(CN)6]. In addition, two compounds were capable of inhibiting the photosynthetic electron transport by 40%. The inhibitory effect presented by one of the compounds namely 5-(2,3-dibromo-3-methylbutoxy) isobenzofuran-1(3H)-one was equipotent to the natural phytotoxin 4-methoxy-5-methyl-6-(3-methylbut-2-enyloxy) isobenzofuran-1(3H)-one.