63ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada

ANÁLISE ESTRUTURAL E ESTUDO COMPARATIVO ENTRE TIOUREIAS ATIVAS E NÃO ATIVAS

Rafael Victor Helerbrock de Melo 1 Carlito Lariucci 2

1. Universidade Federal de Goiás - Instituto de Física 2. Prof.Dr/ Orientador - Instituto de Física - UFG

INTRODUÇÃO:

Tioureias são uma classe de compostos orgânicos que apresentam em sua constituição o grupamento ureia, no qual o átomo de oxigênio é substituído por um átomo de enxofre, tais moléculas possuem propriedades anti-inflamatórias, anti-convulsivantes, anti-bacterianas, fungicidas, entre outras. Nos últimos anos, o interesse no estudo das tioureias e seus derivados vêm crescendo, devido ao fato de que estes compostos apresentam numerosas aplicações químicas e farmacêuticas. Observa-se que os átomos de nitrogênio presentes no grupamento tioureia são capazes de formar ligações de hidrogênio intermoleculares do tipo N-H • -S e C-H • -O. É conhecido que a atividade biológica desta classe de substâncias está associada à presença deste tipo de ligação. Dessa forma, o presente trabalho tem por objetivos analisar parâmetros geométricos comuns em derivados de tioureias bioativas que contribuam significativamente para o estabelecimento de padrões relacionados ao comportamento de tais moléculas em sistemas biológicos, como também analisar os mesmos parâmetros em tioureias que não apresentem bioatividade e, por fim, comparar os dados obtidos nestes dois grupos a fim de inferir fatores que podem definir se uma tioureia é ou não bioativa.

METODOLOGIA:

Uma busca foi feita utilizando o Cambridge Structural Database, CSD, um banco de dados internacional de estruturas cristalográficas que possui em torno de quatrocentas e cinquenta mil moléculas depositadas, à procura de derivados de tioureias com atividade biológica comprovada. Depois de selecionadas dez moléculas biologicamente ativas desse banco de dados, foram tomadas quatro tioureias nas quais a atividade biológica ainda não foi testada, sendo duas provenientes do Cerrado, que tiveram suas estruturas moleculares elucidadas pelo grupo de Cristalografia Estrutural do IF-UFG e duas tioureias retiradas do CSD. Sabe-se que a atividade biológica das tioureias deve-se principalmente pela formação de ligações de hidrogênio intermoleculares entre átomos de nitrogênio e enxofre. Sendo assim, foram medidos parâmetros geométricos do grupamento tioureia dos dois conjuntos de moléculas citados acima em busca de padrões nos comprimentos e ângulos de ligação.As ligações intermoleculares escolhidas para medidas de comprimento foram: S(1)--C(1), C(1)--N(1), C(1)--N(2). Foram tomados os ângulos entre os átomos: S(1)--C(1)--N(1), e S(1)--C(1)-N(2). Para as ligações de hidrogênio mediu-se comprimentos de ligação S(1)--H(1), S(1)...N(1) bem como o ângulo formado entre os átomos S(1)--H(1)...N(1). As medidas de tais parâmetros foram feitas com o software Mercury 2.0, que é um programa gráfico que permite visualizar a estrutura tridimensional além de outras propriedades cristalográficas.

RESULTADOS:

De acordo com as medidas observadas para o caso de moléculas com bioatividade comprovada experimentalmente, os ângulos formados pelas ligações de hidrogênio S(1)--H(1)...N(1) encontraram-se entre 151,86° e 168,0°, os comprimentos de ligação S(1)--H(1) e S(1)...N(1) variaram de 2,34(2) Å à 2,640(2) Å e de 3,288(2) Å à 3,586(3) Å respectivamente. Os ângulos formados pela ligação S(1)--C(1)--N(1) e S(1)--C(1)--N(2) estiveram entre 121,7(2)° à 125,4(1)° e 117,6(3)° à 120,6(2)°. O comprimento de ligação S(1)--C(1), C(1)--N(1) e C(1)--N(2) variaram de 1,658(1) Å à 1,709(4) Å, 1,328(2) Å à 1,461(6), e de 1,313(7) Å à 1,377(2) Å. Tais parâmetros também foram medidos para quatro tioureias com atividade biológica ainda não comprovada, observou-se que assim como nas dez moléculas conhecidas quanto à sua atividade biológica, as quatro tiouréias acima formam ligações de hidrogênio com o átomo de enxofre, além disso, também formam dímeros. Pode-se perceber que os ângulos formados pela ligação S(1)--H(1)...N(1) variou de 160,4(1)° à 168(3)° e que os comprimentos de ligação intermolecular S(1)--H(1) e S(1)...N(1) variaram de 2.54(3) Å à 2,68(2) Å e de 3,373(3) Å à 3,477(2) Å. Os comprimentos das ligações S(1)--C(1), C(1)--N(1) e C(1)--N(2), variaram respectivamente de 1,664(2) Å à 1,683(3) Å, 1,343(4) Å à 1,391(3) Å, e de 1,321(3) Å à 1,351(5) Å. Os ângulos formados pela ligação S(1)--C(1)--N(1) e S(1)--C(1)--N(2) estiveram entre 121,7(2)° à 125,4(1)° e 117,6(3)° à 120,6(2)º.

CONCLUSÃO:

Observou-se que todos os derivados de tioureia bioativos formam ligações de hidrogênio e dímero envolvendo os átomos S--H...N. Esse tipo de ligação é essencial para a ocorrência da bioatividade, devido ao fato de a ligação de hidrogênio ser a principal responsável pela interação entre o sítio ativo da molécula e o meio biológico. Quanto às outras distâncias e ângulos de ligação do grupamento tioureia, não se observaram padrões visto que a conformação da molécula pode ser alterada pela presença dos radicais ligados a tal grupamento. Como não foram encontradas tioureias não bioativas, não foi possível estabelecer relações que possam comparar os parâmetros mencionados anteriormente. Portanto, foram tomados derivados de tioureia cuja atividade biológica ainda não foi testada, com o intuito de verificar as principais características das tioureias bioativas. Ao observar as quatro tioureias ainda não verificadas quanto à sua bioatividade, verificou-se que as mesmas formam ligações de hidrogênio do tipo dímero, envolvendo os átomos S--H...N. Além disso, seus parâmetros geométricos apresentam boa concordância com os das tioureias bioativas. Os padrões existentes no grupo de moléculas bioativas também foram observados em moléculas com potencial aplicação biológica, sugerindo, portanto, que essas últimas também devem ser bioativas

Palavras-chave: Difração de raios X, Bioatividade, Tioureia..