Mn(III)porfirinas sintéticas como modelos químicos do Citocromo P-450: a O-desalquilação oxidativa de aril éteres substituídos como modelos de drogas por iodosilbenzeno

• Main Author: Felipucci Neto, Carlos Alberto
• Other Authors: Iamamoto, Yassuko
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2007
• Subjects: Citocromo P-450 Mn(III)porfirinas O-desalquilação; Cytochrome P450 model Mn(III)porphyrins O-dealkylation of aryl ethers
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-15082008-081032/

Reações de O-desmetilação oxidativa estão entre as várias oxidações realizadas pelas enzimas do citocromo P-450. Entretanto, poucos estudos de O-desmetilação catalisadas por enzimas do citocromo P-450 ou modelos químicos baseados em metaloporfirinas sintéticas têm resultado em dúvidas acerca do mecanismo da O-desmetilação destes compostos orgânicos. Neste trabalho, foi estudada a O-desmetilação oxidativa, com PhIO, do benzil metil éter e alguns de seus derivados para substituídos (com os grupos doadores de elétrons -OCH3 e -CH3 e os grupos retiradores -NO2 e -Cl) catalisada pelas Mn(III)P [Mn(TPP)]Cl, [Mn{T(4-N-MePy)P}](PF6)5, [Mn(TMP)]Cl, [Mn(TDCSPP)]Cl e [Mn(TFPP)]Cl para verificar o efeito destes diferentes catalisadores na conversão e seletividade de produtos da O-desmetilação oxidativa e avaliar o efeito dos diversos substituintes citados no mecanismo de O-desalquilação. Inicialmente, realizou-se o estudo das oxidações catalíticas do metil benzil éter. Todas as reações catalisadas pelas MnP se mostram seletivas, sendo que o benzaldeído foi o produto comum a todas as oxidações. A melhor condição encontrada foi 1:50:1224 (catalisador/oxidante/substrato). Em relação às reações com os substratos contendo os substituintes na posição -para, as reações de oxidações catalíticas do p-metóxibenzil metil éter por PhIO não se mostraram tão seletivas quanto as do metil benzil éter, mostrando claramente que o grupo metóxi alterou a reatividade do aril éter original. Mesmo assim, o p-metoxibenzaldeído ainda foi o produto principal, sendo a conversão ao álcool p-metoxibenzílico observada em escala menor. Já com o substrato p-nitrobenzil metil éter, novamente o efeito provocado pelo substituinte na posição para no anel benzênico pôde ser percebida na distribuição final dos produtos, sendo que houve seletividade total para a formação de p-nitrobenzaldeído em detrimento ao álcool p-nitrobenzóico. Em relação aos dois últimos substratos da série proposta, metil p-metilbenzil éter e metil p-clorobenzil éter, de um modo geral, as reações realizadas com o p-clorobenzil metil éter não se mostraram tão seletivas quanto as do metil p-nitrobenzil éter, mostrando que o grupo cloro aumentou a reatividade do cloroéter em relação ao éter com o substituinte nitro- original. Mesmo assim, o p-clorobenzaldeído foi o produto principal, sendo a conversão ao álcool p-clorobenzílico observada em menor escala. Em relação às reações de oxidação do p-metilbenzil metil éter, observou-se que os resultados experimentais são semelhantes aos encontrados para o metil benzil éter. Esses resultados corroboram o principal mecanismo proposto para os sistemas modelo do citocromo P-450 que envolve abstração inicial do átomo de hidrogênio, o mecanismo por recombinação de oxigênio. === O-dealkylation oxidative reactions are among the several oxidations accomplished by the cytochrome P-450 enzymes. However, few studies on O-dealkylation catalyzed by such enzymes or chemical models based on synthetic metalloporphyrins have resulted in doubts concerning the mechanism of these reactions involving organic compounds. In this work, we studied the oxidative O-dealkylation by PhIO of benzyl methyl ether and some of its para-substituted derivatives (with the electron donor groups -OCH3 and -CH3 and the electronwithdrawing groups -NO2 and -Cl) catalyzed by the following Mn(III)P: [Mn(TPP)]Cl, [Mn{T(4-N-MePy)P}] (PF6)5, [Mn(TMP)]Cl, [Mn(TDCSPP)] Cl, and [Mn(TFPP)]Cl. Our aim was to verify the effect of these different catalysts on the conversion yields and product selectivity, as well as evaluate the effect of the several substituents on the ether on the O-dealkylation mechanism. We initially studied the catalytic oxidation of methyl benzyl ether. All the reactions catalyzed by the various MnPs were selective, and benzaldehyde was the product common to all oxidations. The best reaction condition was catalyst/oxidant/substrate molar ration = 1:50:1224. As for the reactions with the substituted substrates, the catalytic oxidation of p-methoxybenzyl methyl ether by PhIO was not as selective as the ones of methyl benzyl ether, clearly showing that the methoxy group affects the reactivity of the original aryl ether. Nevertheless, p-methoxybenzaldehyde was still the main product, being the conversion to p-methoxybenzylic alcohol observed in minor amount. With the substrate p-nitrobenzyl methyl ether, the effect of the electronwithdrawing substituent in the para- position of the aromatic ring could be observed in the final product distribution once again, and total selectivity toward the formation of p-nitrobenzaldehyde to the detriment of p-nitrobenzoic alcohol was observed. In relation to the two last substrates of the proposed series, the methyl p-methylbenzyl and methyl p-chlorobenzyl ethers, the reactions accomplished with p-chlorobenzyl methyl ether were not as selective as the ones carried out with methyl p-nitrobenzyl ether, showing that the chloro group increased the reactivity of the chloro-ether in relation to the ether with the original nitro- substituent. Even so, p-chlorobenzaldehyde was the main product, being the conversion to the p-chlorobenzylic alcohol observed in smaller amount. Concerning the oxidation reactions of p-methylbenzyl methyl ether, the experimental results were similar to those obtained in the case of methyl benzyl ether. These results corroborate the main mechanism proposed for the cytochrome P-450 model systems, which involves initial hydrogen atom abstraction, followed by oxygen rebound.