Voltammetric behavior of nitrofurazone and its hydroxymethyl prodrug with potential anti-Chagas activity

Chagas' disease is a serious health problem for Latin America. The situation is worsened by the lack of efficient chemotherapy. The two available commercial drugs, benznidazole and nifurtimox, are more effective in the acute phase of the disease. Nitrofurazone is active against Trypanosoma cruzi, however its high toxicity precludes its current use in parasitosis. Hydroxymethylnitrofurazone is a prodrug of nitrofurazone. It is more active against Trypanosoma cruzi than nitrofurazone, besides being less toxic. This work shows the voltammetric behavior of nitrofurazone and a comparison with those of metronidazole and chloramphenicol using cyclic, linear sweep and differential pulse voltammetries. For these drugs also the prediction of the diffusion coefficients using Wilke-Chang equation was performed. The reduction of nitrofurazone is pH-dependent and in acidic medium the hydroxylamine derivative, involving four electrons, is the principal product formed. In aqueous-alkaline medium and with a glassy carbon electrode pre-treatment the reduction of nitrofurazone occurs in two steps, the first involving one electron to form the nitro-radical anion and the second corresponding to the hydroxylamine derivative formation. Hydroxymethylnitrofurazone presented the same voltammetric behavior and electroactivity, indicating that the molecular modification performed in nitrofurazone did not change its capacity to be reduced. A brief discussion regarding the differences in biological activity between the two compounds is also presented.A doença de Chagas é um grave problema de saúde pública para a América Latina, situação agravada pela inexistência de quimioterapia eficiente. Os dois fármacos comercialmente encontrados, benznidazol e nifurtimox, são eficazes apenas na fase aguda da doença. A nitrofurazona é ativa contra Trypanosoma cruzi, entretanto, a alta toxicidade impede seu uso na parasitose. A hidroximetilnitrofurazona é um pró-fármaco da nitrofurazona, que apresenta maior atividade contra Trypanosoma cruzi, além de ser menos tóxico. Estudou-se o comportamento voltamétrico da nitrofurazona por voltametria cíclica, varredura linear e pulso diferencial, comparando-o ao do metronidazol e do cloranfenicol. Os coeficientes de difusão dos três fármacos foram estimados aplicando-se a equação de Wilke-Chang. Este artigo também apresenta o estudo do derivado hidroximetilnitrofurazona por voltametria cíclica. A redução de nitrofurazona é pH-dependente e em meio ácido o derivado hidroxilamínico, envolvendo quatro elétrons, é o principal produto formado. Em meio alcalino e com prévio tratamento do eletrodo de carbono vítreo, a redução de nitrofurazona ocorre em duas etapas: a primeira envolve um elétron para formar o nitro-radical aniônico e a segunda etapa corresponde à formação da hidroxilamina. Hidroximetilnitrofurazona possui comportamento voltamétrico semelhante e, de forma análoga, apresentou a mesma eletroatividade e capacidade de estabilização do nitro-radical, indicando que a modificação molecular de nitrofurazona não introduziu alterações no seu comportamento voltamétrico. Uma breve discussão das diferenças de atividade biológica entre os compostos também é apresentada