Synthesis of flavylium salts for study of their biological activities and photochemical properties

A busca por novos fármacos e agroquímicos é um dos maiores desafios da química moderna. No entanto, a natureza exerce em excelente papel como fonte de novos princípios ativos ou mesmo como inspiração para a síntese de novos derivados, atuando como aliada da pesquisa científica. As antocianinas e as antocianidinas são exemplos de produtos naturais de grande importância científica e industrial, devido a suas propriedades biológicas, antioxidantes e capacidade de atuar como corantes, entre outros. Visando contribuir para o estudo dessa classe de compostos, o presente trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar derivados sintéticos das antocianidinas, denominados sais de flavílio. Foram preparados quatorze sais de flavílios, sendo seis deles metilados na posição C4 [cloreto de 4-metil-7-metoxiflavílio (1); cloreto de 7-hidróxi-4-metilflavílio (2); cloreto de 5,7-dihidróxi-4-metilflavílio (3); cloreto de 4-metil-4’,7-dimetoxiflavílio (4); cloreto de 7-hidróxi-4-metil-4’-metoxiflavílio (5) e cloreto de 5,7-dihidróxi-4-metil-4’-metoxiflavílio (6)] e oito não metilados [cloreto de 4’-hidróxi-7- metoxiflavílio (7); cloreto de 7-hidróxi-4’-metoxiflavílio (8); cloreto de 4’,7-dimetoxiflavílio (9); cloreto de 4’,7-dihidroxiflavílio (10); cloreto de 7-hidróxi-3’,4’,5’-trimetoxiflavílio (11); cloreto de 7-hidróxi-3’,4’-dimetoxiflavílio (12); cloreto de 7-hidróxi-3’-metoxiflavílio (13) e cloreto de 3’-hidróxi-7-metoxiflavílio (14)]. Os sais de 4-metilflavílios foram sintetizados a partir de condensações de derivados da benzoilacetona com derivados fenólicos. Em contrapartida, as sínteses dos sais de flavílio não metilados em C4 foram realizadas a partir das condensações entre derivados de acetofenonas e 2-hidroxibenzaldeídos, tendo sido necessários estudos de otimização das condições reacionais. O cloreto de 5,7-dihidróxi-4-metil-4’- metoxiflavílio (6) foi utilizado para a produção de dois sais de piranoflavílio [cloreto de 5-(4- (dimetilamino)fenil)-8-hidroxi-2-(4-metoxifenil)pirano[4,3,2-de]cromen-1-íleo (15) e cloreto de 8-hidroxi-2,5-bis(4-metoxifenil)pirano[4,3,2-de]cromen-1-íleo (16)]. Os compostos sintetizados foram caracterizados por espectroscopia do IV, RMN de 1 H, RMN de 13 C e espectrometria de massas. Os dez primeiros sais de flavílio (1-10) obtidos nesse trabalho foram submetidos a ensaios de avaliação citotóxica frente a quatro linhagens celulares tumorais: melanoma metastático murino (B16F10), carcinoma hepatocelular humano (HepG2), adenocarcinoma da mama humano (MDA-MB-231) e adenocarcinoma cervical humano (HeLa). Os compostos 3, 6, 7, 8 e 10 foram capazes de reduzir a viabilidade celular de forma significativa, sendo o flavílio 6 o mais citotóxico. Tentativas de correlação da atividade com as propriedades moleculares indicaram que a maior atividade observada para 6 pode estar relacionada com uma maior permeabilidade celular. Todos os compostos produzidos estão sendo submetidos a estudos fotoquímicos e de estabilidade.The search for new drugs and agrochemicals is one of the biggest challenges of modern chemistry. However, nature exerts an excellent role as a source of new active principles or even as inspiration for the synthesis of novel derivatives, acting as an ally of scientific research. Anthocyanins and anthocyanidins are examples of natural products of great scientific and industrial importance, due to their biological properties, antioxidants and the ability to act as dyes, among others. Aiming to contribute to the study of this class of compounds, the present work had the objective of synthesizing and characterizing synthetic derivatives of anthocyanidins, called flavylium salts. Fourteen flavylium salts were prepared, six of them methylated at the C4 position [7-methoxy-4-methylflavylium chloride (1); 7-hydroxy-4- methylflavyl chloride (2); 5,7-dihydroxy-4-methylflavylium chloride (3); 4-methyl-4',7- dimethoxyflavylium chloride (4); 4'-methoxy-4-methylflavylium chloride (5) and 5,7- dihydroxy-4'-methoxy-4-methylflavylium chloride (6)] and eight non methylated [4'-hydroxy- 7-methoxyflavylium chloride (7); 7-hydroxy-4'-methoxyflavylium chloride (8); 4',7- dimethoxyflavylium chloride (9); 4',7-dihydroxyflavylium chloride (10); 7-hydroxy-3',4',5'- trimethoxyflavylium chloride (11); 7-hydroxy-3',4'-dimethoxyflavylium chloride (12); 7- hydroxy-3'-methoxyflavylium chloride (13) and 3'-hydroxy-7-methoxyflavylium chloride (14)]. The 4-methylflavylium salts were synthesized from condensations of benzoylketone derivatives with phenolic derivatives. In contrast, syntheses of flavylium salts without methyl group in C4 were performed from the condensations between acetophenones and 2- hydroxybenzaldehydes, and optimization studies of the reaction conditions were required. The 5,7-dihydroxy-4'-methoxy-4-methylflavylium chloride (6) was used for the production of two pyranflavylium salts [5-(4-(dimethylamino)phenyl)-8-hydroxy-2-(4- methoxyphenyl)pyrano[4,3,2-de]chromen-1-ium chloride (15) and 8-hydroxy-2,5-bis(4- methoxyphenyl)pyrano[4,3,2-de]chromen-1-ium chloride (16)]. The synthesized compounds were characterized by IR, 1 H NMR, 13 C NMR and mass spectrometry. The first ten flavylium salts (1-10) obtained in this work were submitted to cytotoxic assays against four tumor cell lines: murine metastatic melanoma (B16F10), human hepatocellular carcinoma (HepG2), human breast adenocarcinoma (MDA-MB -231) and human cervical adenocarcinoma (HeLa). Compounds 3, 6, 7, 8 and 10 were able to significantly reduce cell viability and flavylium salt 6 was the most cytotoxic. Attempts to correlate activity with molecular properties indicated that the highest activity observed for 6 may be related to increased cell permeability. All the compounds produced are being submitted to photochemical and stability studies