Synthesis of cantaridin analogues and evaluation of herbicidal activity

O controle químico é uma ferramenta eficiente para minimizar as perdas na produtividade agrícola, no entanto, o uso contínuo do mesmo defensor agrícola e de forma indiscriminada pode causar, principalmente, a resistência de algumas pragas aos pesticidas. A busca por princípios ativos mais eficientes, menos tóxicos e menos persistentes tem sido uma alternativa para tentar reduzir os efeitos negativos da bioacumulação do uso dos pesticidas. Assim o potencial biológico apresentado por anidridos e amidas aliado ao fácil acesso sintético e presença de grupos funcionais com diferentes reatividades possibilita modificações estruturais com o intuito de produzir derivados com potencial biológico para serem utilizados em diversos setores, sobretudo na indústria de agroquímicos. O presente trabalho teve por objetivo sintetizar e caracterizar novas moléculas nitrogenadas visando avaliar a atividade herbicida desses compostos. A rota sintética escolhida teve como material de partida o 3R,4S,5R,6S-tetraidro- 3,6-epoxiisobenzofuran-7,8-diona (1), obtido através da reação de Diels-Alder entre anidrido maleico e furano com rendimento global de 91 %. O composto de partida (1) foi submetido a reações de adição de aminas aromáticas à carbonila em diclorometano anidro produzindo seis ácidos carboxílicos (2-7) em rendimentos que variaram de 92 a 99 %. Esses ácidos carboxílicos foram submetidos a reações de ciclização na presença de metanol e ácido sulfúrico concentrado levando a formação de seis imidas (8-13) em rendimentos que variaram de 60 a 83 %. As imidas foram submetidas a reação de epoxidação na presença do ácido meta-cloroperbenzóico levando a formação de seis epóxidos (14-19) em rendimentos que variaram de 62 a 98 %. Todos os compostos sintetizados foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho, ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN de 1 H) e de carbono 13 (RMN de 13 C) e temperatura de fusão. A avaliação da atividade herbicida das substâncias (2-19) foi feita através de teste de germinação com sementes de cebola (Allium cepa) e alface (Lactuca sativa) e comparadas com o herbicida comercial Dual Gold. Todos os compostos sintetizados (2-19) interferiram no desenvolvimento das plântulas de cebola e de alface. Os ácidos (2-7) tiveram atividade de inibição significativa, principalmente frente as plântulas de alface. Inibição de até 100 % para o ácido 7, na concentração de 1000 µM.Palavras-chave: Diels-Alder. Cicloadição. Ácido carboxílico. Imida. Epóxido. Cantaridina. Herbicida.Chemical control is an efficient tool to minimize losses in agricultural productivity, however, the continuous use of the same agricultural defender and indiscriminately can cause, mainly, the resistance of some pests to pesticides. The search for more efficient, less toxic and less persistent active principles has been an alternative to try to reduce the negative effects of the bioaccumulation of pesticides use. Thus, the biological potential presented by anhydrides and amides combined with easy synthetic access and the presence of swap groups with different reactivities allows modifications to introduce the intention of producing derivatives with biological potential to be used in various sectors, especially in the agrochemical industry. The present work aimed to synthesize and characterize new nitrogenous molecules in order to evaluate the herbicidal activity of these compounds. The synthetic route chosen was 3R,4S,5R,6S-tetrahydro-3,6-epoxyisobenzofuran-7,8-dione (1), obtained through the Diels- Alder reaction between maleic anhydride and furan with overall yield of 91 %. The starting compound (1) was subjected to addition reactions of aromatic amines to the carbonyl in anhydrous dichloromethane producing six carboxylic acids (2-7) in yields ranging from 92 to 99 %. These carboxylic acids were identified as cyclization reactions in the presence of methanol and concentrated sulfuric acid leading to the formation of six imides (8-13) in yields ranging from 60 to 83 %. The imides were subjected to an epoxidation reaction in the presence of meta-chloroperbenzoic acid leading to the formation of six epoxides (14-19) in yields ranging from 62 to 98 %. All the synthesized compounds were characterized by infrared spectroscopy, hydrogen nuclear magnetic resonance ( 1 H NMR) and carbon 13 ( 13 C NMR) and fusion temperature. The evaluation of the herbicidal activity of the substances (2-19) was carried out throught a germination test with onion (Allium cepa) and lettuce (Lactuca sativa) seeds and compared with the commercial herbicide Dual Gold. All synthesized compounds (2- 19) interfered in the development of onion and lettuce seedlings. Acids (2-7) had significant inhibition activity, especially against lettuce seedlings. Inhibition of up to 100 % for acid 7, at a concentration of 1000 µM. Keywords: Diels-Alder. Cycloaddition. Carboxylic acid. Imide. Epoxide. Cantharidin. Herbicide.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio