A espectroscopia de RMN como ferramenta elucidativa: estruturas moleculares, mecanismos de reação e metabonômica

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: SILVA, Ricardo Oliveira da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: RMN; Metabonômica; Elucidação estrutural
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/9789

A espectroscopia de ressonância magnética nuclear é uma poderosa ferramenta para a elucidação estrutural e para o estudo de transformações químicas, intensamente utilizada na área de química orgânica. Recentemente, a fronteira de suas aplicações tem se expandido para incluir a análise de biofluidos com o fim de tentar identificar padrões associados às mais variadas condições fisiopatológicas que, ao afetarem o metabolismo, deixam sua marca de forma reconhecível nos espectros de RMN destas matrizes complexas. Elucidação estrutural (a) estudamos pela primeira vez as diferenças estruturais entre cloridrato de cocaína e sua base livre, conhecida como crack , usando a espectroscopia de RMN em solução e no estado sólido. Em solução, determinamos que o grupo benzoato tem orientação equatorial, enquanto o grupo metóxi-carbonil tem orientação axial. No caso dos experimentos realizados no estado sólido, foi possível distinguir amostras de cloridrato de cocaína e de crack , demonstrando que o crack não tem uma estrutura cristalina e, conseqüentemente, seu espectro apresenta uma maior dispersão das freqüências de ressonância; (b) investigamos e caracterizamos por RMN de 1H, de 13C e de 19F, a substância que provocou a morte súbita de uma jovem de 19 anos de idade, após inalação durante uma festa, como sendo 1,1,1-dicloro-flúor etano, que é livremente comercializado; (c) caracterizamos a estabilidade da cadeia de polifosfato de sódio e do gel de polifosfato de alumínio frente à radiação gama, usando a RMN de 31P e mostramos que é factível utilizar o polifosfato em substituição a ortofosfatos em nutrição parenteral e também que é possível utilizar o gel citado como matriz polimérica para um sensor de radiação gama baseado na formação de polianilina; (d) caracterizamos e fizemos a atribuição inédita dos sinais dos espectros de RMN de 1H e de 13C de uma série de compostos derivados do 1,2,4-oxadiazol com propriedades de cristais líquidos; (e) criamos um banco de dados espectrais usando RMN de 1H, de 11B, de 13C e de 19F de uma série de trifluoroboratos orgânicos que têm aplicação em síntese orgânica; (f) investigamos um possível erro na preparação de um medicamento, em farmácia de manipulação, para tratamento de hipertensão e controle da freqüência cardíaca baseado em maleato de enalapril e atenolol, sendo a análise por RMN provavelmente inédita em litígios desta natureza no Brasil. Mecanismos de reação e processo Identificamos intermediários de reações orgânicas, como: (g) complexos de Meisenheimer, formados durante a hidrólise alcalina do 3,5-dinitro benzoato de metila, que apresentamos na forma de uma técnica de ensino-aprendizagem na identificação de intermediários de reação; (h) hemiacetal, observado a partir da inesperada formação de formaldeído como intermediário da reação de formação de N-(arilmetilamino) ftalimidas, cujo mecanismo foi investigado. (i) Finalmente, estudamos o efeito das ondas de ultrassom sobre a solução de polianilina em dimetil sulfóxido (DMSO), quando observamos e caracterizamos a redução do teor de água dissolvida, tendo apresentado como hipótese explicativa a formação e o consumo do radical hidroxila. Esta redução do teor de água na solução de DMSO na presença de um sequestrante de radicais, pode ser compreendida como uma forma rápida e eficiente de secagem do DMSO. Demonstramos ainda que as propriedades óticas das formas oxidada, dopada e não-dopada da polianilina mudam completamente após a interação com as ondas de ultrassom. Análise de biofluidos (j) criamos um modelo metabonômico, a partir de espectros de RMN de 1H de urina, para distinguir amostras fornecidas por pacientes portadores de infecção pelo vírus da hepatite C (HCV) e por pacientes não-infectados. Isso foi possível aplicando análise de componentes principais (ACP) e análise de discriminantes (DA) aos dados espectrais. Tal modelo visa se constituir em uma alternativa não invasiva ao exame de sangue, normalmente utilizado em triagens em bancos de sangue. O modelo construído apresentou valores de sensibilidade e especificidade iguais a 96,9% e 94,1%, respectivamente. Já os valores preditivos positivo e negativo são iguais a 97,0% e 93,9%, respectivamente. O modelo foi cross-validado, classificando corretamente 90,9% das amostras e tendo 95,5% de concordância com os resultados apresentados pelo modelo completo. Demonstramos, portanto, que a técnica e o biofluido escolhidos têm potencial para serem utilizados como método de rotina no rastreamento de casos de infecção pelo HCV, caracterizando-se como uma metodologia mais rápida e menos onerosa do que as que atualmente são utilizadas