OBTENÇÃO DE VALORES DO COEFICIENTE DE PARTIÇÃO E DO pKa DE ANÁLOGOS ESTRUTURAIS À PROCAINAMIDA PARA ESTUDOS DE QSAR
Alberto Malvezzi (IC)1, Danilo Sergio Policastro (IC)1, Weber Cláudio Franciso Nunes da Silva (IC)1, Antonia Tavares do Amaral (PQ)1
1Depto de Química Fundamental, Instituto de Química, USP, São Paulo, Brasil
palavras chave :coeficiente de partição; QSAR; análogos da procainamida
O valor do coeficiente de partição (log P) é um parâmetro frequentemente usado em estudos de QSAR(1) como medida quantitativa da lipofilicidade de compostos bioativos. O valor do log P de um composto, pode ser interpretado como sendo a somatória de dois termos: um relacionado com volume (estéricos) e o outro com interações intermoleculares (interações dipolo-dipolo e ligações por hidrogênio). A investigação da natureza e grandeza destes termos pode contribuir para uma compreensão do comportamento farmacocinético de drogas candidatas a fármacos.
Com
o objetivo de dar continuidade ao estudo(2) das
contribuições expressas no valor do log P em uma
série de benzamidas, estruturalmente análogas à
procainamida, neste trabalho foram realizadas medidas, em duplicata,
do coeficiente de partição aparente
(log Papp)
de dois cloridratos de N,N-(dimetilamino)metil 4-X benzamida (sendo
X=metil, composto 1 e X=n-butil, composto 2)
ambos sintetizados no grupo(3). Para a obtenção
dos valores de log Papp foi utilizado o método
shake-flask em dois sistemas de solventes,
octanol-água e heptano-água respectivamente. Na
literatura, em QSAR, o sistema de solventes mais utilizado para a
obtenção do log Papp é o
octanol-água. Neste trabalho o estudo foi ampliado utilizando
sistema heptano-água pois este difere do anterior nos
seguintes aspectos: menor momento dipolar, ausência de grupo
-OH (grupo doador/aceptor de prótons) e menor
capacidade de solvatação (ausência de água
dissolvida). Para o estudo da partição nos sistemas
octanol-água e heptano-água foram utilizados os
compostos 1 e 2 respectivamente. Estes
compostos foram selecionados dentre uma série de derivados por
apresentarem valores de log Papp confortáveis
para a sua determinação experimental.
Para
cada sistema de solventes os valores de log Papp
foram medidos na faixa de pH entre 4,0 e 9,0 (tampão universal
para UV, m
= 0,15 M) e na presença de diferentes
contra-íons
(propionato de potássio e caproato de sódio,
respectivamente). Com os valores obtidos foi construída uma
curva do perfil de variação de log Papp vs pH.
A análise dos valores de log Papp em diferentes valores de pH é fundamental pois revela as variações relativas das contribuições das espécies ionizada e não ionizada na partição, as quais não necessariamente se mantém equivalentes dentro de uma série congênere. Além disso, a construção deste perfil indica a formação do par-iônico, espécie muitas vezes não considerada na correção do valor de log P para ionização.
Os
valores de log Papp dos compostos 1 e
2 obtidos no sistema heptano-água foram em média
duas unidades logarítmicas menores que os observados no
sistema
octanol-água, sendo que o composto 2
sempre apresentou valores de log Papp maiores que o
composto 1. Comparando os valores de log Papp
obtidos nos dois sistemas foi possível analisar como a
variação das características e/ou propriedades
do solvente interferem na partição do composto. O
heptano, provavelmente por ter um momento dipolar menor, não
ter o grupo OH e ter baixa capacidade de solvatar uma espécie
ionizada apresentou sempre uma afinidade menor pelo composto 1
do que pelo 2 quando comparado com octanol.
Para cada composto, a partir dos valores de log Papp obtidos na faixa de pH entre 4,0 e 9,0, na qual se observam variações de aproximadamente duas unidades logarítmicas nos valores do log Papp, foram construídas curvas do perfil de variação de log Papp vs pH.
Os
perfis das curvas construídas nos sistemas octanol-água
e heptano-água mostraram-se distintos. O perfil no sistema
octanol-água foi de uma curva sigmóide, com um patamar
inferior indicando o valor da partição da espécie
ionizada (log Pi), e outro superior, mostrando o
valor da partição da espécie não ionizada
(log Pu). O perfil no sistema
heptano-água
se ajusta com o obtido para o octanol-água somente na porção
superior, pois este não apresenta o patamar inferior. Esta
constatação indica que a partição da
espécie ionizada no heptano é desprezível
e ressalta a menor afinidade encontrada no heptano por espécies
carregadas quando comparado com octanol. Adicionalmente, a partir da
curva do perfil de variação de log Papp
vs pH, no sistema octanol-água, calculou-se o valor do pKa
(aparente) do composto 1 através da equação
A. O pKa octanol, definido como sendo o pH
na fase aquosa onde as concentrações da forma ionizada
e não ionizada são iguais na fase orgânica. Este
valor pode ser calculado, através da equação C,
Igualmente, com os valores de log Papp no sistema
heptano-água foi calculado o pKa do composto 2,
utilizando-se a equação B. Neste caso não
foi possível calcular o pKa heptano .
Eq. A(4) log Papp = log (Pu10 pH + Pi10 pK) log (10 pK + 10 pH)
Eq. B(4) log Papp = log Pu - log ( 1+ 10 pK pH )
Eq. C(5) pKa octanol pKa = log Pi - log Pu
Para o sistema octanol/água, observou-se que a presença dos contra-íons ocasionou um aumento nos valores de log Papp em pH 4,0, onde o composto 1 se encontra na forma ionizada, demonstrando ser esta sensível aos contra-íons. Em pH 9,0 os valores de log Papp não apresentaram variação significativa, sugerindo que a espécie não-ionizada não é sensível à presença dos contra-íons. Para o sistema heptano-água não se verificou influência de contra-íons sobre os valores do log Papp, tanto no pH 4,0 como no pH 9,0.
(1) Amaral, A.T.do, Oliveira, A. C., Neidlein, R., Gallacci, M., Caprara, L., Miyazaki, Y., Eur. J. Med. Chem., 1997 (2) Malvezzi A., Oliveira, K.M., Silva, W.C.F.N. ;XXII RA-SBQ (1999), MD-002 (3) Amaral A. T.do, Miyazaki Y., Tavares L. C., Oliveira. A. C., Gallacci. M. (1995), In: QSAR and Molecular Modelling : Concepts, Computational Tools and Biological Applications, F.Sanz, J.Giraldo F.Manaut (ED), J. R. Prous Science Publishers, Barcelona, Spain, 134-136 (4) Kubinyi, H., (1993) In: QSAR: Hansch Analysis and Related Approaches, ed.H.Kubinyi, ESCOM, (5) Scherrer, R.A., (1996), in 11th European QSAR Meeting, Lausanne
(FAPESP, CNPq-PIBIC, Pro-Reitoria de Pesquisa, DFG-DAAD)