PARTE 1

OTIMIZAÇÃO E PLANEJAMENTO FATORIAL DA GERAÇÃO VOLTAMÉTRICA DE R-NO₂^·- A PARTIR DA REDUÇÃO DO METRONIDAZOL EM DIMETILFORMAMIDA

Mauro Aquiles La-Scalea (PQ), Elizabeth Igne Ferreira (PQ)

Dep. Farmácia – Faculdade de Ciências Farmacêuticas - USP

palavras-chave: metronidazol, nitro radical, planejamento fatorial

INTRODUÇÃO

Os derivados nitroimidazólicos apresentam amplo espectro de atividade, sendo tóxicos a bactérias anaeróbicas e protozoários. O metronidazol (MTZ) faz parte deste grupo de fármacos e o mecanismo de ação proposto prevê que sua atividade depende da formação e estabilização do nitro radical aniônico que interage com DNA resultando lesão, caracterizada pela desestabilização e ruptura da dupla hélice. Estudos por voltametria cíclica têm demonstrado que a razão de corrente (I_p,a/I_p,c) é o principal parâmetro voltamétrico utilizado para os estudos de correlação entre o comportamento eletroquímico de nitroimidazóis e a atividade biológica. As propriedades farmacológicas desses compostos têm sido quantitativamente relacionadas com parâmetros cinéticos de formação e desproporcionamento do par redox R-NO₂/R-NO₂^·-
1,2.

Este trabalho tem por proposta otimizar o procedimento de geração eletroquímica do R-NO₂^·-, em dimetilformamida, utilizando-se eletrodo de gota pendente de mercúrio, além de, por meio de planejamento fatorial 2³, avaliar os parâmetros que podem influenciar os resultados de I_p,a/I_p,ce DE (separação dos picos anódico e catódico) na redução voltamétrica do metronidazol.

PARTE EXPERIMENTAL

Tabela 1 - Níveis dos fatores do planejamento fatorial 2³

Fator	Nível
	(-)	(+)
1: [MTZ] (mmol/L)	0,5	1,0
2: % DMF (pH*)	30 (8,05)	50 (8,92)
3: n (vel. varr, V/s)	0,5	1,0

A solução estoque de metronidazol (grau farmacêutico, Rhodia) 0,01 mol/L foi preparada em água desionizada. Para as medidas voltamétricas nas misturas com DMF, utilizou-se tampão citrato com força iônica ajustada para 0,3 mol/L com os próprios componentes do tampão. Realizaram-se todos os experimentos na ausência de oxigênio, por borbulhamento de N₂ durante 10 min. Utilizou-se para o registro dos voltamogramas, potenciostato EG&G PAR modelo 384B Polarographic Analyzer acoplado ao sistema de três eletrodos EG&G PAR modelo 303A, operando o eletrodo de mercúrio na modalidade de gota pendente, Ag/AgCl como referência e Pt como eletrodo auxiliar. Efetuaram-se as medida de pH com pH-metro Metrohm 654 e eletrodo de vidro combinado Metrohm, as quais foram corrigidas pela expressão: pH* = logU⁰_H + B, sendo pH* igual a -log a_H na mistura de solventes, B o valor de pH medido e o termo logU⁰_H, o fator de correção para eletrodo de vidro calculado para diferentes misturas de DMF e água³. A Tabela 1 mostra o nível dos fatores e a Tabela 2 apresenta o planejamento de experimentos, os resultados foram analisados utilizando-se o programa Fatorial⁴. Efetuaram-se todas as experiências a 25 ^oC.

Tabela 2 - Planejamento fatorial 2³ e respostas

	Fatores			DE (mV)	I_p,a/I_p,c
	1	2	3
1	-	-	-	97,4	0,465
2	+	-	-	99,8	0,437
3	-	+	-	105	0,498
4	+	+	-	107	0,464
5	-	-	+	85,4	0,511
6	+	-	+	90,3	0,483
7	-	+	+	92,7	0,593
8	+	+	+	97,6	0,556
Média				97,2	0,501

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A redução de MTZ em meio aprótico ocorre em duas etapas. O primeiro pico catódico refere-se à redução do grupo nitro a R-NO₂^·-(alvo deste estudo) e o segundo pico à formação da hidroxilamina^1,2:

R-NO₂ + e R-NO₂^·-.

R-NO₂^·- + 3e + 4H⁺ ® R-NHOH + H₂O

Tabela 3 - Efeitos principais e

interações

	DE (mV)	I_p,a/I_p,c
1	2,93	-0,0317
2	7,98	0,0537
3	-10,2	0,0697
12	-0,725	-0,0037
13	0,725	-0,0007
23	0,575	0,0238
123	-0,525	-0,0007

A Tabela 3 apresenta os valores para os efeitos principais e interações do planejamento 2³. O aumento do pH provocou o deslocamento do primeiro pico catódico no sentido negativo de potencial, sendo o aumento da %DMF o principal efeito sobre DE. Por outro lado, o efeito antagonista da velocidade de varredura indica que altos valores de n provocaram a antecipação de formação do nitro radical. A [MTZ] apresentou pequeno efeito sobre este parâmetro estudado e as interações não foram significativas.

Todos os resultados de I_p,a/I_p,c estão distantes da unidade. Merece destaque o efeito da velocidade de varredura sobre os resultados de razão de corrente. O aumento da mesma melhorou o registro da onda anódica no reverso da varredura. Ademais, a estabilização do nitro radical aniônico e sua conseqüente re-oxidação foi viável pela presença de solvente aprótico. Portanto, destaca-se o efeito da %DMF sobre os valores de I_p,a/I_p,c. A influência antagonista da [MTZ] indica sua importância na reação de desproporcionamento do R-NO₂^·-, pois o seu aumento facilitou a cinética de decomposição do radical. Entre as interações destaca-se o efeito da associação 23 sobre os valores de I_p,a/I_p,c.

Assim, fica evidente a importância do conhecimento do comportamento voltamétrico de nitro-heterocíclicos como ferramenta para estudos de REA e compreensão do mecanismo de ação de nitroimidazóis.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

⁽¹⁾La-Scalea, M.A.; Serrano, S.H.P., Gutz, I.G.R. - J. Braz. Chem. Soc, 10(2), 127, 1999;
⁽²⁾La-Scalea, M.A. – Rev. Farm. Bioquím. Univ. São Paulo, 34(2), 59, 1998; ⁽³⁾Asvero, A.G.; Herrador, M.A.; Gonzalez, A.G. - Talanta, 40(4), 479, 1993; ⁽⁴⁾Barros Neto, B.; Scarminio, I.S.; Bruns, R.E. - Planejamento e Otimização de Experimentos, Ed. UNICAMP, 1995.

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