Caracterização espectroscópica e avaliação do potencial microbiológico de 1,3,4

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 22140 (2022) Citar este artigo

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No estudo apresentado, técnicas experimentais avançadas, incluindo espectroscopias eletrônicas de absorção e fluorescência [com espalhamento de luz por ressonância (RLS)], medições de tempos de vida de fluorescência no domínio da frequência, cálculos de flutuações do momento dipolo, rendimentos quânticos e transferência radiativa e não radiativa constantes, foram utilizadas para caracterizar um análogo selecionado do grupo de 1,3,4-tiadiazol, a saber: 4-[5-(naftalen-1-ilmetil)-1,3,4-tiadiazol-2-il]benzeno- 1,3-diol (NTBD), intrinsecamente capaz de demonstrar efeitos de transferência intramolecular de prótons (ESIPT) nos estados enol → ceto excitados. Os resultados das análises espectroscópicas realizadas em meios solventes, bem como em misturas selecionadas, foram complementados pela consideração das propriedades biológicas do derivado em questão, particularmente em termos da sua potencial atividade microbiológica. O composto demonstrou um efeito de dupla fluorescência em solventes não polares, por exemplo, clorofórmio e misturas de DMSO/H2O, enquanto em solventes polares apenas foi detectado um único máximo de emissão. Nos sistemas estudados, foram de facto observados efeitos ESIPT, bem como o fenómeno associado de dupla fluorescência, e, como demonstrado para as misturas DMSO:H2O, o mesmo poderia ser induzido com relativa facilidade por efeitos de agregação relacionados com a emissão induzida por agregação (AIE). . Cálculos de química quântica (TD-)DFT conduzidos posteriormente apoiaram outras possibilidades de efeitos ESIPT. O artigo a seguir fornece uma descrição abrangente das propriedades espectroscópicas e biológicas dos derivados de 1,3,4-tiadiazol analisados, destacando sua potencial aplicabilidade como sondas de fluorescência muito boas, bem como como um composto capaz de alta atividade microbiológica.

Um dos principais objectivos da medicina contemporânea é responder ao rápido aumento da incidência de cancro, doenças neurodegenerativas e uma variedade de doenças causadas por bactérias e fungos1,2,3. A preocupação com patógenos fúngicos, que podem causar infecções invasivas graves, é uma limitação das opções de tratamento a apenas três classes principais de medicamentos antifúngicos. Nas últimas duas décadas, nenhuma nova classe de medicamentos antifúngicos foi disponibilizada e apenas um único novo agente de uma classe antifúngica conhecida foi aprovado na última década. Recentemente, a busca por novos agentes com atividade antifúngica tornou-se mais importante devido ao aumento na frequência de infecções fúngicas graves e à expansão da resistência fúngica aos medicamentos4. Derivados selecionados do grupo dos 1,3,4-tiadiazóis demonstram efeitos potencialmente benéficos no tratamento e prevenção dessas doenças5,6, e alguns deles já encontraram aplicações clínicas7,8. Suas propriedades espectroscópicas e cristalográficas incomuns determinam um amplo espectro de aplicações adicionais; eles podem ser usados ​​como pigmentos de laser9, ligantes que complexam íons de metais de terras raras10, sondas moleculares11, bem como estabilizadores de UV12. Assim, a identificação detalhada dos mecanismos responsáveis ​​pelos fenómenos espectroscópicos observados deverá contribuir significativamente para relacionar características estruturais com as respectivas propriedades biológicas dos análogos em questão.

Os 1,3,4-tiadiazóis analisados ​​por nós e por outras equipes de pesquisa em todo o mundo são caracterizados por uma gama de propriedades espectroscópicas, cristalográficas e biológicas interessantes13 que também são frequentemente citadas como razões para características farmacológicas incomuns dos análogos do grupo14. Essas características, frequentemente evidenciadas em medições espectroscópicas, incluem a capacidade de formar complexos com íons metálicos de terras raras , efeitos de agregação , processo de fototautomerização em quatro estágios, ou seja, processo de transferência intramolecular de prótons no estado excitado (ESIPT) . E fenômeno de fluorescência dupla produzida por uma única excitação atribuída geralmente na literatura ao referido ESIPT, possibilidade de estados intramoleculares de CT, muitas vezes acompanhados por uma torção parcial da molécula (transferência de carga intramolecular torcida (TICT))17, formação de sistemas excimer18, emissão induzida por agregação (AIE)19,20,21, ou emissão relacionada à inconsistência com a regra de Kasha, conforme descrito por Brancato et. al.22. Entre as propriedades biológicas e farmacêuticas particularmente interessantes dos derivados 1,3,4-tiadiazol estudados pela nossa equipe há muito tempo, deve-se mencionar o aumento sinérgico de suas propriedades antimicóticas quando combinados com antibióticos do grupo dos polieno antimicóticos, por exemplo, anfotericina B ( AmB)13. As composições que mostram os efeitos da atividade sinérgica são caracterizadas por uma eficácia antimicótica particularmente elevada, ao mesmo tempo que reduzem a toxicidade da AmB13.