Nitrofurazone and its nitroheterocyclic analogues: a study of the electrochemical behavior in aqueous medium

The biological action of drugs with potential antichagasic activities can be better understood by knowing their reduction mechanism. For this proposal, the electrochemical reduction of nitrofurazone (NF) and its analogues, nitrofurfurilidene thiosemicarbazone (NFS), nitrothiophene semicarbazone (NT), nitrothiophene thiosemicarbazone (NTS), was studied by differential pulse and cyclic voltammetries and chronoamperometry in aqueous medium by using a glassy carbon electrode. Those three synthetic analogues have oxygen and sulfur atoms arranged between the nitroheterocyclic ring (furan and thiophene, respectively) and the carbonyl group (semicarbazone and thiosemicarbazone, respectively). The respective hydroxylamine derivatives are the main products formed in acidic medium, being its formation linearly pH dependent. Although chronoamperometric data show that this reduction involves 4 electrons, its corresponding reduction voltammetric wave, in alkaline medium, is unfolded and a reversible reduction peak at a more positive potential appears. This peak is characterized as a nitro anion radical formation, whose decay is caused by a disproportionation reaction. Its kinetic stability was studied by the current ratio values of the R - NO2/R - NO2•- redox couple and the second-order constant (k2) was determined, being NTS the analogue that registered the highest stability.A compreensão do mecanismo de redução de compostos com potencial atividade antichagásica pode contribuir para o melhor entendimento de sua ação biológica. Com este objetivo, a redução eletroquímica de nitrofural (nitrofurazona, NF) e seus análogos, nitrofurfurilideno tiossemicarbazona (NFS), nitrotiofeno semicarbazona (NT), nitrotiofeno tiossemicarbazona (NTS), foi estudada pelas voltametrias de pulso diferencial, cíclica e cronoamperometria em meio aquoso, utilizando eletrodo de carbono vítreo. Esses três análogos sintéticos apresentam átomos de oxigênio e de enxofre distribuídos no anel heterocíclico (furano e tiofeno, respectivamente) e no grupo carbonila (semicarbazona e tiossemicarbazona, respectivamente). A hidroxilamina é o principal produto formado em meio ácido, sendo sua formação linearmente dependente do pH. A cronoamperometria mostrou que esta redução envolve 4 elétrons. Entretanto, em meio alcalino, esta onda de redução é desdobrada e um pico reversível a potencial mais positivo foi registrado, correspondendo à formação nitro ânion radical. O nitro ânion radical sofre desproporcionamento e sua estabilidade cinética foi avaliada aplicando a razão de corrente correspondente ao par reversível R - NO2/R - NO2•- e as constantes de segunda ordem (k2) foram determinadas. A partir dos valores de k2 observou-se que o análogo NTS registrou a maior estabilidade.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Universidade de São Paulo Faculdade de Ciências Farmacêuticas Departmento de FarmáciaUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Departmento de Ciências Exatas e da TerraUNIFESP, Departmento de Ciências Exatas e da TerraProc. 2011/11499-0SciEL

Electrochemical study of simple coumarin and its determination in aqueous infusion of Mikania glomerata

The present study aims the development and application of an electrochemical method for simple coumarin determination in aqueous media by using a boron-doped diamond electrode (BDDE). The studies were carried out at pH 8.0 by cyclic voltammetry (CV) and registered an irreversible reduction process controlled by diffusion with the peak potential recorded around -1.6 V. The square wave voltammetry analysis (SWV) showed the reversible behavior of the electrochemical reduction of coumarin at the same pH. Additionally, the reversibility of the process was improved by increasing the solution pH. The chronoamperometry study showed that the coumarin reduction process involves two electrons. From the optimized SWV parameters, the analytical curve was constructed in a linear range between 0.5 × 10-5 and 10.0 × 10-5 mol L-1. The limits of detection and quantification were 1.5 × 10-6 mol L-1 and 4.5 × 10-6 mol L-1, respectively. The coumarin was determined in an aqueous infusion of Mikania glomerata, showing recovery values between 92 and 104%.O presente estudo teve por objetivos o desenvolvimento e a aplicação de um método eletroquímico para a determinação da cumarina simples em meio aquoso utilizando o eletrodo de diamante dopado com boro (BDDE). Os estudos foram realizados em pH 8,0 utilizando a voltametria cíclica (CV) e observou-se um processo de redução irreversível controlado por difusão com um pico de redução em torno de -1,6 V. Entretanto, foi possível observar por voltametria de onda quadrada (SWV) que no mesmo pH a redução da cumarina possui um caráter reversível. Além disso, esta reversibilidade se tornou mais evidente com o aumento do pH da solução. Um estudo cronoamperométrico mostrou que o processo de redução da cumarina envolve dois elétrons. A partir dos parâmetros otimizados da SWV uma curva analítica foi construída no intervalo linear de 0,5 × 10-5 a 10,0 × 10-5 mol L-1. Os limites de detecção e de quantificação foram 1,5 × 10-6 mol L-1 e 4,5 × 10-6 mol L-1, respectivamente. A cumarina foi determinada em amostras de Mikania glomerata (infusão aquosa) com valores de recuperação entre 92 e 104%.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas Departamento de Ciências Exatas e da TerraUniversidade Federal do ABC Centro de Ciências Naturais e HumanasUNIFESP, Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas Depto. de Ciências Exatas e da Terra2008/50588-6SciEL

Square wave voltammetry of nitrofurans in aqueous media using a carbon fiber microelectrode

The nitrofuran compounds exhibit a wide spectrum of biological action, and the understanding of their reduction mechanism can contribute to a better comprehension of their biological action. In this sense, the electrochemical reduction of nitrofurans has been studied through square wave voltammetry (SWV) in aqueous media, having a carbon fiber microelectrode as working electrode. One single cathodic peak in acidic media is registered for all studied drugs (nitrofurazone, nitrofurantoin, and furazolidone), being the hidroxylamine derivative formation linearly dependent on pH. In alkaline media, the peaks reduction is not pH-dependent, but a split of the original into two distinct peaks is observed. The evaluation of the results obtained in unprecedented form by SWV for different alkaline pH media, suggests that the charge transfer process for the R-NO2 center dot- formation is followed by irreversible chemical reaction, which chacraterizes an EC mechanism.Univ Fed Sao Paulo, Inst Ciencias Ambientais Quim & Farmaceut, Dept Quim, Rua Prof Artur Riedel 275, BR-09972270 Diadema, SP, BrazilWeb of Scienc

Electrochemical and Theoretical Studies on the Artesunate Reduction

Malaria is the most devastating tropical disease in the world and this scenario is worsened by the absence of effective treatment. However, the plasmodium resistance to artemisinin does not show clinical relevance. The drug mechanism of action is associated to the endoperoxide moiety breakage. Artesunate is a semi-synthetic derivative of artemisinin and its absorption is facilitated due to its higher solubility in water. As a sesquiterpene lactone, artesunate can be electrochemically reduced in aqueous media on the glassy carbon electrode, having been studied by cyclic voltammetry, square wave voltammetry and chronoamperometry. The artesunate voltammetric reduction is diffusion-controlled and significantly irreversible. Its reduction is pH-independent, but from pH = 6.0 the cathodic current values increase in alkaline media, indicating that the proton-equilibrium occurs after the electron transfer step. The an values calculated vary from 0.30 to 0.37, leading to the 0.0975 s-1 value for ks. From the chronoamperometric data, two electrons (1.9 ± 0.4) are involved in the reduction process, being confirmed by the exact number of electrons obtained for artemisinin (1.9 ± 0.2). According to these results and computational findings, both drugs have the same reduction mechanism with the breakage of the endoperoxide bridge and consequent diol-derivative formation followed by the deoxy analog stabilization through the existence of a set of reactions involving protonation and charge transfer steps on the electrode surface. DOI: http://dx.doi.org/10.17807/orbital.v12i3.1439</p

Electrochemical Reduction Using Glassy Carbon Electrode in Aqueous Medium of a Potential Anti-Chagas Drug: NFOH

Nitrofurazone (NF) presents activity against Chagas' disease, yet it has a high toxicity. Its analog, hydroxymethylnitrofurazone (NFOH), is more potent against Trypanosoma cruzi and much less toxic than the parent drug, NF. the electrochemical reduction of NFOH in an aqueous medium using a glassy carbon electrode (GCE) is presented. By cyclic voltammetry in anacidic medium, one irreversible reduction peak related to hydroxylamine derivative formation was registered, being linearly pH dependent. However, from pH > 7, a reversible reduction peak at a more positive potential appears and corresponds to the formation of a nitro radical anion. the radical-anion kinetic stability was evaluated by Ip(a)/Ip(c) the current ratio of the R-NO(2)/R-NO(2)-redox couple. the nitro radical anion decays with a second-order rate constant (k(2)) of 6.07, 2.06, and 1.44(X 10(3)) L mol(-1) s(-1) corresponding to pH 8.29, 9.29, and 10.2, respectively, with a corresponding half-time life (t(1/2)) of 0.33, 0.97, and 1.4 s for each pH value. By polishing the GCE surface with diamond powder and comparing with the GCE surface polished with alumina, it is shown that the presence of alumina affects the lifetime of the nitro radical anion. (C) 2009 the Electrochemical Society. [DOI: 10.1149/1.3130082] All rights reserved.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)postdoctor fellowshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Universidade Federal de São Paulo, Dept Ciencias Exactas & Terra, Diadema, BrazilUniv São Paulo, Fac Ciencias Farmaceut, Dept Farm, São Paulo, BrazilUniv Fed Rio de Janeiro, LaSSBio, Fac Farm, Rio de Janeiro, BrazilUniv Estadual Julio de Mesquita Filho, Dept Farmacos & Medicamentos, Fac Ciencias Farmaceut, Araraquara, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Dept Ciencias Exactas & Terra, Diadema, BrazilFAPESP: 01/01192-3FAPESP: 03/10763-0postdoctor fellowship: 01/09418-0CAPES: 00019-03-8Web of Scienc

Voltammetric behavior of nitrofurazone and its hydroxymethyl prodrug with potential anti-chagas activity

Chagas' disease is a serious health problem for Latin America. The situation is worsened by the lack of efficient chemotherapy. The two available commercial drugs, benznidazole and nifurtimox, are more effective in the acute phase of the disease. Nitrofurazone is active against Trypanosoma cruzi, however its high toxicity precludes its current use in parasitosis. Hydroxymethylnitrofurazone is a prodrug of nitrofurazone. It is more active against Trypanosoma cruzi than nitrofurazone, besides being less toxic. This work shows the voltammetric behavior of nitrofurazone and a comparison with those of metronidazole and chloramphenicol using cyclic, linear sweep and differential pulse voltammetries. For these drugs also the prediction of the diffusion coefficients using Wilke-Chang equation was performed. The reduction of nitrofurazone is pH-dependent and in acidic medium the hydroxylamine derivative, involving four electrons, is the principal product formed. In aqueous-alkaline medium and with a glassy carbon electrode pre-treatment the reduction of nitrofurazone occurs in two steps, the first involving one electron to form the nitro-radical anion and the second corresponding to the hydroxylamine derivative formation. Hydroxymethylnitrofurazone presented the same voltammetric behavior and electroactivity, indicating that the molecular modification performed in nitrofurazone did not change its capacity to be reduced. A brief discussion regarding the differences in biological activity between the two compounds is also presented. ©2005 Sociedade Brasileira de Química

Livro de resumos do VIII Simpósio de Química da Unifesp

A oitava edição do Simpósio de Química da Unifesp ocorreu nos dias 10 e 11 de Novembro de 2021, pela primeira vez em formato totalmente digital. O evento recebeu 295 inscrições de participantes, sendo 91 (31%) de pessoas externas à Unifesp. Durante o evento, o canal do Simpósio de Química no YouTube, chegou a quase 300 visualizações simultâneas. O evento recebeu 41 resumos de trabalhos, 25 para apresentações de vídeo-pôster, com três apresentadores de instituições externas, e 14 apresentações orais. A organização contou com seis docentes e sete discentes de pós-graduação, seis destes dedicados exclusivamente ao gerenciamento dos meios digitais. O evento teve o prazer de receber seis palestrantes, três deles docentes do Departamento de Química (DQ): a Profa. Dra. Érica Souza-Silva, com a palestra: “Microextração em fase sólida: estado-da-arte e aplicações”, a Profa. Dra. Patricia Sartorelli, com a palestra “Estudo de plantas e fungos - uma abordagem metabolômica e biológica”, e o Prof. Dr. Ricardo A. Galdino com a palestra “A química que dá liga”, ótimos exemplos da diversidade de linhas de pesquisa desenvolvidas no DQ da Unifesp, Campus Diadema. A abertura do evento contou com a ilustre presença do Prof. Dr. Luiz Carlos Dias da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), com a palestra “Vacinas para COVID-19 e combate às fake news na pandemia”, disseminando informações de qualidade e ferramentas para o combate às notícias falsas. Ainda no primeiro dia, contamos também com a ilustre presença do Jornalista André Biernath da BBC News e do Prof. Dr. Ronaldo Christofoletti da Universidade Federal de São Paulo, Campus Baixada Santista, durante a mesa redonda “A importância da divulgação científica e a atividade acadêmica”, destacando importantes e necessárias mudanças sobre às quais a comunidade acadêmica deve refletir nos próximos anos. Ao todo, foram 15 sessões ao vivo (lives) no YouTube, com seis sessões de discussão de trabalhos no formato vídeo-pôster e quatro sessões de apresentações orais. Todas as lives e apresentações de vídeo-pôster podem ser acessadas ao clicar nos títulos da programação do livro de resumos. Em sua primeira versão totalmente online, o SQU promoveu com sucesso um espaço de discussão e aprendizado científico.Não recebi financiament