Synthesis and antifungal activity of avenaciolide and bis-y-lactonas with alifhatic lateral chains

O avenaciolídeo é um produto natural com um esqueleto bis-γ-lactônico α,β-insaturado e uma cadeia lateral linear de oito átomos de carbono. Utilizando o Chiral pool como estratégia de síntese, a partir da D-glicose, neste trabalho foram sintetizados dois análogos ao avenaciolídeo com cadeias laterais lineares alifáticas contendo 11 e 17 átomos de carbono, [A] e [B], respectivamente. As diferentes cadeias laterais foram introduzidas por meio de reações de Wittig entre os ilídeos apropriados e 3-desoxi-3-C-(carbometoximetil)-1,2-O-isopropylidene-α-D-ribofuranose. Após a hidrogenação catalítica dos produtos de Wittig, o esqueleto bis-γ-lactônico foi obtido através de hidrólise ácida seguida de oxidação de Jones. A dupla ligação exocíclica conjugada à carbonila característica do esqueleto avenaciolídeo foi acrescentada às bis-γ-lactonas por reações de metilenação descarboxilativa. Foram testadas as atividades antifúngicas dos análogos e do próprio avenaciolídeo através do método de Disco-Difusão contra Colletotrichum gloesporioides, Aspergillus flavus e Fusarium solani. Pelo método conhecido como Poisoned Food foi estudada, ainda, a atividade das bis-γ-lactonas contra A. flavus. O avenaciolídeo foi mais ativo que os análogos sintéticos, sendo [A] mais ativo que [B] em relação aos três fungos testados. As bis-γ-lactonas foram mais ativas contra C. gloesporioides e menos ativas contra F. solani. Os valores de IC50 determinados para a atividade do avenaciolídeo e de [A] e [B] contra A. flavus foram de 0,11; 0,24 e 1,93 mmol.L-1, respectivamente. Os resultados indicaram que cadeias laterais mais extensas qua a do avenaciolídeo reduzem a atividade das bis-γ-lactonas . O avenaciolídeo tem potencial para ser empregado como agroquímico, apresentando atividades crescentes contra F. solani, A. flavus e C. gloeosporioides, nesta ordem.Avenaciolide is a natural product with an α,β-unsaturated bis-γ-lactone structure and a linear lateral chain with eight carbon atoms. Using the Chiral pool strategy, two avenaciolide analogs were prepared from D-glucose, containing linear lateral chains of 11 and 17 carbon atoms, [A] and [B], respectively. The different lateral chains were added via Wittig reactions of the appropriated ylides and 3-desoxy-3-C-(carbomethoxymethyl)-1,2-O-isopropylidene-α-D-ribofuranose. The bis-γ-lactone skeleton was obtained after catalytic hydrogenation of the Wittig products followed by acid hydrolysis and Jones oxidation. The exocyclic double bond was added to the bis-γ-lactones by decarboxylative methylenation reactions. The antifungal activities of avenaciolide and the new analogs were tested in vitro against Colletotrichum gloesporioides, Aspergillus flavus and Fusarium solani, using the disc diffusion method. The bis-γ-lactones activities against A. flavus were further investigated by the Poisoned Food method. Avenaciolide was more active than their synthetic analogs, [A] being more active than [B], with respect to the three fungi tested. The IC50 of avenaciolide, [A] and [B] values against A. flavus were 0.11, 0.24 and 1.93 mmol.L-1, respectively. These results indicated that the increase of the lateral chain length with respect to avenaciolide reduces the antifungal activity of the bis-γ-lactones. Avenaciolide shows good agrochemical potential for the control of F. solani, A. flavus and C. gloeosporioides (ascending order of activity)

Identification of secondary metabolites and study of the bioactivities of agrochemical and pharmacological interest of four plants and one lichen from the Serra do Brigadeiro range, Minas Gerais

Para a realização deste trabalho, no Parque Estadual da Serra do Brigadeiro – MG (PESB) foram coletadas as plantas Lippia triplinervis e Baccharis platypoda, em dois pontos: Pico do Mamute e Pico do Grama, Myrsine squarrosa e o líquen Cladonia rappii somente no pico do Mamute. No Campus da UFV foi coletada Baccharis dracunculifolia. Dessa forma, os objetivos deste trabalho foram estudar a constituição química dos óleos essenciais (OE), dos extratos e substâncias isoladas destas espécies, bem como avaliar as suas atividades biológicas. A caracterização química dos óleos essenciais levou à distinção entre as amostras de B. platypoda nos dois pontos de coleta, sendo o mesmo observado para L. triplinervis. Através dos resultados obtidos dos testes de atividade biológica, foi observada atividade fungicida contra fungos dermatófitos para B. platypoda, sendo o sabineno a provável substância ativa nesta planta. Foram determinadas também atividades ectoparasiticida, formicida e fungicida para L. triplinervis. Em todos os casos, seja no seu óleo essencial ou nos extratos, a atividade foi desempenhada pelos monoterpenos timol e carvacrol. Em B. dracunculifolia, foi possível determinar a atividade contra larvas e fêmeas ingurgitadas de Rhipicephalus microplus, sendo este resultado inétido para esta planta. O nerolidol, componente majoritário do seu óleo essencial, foi confirmado como sendo a substância ativa. De M. squarrosa foi possível observar a atividade formicida para as frações em diclorometano e em acetato de etila. Em ambas as frações foi isolada uma mistura de duas substâncias que podem ser as responsáveis pela atividade formicida desta planta contra a formiga cortadeira Atta sexdens Rubropilosa. Em C. rappii foi isolado e caracterizado o (-)-(S)-ácido úsnico, ácido fumarprotocetrárico e a substância inédita ácido rappiidico, sendo essa a primeira descrição da presença desta espécie no Parque Estadual da Serra do Brigadeiro, bem xxxi como a primeira descrição de metabólitos secundários originados dela. O (-)- (S)-ácido úsnico e o ácido fumarprotocetrárico apresentaram uma considerável capacidade para sequestrar espécies reativas e oxigênio, como o radical superóxido, enquanto não foram capazes de sequestrar espécies reativas de nitrogênio. Além disso, o (-)-(S)-ácido úsnico foi avaliado como sendo superior ao etoposídeo para inibir a atividade antiproliferativa de linhagens celulares de Cólon e neuroblastoma. Neste trabalho também foi realizada a proposta para a modificação da metodologia de teste de atividade antifúngica conhecida como “Poisoned food” de forma a aumentar a precisão do teste. Por esta nova metodologia, foi possível reduzir os desvios padrões entre os tratamentos utilizados e assim gerar resultados mais confiáveis.The aim of this study was to ascertain the chemical composition of the essential oils (EO) of four plant species (Lippia triplinervis, Baccharis platypoda, Myrsine squarrosa and Baccharis dracunculifolia) and one lichen (Cladonia rappii) and to determine the biological activities of these oils, extracts and isolated substances. L. triplinervis and B. platypoda specimens were collected from two points in Serra do Brigadeiro State Park (PESB) in Minas Gerais, Brazil: Mamute Peak and Grama Peak. M. squarrosa and the lichen C. rappii were only collected on Mamute Peak. Finally, B. dracunculifolia samples are collected on the campus of Viçosa Federal University (UFV). The chemical characterization of the essential oils revealed a distinction between the oils of B. platypoda obtained from the two peaks, and also between the oils from the specimens of L. triplinervis from the two collection sites. B. platypoda had fungicidal activity against dermatophytic fungi, with sabinene being the likely active substance. L. triplinervis showed activity against ectoparasites, ants and fungi. In all cases, the activity was due to the monoterpenes thymol and carvacrol, contained in both the essential oils and extracts of this plant. B. dracunculifolia had activity against larvae and engorged females of the cattle tick Rhipicephalus microplus, a result not previously reported for this plant. Nerolidol, the major component of its essential oil, was confirmed as the active substance. Formicidal activity was observed for the extracts from M. squarrosa, both the fractions obtained by using dichloromethane and ethyl acetate. A mixture of two substances was isolated from both fractions, possibly responsible for the activity of this plant against the leafcutter ant Atta sexdens Rubropilosa. Three substances were isolated and characterized from C. rappii: (-)-(S)-usnic acid, fumarprotocetraric acid and rappiidic acid, in the last case a novel substance. xxxiii Also, this is the first description of secondary metabolites from this lichen and the first report of its presence in Brigadeiro State Park. (-)-(S)-usnic acid and fumarprotocetraric acid have considerable ability to sequester oxygen- reactive species, such as the free radical superoxide, while they are unable to sequester nitrogen-reactive species. Besides this, (-)-(S)-usnic acid was superior to etoposide in inhibiting the antiproliferative activity of cell lines from the colon and neuroblastomas. Finally, a modified version of the poisoned food technique was developed to test antifungal activity, to make it more precise (reducing the standard deviations between treatments to generate more reliable results).Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai

Activity of essential oil of Lippia triplinervis Gardner (Verbenaceae) on Rhipicephalus microplus (Acari: Ixodidae)

The objective of this work was to characterize and investigate the acaricidal activity of the essential oil of the aerial parts of Lippia triplinervis at different concentrations on unengorged larvae and engorged females of Rhipicephalus microplus. The essential oil yielded 2.21 % (w/w to dry matter) and was composed mainly of carvacrol (31.9 %), thymol (30.6 %), and p-cymene (12.3 %). Two tests were performed to assess the acaricidal activity: the modified larval packet test, with concentrations of 2.5, 5.0, 10.0, 15.0, and 20.0 mg/mL and the female immersion test, with concentrations of 10.0, 20.0, 30.0, 40.0, and 50.0 mg/mL. There were ten repetitions for each concentration, and for each test, a control group was formed in which the ticks were treated with Tween 80 (20 mg/mL). The experimental groups were kept in a climate-controlled chamber (27 ± 1 °C and RH >80 %). The mortality of the larvae was above 95 % in all the groups tested and reached 100 % as of the 5.0 mg/mL concentration, while the control group exhibited 0 % mortality. In the female immersion test, there was a significant decline (p < 0.05) in the egg mass weight, egg production index, and hatching percentage starting at the concentration of 30.0, 40.0, and 20.0 mg/mL, respectively, and the control percentage at the concentrations of 40.0 and 50.0 mg/mL were above 90 and 95 %. The L. triplinervis oil as thus an alternative source of the monoterpenes thymol, carvacrol, and p-cymene, and its toxicity on R. microplus larvae and females makes it promising possibility for control of this tick