BR102015009891B1 - Pérolas de ureia combinadas com aldiminas, processo de obtenção e usos na agricultura, e aplicações das aldiminas no tratamento de infecções bacterianas - Google Patents

Abstract

PÉROLAS DE UREIA COMBINADAS COM ALDIMINAS, PROCESSO DE OBTENÇÃO E USOS NA AGRICULTURA, E APLICAÇÕES DAS ALDIMINAS NO TRATAMENTO DE INFECÇÕES BACTERIANAS. A presente invenção refere-se às pérolas de ureia combinadas com aldiminas, bem como o seu processo de obtenção e aplicações como fertilizante nitrogenado de eficiência agrícola aumentada, além do uso das aldiminas, por si só, como inibidores de urease para o tratamento de infecções por Helicobacter pylori. Assim, as aldiminas são compostos importantes para o desenvolvimento de novos inibidores de urease de interesse agrícola e clínico.

Description

[001] A presente invenção refere-se às pérolas de ureia combinadas com aldiminas, bem como o seu processo de obtenção e aplicações como fertilizante nitrogenado de eficiência agrícola aumentada, além do uso das aldiminas, por si só, como inibidores de urease para o tratamento de infecções por Helicobacter pylori. Assim, as aldiminas são compostos importantes para o desenvolvimento de novos inibidores de urease de interesse agrícola e clínico.

[002] As aldiminas possuem ampla gama de atividades biológicas, tais quais atividade antifúngica, antibacteriana, antimalárica, anticâncer, anti-inflamatória, antiviral e antipirética. Apesar de conhecidas várias de suas propriedades farmacológicas, as aldiminas presentes em pérolas de ureia ainda não foram exploradas do ponto de vista agronômico e também terapêutico, quanto ao potencial de inibição de ureases, visto que infecções por Helicobacter pylori são associadas ao aumento da atividade urease por células desta bactéria no estômago. Por exemplo, quando comparadas ao NBPT (tiofosfato de N- butiltriamida), um inibidor de urease amplamente empregado na agricultura, as aldiminas apresentaram vantagens como baixo custo, facilidade sintética e maior estabilidade térmica. Tais características tornam as aldiminas importantes compostos para o desenvolvimento de novos inibidores de urease de interesse agrícola e clínico. Adicionalmente, pérolas de ureia combinadas com aldiminas mostraram-se tão efetivas quanto ou mais efetivas que pérolas de ureia combinadas com NBPT na melhoria do crescimento e desenvolvimento de plantas da família Poaceae, a exemplo do milheto. Destaca-se que o NBPT é comercializado para fins agrícolas como o componente principal de uma mistura no estado líquido composta por estabilizantes. Cabe ao agricultor adicionar esta mistura contendo NBPT à ureia, de acordo com as proporções definidas pelo fabricante, antes que a formulação à base de ureia possa ser empregada na adubação de solos. Sendo assim, pérolas de ureia combinadas com aldiminas constituem um produto bastante atrativo para o agricultor tanto por dispensar qualquer preparo antes de seu uso na adubação de solos quanto pela praticidade de transporte do ponto de venda do insumo agrícola para o local de uso pelo agricultor. A presente invenção, portanto, é utilizada para inibir enzimas ureases presentes na microbiota do solo, viabilizando uma maior captação e uso de nitrogênio por plantas, aumentando assim, a produtividade de alimentos. Além disso, pode ser utilizada na terapia alternativa para o combate de doenças ocasionadas por microrganismos patogênicos dependentes da atividade da enzima urease, especialmente no controle de infecções causadas por Helicobacter pylori, conforme demonstrado pelas excelentes atividades inibitórias da enzima urease, purificada de Canavalia ensiformis, que esta classe de substância apresentou.

[003] A produção agrícola é responsável por gerar 23% do Produto Interno Bruto (PIB) no Brasil e o país é o quarto maior consumidor de fertilizantes do mundo, com consumo inferior somente em relação à China, índia e Estados Unidos. Entretanto, a indústria brasileira de fertilizantes não é capaz de suprir a demanda do mercado interno e a necessidade de importação de grandes quantidades desses insumos gera dependência externa e ocasiona déficits sobre a balança.

[004] O nitrogênio é um dos elementos químicos que as plantas requerem em maior quantidade por ser um componente essencial para a formação de biomoléculas tais como aminoácidos, ácidos nucléicos e clorofilas, que desempenham papel fundamental na integridade e no funcionamento das células vegetais. Assim, a deficiência deste nutriente compromete o crescimento e desenvolvimento vegetal e o uso de fertilizantes nitrogenados aumenta consideravelmente a produtividade agrícola.

[005] A ureia foi a primeira molécula orgânica a ser sintetizada a partir da combinação entre amónia e gás carbônico, consistindo em um dos fertilizantes nitrogenados mais utilizados mundialmente. A estrutura deste composto é constituída por 46% de N na forma amídica e, por conter elevado conteúdo de nitrogênio em relação aos demais fertilizantes nitrogenados, a ureia possui o preço mais atrativo por tonelada de N no mercado. Além disso, a produção da ureia também apresenta o mais baixo custo de transporte e estocagem. Essa substância é aplicada no plantio ou em cobertura, na forma de grânulos, e a facilidade de manejo é outro fator que contribui para sua utilização. Fertilizantes à base de ureia são amplamente empregados na fertilização de gramíneas forrageiras, culturas de milho em sistema de plantio direto, citrus, cafeeiro e arrozeiro.

[006] As ureases ocorrem em vários organismos vivos, como plantas, bactérias, fungos, algas e invertebrados. Na presença dessas enzimas, a hidrólise da ureia é cerca de 1014 vezes mais rápida. Dessa forma, o nitrogênio, elemento imprescindível para a síntese de proteínas e ácidos nucleicos, é prontamente disponibilizado aos organismos. Devido a essa catálise, as ureases podem rapidamente hidrolisar a ureia aplicada ao solo, implicando em perdas significativas de nitrogênio que resultam em baixa produtividade agrícola.

[007] A elucidação recente da estrutura tridimensional da urease de Canavalia ensiformis possibilitou a maior compreensão dos requerimentos estruturais necessários à atividade catalítica dessa classe de enzimas nos diferentes organismos. As ureases de plantas e fungos possuem uma única cadeia polipeptídica enquanto as de bactérias apresentam duas a três subunidades distintas, denominadas α, β e y- A grande similaridade na sequência de aminoácidos entre as ureases sugere que as mesmas são variantes de uma enzima ancestral comum, sendo a presença de dois íons Ni2+ essencial à atividade catalítica. A incorporação de Ni2+ na estrutura proteica requer a participação de proteínas acessórias, que parecem atuar como chaperonas específicas.

[008] A ureia pode ser rapidamente hidrolisada (2 a 3 dias), dependendo da temperatura e umidade do solo, bem como da quantidade e forma pela qual esse fertilizante é aplicado. A atividade ureolítica dos solos, portanto, possui grande relevância para a agricultura. Essa atividade ocorre no solo devido à presença de microrganismos e matéria orgânica de origem vegetal. Além de prejuízos econômicos, a rápida hidrólise da ureia implica também em danos ambientais, visto que a amónia produzida é reconhecidamente um poluente atmosférico. A liberação excessiva de NH3, devido à demanda cada vez maior pelo uso de fertilizantes, gradualmente desequilibra o ciclo global de N, podendo levar em longo prazo a consequências ambientais desastrosas. Adicionalmente, o uso excessivo de ureia como fertilizante acarreta na contaminação de corpos d’água pela lixiviação do NO3', que é repelido pelas cargas negativas do solo, chegando aos lençóis freáticos.

[009] Alternativas para aumentar o aproveitamento de N pelas culturas agrícolas estão relacionadas à utilização de fertilizantes com eficiência aprimorada e diversos modos de ação. Os fertilizantes de liberação lenta são formados por compostos de condensação de ureia e ureia-aldeídos, caracterizados por baixa solubilidade. Fertilizantes de liberação controlada são produtos recobertos por enxofre ou polímeros, o que propicia uma barreira física contra a exposição do nutriente, que passa a ser liberado ao ambiente de forma regular e gradual. Estes dois tipos de fertilizantes possuem elevado custo de produção, restringindo o uso a nichos de mercado de alto valor agregado, tais como viveiros de mudas e jardinagem. Os fertilizantes estabilizados contêm aditivos tais como os inibidores de urease e de nitrificação. São produtos que reduzem perdas de N por retardarem a hidrólise do composto nitrogenado. Dentre as opções de fertilizantes estabilizados, aqueles contendo inibidores de urease são os de maior expressão comercial, inclusive no Brasil. Além das vantagens econômicas, a utilização de fertilizantes estabilizados com inibidores de ureases proporciona a aplicação de menores quantidades do insumo agrícola no solo, resultando na redução da emissão de gases poluentes e contaminação de águas em decorrência da lixiviação do produto.

[0010] Vários compostos orgânicos e inorgânicos são objetos de estudo quanto ao potencial de inibição da atividade de ureases de interesse agrícola. Ao prevenir a rápida hidrólise, os inibidores aumentam as chances de que chuvas, irrigação ou operações mecânicas incorporem a ureia ao solo.

[0011] Os compostos com potencial para atuar como inibidores de urease podem ser divididos nos seguintes grupos, de acordo com a função de suas estruturas e modos de ligação com a enzima: i) metais; ii) agentes capazes de complexar o(s) íon(s) Ni2+ presentes no sítio ativo da urease; iii) compostos análogos estruturais à ureia, que competem para com o sítio ativo da enzima. Dentre os compostos mais investigados (Figura 1) estão a tioureia, os tióis (β- mercaptoetanol), o ácido acetoidroxâmico, amidas e ésteres de ácido fosfórico (fosforodiamidato de fenila (PPD), triamida fosfórica (PTA) e tiofosfato de N- butiltriamida (NBPT)), ácido bórico, complexos metálicos contendo Hg2+, Ag+ e Cu2+, tampão fosfato a pH < 7,5, bem como quinonas.

[0012] O fosfato de A/-butiltriamida (NBPT) é um dos compostos mais eficientes para controlar a hidrólise da ureia (SANZ-COBENA, A. et al. Effect of water addition and the urease inhibitor NBPT on the abatement of ammonia emission from surface applied urea. Atmospheric Environment 45: 1517-1524, 2011). Entretanto, essa substância só se torna um potente inibidor de urease após sofrer biotransformação pela microbiota do solo, originando o oxo-NBPT (Figura 2). Sua ligação à urease diminui a velocidade de hidrólise da ureia para um período de aproximadamente 14 dias (CONTIN, T.L.M. Ureia tratada com o inibidor da urease NBPT na adubação de cana-de-açúcar colhida sem despalha a fogo. Dissertação de Mestrado, Instituto Agronômico de Campinas, 2007; CHIEN, S.H.; PROCHNOW, L.I.; CANTARELLA, H. Recent developments of fertilizer production and use to improve nutrient efficiency and minimize environmental impacts. Advances in Agronomy 102: 267-322, 2009). Uma das principais formulações disponíveis comercialmente, é um inibidor de urease líquido que pode ser impregnado diretamente na ureia ou misturado em tanque com líquido fertilizante seco que contém ureia, tal como nitrato de ureia- amónio (UAN). O ingrediente activo é N- (n-butil) triamida tiofosfórico (NBPT). A formulação possui em sua composição de 20 a 25% de NBPT que deve ser misturada aos fertilizantes nitrogenados imediatamente antes da fertilização do solo (CANTARELLA, H.; MARCELINO, R. O uso de inibidor de urease para aumentar a eficiência da uréia. 1° Simpósio sobre Informações Recentes para Otimização da Produção Agrícola. INPI, Piracicaba, 15-16, 1996). Cabe ressaltar que a eficiência dessa substância como inibidora de urease está condicionada à sua metabolização pela microbiota do solo. Por ser um produto de patente norte-americana, a importação de NBPT onera altos custos à produção agrícola no Brasil. Assim, é de grande interesse econômico o desenvolvimento de uma formulação comercial baseada em ureia e inibidores de urease de procedência nacional.

[0013] A formulação relatada acima, também, pode ser encontrada no estado sólido. O concentrado seco quando adicionado a UAN, minimiza a volatilização, desnitrificação e lixiviação de nitrogênio para a parte de ureia de UAN.

[0014] Por outro lado, as aldiminas, compreendem uma das mais versáteis classes de substâncias orgânicas. Obtidas usualmente por meio da condensação entre aldeídos e aminas primárias (Figura 3), essas substâncias são caracterizadas pela presença do grupamento HC=N.

[0015] Tais substâncias mostram possuir uma ampla gama de atividades biológicas a citar: atividade antifúngica, antibacteriana, antimalárica, anticâncer, anti-inflamatória, antiviral e antipirética (DA SILVA, C.M. et al. Schiff bases: a short review of their biological activities. Journal of Advanced Research, 2: 1-8, 2011; PRZYBYLSKI, P. et al. Biological properties of Schiff bases and azo derivatives of phenols. Current Organic Chemistry A3: 124-148, 2009). Contudo, até o presente momento poucos trabalhos descrevem a avaliação da atividade inibitória da enzima urease por essa classe de compostos. Em geral, tais trabalhos estão relacionados a estudos da atividade inibitória por complexos metálicos obtidos a partir de aldiminas. Adicionalmente, tais relatos indicam que as aldiminas estudadas, por si só, apresentam atividade pouco expressiva ou são inativas (LI, X. et al. Synthesis, structure and urease inhibition studies of dimeric copper(ll) complexes with a tridentate Schiff base ligand derived from tetrahydrofurfurylamine. Inorganica Chimica Acta, 408: 46- 52, 2013; YOU, Z.L.; ZHOU, P. New method for the synthesis of bis-Schiff base trinuclear cobalt(ll) complex with urease inhibitory activity. Inorganic Chemistry Communications, 10: 1273-1275, 2007; SHI, D.H.; et al. Synthesis, crystal structure and urease inhibitory activities of Schiff base metal complexes. Inorganic Chemistry Communications, 10: 404-406, 2007; ZHANG, N. et al. Unprecedented preparation of b/s-Schiff bases and their manganese(lll) complexes with urease inhibitory activity. Inorganic Chemistry Communications, 14: 1636-1639, 2011; IKRAM, M. et al. Synthesis and distinct urease enzyme inhibitory activities of metal complexes of Schiff-base ligands: Kinetic and thermodynamic parameters evaluation from TG-DTA analysis. Thermochimica Acta, 555: 72-80, 2013; DONG, X. et al. Synthesis, structures and urease inhibition studies of copper(ll) and nickel(ll) complexes with bidentate N,O- donor Schiff base ligands. Journal of Inorganic Biochemistry, 108: 22-29, 2012; CHEN, W. et al. Synthesis, molecular docking and biological evaluation of Schiff base transition metal complexes as potential urease inhibitors. European Journal of Medicinal Chemistry, 45: 4473-4478, 2010; SANTANA, I.K.S. Atividade de ureases em solos e avaliação de potenciais inibidores. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Viçosa, 2011). Contudo, mesmo que complexos metálicos de aldiminas demonstrassem potencial com inibidores de urease, o uso de tais complexos para esta finalidade resultaria no aumento da concentração de metais no solo ou na biofase, causando toxicidade às plantas, animais e seres humanos.

[0016] Em um dos poucos trabalhos que apontam as aldiminas como potenciais inibidores de urease, Aslam e colaboradores (2011) sintetizaram uma série de compostos a partir da condensação entre diferentes aldeídos e tiossemicarbazida, e avaliaram suas atividades frente à urease de Canavalia ensiformis. Os resultados mostraram que as aldiminas sintetizadas foram substancialmente mais ativas que a tioureia, um conhecido inibidor, e que suas atividades estão relacionadas às estruturas dos aldeídos de partida (ASLAM, M.A. Synthesis, biological assay in vitro and molecular docking studies of new Schiff base derivatives as potential urease inhibitors. European Journal of Medicinal Chemistry, 46: 5473-5479, 2011).

[0017] Considerando-se os resultados descritos por Aslam e colaboradores (2011) e a escassez de produtos no mercado capazes de inibirem ureases visando ao aumento da eficiência dos insumos agrícolas à base de ureia, as aldiminas se apresentam como importantes compostos no desenvolvimento de novos inibidores.

[0018] Por meio de busca na literatura patentária e não patentária, nenhum produto ou processo sintético foram encontrados de forma idêntica ao objeto do presente pedido de patente, tampouco que comprometesse a atividade inventiva da presente tecnologia.

[0019] Sabe-se que tanto as triamidas /V-alquil trifosfóricas quanto o NBPT são inibidores da urease. O NBPT, entretanto, é ceroso, muito viscoso e sensível ao calor e à umidade. Algumas formulações são necessárias para minimizar a decomposição durante o armazenamento e distribuição.

[0020] O pedido de patente WO 9722568 descreve utilização de misturas concentradas de triamida A/-alquil tiofosfórica em um solvente que pode ser propilenoglicol e /V-metil pirrolidona, para a inibição de ureases.

[0021] O pedido WO 2009079994 descreve a utilização como inibidor de urease de uma solução concentrada de triamida N-alquil tiofosfórica com um composto contendo um grupo amino com ponto de ebulição acima de 100°C.

[0022] Já o pedido WO 2010072184 descreve uma composição líquida que contém derivados fosfóricos ou tiofosfóricos da triamida e um ou mais ésteres de hidroxiácidos, álcoois heterocíclicos, ésteres cíclicos de ácidos carbônicos e ésteres de ácidos dicarboxílicos.

[0023] Existe um produto comercial para inibir ureases com aplicação na agricultura, e com marca registrada em alguns países (Disponível em http://www.agrotain.com/us/home; acessado em 08/10/2014).

[0024] Constata-se, no entanto, que as tecnologias citadas anteriormente apresentam uma série de limitações, por exemplo, a baixa estabilidade durante a armazenagem da ureia tratada, a alta toxicidade dos solventes utilizados nas formulações e efeitos desses no ambiente aquático e terrestre. A presente invenção, por sua vez, supre essas deficiências.

[0025] Por isso, há a necessidade da existência de um processo que resulte em um produto melhorado e que possa ser utilizado na inibição da ação da urease; seja na agricultura, seja no tratamento de doenças associadas à atividade urease (MODOLO, L, V. et al. An overview on the potential of natural products as urease inhibitors: a review. Journal of Advanced Research, 6: 35- 44, 2015), tal qual corresponde ao proposto no presente documento, pois o mesmo apresenta elevada estabilidade, baixa toxicidade e maior controle na liberação de aldiminas durante a utilização.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0026] A Figura 1 ilustra as pérolas de ureia combinadas, objeto da presente invenção, (e não combinadas) com a aldimina 3B4 ou NBPT, a diferentes proporções massa/massa.

[0027] A Figura 2 mostra as estruturas químicas de alguns inibidores de urease.

[0028] A Figura 3 mostra a equação química da biotransformação do fosfato de /V-butiltriamida (NBPT) oxo-NBPT.

[0029] A Figura 4 mostra a equação química que representa a reação geral para obtenção de uma aldimina.

[0030] A Figura 5 mostra as estruturas químicas das aldiminas da série 3A.

[0031] A Figura 6 mostra as estruturas químicas das aldiminas da série 3B.

[0032] A Figura 7 mostra as estruturas químicas das aldiminas da série 3C.

[0033] A Figura 8 mostra as estruturas químicas das aldiminas da série 3D.

[0034] A Figura 9 mostra as estruturas químicas das aldiminas da série 3E.

[0035] A Figura 10 mostra as estruturas químicas das aldiminas da série 3F.

[0036] A Figura 11 mostra as estruturas químicas das aldiminas da série G.

[0037] A Figura 12 mostra as estruturas químicas das aldiminas das séries 3H e3l.

[0038] A Figura 13 apresenta a equação química que representa a reação entre um aldeído aromático e uma amina aromática, específica para a síntese da aldimina aromática 3A4.

[0039] A Figura 14 mostra o espectro no infravermelho obtido para a aldimina aromática 3A4.

[0040] A Figura 15 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de hidrogênio [RMN de 1H; 200 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3A4.

[0041] A Figura 16 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de carbono [RMN de 13C; 50 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3A4.

[0042] A Figura 17 apresenta a equação química que representa a reação entre um aldeído aromático e uma amina aromática, específica para a síntese da aldimina aromática 3B3.

[0043] A Figura 18 mostra o espectro no infravermelho obtido para a aldimina aromática 3B3.

[0044] A Figura 19 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de hidrogênio [RMN de 1H; 200 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3B3.

[0045] A Figura 20 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de carbono [RMN de 13C; 50 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3B3.

[0046] A Figura 21 apresenta a equação química que representa a reação entre um aldeído aromático e uma amina aromática, específica para a síntese da aldimina aromática 3B4.

[0047] A Figura 22 mostra o espectro no infravermelho obtido para a aldimina aromática 3B4.

[0048] A Figura 23 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de hidrogênio [RMN de 1H; 200 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3B4.

[0049] A Figura 24 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de carbono [RMN de 13C; 50 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3B4.

[0050] A Figura 25 apresenta a equação química que representa a reação entre um aldeído aromático e uma amina aromática, específica para a síntese da aldimina aromática 3C4.

[0051] A Figura 26 mostra o espectro no infravermelho obtido para a aldimina aromática 3C4.

[0052] A Figura 27 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de hidrogênio [RMN de 1H; 200 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3C4.

[0053] A Figura 28 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de carbono [RMN de 13C; 50 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3C4.

[0054] A Figura 29 apresenta a equação química que representa a reação entre um aldeído aromático e uma amina aromática, específica para a síntese da aldimina aromática 3D4.

[0055] A Figura 30 mostra o espectro no infravermelho obtido para a aldimina aromática 3D4.

[0056] A Figura 31 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de hidrogênio [RMN de 1H; 200 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3D4.

[0057] A Figura 32 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de carbono [RMN de 13C; 50 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3D4.

[0058] A Figura 33 apresenta a equação química que representa a reação entre um aldeído aromático e uma amina aromática, específica para a síntese da aldimina aromática 3D6.

[0059] A Figura 34 mostra o espectro no infravermelho obtido para a aldimina aromática 3D6.

[0060] A Figura 35 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de hidrogênio [RMN de 1H; 200 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3D6.

[0061] A Figura 36 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de carbono [RMN de 13C; 50 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3D6.

[0062] A Figura 37 apresenta a equação química que representa a reação entre um aldeído aromático e uma amina aromática, específica para a síntese da aldimina aromática 3D10.

[0063] A Figura 38 mostra o espectro no infravermelho obtido para a aldimina aromática 3D10.

[0064] A Figura 39 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de hidrogênio [RMN de 1H; 200 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3D10.

[0065] A Figura 40 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de carbono [RMN de 13C; 50 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3D10.

[0066] A Figura 41 apresenta a equação química que representa a reação entre um aldeído aromático e uma amina aromática, específica para a síntese da aldimina aromática 3E5.

[0067] A Figura 42 mostra o espectro no infravermelho obtido para a aldimina aromática 3E5.

[0068] A Figura 43 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de hidrogênio [RMN de 1H; 200 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3E5.

[0069] A Figura 44 mostra o espectro de ressonância magnética nuclear de carbono [RMN de 13C; 50 MHz, (CD3)2SO] obtido para a aldimina aromática 3E5.

[0070] A Figura 45 apresenta as percentagens de perda de massa das aldiminas aromáticas 3A4, 3B3, 3B4, 3C4 e do NBPT obtidas por análise termogravimétrica (TGA), em fluxo de nitrogênio 50 mL min’1 e razão de aquecimento 10 °C min’1.

[0071] A Figura 46 mostra as percentagens de perda de massa das aldiminas aromáticas 3D4, 3D6, 3D10, 3E5 e do NBPT obtidas por análise termogravimétrica (TGA), em fluxo de nitrogênio 50 mL min’1 e razão de aquecimento 10 °C min’1.

[0072] A Figura 47 apresenta as alterações nos parâmetros cinéticos para a urease de Canavalia ensiformis na presença de 3B4 (100 μM ou 200 μM), Plotagem de Michaelis-Menten (gráfico à esquerda); Plotagem de Lineweaver- Burk (gráfico à direita).

[0073] A Figura 48 apresenta imagens representativas de plantas de milheto com 30 dias de vida em que, aos 16 dias pós-germinação, as plantas foram tratadas, em dose única, com ureia combinada com 3B4 (a 0,25, 0,50 e 1,00%, respectivamente; fotos superiores) e NBPT (a 0,25, 0,50 e 1,00%, respectivamente; fotos inferiores) nas relações massa/massa indicadas. Obs: barras = 18 cm.

[0074] A Figura 49 apresenta imagens representativas de plantas de milheto com 56 dias de vida e sob tratamento com uma única dose de ureia combinada com 3B4 (foto superior) e NBPT (foto inferior) nas relações massa/massa indicadas, por um período de 30 dias. Barras = 18 cm.

[0075] A Figura 50 mostra a taxa de crescimento relativo da altura das plantas de milheto com 56 dias de vida, em função do tratamento com uma única dose de ureia combinada com 3B4 ou NBPT nas relações massa/massa indicadas, por um período de 30 dias.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA TECNOLOGIA

[0076] A presente invenção refere-se às pérolas de ureia combinadas com aldiminas, bem como o seu processo de obtenção e aplicações como fertilizante nitrogenado de eficiência agrícola aumentada (Figuras 48 a 50), além do uso das aldiminas, por si só, como inibidores de urease para o tratamento de infecções por Helicobacter pylori (Tabelas 1 - 12). As aldiminas possuem ampla gama de atividades biológicas, tais quais atividade antifúngica, antibacteriana, antimalárica, anticâncer, anti-inflamatória, antiviral e antipirética. Tais características tornam as aldiminas importantes compostos para o desenvolvimento de novos inibidores de urease de interesse agrícola e clínico.

[0077] O processo de obtenção das pérolas de ureia combinadas com aldiminas inicia-se primeiramente com a síntese das aldiminas, codificadas como 3A2 a 3A10; 3B2 a 3B8, e 3B10, 3C2 a 3C10; 3D2 a 3D10; 3E2 a 3E10; 3F2 a 3F6 e 3F8 a 3F10; 3G2 a 3G10; 3H2 a 3H10 e 3I2 (Tabelas 1 a 8; Figuras 5 a 12), compreendendo as seguintes etapas: 1- Síntese das aldiminas a) inserção de soluções etanólicas contendo quantidades equimolares de um aldeído e de uma amina, em um reator de microondas. O aldeído é selecionado do grupo compreendendo benzaldeído, 2-hidroxi-benzaldeído, 3- hidroxi-benzaldeído, 4-hidroxi-benzaldeído, 2,3-diidroxi-benzaldeído, 3,4- diidroxi-benzaldeído, 2,3,4-triidroxi-benzaldeído, piperonal, 4-fluoro- benzaldeído, trans-cinamaldeído, 2-nitro-trans-cinamaldeído, 4-nitro-trans- cinamaldeído, 4-nitro-benzaldeído, 4-metoxi-trans-cinamaldeído, 4-A/,/V-dimetil- trans-cinamaldeído, fufuraldeído, 5-nitro-fufuraldeído e picolinaldeído; e a amina é selecionada do grupo compreendendo anilina, 2-hidroxi-anilina, 3- hidroxi-anilina, 4-hidroxi-anilina, 2-metoxi-anilina, 4-metoxi-anilina, 4-cloro- anilina, 4-fluoro-anilina, 4-trifluoro-metilanilina, 4-tiometil-anilina, 2-ciano-anilina, 4-ciano-anilina, 4-nitro-anilina, 1-adamantilamina e ácido 4-amino-5-hidroxi- naftaleno-2,7-sulfônico. b) irradiação da mistura proveniente da etapa (a) no reator de microondas à temperatura na faixa de 60 a 100 °C, sob potência máxima, na faixa de 180 a 200 W, com tempo de rampa de 2 a 5 min, tempo de reação de 2 a 10 min, sob agitação máxima, seguida de resfriamento; c) purificação da aldimina obtida em (b).

[0078] A purificação das aldiminas 3A2 a 3A10; 3B2 a 3B8 e 3B10; 3C2 a 3C10; 3D2 a 3D10; 3E2 a 3E10; 3F2 a 3F6 e 3F8 a 3F10; 3G2 a 3G10, 3H2 a 3H10 e 3I2 (Tabelas 1 a 8; Figuras 5 a 12) obtidas na etapa (b) foi via recristalização, utilizando-se solventes específicos e isoladamente para cada aldimina, tais quais o metanol, etanol, butanol, acetonitrila, acetona ou acetato de etila, na razão de 1-5:10-50 (massa da aldimina/volume de solvente). As aldiminas foram obtidas em rendimentos na faixa de 60 a 100%.

2- Preparação das pérolas de ureia combinadas com as aldiminas

[0079] Uma vez obtidas as aldiminas puras, procedeu-se à preparação das pérolas de ureia combinadas com as aldiminas, objeto deste pedido, que envolve as seguintes etapas: a) dissolução de uma das aldiminas 3A2 a 3A10; ou 3B2 a 3B8, e 3B10; ou 3C2 a 3C10; ou 3D2 a 3D10; ou 3E2 a 3E10; ou 3F2 a 3F6 e 3F8 a 3F10; ou 3G2 a 3G10; ou 3H2 a 3H10; ou 3I2 - Tabelas 1 a 8; Figuras 5 a 12 - em um solvente orgânico a concentrações na faixa de 2,5 g/L a 100 g/L; b) após completa solubilização, pérolas de ureia, sem nenhum tratamento prévio, foram inseridas na solução de aldimina, obtida na etapa (a), na razão de 5 a 50 kg de ureia para cada 1 L a 10 L de solução de aldimina; c) agitação das pérolas de ureia, mecanicamente, na presença de cada solução de inibidor obtida na etapa (b), para completa homogeneização; sendo as pérolas mantidas em capela de exaustão até a evaporação completa do solvente orgânico, para a obtenção do produto pérolas de ureia combinadas (encapsuladas ou revestidas, preferencialmente revestidas) com as aldiminas.

[0080] Vale salientar que a dissolução de cada aldimina pura (3A2 a 3A10; 3B2 a 3B8 e 3B10; 3C2 a 3C10; 3D2 a 3D10; 3E2 a 3E10; 3F2 a 3F6 e 3F8 a 3F10; 3G2 a 3G10; 3H2 a 3H10 ou 3I2; Tabelas 1-8) ocorreu em um solvente orgânico, tal como acetona, etanol, metanol, etanolamina, dietanoamina, trietanolamina ou acetato de etila, nas concentrações entre 2,5 g/L a 100 g/L.

[0081] O produto final compreendeu pérolas de ureia incorporadas/encapsuladas ou revestidas, preferencialmente revestidas, com uma das aldiminas 3A2 a 3A10; 3B2 a 3B8, e 3B10; 3C2 a 3C10; 3D2 a 3D10; 3E2 a 3E10; 3F2 a 3F6 e 3F8 a 3F10; 3G2 a 3G10; 3H2 a 3H10; ou 3I2.

[0082] O uso das pérolas de ureia caracteriza-se por ser na inibição de enzimas ureases presentes na microbiota do solo, preferencialmente na melhoria do crescimento e desenvolvimento de milheto; enquanto que as aldiminas puras ou combinadas entre si são utilizadas na inibição da atividade ureolítica de ureases, constituindo, portanto, uma alternativa para o tratamento de doenças ocasionadas por microrganismos patogênicos dependentes da atividade da enzima urease, preferencialmente no controle de infecções causadas por Helicobacter pylori.

[0083] Assim sendo, a invenção pode ser melhor compreendida através dos seguintes exemplos, não limitantes.

Exemplo 1 - Síntese e caracterização estrutural da aldimina aromática 3A4.

[0084] O composto 3A4 foi obtido por meio da condensação entre o benzaldeído (4 mol) e a 4-hidroxi-anilina (4 mol) em 10 mL de etanol sob irradiação de microondas por 2 min, conforme representado na Figura 13. O produto da reação (3A4) foi obtido em 80% de rendimento após purificação por recristalização, utilizando-se etanol como solvente.

[0085] O espectro no infravermelho obtido para a aldimina 3A4 (Figura 14) apresenta bandas características de estiramento de ligações O-H e Cs/-H na região compreendida entre 3200 e 3000 cm'1. Bandas provenientes de estiramento das ligações C=N e C=C também são observadas em 1618, 1604, 1587, 1506 e 1450 cm’1.

[0086] No espectro de RMN de 1H do referido composto (Figura 15) observa-se um par de dupletos centrados em δ 6,84 e 7,23 ppm, com constantes de acoplamento escalar iguais a 8,7 Hz, atribuídos aos hidrogénios que se encontram nas posições orto e meta em relação a hidroxila fenólica, respectivamente. Dois multipletos nas regiões compreendidas entre £7,45-7,59 e 7,85-7,99 ppm, com integração correspondendo a um total de cinco hidrogénios, são atribuídos aos hidrogénios do anel aromático proveniente do aldeído de partida. O sinal referente ao hidrogênio do grupamento -CH=N- é observado como um simpleto em £8,62 ppm. Por fim, outro simpleto em £9,57 ppm corresponde ao hidrogênio do grupamento -OH.

[0087] O espectro de RMN de 13C para a aldimina 3A4 (Figura 16) apresenta um total de 9 sinais, conforme esperado. Numa região mais blindada do espectro verificam-se os sinais referentes aos carbonos hidrogenados de ambos os anéis aromáticos, que aparecem em £ 115,7, 122,5, 128,3, 128,8 e 130,9 ppm. Três sinais de carbonos não hidrogenados são observados numa região mais blindada do espectro, em £ 136,5, 142,6 e 156,3 ppm, juntamente com o carbono do grupamento -CH=N-, em £ 157,2 ppm.

Exemplo 2 - Síntese e caracterização estrutural da aldimina aromática 3B3.

[0088] O composto 3B3 foi obtido por meio da condensação entre o 2- hidroxibenzaldeído (6 mol) e a 4-hidroxianilina (6 mol) em 15 mL de etanol, sob irradiação de microondas por 2 min, conforme representado na Figura 17. O produto da reação (3B3) foi obtido em 90% de rendimento após purificação por recristalização, utilizando-se etanol como solvente.

[0089] O espectro no infravermelho obtido para a aldimina 3B3 (Figura 18) apresenta uma banda característica de estiramento de ligação O-H em 3390 cm1. Bandas provenientes de estiramentos de ligações C=N e C=C são observadas em 1614, 1573, 1506, 1494, 1456e 1443 cm’1.

[0090] O espectro de RMN de 1H do referido composto (Figura 19) apresenta uma maior complexidade quando comparado ao obtido para a aldimina 3A4 devido aos desdobramentos adicionais originados da substituição em orto no anel aromático do aldeído de partida. Dois multipletos são observados em δ 6,80-7,02 e 7,27-7,45 ppm, integrados para quatro e três hidrogénios, respectivamente. Um dupleto duplo integrado para um hidrogênio também é verificado em δ 7,60 ppm, completando os sinais referentes aos hidrogénios dos anéis aromáticos. O sinal característico do hidrogênio do grupamento -CH=N- aparece como um simpleto em £8,90 ppm. Observam-se ainda dois simpletos largos referentes aos hidrogénios dos grupamentos fenólicos em £9,68 e 13,42 ppm.

[0091] No espectro de RMN de 13C obtido para a aldimina 3B3 (Figura 20) verificam-se os sinais referentes aos carbonos hidrogenados de ambos os anéis aromáticos em δ 116,0, 116,5, 119,0, 122,7, 132,2 e 132,6 ppm. Os sinais de carbonos não hidrogenados são observados em £119,5, 139,2, 157,0 e 160,2 ppm, sendo que este último aparece sobreposto ao sinal referente ao carbono do grupamento -CH=N-.

Exemplo 3 - Síntese e caracterização estrutural da aldimina aromática 3B4.

[0092] O composto 3B4 foi obtido por meio da condensação entre o 3- hidroxibenzaldeído (mol) e a 4-hidroxianilina (10 mol) em 25 ml_ de etanol, sob irradiação de microondas por 4 min, conforme representado na Figura 21. O produto da reação (3B4) foi obtido em 87% de rendimento após purificação por recristalização, utilizando-se etanol como solvente.

[0093] O espectro no infravermelho obtido para a aldimina 3B4 (Figura 22) apresenta uma forte banda de absorção característica de estiramento de ligações O-H em 3275 cm’1. Bandas provenientes de estiramentos das ligações C=N e C=C são observadas em 1589, 1505 e 1454 cm’1. Uma banda de absorção intensa, característica de estiramento de ligações C-O, também é verificada em 1230 cm’1.

[0094] No espectro de RMN de 1H do referido composto (Figura 23) observam-se dois dupletos centrados em δ 6,82 e 7,20 ppm, integrados para dois hidrogénios cada, correspondendo aos hidrogénios das posições orto e meta em relação a hidroxila do anel aromático derivado da amina de partida. Os sinais referentes aos hidrogénios do anel aromático do aldeído de partida são verificados como dois multipletos integrados para um e três hidrogénios em δ 6,87-6,96 e 7,24-7,41 ppm. O sinal característico do hidrogênio do grupamento -CH=N- aparece como um simpleto em δ 8,52 ppm. Por fim, um sinal alargado integrado para dois hidrogénios é observado em δ 9,57 ppm, atribuído aos hidrogénios das hidroxilas fenólicas.

[0095] O espectro de RMN de 13C para a aldimina 3B4 (Figura 24) apresenta um total de 11 sinais, de acordo com o esperado para a estrutura em questão. Numa região mais blindada do espectro são observados os sinais referentes aos carbonos hidrogenados de ambos os anéis aromáticos, que aparecem em δ 113,9, 115,2, 118,2, 119,9, 122,5 e 129,8 ppm. Quatro sinais referentes a carbonos não hidrogenados são observados em δ 137,9, 142,6, 156,3 e 157,7 ppm. Por fim, o sinal característico do carbono do grupamento - CH=N- é verificado em δ 157,2 ppm.

Exemplo 4 - Síntese e caracterização estrutural da aldimina aromática 3C4.

[0096] O composto 3C4 foi obtido por meio da condensação entre o piperonal (18 mol) e a 4-hidroxianilina (18 mol) em 70 mL de etanol, sob irradiação de microondas por 10 min, conforme representado na Figura 25. O produto da reação (3C4) foi obtido em 98% de rendimento após purificação por recristalização, utilizando-se etanol como solvente.

[0097] O espectro no infravermelho obtido para a aldimina 3C3 (Figura 26) apresenta bandas características de estiramentos de ligações C=N e C=C em 1605, 1583, 1505, 1445 cm'1.

[0098] No espectro de RMN de 1H do referido composto (Figura 27) observa-se um simpleto integrado para dois hidrogénios em <5 6,10 ppm, atribuído aos hidrogénios do grupamento -OCH2O-. Dois dupletos integrados para dois hidrogénios cada são observados em δ 6,80 e 7,15 ppm, com constantes de acoplamento escalar iguais a 8,6 Hz, correspondendo aos hidrogénios das posições orto e meta em relação à hidroxila fenólica, respectivamente. Os sinais referentes aos hidrogénios do anel aromático do aldeído de partida aparecem em δ 7,01 ppm (dupleto), δ 7,36 ppm (dupleto duplo) e δ 7,45 ppm (dupleto). Por fim, os sinais dos hidrogénios do grupamento -CH=N- e -OH são observados como simpletos em δ 8,47 e 9,48 ppm, respectivamente.

[0099] No espectro de RMN de 13C obtido para o composto 3C4 (Figura 28) observa-se o sinal referente ao carbono do grupamento metilenodioxi (- OCH2O-) em δ 101,6 ppm, sendo 0 único que apresenta fase invertida no subespectro DEPT135. Sinais de carbonos hidrogenados pertencentes aos anéis aromáticos aparecem em <5106,0, 108,3, 115,7, 122,4 e 125,1 ppm. Os sinais referentes aos carbonos não hidrogenados são observados em δ 131,3, 142,7, 148,0, 149,7 e 156,0 ppm, juntamente com 0 sinal do carbono do grupamento -CH=N-, que aparece em <5156,5 ppm.

Exemplo 5 - Síntese e caracterização estrutural da aldimina aromática 3D4.

[00100] O composto 3D4 foi obtido por meio da condensação entre 0 4- fluorobenzaldeído (6 mol) e a 4-hidroxianilina (6 mol) em 18 mL de etanol, sob irradiação de microondas por 5 min, conforme representado na Figura 29. O produto da reação (3D4) foi obtido em 82% de rendimento após purificação por recristalização, utilizando-se etanol como solvente.

[00101] O espectro no infravermelho obtido para a aldimina 3D4 (Figura 30) apresenta uma banda de absorção característica de estiramento de ligações O- H em 3073 cm'1. Bandas provenientes dos estiramentos das ligações C=N e C=C também são observadas em 1615, 1602, 1507 e 1443 cm’1. Uma forte banda de absorção aparece em 1223 cm’1, proveniente dos estiramentos das ligações C-O. E em 1160 cm1 observa-se uma banda de absorção de intensidade média, característica de estiramentos das ligações C-F de fluoretos de arila.

[00102] No espectro de RMN de 1H do referido composto (Figura 31) observam-se dois dupletos integrados para dois hidrogénios cada, centrados em J6,82 e 7,20 ppm, atribuídos aos hidrogénios das posições orto e meta em relação ao grupamento hidroxila, respectivamente. Um tripleto centrado em δ 7,30 ppm, com constantes de acoplamento escalar iguais a 8,7 Hz, é atribuído aos hidrogénios das posições orto em relação ao átomo de flúor. Em δ 7,94 ppm observa-se um dupleto dupio, com constantes de acoplamento escalar iguais a 8,7 e 5,8 Hz, atribuído aos hidrogénios das posições meta em relação ao átomo de flúor. Os sinais referentes aos hidrogénios dos grupamentos - CH=N- e -OH se apresentam como simpletos em δ 8,59 e 9,57 ppm, respectivamente.

[00103] No espectro de RMN de 13C obtido para a aldimina 3D4 (Figura 32) observam-se os sinais referentes aos carbonos provenientes do anel aromático da amina de partida em δ 115,8, 122,5, 142,5 e 156,4 ppm. Os sinais referentes aos carbonos do anel aromático do aldeído de partida aparecem como dupletos centrados em δ 115,8, 130,5, 133,2 e 163,7 ppm, com constantes de acoplamento escalar iguais a 21,8, 8,8, 2,9 e 247,1 Hz, respectivamente, devido aos acoplamentos C-F. Por fim, o sinal referente ao carbono do grupamento -CH=N- é observado em 155,9 ppm.

Exemplo 6 - Síntese e caracterização estrutural da aldimina aromática 3D6.

[00104] O composto 3D6 foi obtido por meio da condensação entre o trans- cinamaldeído (20 mol) e a 4-hidroxianilina (20 mol) em 60 ml_ de etanol, sob irradiação de microondas por 10 min, conforme representado na Figura 33. O produto da reação (3D6) foi obtido em 95% de rendimento após purificação por recristalização, utilizando-se etanol como solvente.

[00105] O espectro no infravermelho obtido para a aldimina 3D6 (Figura 34) apresenta bandas características de estiramentos de ligações C=N e C=C em 1621, 1606, 1587, 1505 e 1446 cm'1.

[00106] No espectro de RMN de 1H do referido composto (Figura 35) observa-se o sinal do hidrogênio do grupamento -CH=N- em δ 8,39 ppm, que se apresenta como um dupleto (J = 8,2 Hz) devido ao acoplamento com o hidrogênio vinílico vizinho. Esse sinal é característico para todos os compostos derivados do trans-cinamaldeído e seu deslocamento químico não é muito influenciado pela presença de substituintes nos anéis aromáticos. Adicionalmente, verifica-se também o sinal referente ao hidrogênio do grupamento -OH, que se apresenta como um simpleto largo em £9,56 ppm. Os sinais referentes aos hidrogénios aromáticos, assim como aos hidrogénios vinílicos, são observados entre £6,79-7,67 ppm.

[00107] O espectro de RMN de 13C obtido para a aldimina 3D6 (Figura 36) apresenta um total de onze sinais. O sinal correspondente ao carbono do grupamento -CH=N- se apresenta como o mais desblindado, em £ 158,5 ppm. Outro sinal característico, também observado numa região mais desblindada do espectro, corresponde ao carbono diretamente ligado ao grupamento -OH, observado em £156,4 ppm.

Exemplo 7 - Síntese e caracterização estrutural da aldimina aromática 3D10.

[00108] O composto 3D10 foi obtido por meio da condensação entre o 4- nitrobenzaldeído (5 mol) e a 4-hidroxianilina (5 mol) em 30 mL de etanol, sob irradiação de microondas por 7 min, conforme representado na Figura 37. O produto da reação (3D10) foi obtido em 83% de rendimento após purificação por recristalização, utilizando-se etanol como solvente.

[00109] O espectro no infravermelho obtido para a aldimina 3D10 (Figura 38) apresenta uma banda de absorção intensa em 3436 cm'1 proveniente do estiramento da ligação O-H do anel fenólico. Bandas provenientes dos estiramentos das ligações C=N e C=C também são observadas em 1625, 1597, 1578, 1443 cm'1. Duas bandas intensas aparecem em 1505 e 1336 cm'1, atribuídas aos estiramentos assimétrico e simétrico, respectivamente, do grupamento -NO2.

[00110] O espectro de RMN de 1H do referido composto (Figura 39) apresenta um dupleto integrado para dois hidrogénios, centrado em £6,83 ppm, com constante de acoplamento escalar igual a 8,8 Hz, referente aos hidrogénios que se encontram nas posições orto em relação ao substituinte hidroxila. Outro dupleto centrado em £7,29 ppm, também integrado para dois hidrogénios, é atribuído aos hidrogénios das posições meta à hidroxila fenólica. Numa região mais desblindada do espectro são observados outros dois dupletos, em £8,09 e 8,30 ppm, ambos com constantes de acoplamento escalar iguais 8,9 Hz, atribuídos aos hidrogénios das posições meta e orto em relação ao grupamento nitro, respectivamente. Um simpleto é observado em £ 8,75 ppm, correspondendo ao sinal do hidrogênio do grupamento -CH=N-. Por fim, outro simpleto é observado em £ 9,71 ppm, atribuído ao hidrogênio do grupamento -OH.

[00111] O espectro de RMN de 13C obtido para a aldimina 3D10 (Figura 40) apresenta um total de 9 sinais, visto a grande simetria apresentada pelo composto. Na região mais blindada do espectro verifica-se um conjunto de quatro sinais referentes aos carbonos hidrogenados dos anéis aromáticos, que são observados em £ 115,8, 123,1, 123,9 e 129,0 ppm. Outros quatros sinais de carbonos não hidrogenados são observados numa região mais blindada do espectro, em £141,6, 142,1, 148,3, e 157,3 ppm, juntamente com o carbono do grupamento -CH=N-, que é observado em £154,6 ppm.

Exemplo 8 - Síntese e caracterização estrutural da aldimina aromática 3E5.

[00112] O composto 3E5 foi obtido por meio da condensação entre o furfuraldeído (10 mol) e a 4-hidroxianilina (10 mol) em 45 ml_ de etanol, sob irradiação de microondas por 8 min, conforme representado na Figura 41. O produto da reação (3E5) foi obtido em 78% de rendimento após purificação por recristalização, utilizando-se etanol como solvente.

[00113] No espectro no infravermelho obtido para a aldimina 3E5 (Figura 42) observam-se bandas características de estiramento de ligações C=N e C=C em 1627, 1584, 1559, 1505 e 1443 cm'1.

[00114] No espectro de RMN de 1H do referido composto (Figura 43) observam-se dois dupletos integrados para dois hidrogénios cada em δ 6,81 e 7,19 ppm, atribuídos aos hidrogénios das posições orto e meta em relação a hidroxila fenólica, respectivamente. Os sinais referentes aos hidrogénios do anel heteroaromático são verificados em δ 6,66, 7,05 e 7,89 ppm. Em δ 8,42 ppm observa-se um simpleto integrado para um hidrogênio, atribuído ao hidrogênio do grupamento -CH=N-, Por fim, em δ 9,54 ppm verifica-se um simpleto largo característico do hidrogênio do grupamento -OH.

[00115] O espectro de RMN de 13C obtido para a aldimina 3E5 (Figura 44) apresenta um total de nove sinais, sendo seis referentes a carbonos hidrogenados e três referentes a carbonos não hidrogenados. Na região mais blindada do espectro verifica-se um conjunto de quatro sinais referentes a carbonos hidrogenados de ambos os anéis aromático e heteroaromático (δ 112,4, 115,4, 115,8 e 122,4 ppm). Sinais de carbonos não hidrogenados são observados numa região de maior deslocamento químico (J142,3, 152,4 e 156,4 ppm), juntamente com os sinais referentes aos carbonos dos grupamentos -CH=N- e =CH-O- do anel hereroaromático (<5145,1 e 145,7 PPm).

Exemplo 9 - Estudos in vitro do efeito de aldiminas sobre a atividade urease de Canavalia ensiformis.

[00116] A triagem in vitro de 71 aldiminas foi realizada utilizando urease purificada de Canavalia ensiformis (Sigma-Aldrich). As reações, contendo ou não cada uma das aldiminas a 500 μM, foram constituídas de tampão fosfato 20 mM (pH 7,0) em EDTA 1 mM, urease 0,5 U/mL e ureia 10 ou 20 mM. Os sistemas de reação foram incubados a 25°C por 15 min, sob agitação de 600 rpm e na ausência de luz. Em seguida, as reações foram paralisadas com solução de fenol 1% e nitroprussiato de sódio 0,005% com posterior adição de uma mistura de NaOH 0,5% e NaOCI 0,1%. As reações foram incubadas a 50°C por 5 min, sob agitação de 600 rpm e na ausência de luz, para o desenvolvimento de coloração azul, característica da presença de NH4+, que foi quantificado por medidas espectrofotométricas a 630 nm (WEATHERBURN, M.W. Phenol-hypochlorite reaction for determination of ammonia. Analytical Chemistry, 39: 971-974, 1967; KRAJEWSKA, B.; CIURLI, S. Jack bean (Canavalia ensiformis) urease. Probing acid-base groups of the active site by pH variation. Plant Physiology and Biochemistry, 43: 651-658. 2005; KRAJEWSKA, B. Ureases I. Functional, catalytic and kinetic properties: A review. Journal of Molecular Catalysis B-Enzymatic, 59: 9-21, 2009). O NBPT, tioureia e hidroxiureia foram usados como controles positivos. Utilizou-se NH4CI como padrão e os resultados foram expressos em porcentagem de inibição (% IN), de acordo com a fórmula abaixo: %IN = (NH4+UR - NH4+IN / NH4+UR) X 100, onde

[00117] NH4+UR e NH4+IN se referem às quantidades de amónio formadas em nmols durante o período oe incubação na ausência ou presença de inibidor, respectivamente.

[00118] Das 71 aldiminas avaliadas, 32 exibiram atividade inibitória da enzima urease superior a 20%, a 500 μM, em comparação às reações enzimáticas contendo apenas ureia a 10 ou 20 mM. Os inibidores NBPT, tioureia e hidroxiureia foram utilizados como referência e apresentaram, respectivamente, percentual médio de inibição da atividade urease de 100%, 15% e 62% (Tabelas 1 - 8).

[00119] Dentre os compostos da série 3A (Figura 5), a aldimina 3A9 apresentou o maior potencial de inibição da atividade urease (52 e 49%), em reações contendo ureia a 10 e 20 mM, respectivamente (Tabela 1). Os compostos 3A4 e 3A8 exibiram eficiência pouco superior a 20% (Tabela 1). Os demais compostos obtiveram resultados similares à tioureia, sendo que a aldimina 3A6 não teve qualquer atividade inibitória (Tabela 1).

[00120] Tabela 1. Resultado do efeito das aldiminas da série 3A na atividade de urease punficada de Canavalia ensiformis. Todos os compostos- teste foram usados na concentração final de 500 μM.

[00121] Na série 3B (Figura 6), os compostos 3B6 e 3B10 apresentaram atividade inibitória da urease de destaque (90 e 80%) e (89 e 75%), respectivamente, em reações contendo ureia a 10 e 20 mM (Tabela 2). Esses resultados foram os que mais se aproximaram do percentual de inibição exibido pelo inibidor-referência NBPT, entre todas as aldiminas testadas in vitro (Tabela 2). A eficiência dos compostos 3B3, 3B4 e 3B7 como inibidores da enzima urease foi similar à da hidroxiureia (Tabela 2). A aldimina 3B8 apresentou atividade inibitória pouco superior a 20%, enquanto os compostos 3B2 e 3B5 se mostraram praticamente inativos (Tabela 2).

[00122] Tabela 2. Resultado do efeito das aldiminas da série 3B na atividade de urease purificada de Canavalia ensiformis. Todos os compostos-teste foram usados na concentração final de 500 μM.

[00123] O composto que exibiu maior percentual de inibição da enzima urease na série 3C (Figura 7) foi a aldimina 3C4 (53 e 52%), nas concentrações de ureia a 10 e 20 mM (Tabela 3). O composto 3C3 apresentou 30% de inibição, em média, e a molécula 3C10 mostrou inibição pouco superior a 20% somente na concentração de ureia de 10 mM (Tabela 3). Os resultados obtidos para os compostos 3C2, 3C5, 3C6, 3C7 e 3C9 foram similares aos da tioureia, enquanto a aldimina 3C8 apresentou atividade inibitória pouco expressiva (Tabela 3).

[00124] Tabela 3. Resultado do efeito das aldiminas da série 3C na atividade de urease purificada de Canavalia ensiformis. Todos os compostos-teste foram usados na concentração final de 500 μM.

[00125] Dentre os compostos da série 3D (Figura 8), as aldiminas 3D4, 3D5, 3D7, 3D9 e 3D10 exibiram percentuais de inibição da enzima urease mais significativos, com resultados comparáveis à hidroxiureia (Tabela 4). Os compostos 3D3 e 3D6 apresentaram percentual de inibição pouco superior a 20%, enquanto os resultados obtidos para as aldiminas 3D2 e 3D8 foram praticamente nulos (Tabela 4).

[00126] Tabela 4. Resultado do efeito das aldiminas da série 3D na atividade de urease purificada de Canavalia ensiformis. Todos os compostos-teste foram usados na concentração final de 500 μM

[00127] Na série 3E (Figura 9), o composto 3E9 apresentou maior atividade inibitória da urease (66 e 64%), em reações contendo ureia a 10 e 20 mM (Tabela 5). A aldimina 3E8 exibiu 30% de inibição, em média, enquanto a aldimina 3E5 mostrou inibição pouco superior a 20% (Tabela 5). Os compostos 3E2, 3E3, 3E7 e 3E10 foram tão eficientes quanto à tioureia e as aldiminas 3E4 e 3E6 foram praticamente inativas (Tabela 5).

[00128] Tabela 5. Resultado do efeito das aldiminas da série 3E na atividade de urease purificada de Canavalia ensiformis. Todos os compostos-teste foram usados na concentração final de 500 μM.

[00129] Na série 3F (Figura 10), os compostos 3F8 e 3F9 apresentaram percentuais de inibição de (39 e 36%) e (28 e 22%), respectivamente, nas concentrações de ureia de 10 e 20 mM (Tabela 6). As atividades inibitórias dos compostos 3F2, 3F3 e 3F10 foram equivalentes à do inibidor tioureia. Os demais compostos não apresentaram quaisquer percentuais de inibição (Tabela 6).

[00130] Tabela 6. Resultado do efeito das aldiminas da série 3F na atividade de urease purificada de Canavalia ensiformis. Todos os compostos-teste foram usados na concentração final de 500 μM.

[00131] Na série 3G (Figura 11), os compostos com maior inibição da atividade urease foram: 3G2 (26 e 21%), 3G8 (21 e 64%) e 3G9 (21 e 16%), nas concentrações de ureia a 10 e 20 mM (Tabela 7). As aldiminas 3G4, 3G5, 3G6 e 3G7 exibiram percentuais de inibição comparáveis aos da tioureia, enquanto os compostos 3G3 e 3G10 apresentaram resultados praticamente nulos (Tabela 7).

[00132] Tabela 7. Resultado do efeito das aldiminas da série 3G na atividade de urease purificada de Canavalia ensiformis. Todos os compostos-teste foram usados na concentração final de 500 μM.

[00133] Entre os compostos da série 3H (Figura 12), a aldimina 3H2 apresentou maior percentual de inibição da atividade urease (69 e 69%) nas concentrações de ureia de 10 e 20 mM (Tabela 8). Os compostos 3H3, 3H7 e 3H8 apresentaram resultados pouco superiores a 20% de inibição (Tabela 8). As aldiminas 3H4, 3H5, 3H9 e 3H10 exibiram inibição da urease pouco expressiva, assim como o único composto testado da série 3I (Figura 12), a aldimina 3I2 (Tabela 8).

[00134] Tabela 8. Resultado do efeito das aldiminas das séries 3H e 3I na atividade de urease purificada de Canavalia ensiformis. Todos os compostos- teste foram usados na concentração final de 500 μM.

Exemplo 10 - Efeito das aldiminas selecionadas, na atividade de ureases da microbiota do solo.

[00135] Após triagem in vitro, os compostos que apresentaram atividade inibitória da urease de Canavalia ensiformis superior a 20% nas concentrações de ureia de 10 e/ou 20 mM foram selecionados para avaliação do potencial de inibição da atividade de ureases da microbiota do solo. Utilizou-se para os experimentos frações de solo classificado como latossolo distrófico, sendo coletados os primeiros 20 cm da camada superficial, na EMBRAPA Milho e Sorgo (Sete Lagoas, MG). As amostras de solo apresentaram as características físico-químicas mostradas na Tabela 9.

[00136] Tabela 9. Dados da análise de fertilidade do solo da região de Sete Lagoas-MG utilizado para os experimentos in vivo. Onde: *SB = soma de bases; **V = saturação de bases; ***MO = matéria orgânica.

[00137] Inicialmente as frações de solo foram peneiradas, homogeneizadas e armazenadas a -4°C até a realização dos procedimentos experimentais. Os testes foram realizados com 0,5 g de solo seco, que foi incubado por 1 h, a 37°C, sob agitação de 150 rpm, com solução de ureia a 72 mM contendo ou não cada uma das aldiminas na concentração final de 500 μM. A reação foi paralisada com 5 mL de KCI/HCI (ambos a 1 M) por 30 min, com agitação de 150 rpm. Após decantação, alíquotas de 20 μL do sobrenadante foram coletadas e adicionou-se 100 μL de solução contendo salicilato de sódio, citrato de sódio, tartarato de sódio e nitroprussiato de sódio. Essa mistura ficou em incubação por 15 min sob agitação a 600 rpm, à temperatura ambiente, na ausência de luz. Em seguida, adicionou-se 100 pL de solução contendo NaOH e hipoclorito de sódio e após 1h de incubação sob agitação de 600 rpm, à temperatura ambiente e na ausência de luz, leituras espectrofotométricas foram realizadas a 660 nm. A quantificação do NH4+ liberado pela hidrólise da ureia nas amostras de solo foi realizada de acordo com o método colorimétrico do indofenol (KANDELER, E.; GERBER, H. Short-term assay of soil urease activity using colorimetric determination of ammonium. Biology and Fertility of Soils, 6: 68-72, 1988). O NBPT foi usado como controle positivo e etanol absoluto como controle negativo. Utilizou-se NH4CI como padrão e os resultados foram expressos em porcentagem de inibição.

[00138] Dentre os 32 compostos avaliados, oito apresentaram atividade inibitória superior à do inibidor-referência NBPT, quando avaliados a 500 μM (Tabela 10).

[00139] Tabela 10. Resultado do efeito das aldiminas selecionadas no teste in vitro, sobre a atividade de ureases da microbiota de latossolo distrófico.

[00140] A aldimina 3D4 apresentou a maior porcentagem de inibição, sendo cerca de 1,5 vezes maior que aquela apresentada pelo inibidor-referência NBPT (Tabela 10). Os compostos 3C4 e 3D6 também exibiram expressiva atividade inibitória da enzima urease (acima de 70%), enquanto as aldiminas 3A4, 3B3, 3B4, 3D10 e 3E5 apresentaram eficiência satisfatória, com percentuais de inibição entre 62 e 69% (Tabela 10). Os resultados apresentados pelos demais compostos não superaram a eficiência do inibidor- referência NBPT (Tabela 10).

[00141] De posse desses resultados, testes complementares foram realizados com as aldiminas 3A4, 3B3, 3B4, 3C4, 3D4, 3D6, 3D10 e 3E5 a fim de se determinar a concentração dos inibidores necessária para inibir em 50% a atividade de ureases da microbiota do solo (IC50). Nesses ensaios utilizou-se ureia na concentração de 10 mM e concentrações variadas de cada um dos compostos.

[00142] As aldiminas 3B4 e 3D4 se mostraram as mais promissoras na inibição da atividade ureolítica do solo, com valores de IC5o iguais a 27 e 52 pM, respectivamente (Tabela 11). Os compostos 3A4, 3B3, 3B4, 3C4, 3D4, 3D6, 3D10 e 3E5 apresentaram eficiência intermediária, sendo necessárias concentrações entre 98 e 129 μM para atingir o IC5o. As aldiminas 3C4 e 3D6 se mostraram menos efetivas, com valores de IC50 superiores a 230 pM (Tabela 11).

[00143] Tabela 11. Resultado da determinação das concentrações de aldiminas necessárias para inibir em 50% a atividade de ureases da microbiota do solo (IC50).

Exemplo 11 - Avaliação da estabilidade térmica por termogravimetria (TG) das aldiminas aromáticas 3A4, 3B3, 3B4, 3C4, 3D4, 3D6, 3D10, e 3E5 em comparação ao NBPT.

[00144] As amostras de 3A4, 3B3, 3B4, 3C4, 3D4, 3D6, 3D10, e 3E5 e NBPT foram analisadas em termobalança TGA 50H (Shimadzu). As amostras foram acondicionadas em cadinhos de alumina (AI2O3) e os experimentos foram conduzidos em atmosfera dinâmica de nitrogênio sob fluxo de 50 mL min'1. O aquecimento foi realizado a partir da temperatura ambiente até 600 °C na razão de 10 °C min'1.

[00145] As curvas de TGA (Figura 45) das aldiminas 3A4, 3B3, 3B4 e 3C4 mostram claramente que estes compostos são termicamente mais estáveis que o NPBT. Até a temperatura de 170 °C o NBPT sofre uma perda de, aproximadamente, 15% em massa enquanto as aldiminas perdem, no máximo, 3%. Para as aldiminas 3D4, 3D6, 3D10, e 3E5 (Figura 46) verificou-se que, com exceção do composto 3D10 as demais aldiminas também se mostram mais estáveis que o NBPT. Dentre todos os compostos avaliados, as aldiminas 3B4 e 3D6 se apresentaram como os mais estáveis, com perda de massa inferior a 2% até a temperatura de 200 °C.

Exemplo 12 - Determinação do perfil de inibição da aldimina 3D6 sobre a urease de Canavalia ensiformis.

[00146] Estudos de cinética enzimática foram conduzidos com urease de Canavalia ensiformis com o intuito de se determinar o perfil de inibição da aldiminas, aqui tomada como exemplo a aldimina 3D6. Os experimentos de cinética foram feitos como descrito no exemplo 9, exceto que meios de reação individualizados foram preparados com concentrações variadas de ureia (1 a 32 mM) na presença ou não de 3D6 a 100 μM ou 200 μM. A Figura 47 apresenta as plotagens de Michaelis-Mentem e de Lineweaver-Burk (duplo recíproco) as quais evidenciam o comportamento de inibição mista exibido pela aldimina 3D6, caracterizada por alterações tanto no l/max quanto no Km da ureia (Tabela 12).

[00147] Tabela 12. Resultados das alterações dos parâmetros cinéticos da urease de Canavalia ensiformis influenciadas pela presença de 3B4 no meio de reação.

Exemplo 13 - Obtenção de pérolas de ureia combinadas com aldiminas aromáticas ou com NBPT.

[00148] Cada aldimina ou NBPT foi dissolvido em solvente orgânico tal como, acetona, etanol, metanol, etanolamina, dietanoamina, trietanolamina, acetato de etila, entre outros, a concentrações na faixa de 2,5 g/L a 100 g/L. Após completa solubilização dos sólidos, pérolas de ureia foram tratadas com as soluções de aldimina ou NBPT na razão de 5 a 50 kg de ureia para cada litro de solução de aldimina ou NBPT.

[00149] As pérolas de ureia foram agitadas mecanicamente na presença das soluções e mantidas em capelas de exaustão, à temperatura ambiente, até a evaporação completa dos solventes orgânicos. Imagens representativas de pérolas de ureia combinadas ou não com a aldimina 3B4 ou NBPT (0,05 % e 0,25%; m/m) são ilustradas na Figura 48.

Exemplo 14 - Efeito de pérolas de ureia combinadas ou não com aldimina 3B4 ou NBPT no crescimento e desenvolvimento de plantas de Cenchrus americanus (= Pennisetum glaucum; milheto).

[00150] O efeito da aldimina 3B4 no crescimento e desenvolvimento de plantas foi investigado no sistema so\o-Cenchrus americanus (milheto) em cultivo em casa de vegetação. O delineamento experimental consistiu em tratamentos preparados em quadruplicatas nos quais se utilizou pérolas de ureia (150 ppm de N) combinadas com as aldiminas segundo a relação massa/massa de 0,25%, 0,50% ou 1,00%. Pérolas de ureia (150 ppm de N) combinadas com NBPT às mesmas relações massa/massa foram empregadas como controle positivo de inibição de urease. A semeadura do milheto foi realizada em vasos contendo 3 kg de solo latossolo vermelho distrófico peneirado. O desbaste das plantas foi efetuado após 10 dias da semeadura, mantendo-se 8 plântulas (com crescimento uniforme) por vaso. A aplicação em cobertura das pérolas de ureia combinadas ou não com os inibidores de urease no solo ocorreu 26 dias após a semeadura. Os controles consistiram em vasos contendo solo desprovido de ureia ou suplementado unicamente com ureia perolada. As plantas foram mantidas sob os tratamentos por um período de 30 dias, após o qual foi determinada a altura de cada planta por vaso para fins de comparação com os valores obtidos imediatamente antes da aplicação dos tratamentos. A partir dos dados obtidos, calculou-se a taxa de crescimento relativo da altura das plantas segundo a fórmula [ln(A/t2)-ln(A/ti)]/T, onde Alt2 e Alt} são a altura final e a inicial, respectivamente, e T o tempo (em dias) entre as medições inicial e final (GUANARATNE, A.M.T.A. et al. Release from root competition promotes tree seedling survival and growth following transplantation into human-induced grasslands in Sri Lanka. Forest Ecology and Management, v.262, p. 229-236, 2011).

[00151] A Figura 48 ilustra o desenvolvimento da parte aérea de milheto em cultivo com ureia combinada ou com a aldimina 3B4 ou com NBPT a diferentes doses por um período de 14 dias. A contribuição da imina 3B4 no aumento do porte de milheto foi ainda mais acentuada após 30 dias de tratamento com ureia combinada com este inibidor de urease (Figura 49). A taxa de crescimento relativo da altura da parte aérea, ao final do experimento (56 dias após a semeadura dos quais 30 dias sob tratamento com ureia combinada), foi mais expressiva nas plantas cultivadas na presença de 3B4 a 0,50% (m/m), apresentando valores comparáveis ao observado para plantas cultivadas na presença de NBPT a 1,00% (m/m) (Figura 50).

Claims (4)

1. Processo de obtenção de pérolas de ureia, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) dissolução de cada aldimina pura em solvente orgânico tal como acetona, etanol, metanol, etanolamina, dietanoamina, trietanolamina ou acetato de etila, nas concentrações entre 2,5 g/L a 100 g/L; b) após completa solubilização, inserção das pérolas de uréia nas soluções de aldimina, obtidas na etapa (a), na razão de 5 a 50 kg de ureia para cada 1 a 10 L de solução de aldimina; c) agitação mecânica das pérolas de ureia, na presença de cada uma das soluções, obtidas na etapa (b), até completa homogeneização, e alocação em capelas de exaustão até a evaporação completa dos solventes orgânicos.

2. Processo de obtenção de pérolas de ureia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa “a” compreender as aldiminas

, onde: a) R1 é

, ou

; b) R3 é selecionado do grupo compreendendo -H, -OH, -CN ou - OCH3; c) R4 é -H ou -OH; d) R5 é selecionado do grupo compreendendo -H, -F, -Cl, -OH, - CN, -CF3, -NO2, -SCH3 ou -OCH3; e) R2 é

ou

f) R6 é -H, -OH ou -NO2; g) R7 é -H ou -OH; h) R8 é selecionado do grupo compreendendo -H, -F, -OH, - NO2,-OCH3 ou -NH2; i) R9 é -H ou -OH; j) R10 é -H ou -NO2; e k) n é 0 ou 1.

3. Produto obtido através do processo definido na reivindicação 1, caracterizado por compreender pérolas de ureia incorporadas/encapsuladas ou revestidas, preferencialmente revestidas, com a aldimina

onde: a) R1 é

ou

b) R3 é selecionado do grupo compreendendo –H, –OH, –CN ou – OCH3; c) R4 é -H ou -OH; d) R5 é selecionado do grupo compreendendo -H, -F, -Cl, -OH, - CN, -CF3, -NO2, -SCH3 ou -OCH3; e) R2 é

ou

f) R6 é -H, -OH ou -NO2; g) R7 é -H ou -OH; h) R8 é selecionado do grupo compreendendo -H, -F, -OH, - NO2,-OCH3 ou -NH2; i) R9 é -H ou -OH; j) R10 é -H ou -NO2; e k) n é 0 ou 1.

4. Uso das pérolas de ureia, definidas na reivindicação 3, caracterizado por ser na inibição de enzimas ureases de plantas, fungos e bactérias.

Images