Depósito Legal ppi 201502ZU4668
Vol. 26, No 3, 4
Julio - Diciembre 2018
An International Refereed Scientic Journal
of the Facultad Experimental de Ciencias
at the Universidad del Zulia
Esta publicación cientíca en
formato digital es continuidad
de la revista impresa
Depósito Legal: pp 199302ZU47
ISSN: 1315-2076
Scientic Journal from the Experimental Faculty of Sciences,
at the Universidad del Zulia Volume 26 Especial N° 3, 4, Julio - Diciembre 2018
CIENCIA 26 (3,4), 89 - 94, 2018
Maracaibo, Venezuela
Síntesis, caracterización y actividad antimicrobiana de un derivado
7-cloro-4-aminoquinolinsemicarbazona
Yonathan de J. Parra
1
, Rosa E. Ferrer
2*
y Jaime Charris
3
1
Escuela de Ingeniería Ambiental, Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental,
Universidad Central del Ecuador, Quito, Ecuador.
2
Departamento de Química, Facultad de Humanidades y Educación, Universidad del Zulia, Maracaibo, Venezuela.
3
Laboratorio de Síntesis Orgánica, Facultad de Farmacia, Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela.
* rosaferrer28@gmail.com
Recibido: 05-10-18 Aceptado: 25-10-18
Resumen
El presente estudio describe la síntesis, caracterización y evaluación de la actividad antimicrobiana del
2-(1-{3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]fenil}etilideno)hidracinacarboxamida (5), el cual se diseñó y sintetizó
aplicando una estrategia de hibridación molecular, considerando dos porciones farmacofóricas: 7-cloro-4-
aminoquinolina y semicarbazona; ambas fracciones se han relacionado con la actividad antimicrobiana exhibida
por una serie de derivados sintetizados. El compuesto 5 se caracterizó empleando estudios de RMN
1
H, RMN
13
C y espectrometría de masas con ionización por electrospray (ESI-EM). La evaluación biológica demostró
que el compuesto posee una actividad antimicrobiana contra la bacteria Gram (-) Pseudomona aeruginosa,
comparable con las actividades correspondientes a la amikacina, ampicilina-sulbactam y la ooxacina.
Palabras clave: semicarbazona, 7-cloro-4-aminoquinolina, actividad antimicrobiana, hibridación molecular.
Synthesis, characterization and antimicrobial activity of a 7-chloro-4-
aminoquinolinesemicarbazone derivative
Abstract
This study describes the synthesis, characterization and antimicrobial activity evaluation of
2-(1-{3-[(7-chloroquinolin-4-yl)amino]phenyl}ethylidene)hydrazinecarboxamide (5), which was designed and
synthesized applying a molecular hybridization strategy, considering two pharmacophoric portions: 7-chloro-
4-aminoquinoline and semicarbazone; both fractions have been related to antimicrobial activity exhibited by
a series of derivatives synthesized. Compound 5 was characterized using
1
H NMR,
13
C NMR and Electrospray
Ionization Mass Spectrometry (ESI-MS) studies. Biological evaluation showed that compound 5 exhibited
antimicrobial activity against bacteria Gram (-) Pseudomona aeruginosa, comparable with the activities
corresponding to Amikacin, Ampicillin/Sulbactam and Ooxacin.
Keywords: semicarbazone, 7-chloro-4-aminoquinoline, antimicrobial activity, molecular hybridization.
DOI: https://www.doi.org/10.5281/zenodo.5590947
90 Síntesis, caracterización y actividad antimicrobiana de un derivado...
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Introducción
La Química Medicinal posee como objetivo
central la identicación, diseño, síntesis y desarrollo
de nuevos compuestos con potencial uso terapéutico.
Dentro de la gran variedad de compuestos orgánicos
estudiados existe un grupo con un alto perl
farmacológico y aplicaciones clínicas como es el
caso de las semicarbazonas.
Las semicarbazonas han sido motivo de interés
en el área farmacéutica debido a sus propiedades,
principalmente de tipo antimicrobiana (1-5).
Sin embargo, también han mostrado actividad
antichagásica (6), anticonvulsivante (7) y antitumoral
(8). Estas propiedades se han adjudicado al grupo
semicarbazona como farmacóforo fundamental y
al hecho de que también pueden ser precursoras
de otros compuestos con igual o distinta actividad
biológica. En la actualidad las semicarbazonas han
cobrado relevancia al ser consideradas ligandos en
la síntesis de complejos de coordinación, los cuales
son capaces de potenciar su actividad por algún
efecto sinérgico con el metal (9,10).
Por otra parte, los derivados de quinolina también
son conocidos por su potencial actividad antibacterial
y antifúngica (11-14). Estudios como la síntesis de
derivados de 7-cloro-4-aminoquinolinas (15,16) con
prometedoras actividades antimicobacterianas son
el enfoque de este estudio, considerándose como
otro farmacóforo de importancia en el diseño de
compuestos con potencial actividad antimicrobiana.
La necesidad de progresar en el desarrollo
de nuevas drogas antimicrobianas que permitan
disminuir los eventos de resistencia y aumentar
la ecacia, ha llevado a la generación de diversas
propuestas metodológicas de diseño de drogas. Una
de estas estrategias es la hibridación molecular,
basada en la combinación de restos farmacofóricos
de diferentes sustancias bioactivas para producir
un nuevo compuesto híbrido con anidad y ecacia
mejoradas, en comparación con los compuestos
originales (17).
En tal sentido, resulta interesante el diseño y
síntesis de compuestos que incluyan los fragmentos
farmacofóricos 7-cloro-4-aminoquinolínico y
semicarbazona (hidracinacarboxamida), con la nalidad
de evaluar su potencial actividad antimicrobiana. En
este artículo se presentan la síntesis, caracterización
y evaluación de la actividad antimicrobiana del
2-(1-{3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]fenil}etilideno)
hidracinacarboxamida (5), compuesto novel que
posee en su estructura química ambas porciones
farmacofóricas (ver gura 1).
Materiales y métodos
Todos los reactivos y solventes empleados
fueron de grado analítico. Los solventes se
sometieron a previos procesos de secado mediante
métodos estándares. La pureza de los compuestos
sintetizados se evaluó por cromatografía de capa
na (CCF o TLC), usando placas de Gel de Sílice
60 con indicador uorescente UV
254
, una lámpara
ultravioleta y un sistema de solvente adecuado.
Todos los puntos de fusión se midieron empleando
un fusiómetro digital Stuart Scientic modelo SMP3
(Sigma-Aldrich) y no fueron corregidos.
Los espectros de Resonancia Magnética Nuclear
(RMN) se tomaron empleando dos espectrómetros,
uno de marca JEOL ECLIPSE y otro de marca Bruker
AVANCE II, de 270 MHz y 300 MHz para RMN
1
H
y con potencia de 67,9 MHz y 75,47 MHz para RMN
13
C, respectivamente. Se utilizó DMSO-d6 como
solvente. El desplazamiento químico (δ) se reportó
en ppm y las constantes de acoplamiento (J) en Hz,
empleando como referencia trazas de TMS, como
estándar interno.
La espectrometría de masas por ionización
electrospray (ESI-EM), se empleó para identicar
el ión molecular precursor del compuesto novel 5,
usando un espectrómetro de masas de la serie TSQ
Quantum con triple cuadrupolo (marca Thermo
Scientic) acoplado a un sistema de cromatografía
de líquidos (CL), bajo las siguientes condiciones
de funcionamiento: voltaje de spray, 3.5-5kV;
temperatura del capilar, 200-350°C; gas envolvente
(N2), 1.9-20 μl/min. La muestra se solubilizó en
DMSO a una concentración de 1 mM.
Los bioensayos sobre la actividad antimicrobiana
se realizaron en el Departamento de Biología Celular
de la Universidad Simón Bolívar, Caracas-Venezuela.
Procedimiento para la obtención del
derivado 7-cloro-4-aminoquinolinsemicar-
bazona (5): La obtención del compuesto novel
2-(1-{3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]fenil}etilideno)
hidracinacarboxamida (5) se realizó en dos
pasos, iniciando con la síntesis del intermediario
3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]acetofenona (3),
mediante un procedimiento reportado previamente
(18). Seguidamente, el intermediario 3 se sometió a
una reacción de adición nucleofílica para obtener el
derivado 5, según el esquema mostrado en la gura 1.
Síntesis de 3-[(7-cloroquinolin-4-il)ami-
no]acetofenona (3): En un balón de reacción
de tres bocas, provisto de un sistema de agitación
y calentamiento, se preparó una mezcla de los
reactivos en una relación molar 1:1, disolviendo
0,5 g (2,5 mmol) de 4,7-dicloro-quinolina (1) en
etanol seco (25 mL) para posteriormente agregar
0,37 g (2,75 mmol) de la 3-aminoacetofenona (2),
sometiendo la mezcla a calentamiento en reujo
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(80-85°C) durante 9 horas, manteniendo agitación
constante y monitoreando el transcurso de la
reacción por TLC. El sólido obtenido se ltró, se lavó
con etanol y éter dietílico y se recristalizó a partir de
una mezcla de etanol-metanol (2:1).
Síntesis de 2-(1-{3-[(7-cloroquinolin-4-il)
amino]fenil}etilideno)hidracinacarbo-
xamida (5): En un balón de reacción de tres bocas,
provisto de un sistema de agitación y calentamiento,
se preparó una mezcla de los reactivos en una
relación molar 1:1, disolviendo 0,42 g (1,42 mmol) de
la 3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]acetofenona (3)
en metanol seco (20 mL) hasta obtener una solución
transparente. Posteriormente, se agregó 0,158 g
(1,42 mmol) de clorhidrato de semicarbazida (4) y
0,116 g (1,41 mmol) de acetato de sodio, sometiendo
la mezcla a calentamiento en reujo (65-70°C),
manteniendo el pH entre 4,0-5,0; bajo agitación
constante y monitoreando el transcurso de la
reacción por TLC. El sólido obtenido se ltró, se lavó
con metanol por triplicado, se recristalizó a partir de
una mezcla de DMF-metanol (1:5) y nalmente se
volvió a lavar con éter dietílico.
Actividad antimicrobiana
Los bioensayos se realizaron utilizando el método
de difusión sobre placas de agar (19). Se preparó
una suspensión de cada compuesto en la mezcla de
solventes H
2
O/DMSO/EtOH/Acetona 40:40:10:10
(C= 2-3 mg/mL, 5μl). Las referidas suspensiones
se colocaron en discos de papel absorbente (Ø =
5 mm). La actividad biológica se evaluó contra los
microorganismos Gram (+): Staphylococcus aureus
(American Type Culture Collection [ATCC] 25923) y
Bacillus cereus (ATCC 14579), los microorganismos
Gram (-): Escherichia coli (ATCC 35218) y
Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853). Se evaluó
la actividad antimicótica utilizando la levadura
Candida tropicalis MLDM 345611. P. aeruginosa,
B. cereus y C. tropicalis fueron incubados a 30 ºC,
mientras que E. coli y S. aureus fueron incubados a
37 ºC.
Como controles positivos se utilizaron los
antibióticos comerciales: Amikacina (AN), Ampi-
cilina-Sulbactam (AS), Ooxacina (O), y Tilmicosin
(TIL) (BBL-Sensi-Disc); como control negativo se
empleó la mezcla de solventes (S) utilizada para
solubilizar las muestras. Los cultivos microbianos
(0,1 mL) crecidos en placas LB preparado en el
laboratorio (20), y ajustados en solución salina
(0,85 %v/v) a la concentración correspondiente al
Standard de McFarland 0.5, fueron sembrados
en supercie en agar Mueller-Hinton (Merck
1.05437). En el caso de Candida tropicalis se utilizó
una placa de YPD para la evaluación, ya que las
levaduras crecen mejor en este medio. Sobre el
césped microbiano se colocaron los discos de papel
de ltro con las diferentes muestras y los controles.
Resultados y discusión
El derivado 7-cloro-4-aminoquinolinsemicar-
bazona (5) se sintetizó a través de dos pasos, como
se muestra en la gura 1.
Resultados y discusión
Síntesis del derivado 7-cloro-4-aminoqui-
nolinsemicarbazona (5): El derivado 7-cloro-
4-aminoquinolinsemicarbazona (5) se sintetizó a
través de dos pasos, como se muestra en la gura 1.
a) Reujo en EtOH seco a 80-85°C por 9h
b) Reujo en MeOH seco a 65-70°C / acetato de
sodio / pH 4-5
Figura 1. Esquema de Síntesis de
2-(1-{3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]fenil}
etilideno)hidracinacarboxamida (5)
El intermediario quinolinacetofenona (3)
se sintetizó a partir de la reacción entre la
4,7-dicloroquinolina (1) y la 3-aminoacetofenona
(2), a través de un mecanismo de sustitución
nucleofílica aromática (SNAr). En esta reacción
se controlaron variables como la temperatura y
tiempo de reacción, a n de obtener los mejores
rendimientos. A continuación se presentan las
propiedades físicas y características espectrales
del intermediario 3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]
acetofenona (3), las cuales se resumen en la tabla 1.
92 Síntesis, caracterización y actividad antimicrobiana de un derivado...
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Tabla 1. Propiedades físicas y características espectrales del intermediario
3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]acetofenona (3)
Estado Físico Punto de fusión
Sólido amarillo pálido 294 °C (Lit. [21] p.f. 250 °C).
RMN
1
H (270MHz, DMSO-d
6
), [δ ppm, (multiplicidad, integral, asignación)]
2.62 (s, 3H, CH
3
); 6.87 (d, 1H, H
3
, J
2,3
: 6.9 Hz); 7.75 (m, 2H, H
4´,6´
); 7.90 (dd, 1H, H
6
, J
5,6
: 9.2 Hz, J
6,8
: 1.97
Hz); 8.01 (t, 1H, H
, J: 7.4 Hz
); 8.04 (s, 1H, H
); 8.21 (d, 1H, H
8
, J
6,8
: 2.2 Hz); 8.55 (d, 1H, H
2
, J
2,3
: 6.9 Hz);
8.95 (d, 1H, H
5
, J
5,6
: 9.2 Hz); 11.39 (s ancho, 1H, NH)
RMN
13
C (75,47MHz, DMSO-d6), [δ ppm, (asignación)]
27.3 (CH
3
); 102.8; 119.0; 121.9; 124.3; 125.1; 125.8; 127.2; 127.9; 130.4; 134.8; 138.7; 141.4; 148.4; 149.8;
152.2 (C-aromáticos); 198.2 (C=O).
En un segundo paso el derivado 7-cloro-4-
aminoquinolinsemicarbazona (5) se obtuvo a través
de una reacción de adición nucleofílica entre el
clorhidrato de semicarbazida (4) con el intermediario
quinolinacetofenona (3). Debido a que el potencial
nucleólo semicarbazida se encuentra bajo la forma de
clorhidrato, se agregó acetato de sodio en presencia del
compuesto carbonílico para liberar el reactivo nucleofílico,
ajustando el medio de la reacción a un pH de 4,0-5,0; lo
cual se requiere para protonar el compuesto carbonílico
sin afectar apreciablemente la concentración de la
semicarbazida libre. La reacción se controló modicando
variables como temperatura y tiempo de reacción,
encontrándose que las mejores condiciones de reacción
son aquellas donde se emplea una relación estequiométrica
electrólo / nucleólo de 1:1, a una temperatura entre 65-
70°C y a un tiempo no superior de 2 horas para completar la
reacción. A continuación se presentan las propiedades
físicas y características espectrales del compuesto nal
2-(1-{3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]fenil}etilideno)
hidracinacarboxamida (5), las cuales se resumen en
la tabla 2.
Tabla 2. Propiedades físicas y características espectrales del derivado
2-(1-{3-[(7-cloroquinolin-4-il)amino]fenil}etilideno)hidracinacarboxamida (5)
Estado Físico Punto de fusión
Sólido no amarillo pálido 250 °C
RMN
1
H (270MHz, DMSO-d
6
), [δ ppm, (multiplicidad, integral, asignación)]
2.22 (s, 3H, CH
3
); 6.42 (s ancho, 2H, NH
2
); 6.79 (d, 1H, H
3
, J
2,3
: 7.04 Hz); 7.44 (d, 1H, H, J
4´,5´:
9.0 Hz);
7.54 (t, 1H, H
, J: 9.0 Hz); 7.80 (dd, 1H, H
); 7.83 (dd, 1H, H
6
); 7.99 (t, 1H, H
, J: 2.7 Hz); 8.22 (d, 1H, H
8
,
J
6,8
: 2.06 Hz); 8.47 (d, 1H, H
2
, J
2,3
: 7.06 Hz); 8.94 (d, 1H, H
5
, J
5,6
: 9.16 Hz); 9.36 (s, 1H, N-NH-CO); 11.25 (s
ancho, 1H, Ar-NH-Ar).
RMN
13
C (75,47MHz, DMSO-d6), [δ ppm, (asignación)]
13.1 (CH
3
); 100.3; 115.8; 119.0; 122.6; 124.8; 124.9; 126.1; 127.0; 129.5; 137.0; 138.1; 139.0; 140.0; 142.9;
143.1 (C-aromáticos); 154.8 (C=N); 156.8 (C=O)
Espectro de Masas (ESI-MS), [Ion: m/z]
[M+H]
+
= C
18
H
16
ClN
5
O + H: 354.21 (ión molecular precursor)
Cabe destacar que la puricación de los
compuestos se realizó con dicultades debido a las
bajas solubilidades en la mayoría de los solventes
orgánicos comunes.
En relación a la actividad antimicrobiana,
los resultados obtenidos de los bioensayos del
intermediario quinolinacetofenona (3) y del
derivado 7-cloro-4-aminoquinolinsemicarbazona
(5), se muestran en la gura 2.
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A partir de los resultados obtenidos, se corroboró
que ninguno de los microorganismos Gram (+)
y Gram (-) mostraron sensibilidad frente a la
mezcla de solventes. Por otra parte, los antibióticos
empleados demostraron tener actividad biológica
especíca contra los microorganismos empleados,
inclusive contra Candida tropicalis.
El intermediario quinolinacetofenona (3) solo
fue activo contra Staphylococcus aureus, una
bacteria Gram (+); tal como se ha reportado en
algunos estudios con derivados fenilactofenonas
(22) y alquilacetofenonas (23). Por otra parte, el
derivado 7-cloro-4-aminoquinolinsemicarbazona
(5), mostró ser activo solo contra Pseudomonas
aeruginosa, presentando en este estudio una
actividad comparable con las correspondientes a
la amikacina, ampicilina-sulbactam y la ooxacina.
La Pseudomona aeruginosa, es una bacteria Gram
(-) que causa infecciones con una alta tasa de
mortalidad y resulta sumamente resistente a una
gran cantidad de antibióticos comerciales (24,25),
de allí la importancia de esta actividad presentada
por el compuesto 5, el cual puede ser un candidato
para ser evaluado como posible ligando en síntesis
de complejos, los cuales pudieran incrementar la
potencia de la actividad antimicrobiana por algún
efecto sinérgico con el metal empleado.
Conclusiones
Se sintetizó el 2-(1-{3-[(7-cloroquinolin-4-il)
amino]fenil}etilideno)hidracinacarboxamida (5),
compuesto cuya estructura presenta dos porciones
farmacófóricas relacionadas con actividad
antimicrobiana: la 7-cloro-aminoquinolina y la
semicarbazona, bajo una estrategia de diseño
basada en la hibridación molecular. El compuesto
sintetizado en este estudio mostró una actividad
antibacterial contra la bacteria Gram (-) Pseudomona
aeruginosa, presentando una actividad comparable
con las correspondientes a la amikacina, ampicilina-
sulbactam y la ooxacina. Este resultado permite
proponer al compuesto 5 como un posible ligando
para la síntesis de complejos con la nalidad de
evaluar una posible sinergia con el metal central que
pudiera potenciar la actividad antibacterial.
Agradecimientos
Los autores agradecen el nanciamiento
otorgado por CONDES-LUZ a través del proyecto de
investigación subvencionado CC-0594-10.
Figura 2. Actividad microbiana de los compuestos evaluados 3 y 5 (C = 2-5 mg/mL).
Controles: Amikacina (AN, 30 µg), Ampicilina-Sulbactam (AS, 20 µg), Ooxacina (O, 5 µg),
Tilmicosin (TIL, 15 µg) y Mezcla de solventes (S). (-) = No hay inhibición.
94 Síntesis, caracterización y actividad antimicrobiana de un derivado...
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en diciembre de 2018, por el Fondo Editorial Serbiluz,
Universidad del Zulia. Maracaibo-Venezuela
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