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1 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Os analgésicos e antitérmicos (AA) estão entre os medicamentos mais 
utilizados no ocidente (MANOUKIAN e CARSON,1996; HOLLANDER, 1994). No 
cenário terapêutico nacional, a dipirona e o paracetamol são os mais consumidos. A 
dipirona é o principal analgésico da terapêutica brasileira ocupando 45% do mercado, 
o paracetamol 35% e o AAS em terceiro lugar, com 20% (GAZETA MERCANTIL, 
22/05/2001). 
Os AA constituem importante causa de hospitalização (2% a 9%), 
prolongamento das internações e aumento de gastos, além de serem responsáveis 
também por um grande número de intoxicações (HUIC et al.1994; FIGUERAS et 
al.1994). De 1993 a 1996, foram registrados no Brasil, pelo Sistema Nacional de 
Informações Tóxico-Farmacológicas (SINITOX), 217.512 casos de intoxicação 
humana (BORTOLETTO e BOCHNER,1999). 
De acordo com dados da OMS, os hospitais gastam de 15% a 20% de seus 
orçamentos para lidar com os problemas relacionados ao mau uso de medicamentos, 
que podem levar a importantes agravos à saúde dos pacientes, com relevantes 
repercussões econômicas e sociais e sendo considerado atualmente um importante 
problema de saúde pública (BORTOLETTO e BOCHNER, 1999). 
O paracetamol, amplamente utilizado no Brasil, é um fármaco pertencente à 
classe dos antiinflamatórios não-esteroidais (AINEs), usado principalmente como 
analgésico e antipirético, apresenta uma baixa atividade antiinflamatória, mas tem 
provado eficácia clínica no alívio temporário de dores leves a moderadas associadas 
a resfriado comum, dor de cabeça, dor de dente, dores musculares, dor nas costas, 
dores leves de artrite, cólicas menstruais e redução da febre, sendo eficaz em bebês, 
crianças e adultos (FLOWER E VANE, 1972). Um dos mecanismos atualmente 
descritos sobre a enzima cicloxigenase (COX) pode estar relacionado à inibição do 
radical livre tirosil, presente na prostaglandina endoperóxido sintase (PGES). 
(KULMACZ et al. 1991). No entanto, este fármaco em doses elevadas pode 
desenvolver danos hepáticos e/ ou renal e óbito em três a cinco dias após a ingestão 
(MITCHELL et al.1973; BLACK, 1984). 
As pirazolonas são amplamente utilizadas em muitas partes do mundo, 
incluindo o Extremo Oriente, África e América do Sul (CHAN et al. 1996) como 
analgésico, antitérmico, antiinflamatório, uricosúrico, antiartrítico e antioxidante, 
2 
 
alcançando um volume de venda anual em torno de kilotoneladas, principalmente a 
dipirona, propilfenazona (isopropilantipirina) e fenilbutazona (BENTUR et al. 2004). 
Em particular a dipirona, constitui o agente analgésico e antipirético mais utilizado no 
Brasil e é comercializada principalmente na forma sódica em diferentes formulações 
farmacêuticas, tais como: soluções orais, comprimidos, injetáveis e supositórios 
(PEREIRA et al. 2002). Seu mecanismo farmacológico de ação não está elucidado 
completamente, mas sabe-se que envolve a inibição da isoenzima cicloxigenase, com 
conseqüente inibição da síntese de prostaglandinas e tromboxanos em plaquetas 
(BENTUR et al. 2004). 
Infelizmente em diversos casos, o uso das pirazolonas dipirona e aminopirina, 
mais especificamente, foi seguido por uma diminuição severa no número de 
neutrófilos da circulação sanguínea, conhecido como agranulocitose (IBÁÑEZ et al. 
2005). Por causa deste risco, elas foram proibidas ou retiradas do mercado em vários 
países. Porém, estas drogas estão ainda disponíveis em alguns países como na 
Europa que inclui Alemanha, França, Espanha e Portugal (HEDENMALM et al. 2002). 
Conseqüentemente, a busca por fármacos mais seguros é uma questão de 
saúde pública de fundamental importância, bem como a elucidação dos mecanismos 
bioquímicos relacionados com a toxidade induzida por fármacos. 
A busca por fármacos mais seguros, no que se refere à especificidade, 
potência e baixa toxidade, tem evoluído muito graças aos avanços nos métodos e 
técnicas utilizados, através do emprego de metodologias mais racionais, que 
envolvem um planejamento de todas as fases necessárias para sua obtenção. A 
modelagem molecular é uma ferramenta para o estudo e planejamento de novos 
fármacos, a qual permite a construção de relações estrutura-atividade (REA) a fim 
de elucidar mecanismos de ação farmacológicos ou toxicológicos, utilizando gráficos 
computacionais tridimensionais e valores numéricos (CARVALHO et al. 2003). 
Portanto, nosso interesse baseia-se na aplicação de métodos teóricos para 
elucidação das propriedades físico-químicas e de reatividade, de novos derivados 
propostos análogos do paracetamol e derivados de pirazolonas, que possam ser 
importantes para a elucidação do mecanismo de ação destas moléculas realizando o 
estudo da relação estrutura-atividade e toxidade, bem como seleção de parâmetros 
físico-químicos fundamentais para o planejamento racional de novos derivados e de 
novos candidatos a fármacos, com maior atividade e baixa toxidade. 
 
3 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1 Paracetamol 
 
2.1.1 PROPRIEDADES DO PARACETAMOL 
 
O paracetamol (PAR), acetaminofeno ou N-acetil-p-aminofenol, foi introduzido 
na terapêutica depois de uma descoberta acidental da acetanilida, ao mesmo tempo 
em que os salicilatos eram descobertos. É utilizado desde 1878 até hoje em muitos 
países como analgésico e antipirético, comercializado sozinho ou associado, no 
alívio de sintomas relacionados a processos virais, dores crônicas e odontológicas, 
sendo ainda bastante difundido em pediatria (FLOWER e VANE, 1972). 
 
PAR
NH
CH3O
OH
 
 
FIGURA 1: Fórmula estrutural do paracetamol 
 
O PAR é um pó branco e cristalino, solúvel em água, álcool etílico, 
clorofórmio, glicerina e fracamente solúvel em éter etílico. Apresenta uma fórmula 
molecular C8H9O2 e peso molecular igual a 151,16g/mol. O pka do paracetamol a 
25oC é 9,51 e em solução permanece estável entre pH 4 e 7 a 25oC. O composto é 
estável à temperatura, luz e umidade (MERCK, 1976). 
 
2.1.2 FARMACODINÂMICA 
 
O PAR é uma droga analgésica e antipirética, apresentando pouca ou 
nenhuma ação anti-inflamatória e seu mecanismo de ação não está completamente 
elucidado, mas parece produzir analgesia por elevação do limiar da dor (FLOWER e 
VANE, 1972; STRAAT et al. 1988; LISTER e MCLEAN, 1997), sendo capaz de 
bloquear a cicloxigenase (COX) em locais com baixos teores de peroxidases, como 
o hipotálamo, o que possivelmente explica a fraca atividade antiinflamatória do 
paracetamol, uma vez que a região da inflamação geralmente contém 
4 
 
concentrações elevadas de peróxidos gerados pelos leucócitos. Estes resultados 
não excluem o PAR como um membro da classe dos AINEs e explicam a sua fraca 
inibição pela COX, particularmente a cicloxigenase-2 (COX-2), uma isoenzima que 
produz menor efeito colateral, com um percentual de 30% de inibição máxima por 
AINEs (STRAAT et al.1986), pois sua atividade inibitória sobre a ciclooxigenase 
pode estar relacionada a sua capacidade de inibir o radical tirosil presente na PGES 
(KULMACZ et al. 1991). 
O PAR demonstrou inibir a ação de pirógeno endógeno no centro termo-
regulador por bloqueio da produção e liberação de prostaglandina no sistema 
nervoso central. A febre ocorre quando a PGE elevada atua na área pré-óptica do 
hipotálamo anterior, resultando em diminuição da perda de calor e aumento do 
ganho de calor (STOYANOVSKY E CEDERBAUM,1999; FERNANDO et al.1980; 
HARVISON et al.1988). 
 
2.1.3 TOXIDADE 
 
A toxidade induzida pelo PAR ocorre pelo uso de sobre-dose, deficiências 
enzimáticas, doenças hepáticas ou renais e interações medicamentosas, sendo 
mais grave quando por múltiplos fatores. A intoxicação hepática grave pode levar à 
morte de três a cinco diasapós a ingestão de dose alta de PAR, pois a via de 
conjugação é saturada, aumentando a quantidade do produto oxidado N-acetil p-
benzoquinona imina (NAPQI). Após esgotar as reservas de glutationa reduzida 
(GSH), a NAPQI passa a reagir com moléculas de proteínas hepáticas séricas ou 
tissulares contendo grupamentos ricos em elétrons, com a capacidade de reagir nas 
posições 3 e 5 por adição ao sistema Michael (Esquema 1), acarretando com isso 
danos às células hepáticas e sanguíneas, problemas alérgicos e o metabólito 
oxidado pode formar adutos com bases nitrogenadas, apresentando alterações a 
nível de DNA e RNA (LISTER e MCLEAN, 1997; STRAAT et al.1986). 
 
NAPQI
N
O
CH3
O
N
H
O
CH3
HO
RS1
2
3
4 5
6
RSH +
Aduto 
 
ESQUEMA 1: Reatividade do Intermediário reativo NAPQI com nucleófilos 
5 
 
A superdosagem do paracetamol, quando devidamente diagnosticada, é 
tratada com a administração de N-acetilcisteína, que atua como substituto da 
glutationa, neutralizando os derivados oxidados reativos. Há, porém, casos e 
comportamentos de riscos mais difíceis de serem tratados, a auto-medicação, 
interações medicamentosas, utilização em pediatria ou geriatria, insuficiências 
hepáticas ou renais não diagnosticadas e deficiências enzimáticas, o que para os 
países de terceiro mundo, onde a produção industrial de medicamentos é 
descarregada e disponibilizada à consumidores de medicamentos desprovidos de 
um sistema de farmacovigilância eficaz, acaba expondo uma parcela de sua 
população, que além do baixo controle de consumo de medicamentos, também não 
há notificações médica em caso de intoxicações (SKORPEN et al. 1998; 
STOYANOVSKY e CEDERBAUM,1999), aliado a isso a escassez de conhecimento 
sobre mecanismo de ação e farmacodinâmica por parte dos profissionais de saúde 
contribui para tal risco. Estes fatos justificam a busca de novos derivados do 
paracetamol mais seguros. 
 
2.1.4 ESTRUTURA E ATIVIDADE DE DERIVADOS DO PARACETAMOL 
 
A toxidade do paracetamol fomentou o desenvolvimento de homólogos e 
análogos mais seguros. Muitos derivados foram desenvolvidos na tentativa de 
diminuir sua toxidade, no entanto mantendo suas propriedades terapêuticas. Estes 
estudos, muito contribuíram para a obtenção de dados da relação estrutura e 
atividade do paracetamol. 
 
2.1.4.1 Homológos Monometilados: 
 
Nelson e col. (1991) estudaram três derivados monometilados do PAR, nos 
quais esperavam modificar a conjugação do grupo acetil com o anel benzênico e 
impedir a ligação com o Citocromo P450. As moléculas foram avaliadas quanto a 
seu potencial citotóxico e analgésico. Os resultados mostraram uma diminuição 
tanto da atividade analgésica, quanto do potencial citotóxico, quando comparados o 
paracetamol (1) e 3-metilparacetamol (2) na dose de 750 mg/kg, demonstrando que 
estas atividades estão diretamente relacionadas. Foi observado também, que o 
composto 2-metilparacetamol (3) possui atividade muito menor e que o N-
6 
 
metilparacetamol (4) é praticamente inativo, estando em harmonia com a prova de 
função hepática, medida pela transaminase (ALT). 
 
1
NH CH3
O
OH
2
NH CH3
O
OH
3
NH CH3
O
OH
4
NH3C
CH3
O
OH
H3C
H3C
 
 
FIGURA 2: Paracetamol e derivados monometilados. 
 
Os resultados expostos na tabela 1 mostraram que estas duas atividades são 
dependentes da formação do intermediário NAPQI. Quimicamente o N-metil não 
pode formar o derivado quionônico, o que explica sua baixa atividade, enquanto que 
os derivados 2 e 3-metil modificam a reatividade de suas formas quinona-imida, 
quando comparados com o PAR, sendo que no composto 2-metil um dos locais de 
reação de adição de nucleófilos ao sistema quinona-imina está impedido. 
 
TABELA 1: Atividade biológica e toxidade de derivados monometilados do paracetamol. 
Composto 
Atividade Analgésica 
DE 50 mg/kg 
Dose 
Mg/kg 
Necrose 
Hepática 
ALT plasma 
24 h – Um/ml 
paracetamol (1) 84,3 (27-108) 750 3,25 ± 0,25 4030 ± 501 
2-metilparacetamol (2) 94,6 (77-116) 750 2,75 ± 0,25 3251 ± 905 
3-metilparacetamol (3) 177,1 (138-195) 750 0,80 ± 0,25 690 ± 189 
N-metilparacetamol (4)  200 1000 0 32 ± 8 
 
Adicionalmente, como a atividade antiinflamatória ocorre pela oxidação do 
ácido araquidônico, o metabolismo do paracetamol para a formação de NAPQI é 
uma reação de oxidação. A propriedade anti-oxidante do PAR e seus derivados foi 
avaliada para explicar sua capacidade de formar o intermediário reativo NAPQI, 
através de voltametria cíclica em diferentes condições de pH para aproximar do 
sistema biológico. Os resultados do potencial de oxidação descritos na tabela 2 
mostraram uma boa relação com a potência citotóxica e atividade analgésica, exceto 
para o composto 3. 
7 
 
TABELA 2: Potencial redox de derivados monometilados do paracetamol. 
Composto 
Variação do Potencial de Redox (V) em pH 
0 3 6 7,4 9 12 
paracetamol (1) 0,72 0,61 0,46 0,39 0,33 0,22 
2-metilparacetamol (2) 0,75 0,63 0,54 0,45 0,39 0,26 
3-metilparacetamol (3) 0,67 0,53 0,43 0,36 0,38 0,10 
N-metilparacetamol (4) 0,84 0,78 0,74 0,68 0,63 0,53 
 
2.1.4.2 Homológos Dimetilados: 
 
O mecanismo de toxidade do paracetamol foi estudado usando compostos 
dimetilados nas posições 2,6 e 3,5. O trabalho de reatividade do sistema quinona 
imina foi realizado por Fernando e col (1980). A capacidade de reação foi avaliada 
através de derivados análogos dimetilados oxidados do paracetamol com 
nucleófilos. 
 
5
NH CH3
O
OH
6
NH CH3
O
OH
H3C
H3C CH3
CH3
 
 
FIGURA 3: Paracetamol e derivados dimetilados. 
 
Os compostos 2,6-dimetilacetaminofeno (5) e 3,5-dimetilacetaminofeno (6) 
foram oxidados com tetraacetato de chumbo para formar N-acetil-2,6-dimetil-p-
benzoquinona imina (5a) e N-acetil-3,5-dimetil-p-benzoquinona imina (6a), 
respectivamente. 
A reação do composto 5a com etanol, etanotiol e anilina formou os adutos 
tetraédricos (5b, 5c e 5e), resultante da adição ao carbono ipso da imina, enquanto 
que a reação com ácido clorídrico formou um produto de adição no carbono C3, o 3-
cloro-2,6-dimetil-4-hidroxi-acetanilida (5d). Surpreendentemente, produtos desta 
reação mostraram uma maior reatividade no carbono C1 do que via adição de 
Michael. De fato, a reação com água levou a formação de um derivado dimetil-p- 
benzoquinona (5f). Estas reações estão descritas no esquema 2. 
8 
 
NH CH3
O
OH
N CH3
O
O
O
O
CH3
CH3
NH CH3
O
OH
ClPb(AcO)4
AcOEt H3CH3C CH3 CH3H3C
5g 5a 5d
5f 5e
CH3
HCl
EtOEt
H2O PhNH2
O
SCH2CH3
NHCOCH3
CH3
CH3
O
OCH2CH3
NHCOCH3
CH3
CH3 5c5b
EtSHEtOH
O
NHC6H5
NHCOCH3
CH3
CH3 
 
ESQUEMA 2: Reatividade do Intermediário reativo 2,6-DM-NAPQI com nucleófilos 
 
De forma semelhante, o esquema 3 mostra que o composto 6a reagiu com 
água e anilina também na posição C1, produzindo os compostos dimetil-p-
benzoquinona (6c) e 3,5-dimetil-N-fenil-p-benzoquinona imina (6d), enquanto que o 
etanotiol reagiu no carbono C3 formando o composto 3,5-dimetil-2-tioetil-4-hidroxi-
acetanilida (6b). Como os resultados diferiram da proposição original, é possível que 
as condições reacionais não foram encontradas ou realmente a reatividade 
molecular de NAPQI no carbono carbonílico é maior que no carbono do alceno. 
 
NH CH3
O
OH
CH3CH3
N CH3
O
O
CH3CH3
N
O
CH3
CH3 O
O
CH3
CH3
NH CH3
O
OH
CH3CH3
Pb(AcO)4
AcOEt
H3CH2CS
6 6a 6b
6c6d
EtSH
H2OC6H5NH2
 
 
ESQUEMA 3: Reatividade do Intermediário reativo 3,5-DM-NAPQI com nucleófilos 
9 
 
Adicionalmente, a hepatotoxidade e anefrotoxidade, foi avaliada através do 
grau de necrose celular em ratos e camundongos. Os compostos foram 
administrados pelas vias intraperitoneal (IP) e intragástrica (IG). Os valores descritos 
na tabela 3 mostram que compostos 3,5 substituídos (6) e paracetamol (1) 
apresentaram maior toxidade em doses crescentes, quando comparados com 
derivados 2,6 substituídos (5) e N-metilparacetamol (4). 
 
TABELA 3: Hepatotoxidade e a nefrotoxidade de derivados dimetilados 
Composto Concentração 
Necrose Celular 
Ratos Camundongos 
IP IG IP IG 
 
paracetamol (1) 
2 mM + 0 +++ ++ 
5 mM – + – +++ 
10 mM – +++ – ++++ 
N-metilparacetamol (4) 2 mM 0 – 0 – 
2,6-dimetilparacetamol (5) 
2 mM – 0 – 0 
5 mM – 0 – 0 
10 mM – + – 0 
3,5-dimetilparacetamol (6) 
2 mM – + – ++ 
5 mM – ++ – +++ 
10 mM – ++ – ++++ 
 
Estes resultados demonstram que provavelmente, junto com a reatividade 
química, ocorre a diminuição da formação da aceto-imida-p-benzoquinona, uma vez 
que as posições 2 e 6 estão impedidas estericamente pelas reações de adição, tanto 
quanto a posição 3 e 5, e que o efeito estérico não deve ser o único responsável 
pela formação de derivados tóxicos. 
 
2.1.4.3 Derivados Mono e Dialquilícos: 
 
A importância do efeito estérico foi observada no estudo de oito derivados 3-
mono e 3,5-disubstituídos do paracetamol, com grupo alquila de tamanho variável. A 
toxidade foi correlacionada com o parâmetro de lipofilicidade usando o coeficiente de 
partição óleo/água (Log P). 
10 
 
Os resultados (tabela 4) mostram que os derivados contendo os substituintes 
volumosos, com maior valor de LogP, diminuem a oxidação primeiramente e 
secundariamente ao ataque a aceto-imida-p-benzoquinona pelo maior impedimento 
estérico. Outros prováveis mecanismos são pela redução dos níveis de NADPH e 
GSH. Compostos monosubstituídos são mais reativos, enquanto que compostos 
disubstituídos são menos reativos (Esquema 4). 
 
Tabela 4: Valores de toxidade e LogP de derivados 3,5-dialquilados do paracetamol. 
 
N
H
H3C
O
HO
R1
R2 
 
Compostos R1 R2 Controle % Tratados % Log P 
1 H H 28  6 60  6 0,311 
3 CH3 H 20  7 54  4 0,793 
13 CH2CH3 H – – 1,306 
14 CH(CH3)2 H – – 1,707 
15 C(CH3)3 H – – 2,357 
6 CH3 CH3 14  4 17  3 1,108 
16 CH2CH3 CH2CH3 – – 1,870 
17 CH(CH3)2 CH(CH3)2 – – 2,671 
18 C(CH3)3 C(CH3)3 11  4 15  2 3,180 
 
NH
O
CH3
HO
R
N
O
CH3
O
R
NH
O
CH3
HO
R
Cit P450
2GSH
NADPH/O2
NH
O
CH3
HO
R
R
N
O
CH3
O
R
R
NH
O
CH3
HO
R
R
Cit P450 2GSH
NADPH/O2
NH
O
CH3
HO
R
GS
GSH
 
 
Esquema 4: Mecanismos de redução de mono e dissubstituídos análogos do paracetamol. 
11 
 
2.1.4.4 Análogos Fluorados: 
 
O efeito eletrônico é outro fator que pode afetar a reatividade química do 
paracetamol. As ações hepatotóxica e analgésica do paracetamol foram 
comparadas com seis análogos fluorados 7–12 (figura 4). As moléculas foram 
avaliadas através dos modelos de inflamação e toxidade, pela contorção abdominal 
induzida pela p-benzoquinona em camundongos e dosagem dos níveis de alanina 
aminotransferase (ALT), respectivamente. Os resultados biológicos foram 
comparados com o pKa e potencial de oxiredução (Redox), obtido através da 
voltametria cíclica (V) por Barnard e col. (1993). 
 
 
7 8
NH CH3
O
OH
9
F F
NH CH3
O
OH
F
NH CH3
O
OH
FF
10 11
NH CF3
O
OH
12
NH CF3
O
OH
F
NH CH3
O
OH
F F
FF
 
 
FIGURA 4: Derivados fluorados do paracetamol. 
 
Os compostos não mostraram nenhuma atividade analgésica em ratos, 
exceto os compostos 11 e 12, que se mostraram 3,5 – 5 vezes mais ativo que o 
paracetamol, e ao mesmo tempo mostraram um potencial de necrose hepática 
menor do que o paracetamol. Significativamente, dos compostos avaliados nestes 
modelos, duas moléculas foram mais ativas e quatro apresentaram menor efeito 
tóxico que o PAR. Os resultados mostram que a molécula 12 é a mais ativa, a 
molécula 10 é a menos ativa. Quanto a toxidade, a molécula 9 é a menos tóxica e 11 
é a mais tóxica. Os resultados são mostrados na tabela 5. 
 
12 
 
TABELA 5: Propriedades dos derivados fluorados do paracetamol 
Comp pKa 
Redox 
(V) 
AB DE50 
(mM/kg) 
ToxDE50 
(mM/kg) 
1 9,53 1,14 2,08 3,38 
7 8,10 1,24 2,53 3,96 
8 7,00 1,33 4,18 4,01 
9 9,05 1,52 4,28 5,88 
10 4,75 1,74 4,48 3,23 
11 9,14 1,37 0,48 1,42 
12 8,40 1,47 0,38 – 
 
2.1.4.5 Análogos 3,5-dissubstituídos: 
 
Outro estudo eletrônico comparado com o paracetamol, 3,5-dialquil (6) e 3,5-
difluoro (8), foi realizado pela introdução de oxigênio (19), enxofre (20) e outros 
halogênios, tais como cloro (21), bromo (22) e iodo (23) nas posições 3 e 5. 
 
TABELA 6: Propriedades dos derivados análogos 3,5-dissubstuídos do paracetamol. 
 
N
H
H3C
O
HO
R
R 
 
Compostos R p.f. POx IC 50 (mM) LDH (%) 
1 H – 0,28 V 0,35  0,08 50,6  2,8 
6 CH3 162 0C 0,21 V 0,16  0,00 15,0  0,9 
19 OCH3 141 0C 0,12 V 0,20 12,4  0,5 
20 SCH3 135 0C 0,12 V 0,14  0,03 14,5  1,2 
8 F 180 0C 0,32 V 1,14  0,07 42,3  0,9 
21 Cl 157 0C 0,34 V 0,56  0,13 36,0  3,5 
22 Br 171 0C 0,32 V 0,48  0,07 26,1  3,2 
23 I 188 0C – 1,11  0,16 14,7  1,4 
Branco – – – 8,2  1,0 
 
13 
 
Os resultados da tabela 6 mostram que substituições de grupo elétron doador 
nas posições 3,5 decrescem o potencial de ionização, aumentam a inibição da ciclo-
oxigenase e diminuem a toxidade, enquanto que com grupos elétron atraentes não 
alteram a toxidade e diminuem a atividade biológica, demonstrando que o parâmetro 
eletrônico responsável pela atividade é o potencial de ionização. 
Bessems e col.(1995) estudaram estes compostos por método ab initio, 
mostrando que a saída do hidrogênio ligado ao oxigênio é muito mais favorecida, do 
que do hidrogênio ligado ao N em 125 kJ/mol, sendo confirmado experimentalmente 
através do espectro de ressonância magnética de spin. Na análise de densidade de 
spin da semiquinona, foi observada uma alta concentração de carga no oxigênio de 
aproximadamente 85%. Estes resultados explicam parcialmente a reatividade do 
PAR e seus derivados, deixando ainda claro que devem ser elucidados, através de 
outros métodos de cálculo molecular e experimentais. 
Estudos realizados por Diniz e col. (2004) usando cálculos de química 
quântica no nível de teoria B3LYP acoplado com o conjunto de base 6-31G(d), foram 
empregados na obtenção da energia, potencial de ionização (PI), energia de 
dissociação da ligação OH (EDLOH) e NH (EDLNH) e distribuição da densidade de 
spin para o paracetamol e seus análogos 3,5-dissubstituídos. Os cálculos de 
densidade de spin foram realizados para o radical formado pela abstração do grupo 
hidroxila fenólico. 
Os resultados mostram que o elétron desemparelhado está localizado 
principalmente no oxigênio fenólico (0,31-0,40), carbonos C3 (0,17-0,27) e C5 (0,21-
0,21) localizados nas posições orto e carbono C1 (0,25-0,33) localizado na posição 
para. A correlação entre a atividade analgésica, a citotoxidade e as propriedades 
eletrônicas, obtidas usando matriz de correlação mostraram que o PI e a EDLOH são 
significativamente relacionadas com a inibição in vitro da ciclo-oxigenase, com uma 
correlação de 0,88 e 0,75, respectivamente. Enquanto que a EDLOH, EDLNH e o PI 
têm uma correlação significativa com a citotoxidade (LDH), com valores de 0,90, 
0,87 e 0,86, respectivamente. 
 
2.1.4.6 Derivados Acil-Éter do Paracetamol: 
 
As propriedades teóricas calculadas para os derivados fenólicos e éter, 
funcionalizados com grupos alquílicos (Figura 5) foram relacionadoscom sua 
14 
 
atividade analgésica medida pelo número de contorções induzidas por ácido acético 
comparados com a aspirina, realizados por Duffy e col. (2001). 
 
NH
O
OH
NH CH3
O
O
NH CH3
O
O
H3C CH3
24 25 26
27 28 29
CH3
CH3
NH
O
O
CH3
CH3
CH3
NH CH3
O
O
H3CH2C CH2CH3
CH3
NH CH3
O
O
(H3C)2HC CH(CH3)2
CH3
NH CH3
O
O
Cl Cl
30 31 32
NH CH3
O
OCH3
H3CH2C CH2CH3
NH
O
OCH3
33 34 35
NH CH3
O
O
NH CH3
O
OH
CH3
36 37 38
OH3C
O
C6H5
NH CH3
O
OH
NH CH3
O
OH
(H3C)3C C(CH3)3
CH3H3C
NH CH3
O
O
H3C
CH3
CH3
COOH
 
 
FIGURA 5: Estrutura de derivados fenóis-éteres do paracetamol. 
15 
 
Muitas drogas do grupo dos anti-inflamatórios não esteroidais (AINEs) 
comercializadas atualmente, produzem severos efeitos colaterais gastrotóxicos. Os 
benefícios de produzir AINEs sem estes efeitos colaterais são óbvios, 
particularmente para pacientes que requerem terapia a longo prazo. A meta desta 
investigação era produzir novos AINEs, baseado no paracetamol, exibindo pequeno 
ou nenhum efeito gastrotóxico. A extensão deste trabalho inclui, o projeto, a síntese 
e o teste de 13 candidatos a novos fármacos. A atividade analgésica e a potência 
anti-inflamatória dos candidatos à droga, foram avaliados no ensaio de contorção 
abdominal de rato induzida por ácido acético e edema de pata de rato, 
respectivamente. 
 
TABELA 7: Propriedades dos derivados éteres e fenóis do paracetamol. 
Compostos 
Analgésico 
DE50 
Anti-Inflamatório 
DE30 
Gastro 
Toxidade 
LogP 
24 0,00024 inativo 1,4 2,03 
25 0,00035 0,00036 1,2 1,85 
26 0,00021 inativo 1,7 3,27 
27 0,00019 0,000116 1,2 1,92 
28 0,00051 0,00017 1,6 2,71 
29 0,00042 0,00019 2,3 3,37 
30 0,00011 0,00033 2,1 2,02 
31 0,00039 inativo 1,1 2,56 
32 0,00037 0,00040 1,8 2,37 
33 inativo inativo 1,3 - 
34 0,00014 0,00033 1,3 2,69 
35 - - 1,5 - 
36 0,00024 0,00038 - - 
37 0,000049 0,00021 2,6 3,87 
38 0,00094 0,0011 9,5 1,24 
 
Os compostos preparados e estudados por Duffy e col. (2001) são outro 
grupo de moléculas, que comparados a aspirina exibiram maior atividade 
analgésica, antinflamatória e gastrotoxidade (Tabela 7). Os estômagos dos ratos 
foram examinados pós-morte, para avaliar a gastrotoxidade das drogas. Das 13 
16 
 
combinações descritas neste trabalho, 11 demonstraram possuir atividade 
analgésica 2-10 vezes comparado a potência da aspirina. Todas as combinações 
mostraram uma baixa gastrotoxidade significativa, quando comparadas com a 
aspirina. 
Neste grupo de moléculas não foi possível definir através de métodos de 
química quântica e quais as propriedades químicas e físico-químicas responsáveis 
pela resposta biológica, mas os resultados do cálculo de logP indicaram que o 
aumento da lipofilicidade aumenta a atividade anti-inflamatória, mas não é possível 
se obter uma boa correlação entre os compostos, o que indica que os fatores 
eletrônicos são determinantes para a atividade entre todos os parâmetros de QSAR. 
 
2.2 Pirazolonas 
 
2.2.1 PIRAZOLONAS COMO ANTI-INFLAMATÓRIOS 
 
 O desenvolvimento de fármacos para uso como analgésicos e 
antiinflamatórios durante o século XIX concentrou-se nos derivados da pirazolona 
devido à fácil obtenção sintética, rica atividade biológica e alta estabilidade química 
(PARK et al. 2005). 
Dentre as várias substâncias das pirazolonas dotadas de propriedades 
analgésicas, a antipirina 39 foi sintetizada na Alemanha em 1884. Anos mais tarde, 
em 1897 surgia a isopropilantipirina 40 e a aminopirina 41. Em 1913, a Hoechst AG, 
uma empresa químico-farmacêutica alemã desenvolvia o primeiro composto 
injetável da família, a dipirona 42, denominada inicialmente de melubrina 
(HEDENMALM et al. 2002). 
 
39
NNH3C
H3C
O
40
NNH3C
H3C
O
41
NNH3C
H3C N
O
H3C CH3
H3C CH3
42
NNH3C
H3C N
O
H3C SO3 Na
 
 
FIGURA 6: Estruturas químicas de derivados de pirazolona. 
17 
 
Posteriormente, em 1921, era introduzida no mercado farmacêutico alemão a 
primeira pirazolona de uso clínico, que na realidade era um produto composto por 
50% dipirona e 50% aminopirina. A indicação terapêutica foi como analgésico e 
antiespasmódico, apesar de ter sido testado até para o tratamento da tuberculose 
(HEDENMALM et al. 2002). 
No Brasil, a dipirona, quimicamente conhecida como ácido 1-fenil-2,3-dimetil-
5-pirazolona-4-metilaminometano-sulfônico foi introduzida em 1922, pela Hoechst 
AG, com o nome de Novalgina®. Coincidentemente, no mesmo ano, Schultz 
descrevia o primeiro caso de agranulocitose medicamentosa induzida por 
pirazolonas (JOSEPH, 1959). No entanto, a propriedade analgésica desta família é 
relevante, a qual é perfeitamente exemplificada pela dipirona que constitui o 
analgésico antipirético mais utilizado no Brasil (PEREIRA et al. 2002). 
O mecanismo de ação farmacológica das pirazolonas não é compreendido 
completamente, mas sabe-se que envolve a inibição de isoenzimas da 
cicloxigenase, da síntese do tromboxano nas plaquetas e da síntese dos 
prostanóides (BENTUR et al. 2004). 
 
2.2.2 PIRAZOLONAS E AGRANULOCITOSE 
 
O risco de agranulocitose associada ao uso de medicamentos derivados da 
pirazolona, em doses terapêuticas por curto período de tempo, foi considerado muito 
baixo (IBÁÑEZ et al. 2005). Entretanto, pouca atenção foi dada à possível lise de 
neutrófilos e o seqüestro de espécies reativas de oxigênio (ERO) em neutrófilos 
mediadas por estes compostos. 
Tal efeito poderia ser benéfico, por exemplo, no aumento de números de 
neutrófilos, no entanto, pode também ser altamente prejudicial se o número de 
neutrófilos circulantes já estiver diminuído. Nesse sentido, Costa e col. (2006) 
avaliaram a capacidade dos derivados de pirazolonas como antipirina 39, 
isopropilantipirina 40, aminopirina 41 e dipirona 42, na inibição do metabolismo de 
neutrófilos humanos e sua atividade seqüestrante contra os potenciais radicais 
livres, tais como superóxido (O2●-), peróxido de hidrogênio (H2O2), radical hidroxil 
(HO●), lipoperóxido (ROO●) e ácido hipocloroso (HOCl) em neutrófilos. 
 Os resultados obtidos por Costa e col. (2006), mostraram que a aminopirina e a 
dipirona inibem o metabolismo em neutrófilos induzidos pelo 12-miristato-13-acetato 
18 
 
de forbol com elevada eficiência, enquanto a isopropilantipirina teve pouco efeito e a 
antipirina não teve nenhum efeito. A dipirona e a aminopirina foram sequestrantes 
altamente potentes do radical HO● e HOCl, enquanto a isopropilantipirina teve pouco 
efeito e a antipirina não teve nenhum efeito contra espécies reativas de oxigênio. 
No entanto, nenhumas destas pirazolonas estudadas se mostraram capazes 
de seqüestrar o O2●- ou H2O2. Porém, a dipirona se mostrou mais reativa contra o 
radical ROO●. Estes resultados, no entanto, não elucidaram o mecanismo químico 
de atuação destes compostos na resposta inflamatória induzida em neutrófilos. 
Todavia, quanto aos aspectos químicos da agranulocitose, diversos estudos 
têm mostrado forte evidência de que derivados de pirazolona são biologicamente 
oxidadas em compostos intermediários reativos que reagem com os neutrófilos 
(UETRECHT et al.1995). 
 
2.2.2.1 Função dos Neutrófilos 
 
Neutrófilos são leucócitos polimorfonucleares (PMNs), sendo os mais 
abundantes na circulação sanguínea. Essas células participam ativamente na 
resposta inata de defesa do hospedeiro. Durante esta resposta, PMNs e outras 
células fagocíticas são mobilizadas para os locais do ferimento ou infecção onde 
fagocitam e matam os microorganismos invasores. São os primeiros tipos de células 
a chegarao local da inflamação, onde tem um papel principal nos danos teciduais, e 
em doenças não infecciosas, tais como, artrite, doença inflamatória de Bowel e lesão 
tissular com reperfusão isquêmica (ABBAS et al. 1995). 
O neutrófilo tem sido implicado como um mediador central da lesão tissular 
em, virtualmente, todo sistema orgânico susceptível à lesão de reperfusão 
(SECCOMBE e SCHAFF, 1994). Certamente, esta célula sangüínea participa de 
uma série de mecanismos que são capazes de causar grave destruição tissular. No 
entanto, tem sido muito difícil demonstrar um papel causal direto para o neutrófilo na 
lesão de reperfusão. É possível que neutrófilos ativados estejam presentes em 
tecidos reperfundidos, como uma resposta celular, normal e inespecífica, causada 
pelos variados tipos de lesão endotelial (TSAO et al.1990). 
Uma vez ligados à superfície endotelial, os neutrófilos aceleram a disfunção 
destas células e destruição tissular através de uma variedade de mecanismos 
citotóxicos. Além disso, na oclusão de capilares e pequenas arteríolas, os neutrófilos 
19 
 
ativados liberam uma série de substâncias incluindo: radicais livres de oxigênio, 
enzimas citotóxicas e citocinas. Muitas destas substâncias também recrutam 
leucócitos adicionais e aumentam a sua adesividade ao endotélio vascular. Estes 
eventos não são restritos à superfície endotelial. Com o agravamento da lesão, os 
neutrófilos infiltram os tecidos onde enzimas e radicais do oxigênio podem causar 
lesão tecidual (TSAO et al.1990). 
Os PMNs têm uma predisposição extraordinária como armas microbicidas, 
dependentes ou independentes de oxigênio, para destruir e remover agentes 
infecciosos (ABBAS et al. 1995). Os mecanismos dependentes de oxigênio 
envolvem a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), enquanto que os 
mecanismos independentes de oxigênio incluem, entre a maioria das funções do 
neutrófilo, quimiotaxia, fagocitose, desgranulação, liberação de enzimas líticas e de 
peptídeos bactericidas (UETRECHT et al. 1995). 
Quando são ativados pelo contato ou pela ingestão de materiais estranhos 
pelos fagossomos, inicia-se uma “queima respiratória” consumindo o oxigênio 
molecular (O2), tendo por resultado a formação do radical superóxido (O2●-) através 
da ação da NADPH-oxidase presente na membrana plasmática. (DRÖGE, 2002) 
A função da NADPH-oxidase nos neutrófilos é fornecer a espécie reativa de 
oxigênio que ataca os organismos invasores. O O2●- é importante como produto 
preliminar, mas é convertido rapidamente a H2O2 espontaneamente ou pela enzima 
superóxido dismutase (SOD). O H2O2 não é um composto inerentemente reativo. 
Entretanto, H2O2 pode ser transformado em produtos altamente reativos e deletérios: 
i) As interações de H2O2 com O2●- ou com níveis baixos de metais de 
transição podem conduzir à formação dos radicais hidroxil (HO●). 
ii) A mieloperoxidase (MPO), uma oxidoredutase do peróxido de 
hidrogênio, encontrada especificamente em leucócitos granulócitos de mamíferos, 
incluindo neutrófilos, monócitos, basófilos e eosinófilos, contribui consideravelmente 
para a potencialidade bactericida destas células através da formação de HOCl a 
partir de H2O2 e de íons cloreto. (DRÖGE, 2002; HALLIWELL e GUTTERIDGE, 
2007). 
Embora a resposta dos neutrófilos às diferentes circunstâncias 
estimuladas por patógenos sejam geralmente benéficas para a defesa do 
hospedeiro, também podem ser deletérias ao organismo se estas células forem 
ativadas de maneira imprópria. Neste sentido, a superprodução de radicais livres e 
20 
 
enzimas proteolíticas, usadas no mecanismo de defesa contra as bactérias e outros 
microorganismos, podem ser altamente tóxicas às células e aos tecidos 
circunvizinhos. (PELLETIER et al. 2001) 
 A possível responsabilidade das pirazolonas sob circunstâncias pró-
oxidantes requer um estudo intensivo da reatividade destas drogas com as ERO 
produzidas pelos neutrófilos. 
 
2.3 Problemas Relacionados ao Medicamento (PRM) 
 
Os medicamentos exercem um papel central nas práticas de saúde na 
sociedade contemporânea, de tal forma que a maioria das intervenções terapêuticas 
envolve a utilização de pelo menos um medicamento. Em conseqüência, pode-se 
afirmar que os medicamentos estão presentes em todos os domicílios, já que os 
tratamentos, de forma geral, não se esgotam nos cenários hospitalar, ambulatorial ou 
no consultório médico. Em função disso surgem os problemas de saúde relacionados 
a medicamentos, que são entendidos como resultados clínicos negativos e 
produzidos por diversas causas. A automedicação é uma das principais causas de 
PRM podendo levar a outros problemas como reações adversas graves e à 
intoxicação (2º CONSENSO DE GRANADA SOBRE PRM, 2002). 
Entre os medicamentos, certamente, os analgésicos constituem um dos grupos 
de uso mais amplo e um dos mais procurados, por serem utilizados para o alívio da 
dor, facilmente acessíveis para a aquisição e, parte deles, de venda livre. Destaca-se 
a sua disponibilidade fora de estabelecimentos farmacêuticos, como bares, armazéns 
e mercearias (SCHENKEL et al.1988), contrariando disposições legais. Existe ainda a 
sistemática indução ao uso, pelas propagandas nos veículos de comunicação de 
massa, especialmente rádio e televisão (HEINEK et al.1998). 
Uma revisão sistemática sobre os atendimentos de emergência relacionados 
ao uso de medicamentos considerou dados de oito ensaios retrospectivos e quatro 
prospectivos. Os resultados indicaram que 28% de todos os atendimentos de 
emergência estão relacionados aos medicamentos. Destes atendimentos, 70% diziam 
respeito a situações evitáveis e 24% deles resultaram em internação hospitalar. 
(PATEL e ZED, 2002) 
No Brasil, os medicamentos são os principais agentes capazes de causar 
intoxicação. Dados do Sistema Nacional de Informações Tóxico-Farmacológicas 
21 
 
(SINITOX) os apontam como os principais agentes de intoxicações em seres 
humanos, com 28,5% dos casos registrados (BORTOLETTO e BOCHNER,1999). 
Além do impacto dos medicamentos nas intoxicações humanas, deve-se 
ressaltar a ausência de dados sobre outros eventos decorrentes do uso inadequado 
de medicamentos, como a ocorrência de reações adversas e inefetividade de 
tratamentos, eventualmente decorrentes da ausência de conhecimento dos pacientes 
sobre os medicamentos (TIERLING et al. 2004) aliado a pobre informação usadas 
pelos profissionais de saúde, em sua maioria bulários ou propaganda médica 
fornecida pela industria farmacêutica. 
No entanto, os riscos associados à terapêutica podem ser minimizados pelo 
investimento na pesquisa de medicamentos mais seguros no que se refere à potência 
e toxidade e na qualificação do conhecimento do profissional da área da saúde o que 
interfere diretamente na qualidade da prescrição e dispensação de medicamentos. 
Além disso, é possível considerar o uso apropriado e inteligente dos medicamentos, 
através da atenção farmacêutica, como tecnologia altamente custo-efetiva, uma vez 
que pode influenciar, de modo substancial, a utilização do restante do cuidado médico 
necessário durante o tratamento. 
 
2.4 Modelagem Molecular 
 
 O planejamento de fármacos assistido por computador utiliza programas 
computacionais como ferramentas para a descoberta, planejamento e estudo de 
fármacos, atuando em conjunto com outras áreas como química, bioquímica, 
farmacologia e toxicologia, formando um campo mais vasto de atuação conhecido 
como química medicinal (WERMUTH, 1996). A modelagem molecular compreende a 
investigação das estruturas e propriedades moleculares usando a química 
computacional e as técnicas de visualização gráfica, que fornecem uma 
representação tridimensional(CARVALHO et al. 2003). 
Os programas computacionais utilizados auxiliam na investigação das 
interações químicas de um ligante com seu receptor e na exploração dos fatores 
estruturais que estão relacionados ao efeito biológico. Como conseqüência, os 
mecanismos de ação molecular dos fármacos podem ser compreendidos. 
(CARVALHO et al. 2003). Segundo Thomas (2003) a atividade biológica é 
compreendida pelas interações químicas entre o ligante e seu receptor, e os 
22 
 
grupamentos químicos contribuem para a formação do complexo fármaco-receptor, 
portanto, é possível combinarmos os grupos funcionais responsáveis pela ação 
biológica e retirarmos os fragmentos responsáveis pela toxidade. 
Atualmente, os parâmetros farmacocinéticos e toxicológicos devem ser 
considerados nas primeiras etapas do desenho e desenvolvimento de novos 
fármacos. Em conseqüência, os estudos de ADMET (absorção, distribuição, 
metabolismo, excreção e toxicidade) constituem hoje uma area de pesquisa essencial 
da Química Medicinal. Deve ressaltar que os fármacos utilizados na terapêutica, 
considerados clássicos foram licenciados há muitos anos, não passando por estes 
estudos. Com este propósito, pretende-se aprofundar o estudo das propriedades 
farmacocinéticas e toxicidades associados ao desenvolvimento químico e uso 
racional de fármacos, observando as várias estratégias ou metodologias de aplicação 
de conceitos de ADMET no planejamento e utilização de fármacos seguros. Estes 
estudos podem ser melhorados com os cálculos das propriedades físico-químicas 
responsáveis pela farmacocinética, bem como pela reatividade química dos 
compostos químicos. Nestes estudos, podemos relacionar a formação de 
intermediários reativos durante a fase de metabolismo de fármacos. Adicionalmente, 
serão apresentadas estratégias para integrar propriedades de ADMET na descoberta 
de fármacos (BORGES, 2007). 
O projeto busca estruturas com atividade ou aplicação definidas, reduzindo a 
toxidade, tempo e custos financeiros. Os métodos computacionais são ferramentas 
que têm como objetivo entender e prever o comportamento de sistemas reais, 
usados para desenhar, descrever e prever estruturas moleculares, propriedades do 
estado de transição e equilíbrio de reações, propriedades termodinâmicas, 
eletrônicas, conformacionais e de solubilidade. Os métodos abrangem estudos de 
minimização de energia, análise conformacional, extração de propriedades 
geométricas e estruturais, de reatividade e simulações de dinâmica molecular, cujos 
parâmetros podem ser aperfeiçoados aos métodos estatísticos (BORGES, 2007). 
Neste sentido, a busca por fármacos mais seguros derivados do paracetamol e 
pirazolonas fomenta esta pesquisa na tentativa de encontrar drogas estruturalmente 
simples com menos efeitos adversos, diminuição da toxidade e que sejam 
economicamente viáveis e eficazes, bem como contribuir para elucidação dos 
mecanismos de ação farmacológicos destes fármacos. 
23 
 
3 OBJETIVOS 
 
3.1 Geral 
 
Estudar a relação estrutura química e atividade biológica e toxidade de 
derivados do p-aminofenol e pirazolonas. 
 
3.2 Específicos 
 
 Obter os parâmetros físico-químicos teóricos eletrônicos, estéricos e de 
solubilidade de derivados do p-aminofenol e pirazolonas; 
 Diferenciar os níveis de correlação nos estudos de REA usando métodos 
de avaliação in vivo e in vitro, já descritos na literatura, de derivados do paracetamol; 
 Estudar os mecanismos da capacidade seqüestrante de radicais livres dos 
derivados de pirazolonas; 
 Determinar que parâmetros são relevantes para explicar a reatividade 
química com a atividade biológica e a toxidade química nestes compostos; 
 Demonstrar a importância do estudo de relação estrutura e atividade na 
atenção farmacêutica e na promoção do uso racional de medicamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
4 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
4.1 Modelagem Molecular 
 
 Os parâmetros teóricos para derivados acil-éter do paracetamol e pirazolonas 
foram calculados no Laboratório de Química Farmacêutica Computacional (LQFC) 
do Núcleo de Estudos e Seleção de Biomoléculas da Amazônia (NESBAm) da 
Faculdade de Farmácia da Universidade Federal do Pará, usando o método semi-
empírico PM3 (Terceira Parametrização) (STEWART, 1990). Somente as 
conformações moleculares mais estáveis foram utilizadas. 
 As propriedades físico-químicas podem determinar os sítios ou formas de 
interação da molécula com receptores biológicos, a reatividade química e os fatores 
que podem afetar as propriedades de ADMET (absorção, distribuição, metabolismo, 
excreção e toxidade), tais como logaritmo do coeficiente de partição octanol/água 
(CLogP) e energia de hidratação (EH) (ALEXANDER et al. 2003). 
 Os cálculos foram realizados usando os pacotes computacionais Hyperchem 
7.5 (2002) e ChemOffice (2005) em sistema operacional Windows Vista e 
processador Pentium IV, Duo-Core e Core-2Duo. 
 Os cálculos de propriedades eletrônicas tais como orbital molecular ocupado 
de maior energia (HOMO), orbital molecular desocupado de menor energia (LUMO), 
potencial de ionização (PI), energia de dissociação de ligação fenólica (EDLOH) e 
densidades de spin, foi realizado usando os pacotes Gaussview e Gaussian 2003 
(FRISCH et al. 2004), usando teoria do funcional de densidade (TFD), no nível 
B3LYP (PARR et al. 1989) com o conjunto de base 6-31 G* (HEHRE, 1986). 
 
4.2 Logaritmo do Coeficiente de Partição (Clog P) 
 
 O Logaritmo do Coeficiente de Partição (CLog P) é um parâmetro que 
expressa a solubilidade da molécula, representado como o logaritmo da razão entre 
a solubilidade de uma molécula em solvente orgânico (octanol) e em solução 
aquosa. Esta propriedade relaciona a capacidade da molécula vencer as barreiras 
biológicas e mover-se nas diferentes biofases. Valores positivos de CLogP indicam 
maior lipofilicidade, enquanto que os valores próximos de zero ou negativos indicam 
maior hidrofilicidade. 
25 
 
 Ele representa um importante parâmetro para estimar e compreender os 
fenômenos da absorção e distribuição dos compostos em um modelo de estudo 
comparativo com compostos conhecidos (EISENBERG e MCLACHLAN, 1986). 
 
4.3 Energia de Hidratação (EH) 
 
 Este parâmetro está relacionado com a capacidade da molécula absorver ou 
liberar energia, quando em contato com solvente aquoso, sendo importante para 
inferir sobre o transporte e distribuição pelas diferentes biofases plasmáticas, bem 
como pela atração e interação do fármaco com seu receptor ou mudança de fase. 
Os valores de EH são expressos em kilocalorias por mol (kcal/mol), onde valores 
negativos indicam uma reação exotérmica, enquanto que valores positivos indicam 
uma reação endotérmica. Representa um importante parâmetro complementar para 
a compreensão dos comportamentos ligante com um receptor e de um componente 
que precisa vencer as barreiras biológicas em comparação com outras moléculas 
com propriedades farmacocinéticas conhecidas (MIYAMOTO & KOLLMAN, 1993). 
 
4.4 Energia dos Orbitais de Fronteira (HOMO E LUMO) 
 
 O HOMO está relacionado com a capacidade doadora de elétrons, 
caracterizando a molécula como nucleofílico. Altos valores de HOMO indicam maior 
nucleofilicidade. Enquanto que o LUMO está relacionado com a capacidade 
aceptora de elétrons, caracterizando a molécula como eletrófilo. Baixos valores de 
LUMO indicam maior eletrofilicidade. Seus valores são expressos em elétron-volt 
(eV) (KOROLKOVAS, 1978). 
 Estes parâmetros estão relacionados com as regiões em que a estrutura 
química do fármaco pode ser atraída por pontos específicos do receptor biológico 
como regiões ricas oudeficientes em elétrons. É um importante parâmetro que 
contribui para uma maior compreensão da reatividade química de um candidato a 
ligante em um conjunto de moléculas em estudo (KUBINYI, 2002). 
 
4.5. Conjunto de Compostos Estudados 
 
 
26 
 
4.5.1 DERIVADOS DO PARACETAMOL 
 As moléculas em estudo receberam a numeração de P1 até P14 (Figura 7), e 
foram selecionados de estudos anteriores descritos por Duffy e col. (2001). 
 
NH
O
OH
NH CH3
O
O
NH CH3
O
O
H3C CH3
P1 P2 P3
P4 P5 P6
CH3
CH3
NH
O
O
CH3
CH3
CH3
NH CH3
O
O
H3CH2C CH2CH3
CH3
NH CH3
O
O
(H3C)2HC CH(CH3)2
CH3
NH CH3
O
O
Cl Cl
P7 P8 P9
NH CH3
O
OCH3
H3CH2C CH2CH3
NH
O
OCH3
P10 P11 P12
NH CH3
O
O
NH CH3
O
OH
CH3
P13 P14 PAR
NH CH3
O
OH
C6H5
NH CH3
O
OH
NH CH3
O
OH
(H3C)3C C(CH3)3
CH3H3C
NH CH3
O
O
H3C
CH3
CH3
 
 
FIGURA 7: Compostos 3,5-disubstituídos análogos acil-éter do paracetamol 
27 
 
4.5.2 DERIVADOS DE PIRAZOLONA 
 
 As moléculas derivadas de Pirazolona foram denominadas, antipirina P15, 
isopropilantipirina P16, aminopirina P17 e dipirona DIP (Figura 8), de acordo com os 
trabalhos de Costa e col. (2006). 
 
NNH3C
H3C
O
NNH3C
H3C
O NNH3C
H3C N
O
H3C CH3
H3C CH3
NNH3C
H3C N
O
H3C SO3 Na
P15 P16 P17 DIP 
 
FIGURA 8. Estrutura dos derivados de pirazolona. 
 
4.6 Atividade Biológica 
 
 A atividade biológica in vivo do paracetamol utilizada neste trabalho foi 
selecionada de estudos anteriores de Duffy e col. (2001), bem como a atividade in 
vitro selecionada a partir do trabalho de Diniz e col. (2004). 
 A atividade biológica dos derivados de pirazolonas foi utilizada a partir dos 
trabalhos de Costa e col. (2006). 
 
4.7 Cálculos do Potencial de Ionização (PI) 
 
 O potencial de ionização foi calculado a partir das energias de retirada de um 
elétron. O cálculo do potencial de ionização foi realizado pela diferença entre a 
energia da molécula neutra e o respectivo cátion radical para o paracetamol e seus 
derivados (Equação 1) e derivados de pirazolonas (Equação 2). 
 
PI = EPAR•+ – EPAR (Eq. 1) 
 
PI = EPir•+ – EPir (Eq. 2) 
 
 
28 
 
4.8 Cálculos da Energia de Estabilização (Eiso) 
 
 A energia de estabilização (∆Eiso) foi usada para a previsão da atividade 
como modelo de interação entre o radical Tirosil usando tirosil-glicina (TirO•), um 
modelo simplificado do sitio ativo da prostaglandina endoperóxido-sintase (PGES) e 
os derivados acil-éter do paracetamol. O ∆Eiso foi calculado como a diferença de 
energia entre tirosil neutra (ETirOH) somada aos cátions radicais livres do 
paracetamol e derivados (EPAR•+), menos o cátion radical tirosil (ETIrOH•+) somado 
ao paracetamol e derivados neutros ( EPAR) , como demonstrado na Equação 3. 
 
∆Eiso = (ETirOH + EPAR•+) – (ETIrO•+ + EPAR) (Eq. 3) 
 
 
4.9 Mapas do Potencial Eletrostático Molecular 
 
 As superfícies dos mapas dos potenciais eletrostáticos moleculares (MEPs) 
foram extraídas usando o CUBEGEN presente no Gaussian 03 (FRISH et al. 2004), 
aplicado às geometria otimizadas de todas as moléculas. 
 Esta superfície tem valores numéricos classificados por cores que fornecem 
uma medida do tamanho total da molécula assim como a posição de potenciais 
eletrostáticos negativos ou positivos. 
 As regiões de potencial eletrostático positivo indicam o excesso de carga 
positiva, conduzindo a repulsão da provável carga positiva de outra molécula, 
enquanto que as regiões de potencial negativo indicam as áreas de excesso de 
carga negativa, conduzindo à atração da carga positiva. 
 A visualização de todos os resultados dos cálculos quânticos foi executada 
com o pacote computacional Molekel 4.2 (PORTMANN e LÜTHI, 2000). Os mapas 
foram montados no programa Paint da Microsoft. 
 
4.10 Cálculos dos Parâmetros Estéricos Moleculares 
 
 No estudo de correlação entre os efeitos estruturais com as propriedades 
químicas e físicas é necessária uma diferenciação entre os efeitos estéricos e 
efeitos eletrônicos em relação à atividade biológica estudada. Nos estudos 
29 
 
tradicionais de compostos químicos existem publicações onde teorias e protocolos 
são avaliados na separação quantitativa destes efeitos, desde os primeiros trabalhos 
desenvolvidos pela Equação de Taft (TAFT, 1956; CHAPMAN e SHORTER, 1972; 
SHORTER, 1973; WILLIAMS, 2003). Propriedades como volume, superfície, 
polarizabilidade e refratividade influenciam tanto o aspecto conformacional, quanto a 
solubilidade ou reatividade, sendo importante para determinar o melhor desempenho 
de uma molécula como um ligante de uma proteína em estudo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
 
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
5.1 Derivados do Paracetamol 
 
 As geometrias moleculares de P1–P14 e do paracetamol foram otimizadas 
pelo método B3LYP/6-31G(d) são apresentadas na figura 9. As análises de 
geometria molecular indicam que os compostos apresentam um efeito de 
ressonância no grupo amida, exceto para o composto 3,5-diclorado (P7), indicando 
um possível aumento da carga negativa no oxigênio carbonílico. 
 
 
P1 P2 
 
 
P3 P4 
 
P5 P6 
 
P7 P8 
FIGURA 9: Geometria molecular de derivados acil-éter do paracetamol. 
31 
 
 
 
 
P9 P10 
 
 
 
P11 P12 
 
 
 
P13 P14 
 
 
 
 
 PAR 
 
FIGURA 9: Geometria molecular de derivados acil-éter do paracetamol (continuação). 
 
 Estes resultados são importantes para um estudo de relação estrutura e 
atividade, uma vez que as moléculas devem ter certo grau de homologia, permitindo 
que a atividade biológica seja produzida por um mesmo mecanismo de interação 
química entre o fármaco e o receptor, embora outras propriedades possam variar, 
principalmente aquelas relacionadas com os parâmetros farmacocinéticos, tais como 
a solubilidade. Portanto, para uma maior avaliação do potencial molecular, uma 
32 
 
análise de cargas moleculares e do mapa do potencial eletrostático (MEPs) podem 
ser utilizados. O mapa do potencial eletrostático para o paracetamol e seus 14 
derivados acil-éter esta descrito na figura 10. 
 
 
P1 P2 
 
 
P3 P4 
 
P5 P6 
 
P7 P8 
FIGURA 10: MEPs de derivados acil-éter do paracetamol. 
33 
 
 
 
 
P9 P10 
 
 
 
P11 P12 
 
 
 
P13 P14 
 
 
 
 
 PAR 
FIGURA 10: MEPs de derivados acil-éter do paracetamol (continuação). 
 
 
34 
 
 De fato, as mesmas características geradas pelo deslocamento eletrônico 
foram observadas para os mapas do potencial eletrostático para o paracetamol e 
seus derivados, pois os mapas de potencial eletrostáticos 3D (MEPS) tanto do 
paracetamol quanto de seus respectivos derivados, mostrados na figura 11, 
apresentam duas regiões vermelhas onde altas cargas negativas são esperadas, ao 
qual representam melhor probabilidade de ataque eletrofílico. No entanto, podemos 
observar uma assimetria entre as duas regiões, onde a região carbonílica se 
apresenta mais eletrofílica do que a região de éter ou fenol. 
 Por outro lado, a região azul, representa a área a qual a carga positiva é 
predita de ocorrer maior probabilidade de ataque nucleofílico, presente 
principalmente nos grupamentos amida e fenol. A nucleofilicidade do sistema 
aromático p-aminofenol é influenciado pelos grupamentos elétron doadores ligados 
nas posições 3,5, seja alquílicos, fenílicos ou benzílicos. 
 O potencial também é alterado pela presença de grupos alquil volumosostanto na amida quando no éter. Porém, uma avaliação quantitativa da carga 
molecular pode ser obtida usando o método do potencial eletrostático. As cargas 
moleculares do oxigênio da carbonila estão descritas na tabela 8 e serão usadas nos 
estudos de QSAR. 
O orbital molecular ocupado de maior energia (HOMO) é um importante 
parâmetro eletrônico da estrutura molecular. Os coeficientes das regiões de HOMO 
representam as regiões com capacidade doadora de elétrons, os sítios de interação 
com um receptor eletrofílico e revela os grupos responsáveis pelo deslocamento de 
elétrons na estabilização de um radical livre em uma provável reação de 
transferência de elétrons. 
Como visualizado na figura 11, são identificadas as regiões nucleofílicas dos 
derivados estudados, onde as estruturas de ressonâncias indicam que a 
participação do grupo amida e do fenol ou fenóxido são essenciais para a formação 
do sistema  de elétrons. A participação dos grupos metila ou metileno é mais 
efetiva quando estão ligados ao éter do que no grupo amida. Além disso, tanto 
grupos alquil quanto fenil são muito efetivos como doadores de elétrons. As mesmas 
propriedades são observadas para todos os compostos. 
 
35 
 
 
P1 P2 
 
 
 
P3 P4 
 
P5 P6 
 
P7 P8 
 
 
P9 P10 
FIGURA 11: HOMO de derivados acil-éter do paracetamol. 
36 
 
 
 
 
P11 P12 
 
 
 
P13 P14 
 
 
 
 
 PAR 
FIGURA 11: HOMO de derivados acil-éter do paracetamol (continuação) 
 
 
 Após este estudo de relação estrutura e atividade qualitativa, alguns 
parâmetros teóricos que descrevem as propriedades eletrônicas, estéricas e de 
solubilidade foram selecionadas para o estudo da relação estrutura e atividade 
quantitativa (QSAR) usando valores das atividades analgésicas e anti-inflamatórias 
de derivados acil-éter do paracetamol. Estes valores são mostrados na tabela 8. 
37 
 
 Um estudo de QSAR foi realizado pela correlação entre valores de atividade 
analgésica e propriedades teóricas, usando os parâmetros eletrônicos, estéricos e 
solubilidade, através da matriz de correlação, que está apresentada na tabela 9. 
 O potencial de ionização (PI) representa a facilidade da doação do elétron do 
PAR e seus derivados acil-éter 3,5 dissubstituídos. Toda a alteração estrutural onde 
o grupo acetamida foi convertido em butilamida observa-se pequena redução do 
valor do PI e as moléculas mostraram-se menos ativas como analgésico nas doses 
estudadas. Não obstante, quando o grupo hidroxil foi convertido às funções éter, o 
valor do PI diminuiu e a atividade antiinflamatória aumentou somente para o grupo 
etoxi, mas não para o grupo benziloxi. Ao contrário, nas outras substituições na 
posição éter, tais como os grupos metoxi e t-butoxi, houve aumento do valor do PI e 
a atividade foi reduzida. Logo, podemos observar que o grupo etoxi tem um melhor 
ajuste na cavidade formada pela interação fármaco-receptor. Adicionalmente, 
substituintes elétron-doadores ou grupos alquil ou aril nas posições 3,5 (–CH3, –
CH2CH3, –CH(CH3)2, –C(CH3)3, –C6H5 e –CH2C6H5) diminuíram o valor do PI 
resultando na melhor inibição da atividade inflamatória, enquanto elétron-
retiradores, como substituintes halogênicos (-Cl) aumentou o valor do PI e diminuiu a 
capacidade de inibição inflamatória. 
 Os resultados estão de acordo com trabalhos anteriores, onde o HOMO e 
LUMO tiveram uma boa correlação para a atividade anti-inflamatória para o método 
in vitro de avaliação biológica para análogos 3,5-dissubstituídos do paracetamol 
(DINIZ et al. 2004). Geralmente, moléculas com baixos valores de LUMO e altos 
valores de HOMO são mais ativas. Nos compostos P1 e P3 , onde o grupo 
acetamida foi substituído pelo butilamida e t-butoxi, o valor do HOMO teve um 
pequeno aumento, enquanto que o valor de LUMO diminuiu. Logo, nestes 
compostos, a atividade analgésica diminuiu. Além disso, moléculas onde o grupo 
fenol foi substituído pelo grupo éter, os compostos são mais eficazes como drogas 
anti-inflamatória. Nos compostos P12 e P14, grupos elétron-doadores, tais como -
OCH2CH2CH2CH3, -C6H5, e -CH2C6H5 substituídos no fenol ou em posições 3,5, o 
valor de HOMO aumentou, resultando na melhor inibição inflamatória. Por outro 
lado, átomos de halogênio (-Cl) elétron-retiradores diminuíram o valor de HOMO, 
resultando em diminuição da capacidade de inibição inflamatória para P7. 
38 
 
 
39 
 
Estes resultados estão de acordo com o mecanismo hipotético proposto para 
a atividade biológica do paracetamol e análogos 3,5-dissubstituídos, através da via 
radicalar com conseqüente perda de elétron ou de hidrogênio. Conseqüentemente, o 
mecanismo de inibição da produção de prostaglandina começa pela doação de um 
átomo de hidrogênio ou um elétron no sitio ativo da PGES, onde um grupo tirosil é o 
responsável pela etapa inicial de oxidação do ácido araquidônico ou na reação de 
produção do álcool endoperóxido cíclico PGH2, como mostrado na figura 12. Como 
os derivados fenólicos podem reagir com o tirosil, passam para a forma de 
semiquinona ou cátion radical livre, respectivamente. Portanto, a potência anti-
inflamatória pode estar relacionada a capacidade de oxidação dos derivados 
fenólicos, sugerindo uma ligação entre capacidade antioxidante dos derivados 
fenólicos na inibição da COX (DUFFY et al. 2001). 
 
O
O
OH
OH
H
N
HN
N
NH
HO
Tir-348
Tir-385
Ser-530
His-207
His-388
Heme
Araquidonato
Hidroperóxido
N
N N
N
Fe
O O
H
R
 
 
FIGURA 12: Reação do ácido araquidônico com tirosil-385 da COX e peroxidase. 
 
Os resultados obtidos para o potencial de ionização mostrou um valor de 
correlação de 0,48 para avaliação in vivo. Este valor de correlação para esta 
propriedade é mais baixo do que o encontrado, uma vez que quando o método de 
avaliação da atividade foi in vitro o nível da correlação foi de 0,88 (DINIZ et al. 2004). 
Todavia, muitos fatores devem ser considerados, tais como a diferença no número 
de moléculas entre os dois estudos, tendo o método in vivo o dobro de moléculas, 
assim como o efeito de solubilidade. Não obstante, como o potencial de ionização 
teve boa correlação com o teste biológico, expressando a relação com a saída do 
elétron para derivados acil-éter do paracetamol, outro modelo de interação deve ser 
pesquisado e a solubilidade deve ser considerada. 
40 
 
Tabela 9. Matriz de correlação para atividade anti-inflamatória. 
 DE30 PI HOMO LUMO EH CLogP Sup Vol Ref Pol 
DE30 1 
PI 0,48 1 
HOMO -0,39 -0,96 1 
LUMO -0,00 -0,34 0,38 1 
EH 0,02 0,53 -0,65 -0,12 1 
CLogP -0,41 -0,21 0,07 0,17 0,58 1 
Sup -0,17 -0,27 0,21 0,35 0,47 0,86 1 
Vol -0,39 -0,46 0,30 0,35 0,29 0,88 0,82 1 
Ref -0,38 -0,44 0,23 0,19 0,21 0,75 0,59 0,94 1 
Pol -0,37 -0,44 0,24 0,19 0,21 0,76 0,62 0,94 0,99 1 
 
Um modelo hipotético que demonstra a variação de interação entre o 
paracetamol e seus derivados acil-éter foi baseado no cálculo de energia de 
estabilização resultante da transferência de elétrons entre duas espécies cátion 
radical livre. A energia de estabilização (Eiso) é usada como um simples método de 
predição da habilidade dos derivados acil-éter do paracetamol atuarem como 
candidatos a AINEs através do seqüestro do radical tirosil (Tir-385). Os maiores 
valores negativos demonstram a maior efetividade da reação. 
Os valores de Eiso são mostrados na tabela 10. De acordo com estes valores 
é possível estabelecer a seguinte estabilidade relativa para os radicais em posições 
específicas: um aumento no tamanho do grupo alquila aumenta ovalor de Eiso, 
devido ao fato que o aumento no número de átomos de carbono no grupo fenóxido, 
na acilamida, ou nas posições 3 e 5, são responsáveis pela doação de elétrons tipo 
 ou  e indicam uma estabilidade do cátion radical formado. Entretanto, moléculas 
que apresentaram diversas formas de ressonância foram mais estáveis do que o 
efeito indutivo, aumentando o valor de Eiso. Ao contrário, substituições com 
halogênio nas posições 3 e 5 decresceram o valor de Eiso e mostraram menor valor 
de atividade anti-inflamatória. Entretanto, a presença de grupos fenila nas posições 
3 e 5 mostrou o maior valor de Eiso. Este derivado pode estabilizar o radical livre 
formado durante a oxidação, pelo aumento da conjugação via efeito de ressonância, 
contribuindo para o aumento de Eiso. Não obstante, esta molécula não foi avaliada. 
41 
 
Este resultado demonstra que o paracetamol e derivados poderão inibir a 
síntese de prostaglandina pela destruição do radical livre tirosil da COX, mais 
especificamente, uma reação competitiva entre as espécies, radical tirosil e 
hidrogênio metilênico do ácido araquidônico, no sítio ativo da PGES, não havendo 
correlação entre os resultados obtidos teoricamente e a resposta biológica. 
 
TABELA 10: Energia de estabilização entre derivados acil-éter do paracetamol e tirosil radical. 
 
NH O
R1
OR2
R4R3
N
H
OH
+
H
NO
O N
H O
R1
OR2
R4R3
N
H
OH
+
H
NO
O
Eiso
 
Compostos 
PhOH 
(H) 
PhOH●+ 
(H) 
Eiso 
(kcal/mol) 
Tirosil -761,591953 -761,2992197 0 
1 -633,4223125 -633,1515817 (-13,81) 
2 -672,7330409 -672,4691400 (-18,09) 
3 -790,6747292 -790,4136509 (-19,86) 
4 -672,7351882 -672,4670831 (-15,45) 
5 -751,3626157 -751,0927409 (-14,34) 
6 -829,9850986 -829,7192455 (-16,87) 
7 -1513,287917 -1512,996105 (-0,58) 
8 -746,5245430 -746,2620415 (-18,97) 
9 -712,0436422 -711,7723825 (-13,47) 
10 -864,4711598 -864,2014707 (-14,46) 
11 -785,8472473 -785,5825341 (-17,58) 
12 -977,5917150 -977,3390327 (-25,13) 
13 -672,7340761 -672,4588306 (-10,97) 
14 -829,9819826 -829,7255462 (-22,76) 
PAR -515,4799833 -515,2078459 (-12,92) 
 
 
42 
 
NH
O
OH
NH
O
O
NH
O
O
T1 T2 T3
T4 T5 T6
NH
O
O
NH
O
O
NH
O
O
NH
O
O
Cl Cl
T7
T8 T9
NH
O
O
NH
O
O
T10 T11
T12
NH
O
O
NH
O
OH
T13 T14
NH
O
OH
NH
O
OH0.15
0.05
0.04
0.21
0.08
0.28
0.02
0.03
0.16
PAR
NH
O
OH
NH
O
O
0.14
0.07
0.03
0.20
0.10
0.22
0.04
0.02
0.22
0.19
0.03
0.21
0.10
0.18
0.07
0.06
0.19
0.19
0.08
0.06
0.20
0.09
0.19
0.03
0.20
0.08
0.06
0.18
0.10
0.33
0.09
0.19
0.05
0.08
0.19
0.10
0.36
0.09
0.21
0.08
0.05
0.01
0.19
0.10
0.34
0.09
0.01
0.22
0.06
0.08
0.34
0.10
0.14
0.09
0.22
0.05
0.06
0.18
0.11
0.36
0.11
0.21
0.03
0.08
0.30
0.09
0.15
0.08
0.18
0.16
0.02
0.02
0.18
0.06
0.19
0.09
0.04
0.21
0.13
0.11
0.07
0.17
0.08
0.23
0.21
0.16
0.08
0.08
0.20
0.11
0.27
0.07
0.22
0.14
0.10
0.05
0.14
0.07
0.28
0.04
0.08
0.13
0.02 0.02
0.04
0.20
0.15
0.02
0.04
0.22
0.10
0.20
0.03
0.07
0.21
0.03
0.03
0.02
 
 
FIGURA 13: Contribuição de densidade de spin para o paracetamol e derivados. 
 
Além disso, o cálculo da densidade de spin para uma abstração inicial do 
elétron nos derivados acil-éter do paracetamol (figura 13) mostra contribuição 
P P P 
P P P P 
P P P P 
P P P 
43 
 
principalmente no átomo oxigênio fenólico O7 (13-15%), nos átomos de carbono C3 
e C5 da posição orto (2-7%) e do carbono C1 na posição para (13-34%). A posição 
fenóxido substituídos por grupos -CH3, -CH2CH3 ou -C(CH3)3 mostraram uma 
contribuição de 5-8%. 
Entretanto, quando fenóxido está substituído por grupos -CH2CH2CH2CH3 a 
contribuição aumenta (15-18%), no entanto, quando é o grupo -CH2C6H5 a 
contribuição diminui para 3%. A contribuição do nitrogênio da amida é 14-22%, 
enquanto que do oxigênio carbonílico é 7-11%. As outras posições são quase na 
mesma ordem de valores maior para os menos ativos, e menor para os mais ativos. 
Estes resultados são similares aos obtidos nos estudos com análogos 3,5-
dissubstituídos (DINIZ et al. 2004). 
A menor contribuição do elétron desemparelhado nas posições fenóxido, 
amida e carbonila explicam a maior atividade anti-inflamatória para os derivados P4, 
P5 e P6 e P14. Entretanto, a maior contribuição do elétron desemparelhado destas 
posições esclarece a atividade anti-inflamatória ineficaz para os derivados P1, P2 e 
P3. 
 Os parâmetros de solubilidade foram utilizados buscando a correlação com 
fenômenos de absorção e transporte das moléculas. O coeficiente do logaritmo de 
partição (ClogP) e a energia da hidratação (EH) foram calculados para os derivados 
acil-éter do paracetamol. A potência anti-inflamatória dentro desta série aumenta 
com valores de ClogP e EH. Substituintes alquila ou arila aumentam o ClogP e 
diminuem valores de EH. O aumento do tamanho do substituinte aumenta a 
hidrofobicidade. Esta hidrofobicidade dos grupos alquila ou arila aumentam na 
ordem para acilamida: (–NHCOCH3 < –NHCOCH2CH2CH2CH3 < –NHCOC6H5), 
enquanto que, tanto para alcóxido, quanto para posições 3 e 5 substituídos a ordem 
é a seguinte: (–CH3 < –CH2CH3 < –CH(CH3)2 < –C(CH3)3 < –CH2CH2CH2CH3 < 
–C6H5 < –CH2C6H5). 
Estes resultados estão de acordo com Duffy e col. (2001) para o logP . A 
baixa correlação pode ser devido aos altos valores de ClogP e baixos valores de EH 
que modificam substancialmente as propriedades de ADME (absorção, distribuição, 
metabolismo e excreção) ou aumentam o efeito estérico no sítio receptor. De fato, 
um aumento de propriedades estéricas, tais como o volume, superfície, refratividade 
e polarizibilidade, diminui a atividade anti-inflamatória. Logo, diferente dos métodos 
in vitro, métodos in vivo são dependentes das propriedades de ADME. 
44 
 
Não obstante, ao contrário de estudos previamente realizados por métodos in 
vitro, pouca ou nenhuma correlação foi estabelecida entre as propriedades 
eletrônicas ou de solubilidade calculadas e a atividade anti-inflamatória in vivo, como 
mostrado na tabela 9. Isto sugere que outros fatores, tais como hidrofobicidade e 
efeitos estéricos sejam mais significativos em determinar a atividade dentro desta 
série de compostos. A posição de grupos volumosos pode ser responsável pelo 
impedimento estérico, preferencialmente as interações entre os grupos fenóxido, 
alquila ou arila nas posições 3 e 5. Além disso, é possível que a avaliação da 
atividade anti-inflamatória, usando o ensaio do edema da pata de rato induzido por 
carragenina, não descreva a maior tendência entre a estrutura e a atividade para 
estes derivados acil-éter do paracetamol, por causa da lipofilicidade elevada destes 
compostos, o que é justificado pelos resultados alcançados, com moléculas 
incalculadas ou inativas, onde o índice de inibição inflamatória foi somente a DE30. 
Além disso, os resultados mostram também que o método in vitro (BESSEMS et al. 
1995; DINIZ et al. 2004) pode ter mais correlação com descritores teóricos do que 
métodos clássicos de avaliação biológica. 
 
5.2 Derivados de Pirazolona 
 
 O estudo de relação estrutura e toxidade de moléculas derivadas da 
pirazolona, antipirina P15, isopropilantipirina P16, aminopirina P17 e dipirona DIP 
(Figura 11) foram selecionas de acordo com os trabalhos de Costa e col. (2006). 
 
NNH3C
H3CO
NNH3C
H3C
O NNH3C
H3C N
O
H3C CH3
H3C CH3
NNH3C
H3C N
O
H3C SO3 Na
P15 P16 P17 DIP
1
2
3 4
5
6
7
1'
6'
5'
4'
3'
2'
 
 
FIGURA 14: Estrutura e numeração dos derivados de pirazolona. 
 
 As propriedades teóricas observadas no atual estudo são demonstradas na 
tabela11. Nossos resultados revelam que a toxidade está associada com algumas 
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variáveis como valores de PI e de HOMO. Outros parâmetros foram estudados, mas 
seus resultados não descreveram a toxidade e modo de ação na agranulocitose. 
 A energia do orbital de fronteira é um parâmetro importante da reatividade por 
doação ou acepção elétrons na estrutura molecular. Se a molécula tem o valor mais 
baixo do HOMO tem a capacidade de doação fraca do elétron. Ao contrário, o valor 
mais elevado do HOMO implica que a molécula é um bom doador de elétron 
(QUEIROZ et al. 2009). A disposição do HOMO de derivados pirazolonas pode 
indicar o sítio ativo de seqüestro de radicais livres qualitativamente por 
transferências de elétron. Enquanto o potencial de ionização (PI) representa a 
facilidade de doação do elétron de derivados das pirazolonas. 
Moléculas com hidrogênio ou alquila na posição 4 mostraram valores do 
HOMO de -5,62 eV para a antipirina e -4,88 eV para o propilfenazona (PORTMAN e 
LUTHI, 2000). Uma substituição do grupo hidrogênio ou alquila por grupo amino 
aumentou os valores de HOMO. De fato, o valor do HOMO é -5,06 eV para o 
aminopirina (QUEIROZ et al. 2009) e -1,67 eV para o dipirona (DIP). 
Conseqüentemente, o resultado indica que compostos com nitrogênio na posição C4 
têm maior capacidade doadora de elétrons. De acordo com os resultados, a dipirona 
é o composto mais nucleofilico, teoricamente. 
 
TABELA 11: Propriedades teóricas e biológicas de derivados da pirazolonas. 
Compostos 
HOMO 
(eV) 
PI 
(kcal/mol) 
Atividade Sequestrante 
Toxidade 
O2•- H2O2 HO• HOCl ROO• 
P15 -5,62 170,49 – – + + – – 
P16 -4,88 168,69 – – ++ ++ – – 
P17 -5,06 157,13 – – ++++ ++++ + + 
DIP -1,67 76,89 – – ++++ ++++ ++ + 
 
 Como o PI representa a doação de elétron dos derivados de pirazolona e a 
abstração de elétron é o primeiro mecanismo antioxidante, os valores de PI foram 
considerados. Os valores de PI são 170,49 kcal/mol para antipirina (15), 168,69 kcal 
/mol para a propilfenazona (16), 157,13 kcal/mol para aminopirina (17) e 76,89 kcal/ 
mol para a dipirona (DIP). Assim, moléculas com menores valor de PI tem maior 
caráter elétrons doador. Portanto, os substituintes por grupos elétron-doadores na 
posição 4 (-N(CH3) ou -N(CH3)CH2SO3) são importantes, pois diminuem os valores 
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do PI, resultando em melhor propriedade antioxidante, enquanto fracos substituintes 
elétron-doadores (-H ou -C(CH3)2) aumentam o valor do PI, resultando na diminuição 
da capacidade antioxidante. 
Estes resultados estão de acordo com os resultados obtidos por Costa e col. 
(2005). Em seu estudo, tanto a aminopirina quanto a dipirona impediram o “burst” de 
neutrófilo induzido por 12-miristato-13-acetato de forbol com elevada eficiência, 
enquanto que a isopropilantipirina teve pouco efeito e a antipirina não teve nenhum 
efeito. Geralmente, a inibição da ativação do neutrófilo pode ser devida à inibição de 
enzimas produtoras de ERO ou pelo efeito sequestrante direto sobre as ERO. 
Levando em consideração que a principal ERO produzida por neutrófilo é mediada 
pela NADPH-oxidase, gerando ânion superóxido (O2•-), com formação subseqüente 
de peróxido de hidrogênio (H2O2), radical de hidroxil (HO•), lipoperóxido (ROO•) e 
ácido hipocloroso (HOCl) produzido por MPO (XIA e ZWEIER, 1997). Portanto, é de 
grande interesse investigar os mecanismos do efeito sequestrante das pirazolonas 
estudados frente a estas espécies reativas. 
No trabalho atual, os valores de HOMO e PI de derivados pirazolonas foram 
estudados. Nossos resultados mostraram aumento da capacidade sequestrante de 
radical livres em correlação com os valores de HOMO e PI na seguinte ordem: 
antipirina (15) < propilfenazona (16) < aminopirina (17) < dipirona (DIP). Estes 
valores estão de acordo e mostraram uma correlação entre a atividade sequestrante 
e propriedades antioxidantes. Os resultados mostram claramente que aminopirina e 
dipirona são sequestrantes altamente poderosos de HO• e HOCl, de acordo com 
resultados do “burst” de neutrófilos, a isopropilantipirina teve pouco efeito e a 
antipirina mostrou somente um efeito residual frente a estas duas ERO. Todavia, 
nenhuma das pirazolonas estudadas foi capaz de sequestrar O2•- ou H2O2, enquanto 
que a dipirona se mostrou mais reativa frente ao radical ROO•. Estes resultados 
podem estar relacionados com seus valores de HOMO e PI. 
A observação de uma correlação na reatividade das pirazolonas pela doação 
de elétron frente à produção de EROs por neutrófilos pode ajudar a compreender 
sua possível contribuição com a agranulocitose. Dois tipos principais de 
agranulocitose induzidos por drogas foram descritos, um do tipo imunológico, o qual 
é causado por anticorpos induzido por droga, e outra do tipo tóxico, onde a droga 
causadora e/ou seus metabólitos suprimem a produção de célula na medula 
(PATTON e DUFFUL, 1994). 
47 
 
No que diz respeito às pirazolonas analisadas no trabalho atual, a aminopirina 
por muito tempo tem sido associado com uma incidência elevada de agranulocitose 
(UETRECHT et al.1995) e é a droga melhor caracterizada no que diz respeito a sua 
reatividade química e biológica. Certamente, diversos estudos encontraram fortes 
evidências, indicando que o mecanismo da aminopirina induzindo agranulocitose 
envolve um anticorpo anti-neutrófilo droga-dependente que exige ligação covalente 
da droga, ou, o mais provavelmente, um derivado reativo da droga interagindo no 
neutrófilo (UETRECHT et al. 1995). Conseqüentemente, a geração de um derivado 
aminopirina-reativo pode ser realizado pela sua oxidação. Isto é possível por causa 
de seus mais baixos valores de HOMO e de PI. De fato, no estudo atual, observou-
se que a aminopirina e a dipirona são altamente reativas com HO•, ROO• e HOCl 
porcausa de seus altos valores de HOMO e baixos valores de PI. 
O HOMO (Figura 15) e o LUMO (Figura 16) são os principais orbitais usados 
em um estudo de reatividade química. 
 
P15 P16 
 
P17 DIP 
FIGURA 15: Gráfico da distribuição de elétrons no HOMO de derivados da pirazolona. 
 
48 
 
A energia de HOMO que caracteriza a capacidade de doação de elétron é 
apropriada para representar a eficiência das pirazolonas em seqüestrar os radicais 
livres porque o processo para inibir a oxidação do radical pode incluir a transferência 
de elétron. O HOMO e LUMO são orbitais do tipo π, cujos elétrons estão 
deslocalizados nos anéis fenil ou pirazolona. Considerando a disposição do HOMO, 
as moléculas tóxicas mostraram sua contribuição no anel pirazolona por causa do 
grupo amino, enquanto que as moléculas não-tóxicas mostraram sua contribuição no 
anel fenil. 
 
 
P15 P16 
 
 
 
P17 DIP 
FIGURA 16: Gráfico da distribuição de elétrons no LUMO de derivados da pirazolona. 
 
Ao contrário, considerando a disposição do LUMO, as moléculas tóxicas 
mostraram a contribuição principal no anel fenil por causa do grupo amino, enquanto 
que as moléculas não-tóxicas mostraram sua contribuição no anel pirazolona. Estes 
resultados mostraram que o grupo nitrogênio da posição 4 pode ser atacado 
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facilmente por qualquer um dos agentes eletrofílicos, tais como radicais livres ou 
íons metálicos, gerando intermediários reativos na agranulocitose. 
De fato, a oxidação da aminopirina ou dipirona por HOCl gerado por MPO de 
neutrófilo