1ª - QUÍMICA MEDICINAL AVANÇADA - ALEXANDRO FERNANDES 20201B

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QUÍMICA MEDICINAL AVANÇADA
Webconferência I – UNIDADE I
Professor: Alexsandro Fernandes Marinho
1. O FÁRMACO
• Os fármacos, constituem-se no objeto de estudo da Farmacologia, sendo
substâncias químicas obtidas originalmente de fontes naturais, desenvolvidas
em laboratórios ou sintetizadas e produzidas em escala industrial (com pureza
maior que 98%) e que, ao interagirem com o sistema orgânico vivo, têm a
capacidade de alterá-lo ou modificá-lo funcionalmente, modulando uma
resposta fisiológica, aplicadas com finalidade curativa, preventiva ou para fins
de diagnóstico de patologias.
Cloroquina Hidroxicloroquina
1. O FÁRMACO
• O principal problema que se enfrenta, com relação ao uso de fármacos em
seres humanos, é a dificuldade em se obter substâncias com atividade
seletiva e o mínimo ou nenhum efeito tóxico, decorrentes de sua natureza
química.
Cloroquina 
Efeitos adversos: 
• Retinotoxicidade
• Anorexia
• Cólicas
• Náuseas
• Diarréia
• Prurido
• Urticária
• Entre outros
2. DESENHO DE ESTRUTURAS
• Os fármacos são geralmente ácidos ou bases orgânicas, mas na maioria 
dos casos recomendam-se usar na forma de sais, pois assim são alteradas 
suas propriedades físico-químicas, melhorada a biodisponibilidade e 
promove a redução da toxicidade, e a molécula com a qual a maioria dos 
fármacos interage é, geralmente, uma macromolécula orgânica e natural do 
organismo biológico. 
2.1 QUÍMICA COMPUTACIONAL 
• A Química Computacional está direcionada para o cálculo de geometria
molecular, reatividade, espectros e outras propriedades, isso implica em uso e
aplicação dos seguintes métodos:
➢ Mecânica molecular
➢Métodos ab initio
➢ Métodos semi-empíricos
➢ Métodos da Teoria do Funcional de Densidade
➢ Métodos da dinâmica molecular
Equação de Schrodinger
2.2 DESENHO RACIONAL DE ESTRUTURAS QUÍMICAS 
▪ A química teórica vem encontrando embasamento e ferramentas adequadas ao
desenho racional de estruturas moleculares e quando se estudam fármacos e
moléculas bioativas o procedimento deve ser realizado mediante os seguintes
objetivos:
➢ Aumento da atividade biológica.
➢ Redução de efeitos colaterais e indesejáveis.
➢ Facilitar a administração do medicamento assegurando seu trânsito por meio das 
barreiras biológicas e sua concentração adequada no ambiente químico reacional do 
organismo. 
➢Facilitar e economizar sua síntese.
2.2 DESENHO RACIONAL DE ESTRUTURAS QUÍMICAS 
▪ As buscas podem ser realizadas em bancos de dados que fornecem
informações para várias áreas da pesquisa, como a genética, bioquímica e
farmacologia; um dos bancos de dados que mais tem sido utilizado para
pesquisas em Química Computacional é, certamente, o Protein Data Bank
(PDB) que disponibiliza coordenadas atômicas de proteínas e outras diversas
estruturas moleculares biológicas até então determinadas.
Tadalafila
EX: 
2.2 DESENHO RACIONAL DE ESTRUTURAS QUÍMICAS 
2.2 DESENHO RACIONAL DE ESTRUTURAS QUÍMICAS 
2.2 DESENHO RACIONAL DE ESTRUTURAS QUÍMICAS 
2.2 DESENHO RACIONAL DE ESTRUTURAS QUÍMICAS 
2.2 DESENHO RACIONAL DE ESTRUTURAS QUÍMICAS 
2.3 ALGORÍTIMOS
• O termo pode ser entendido como uma sequência de raciocínios,
instruções ou operações para alcançar um objetivo, sendo necessário que
os passos sejam finitos e operados sistematicamente.
• A qualidade de um algoritmo correto deve estar sedimentada em três
bases: cada passo deve ser uma instrução realizável, a ordem dos passos
deve ser determinada com precisão e o algoritmo deve ser finito.
• Alguns exemplos de algoritmos que podemos citar são: receitas culinárias,
manual de instrução de aparelhos, funções matemáticas e até mesmo
páginas da Web.
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
2.4 ChemSketch
3. RELAÇÃO ESTRUTURA ATIVIDADE
• Os fármacos podem se apresentar como estruturalmente inespecíficos 
(dependente de suas propriedades físico-químicas) ou estruturalmente 
específicos (dependente da interação em sítios bem definidos); a maior 
parte dos fármacos conhecidos age em um sítio específico caracterizado 
por uma ‘macromolécula receptora’ (receptor ou enzima), muitas vezes, 
denominada de ‘Receptor Farmacológico’. 
3.1 LIGAÇÃO ENTRE FÁRMACO E RECEPTOR
➢As drogas e as substâncias endógenas (hormônios e
neurotransmissores) que ativam os receptores são
denominados agonistas, e a resposta molecular é a produção
do estado ativado do receptor.
➢O Agonista que ativa completamente os receptores é
conhecido como agonista completo ou pleno.
➢O Antagonismo ocorre quando uma droga interage com um
receptor inibindo a ação do agonista.
3.1 LIGAÇÃO ENTRE FÁRMACO E RECEPTOR
3.1 LIGAÇÃO ENTRE FÁRMACO E RECEPTOR
➢Os agonistas podem ser divididos em duas classes: agonistas
parciais que produzem uma resposta mais baixa, na ocupação
total do receptor, do que os agonistas plenos.
Ex: Buspirona nos receptores 5-HT1A pós-sinápticos atua
como agonista parcial, enquanto nos receptores 1A
autossômicos dos Núcleos da Rafe atua como agonista pleno.
3.1 LIGAÇÃO ENTRE FÁRMACO E RECEPTOR
3.1 LIGAÇÃO ENTRE FÁRMACO E RECEPTOR
4. FORÇAS INTERMOLECULARES 
➢ Forças Eletrostáticas Tipos: íon-íon (interação iônica); íon-
dipolo e dipolo-dipolo.
➢ Forças de dispersão de London (Van der Waals)
Acontecem quando moléculas apolares com dipolos induzidos
momentâneos se aproximam provocando uma
densidade eletrônica entre grupos apolares adjacentes.
4. FORÇAS INTERMOLECULARES 
➢ Interações Hidrofóbicas interações apolares entre cadeias
promove saída de água de solvatação entre as cadeias.
➢ Ligação de Hidrogênio (mais importante interação não-
covalente) Heteroátomos eletronegativos. Átomos de H – ex: N,
O;– ligados a átomos ou grupos elétrons retiradores (ex: O-H; N-
H).
➢ Ligação Covalente (pouco frequente e mais fortes) Formação
de ligações sigma entre fármaco e sítio de ligação e podem
provocar efeitos irreversíveis.
4. FORÇAS INTERMOLECULARES 
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ É a área da química que estuda a influencia do arranjo espacial dos
átomos em uma molécula (tridimensional).
➢ Ex: A isomeria e o desvio de um feixe de luz sobre uma amostra.
1 2
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Carbono quiral ou assimétrico: o átomo de carbono que se liga à quatro
ligantes diferentes.
➢ Isomeria óptica: este é um tipo de isomeria espacial, ou seja, onde
os isômeros são identificados pela sua disposição espacial.
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ A isomeria pode ocorrer de várias formas, são algumas delas:
• Isomeria de cadeia
• Isomeria de função
• Isomeria dinâmica ou tautomeria
• Enantiomeria
• Diasteromeria
Constitucionais
Estereoisômeros
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Isomeria de cadeia: os átomos ou radicais mudam de posição
na cadeia carbônica sem alterar a função química do composto.
Cadeia normal Cadeia ramificada Cadeia aberta 
insaturada 
Cadeia fechada 
saturada 
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Isomeria de função: alguns átomos (geralmente oxigênio) mudam
de posição na cadeia carbônica e alteram a função química do
composto.
Álcool 
Éter 
Cetona Aldeído 
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Isomeria dinâmica ou tautomeria: Quando temos um par de
isômeros sendo um aldeído e outro enol, ou um cetona e outro
enol temos o caso de tautomeria. Estes isômeros estabelecem
equilíbrio dinâmico entre si em uma fase líquida.
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Enantiômeros: são moléculas orgânicas que são chamadas assim
em razão da sua forma, pois para cada enantiômero existe um de
forma idêntica porém invertida, como se esta estivesse em frente
a um espelho. São a imagem especular um do outro.
➢ A mistura de dois enantiômeros em uma solução denomina-se mistura racêmica.
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Um caso de erro por falta de conhecimento de isomeria foi o da
Talidomida que causou inúmeras deformidades em bebês de mulheres
que ingeriam medicamento para ansiedade e que acabavam tendo efeito
na formaçãofetal por ser utilizado o isômero do composto.
(S)-Talidomida
Teratogênico
(R)-Talidomida
Sedativo e hipnótico
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Diasteroisômeros: são estereoisômeros que NÃO são imagens
especulares um do outro. Ex: Aminoácido Treonina (ácido 2-amino-3-
hidroxibutanóico). Possui 2 centro de quiralidade (C2 e C3), então 2n = 4
estereoisômeros.
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
Estereoisômeros Enantiômero com Diasteroisômero com
2R,3R 2S,3S 2R,3S e 2S,3R
2S,3S 2R,3R 2R,3S e 2S,3R
2R,3S 2S,3R 2R,3R e 2S,3S
2S,3R 2R,3S 2R,3R e 2S,3S
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Diasteroisômeros: De acordo com a IUPAC, os diasteroisômeros podem
ser classificados como cis ou trans. Os isômeros cis apresentam os
substituintes no mesmo lado da molécula; os trans apresentam os
substituintes em lados contrários.
4. 1 ESTEROQUÍMICA 
➢ Diasteroisômeros: Nessa nomenclatura, consideramos como átomos ou
grupos de átomos ligantes “iguais” os que apresentam maior número
atômico. A letra E vem da palavra alemã entgegen, que
significa “opostos”, e Z vem da palavra alemã zusammen, que quer
dizer “juntos”.
➢ Número atômico: F (Z=9), I (Z=53), Cl (Z=17), H (Z=1), C (Z=6).
OBRIGADO!