Compuestos Aromaticos Unidad IV Últimos Temas

COMPUESTOS AROMATICOSCOMPUESTOS AROMATICOS

Q.F. BRITT ALVARADO CHAVEZ

Compuestos FenólicosCompuestos Fenólicos

El término compuesto fenólico abarca un gran número de sustancias que poseen un anillo aromático unido a uno o más sustituyentes hidróxilo.

La mayoría son solubles en agua. Entre los compuestos fenolicos naturales se

encuentran los flavonoides, los fenoles monociclicos, los fenilpropanoides, las quinonas fenólicas y las cumarinas.


Las sustancias polimericas de las plantas como los lignanos y taninos son polifenólicos y ocasionalmente también se encuentran unidades fenólicas en las proteínas, los alcaloides y los terpenoides.

La solubilidad en agua aumenta de acuerdo con el número de hidroxilos presentes y son bastantes solubles en disolventes orgánicos polares.

Algunos compuestos aromáticos simples son de interés económico o fisiológico.


HC=O O HC=O

COCH3

OCH3 OH

OH O

O

Vainillina Metilsalicilato Piperonal


La actividad fisiólogica de los compuestos fenólicos es diversa:

Importancia ecología Interviene en el transporte electrónico

fotosintético y en la regulación de las actividades de enzimas como la indol-3-oxidasa y la glucosa-6-fosfatodehidrogenasa y en las proxidasas.


Hay compuestos fenólicos inhibidores: La germinación de semillas, El proceso de transporte de las membranas y de algunos tipos de hormonas de crecimiento.Ciertas plantas : Resistencia a los ataques de hongos Ejemplo: la hiedra (Anacardiáceas), presencia de

orto difenoles con largas cadenas insaturadas. La raíz de kava-kava (Piper methysticum), la

Kavaina.

FENOLES SIMPLESFENOLES SIMPLES

La formación de este núcleo aromático se realiza por vegetales y microorganismos, mientras que su presencia en los animales (salvo en el caso de la síntesis de derivados estrogénicos) se debe a la ingesta vegetal o bien a algún tipo de simbiosis.

BIOSINTESISBIOSINTESIS Se consideran shikimatos todos los compuestos

derivados del ácido shikímico o de la ruta del acetato.

1.- Proceden de la ruta del ácido shíkimico: fenoles sencillos, ácidos fenolicos (benzoicos, cinámicos, etc), cumarinas, lignanos, flavonoides, antocianos y taninos.

2.- Proceden de la ruta de los acetatos o ruta del ácido mevalónico: antraquinonas y heterósidos antracénicos.

BiosíntesisBiosíntesis COOH

COOH

NH2 COOH

OH OH OHÁcido shikímico Fenilalanina Ácido cinámico

COOH Flavonoides y

Antocianos Cumarinas Fenoles sensillos y Lignanos Taninos y ácidos fenólicosOH OH OH Taninos hidrolizables Ácido gálico

FENOLES SENCILLOSFENOLES SENCILLOS Poco frecuentes y están en la planta en forma de

heterósidos.(Catecol, guaiacol, floroglucinol, etc). Ejemplo: Arbutósido (hojas de la gayuba Arctostaphylos

uva-ursi) y por hidrólisis produce una hidroquinona y glucosa.

OH OH

hidrólisis + glucosa

O-glucosa OH Arbutósido Hidroquinona

FENILPROPANOIDESFENILPROPANOIDES

Contienen en su estructura un anillo de benceno unido a una cadena de tres átomos de carbono:

C-C-C

COOH O

CH CH3

H3C

CH2OH CH

ácido trópico H3C

O Timoquinona

FENILPROPANOIDESFENILPROPANOIDES Presentan configuración Trans, luz UV Cis

CH=CH-COOH

Ácido cinámico

HO CH3O

OH CH=CH-COOH HO CH=CH-COOH

Äcido cafeíco äcido ferúlico

PROPIEDADES DE FENILPROPANOIDESPROPIEDADES DE FENILPROPANOIDES

Fenilpropanos simples son sólidos incoloros, cristalinos, cuya reactividad química depende de los grupos funcionales presentes.

Los que contienen varios grupos hidroxilos fenólicos son fácilmente oxidados por el aire, especialmente en condiciones alcalinas; los productos de oxidación son polímeros oscuros.

Las sustancias verdes se forman por oxidación de los esteres del ácido cafeíco en presencia de amoniaco o de aminoácidos.

ÁCIDOS FENÓLICOSÁCIDOS FENÓLICOS

Ácidos FenólicosÁcidos Fenólicos

Compuestos orgánicos que tienen al menos una función carboxílica y un grupo hidroxilo fenólico.

1.- Ácidos fenólicos derivados del ácido benzoico; C6 – C1: ácido salicílico, ácido gálico.

2.- Ácidos fenólicos derivados del ácido cinámico; C6-C3 ácido orto y para cumárico, ácido cafeíco.

Ácidos fenólicos derivados del ácido Ácidos fenólicos derivados del ácido benzoico; Cbenzoico; C66 – C – C11

COOH COOH COOH

OH

HO OH

OH

Ácido benzoico Ácido salicilico Ácido gálico

Ácidos fenólicos derivados del Ácidos fenólicos derivados del ácido cinámico; Cácido cinámico; C66-C-C33

CH=CH-COOH

Ácido cinámico

HO CH3O

OH CH=CH-COOH HO CH=CH-COOH

Äcido cafeíco äcido ferúlico

Extracción de ácidos fenólicosExtracción de ácidos fenólicos Los diferentes métodos están basados en su polaridad. Mezclas hidroalcohólicas, hidrolizandolas

posteriormente obteniendo las geninas en forma libre, que son extraídas con éter etílico.

Para su purificación, los extractos etéreos son tratados con soluciones de carbonatos.

Caracterización: CCF eluyentes: ácido acético, ácido fórmico, HCl.

Revelador de fenoles: FeCl3, Vainillina clorhídrica. Reactivos específicos: P-nitroanilina diazotada +

carbonato sódico.

Estudios Analíticos de extractos y Compuestos Naturales

Aislamiento e Identificación Glicósidos FenílicosCarácter ácido y polaridad---Método U.V

FeCl3 1-2 entre color marrón , azul o verdeEspectroscopía: OH

Fenoles Anillo Bencénico Masa M+- 18 IR : 3600 cm-1

RMN ~ 4ppm

-U.V : 210 -220 nm-IR : 700-900 cm-1

-Masa: m/z 77-RMN: 7-8 ppm

Extracciones

• Desengrasar muestra éter petróleo• Siglicósidos--- Hidrolizar primero• Se estudia la aglicona•Después glicósido

Purificación• Precipitaciones sucesivas• Contracorrientes con soluciones bufferPor diferencia de acidez• Cromatografía resinas Intercambio• Separar : Alumina , Silica, celulosa, poliamida,CMC

Detección Primariafenoles

•Cromatografía papel•Foruramida- separar•Visualizarlo AlCl3 1- 5%•Con GC hay que derivatizar (MSTAFA)

•alfa- Pironas : Yangonina (PiperMethysticum)

•Cumarinas: Ester ácido Ortohiroxicinámico + alfa- Pironas.

-UV 7 OH ---------315-330 nm-UV 6-7 OH– ----340 -350 nm HPLC-UV 5-7 ó 7,8 OH- 315-330nm-UV 5,6,7- 3OH----- 325-330-M+ fuerte = 80% pico base 118 m/z

•Flavonoides: T-L-CPlaca- solvente: Flav. a separarSilica- Bz-Py-NH2OH- (80:20:1) Flav. (aglicona)Idem – Cl2CH2- ACOH- H20 ( 2: 1:1) Flavona

Poliamida- Bz- MeEtco-MeOH (4:3:3) Flavona AgliconaIdem- H20/BuOH/AcOH/Me2CO (16:2:1:2) Flav.Glicósido

Q.F BRITT ALVARADO CHAVEZ

FLAVONOIDES


FLAVONOIDESFLAVONOIDES Definicion y caracteristicas: - Clase estructural(flavona, flavano)- Hidroxilacion(metoxilacion)- Otras sustituciones(isoprenilacion)- Grado polimerizacion (monomeros, dimeros,polimeros)- Conjugacion(glicosidacion, sulfatacion,malonilacion)

Clasificacion (Harborne)

Flavonoides principales

- Neoflavonoides- Antocianinas- Flavanos/proantocianidinas- C-glicosiflavonoides- Biflavonoides- Isoflavonoides- Flavonas/flavonoles- Glicosidos de flavonas y flavonoles

Falvonoides minoritarios

- Chalconas- Auronas - Dihidrochalconas- Flavanonas- Dihidroflavonoles

Flavonoides miscelaneos

- Diarilpropanos- Cinamilfenoles- Homoisoflavonoides- Esfagnorubinas- Flavonoides degradados


Clasificación y nomenclaturaClasificación y nomenclatura

La mayoría de agliconas flavonoides poseen nombres triviales con la terminación INA u OL.

Ejemplo: • La acacetina es una flavona. • La quercetina es un flavonol.

5,7-dihidroxi-4'-metoxiflavona 5,7,3',4'-tetrahidroxiflavonol.

OCH3

OH

OH OH

OH

OH

OH

OH


FLAVONOIDES

• Biosíntesis: dos rutas ácido shikímico y la ruta de los policétidos.

3 Acetato Ciclación

+ Chalcona FlavanonaÁcido p- cumárico Oxidación

Flavonol Oxidación Flavanolol Flavona

Reducción Reducción Reducción

Catequina Leucoantocianidína

Taninos condensados Antocianidina (proantocianidinas)


DISTRIBUCIÓN DE LOS FLAVONOIDESDISTRIBUCIÓN DE LOS FLAVONOIDES

Ampliamente distribuids en los vegetales superiores, sobre todo en las partes aéreas de flores y frutos.

Algunos son los responsables del color amarillo de ciertas flores.

Las principales familias con flavonoides son: Asteráceas, Rutáceas,Fabáceas, Lamiáceas, Poligonáceas, Compuestas y Umbelíferas.


Algunas excepciones, los antocianósidos están presentes en todas las Angiospermas; en Gimnospermas son característicos los bioflavonoides (formas dimeras, con frecuencia de flavonas y flavononas) en Cycadales y Coniferales (a excepción de Pinnaceae).

DISTRIBUCIÓN DE LOS FLAVONOIDESDISTRIBUCIÓN DE LOS FLAVONOIDES


CLASIFICACIÓN DE LOS FLAVONOIDESCLASIFICACIÓN DE LOS FLAVONOIDES

1.- con dobles enlaces en las posiciones 2 y 3.

1.1.- Flavonas: con H en la posición 3.

1.2.- Flavonoles: con OH en la posición 3.


CLASIFICACIÓN DE LOS FLAVONOIDESCLASIFICACIÓN DE LOS FLAVONOIDES2.- Sin doble enlace entre las posiciones 2 y 3:

2.1.- Flavanonas: con H en la posición 3.

2.2.- Flavanololes: con OH en la posición 3.


CLASIFICACIÓN DE LOS FLAVONOIDESCLASIFICACIÓN DE LOS FLAVONOIDES3.- Chalconas

4.- Isoflavonoides: con el anillo B en la posición 3 (3 fenil - cromona)


BIOFLAVONOIDES: AMENTOFLAVONA

CLASIFICACIÓN DE LOS FLAVONOIDESCLASIFICACIÓN DE LOS FLAVONOIDES

OH

OH

OH

OH

OH

OH


Propiedades de los Flavonoides

Solubilidad• Aglicones: Ins° en agua, poco S° en mezclas

hidroalcohólicas y S° en solventes orgánicos: polares (etanol, metanol) o apolares (éter etílico, cloroformo).

• Heterósidos: S° en agua y mezclas hidroalcohólicas e ins° en disolventes orgánicos apolares.

• Acidez: debido a la función fenol, son ionizables en medio básico dando Rx coloreadas (amarillos) que al acidificarse viran a incoloras.

• Agentes quelantes: FeCl3 y AlCl3


Dependiendo del grado de oxidación del Dependiendo del grado de oxidación del anillo piránico central pueden diferenciarse anillo piránico central pueden diferenciarse

varios tipos:varios tipos:

2(3)fenil benzopirona: flavonas, flavonoles, flavanonas, isoflafonas.

Chalconas (isómeros de flavonas con anillo piránico abierto) y

Auronas (homologos de flavonas con heterociclo pentagonal).


2- fenilbenzopirano: catequinas

Leucoantocianos

OH

OH


Interés FarmacognósticoInterés Farmacognóstico

Poseen una alta reactividad química que se manifiesta por sus efectos sobre diferentes sistemas biológicos.

Citrina (1936), capacidad protectora vascular. Vitamina P o factores vitamínicos P. Antiinflamatoria. Inhibición en la inhibición de la histamina. Inhibición de la migración celular. Antioxidante. Reduce el indice de ulceración y la intensidad del daño

mucosal.


QUINONASQUINONAS

ANTRAQUINONASANTRAQUINONAS


QUINONAS

• Son compuestos aromáticos con dos grupos cetona frecuentemente en para (1,4) y en muy pocos casos en orto (1,2). Son dicetonas insaturadas que por reducción se convierten en polifenoles.

O OH

O

Reducción O

Oxidación

O OH

p – Benzoquinona (1,4) Hidroquinona o- benzoquinona (1,2)


BiogénesisBiogénesis

Se caracterizan por la diversidad de vías metabólicas utilizadas por las especies que las contienen para sintetizarlas a partir de un limitado número de precursores, tales como unidades de Acetato, shíkimato y mevalonato, mediante una serie de reacciones que conducen a la formación de los distintos tipos quinónicos.


QUINONAS

• TIPOS:

1.- Benzoquinonas: plastoquinonas situadas en los cloroplastos (fotosíntesis) y las ubiquinonas ubicadas en los mitocondrias (procesos de la respuesta del vegetal).

2.- Naftoquinona: derivada del naftaleno (poder antiséptico) ejemplo: naftoquinona de la plumbagona de drosera (Drosera rotundifolia) con poder antitusigeno y el nogal (Jungia regia), antisépticas.


QUINONAS

3.- Antraquinonas: derivada del antraceno (laxantes).

4.- Fenantraquinonas: derivada del fenantreno.

5.- Antraciclinonas: derivada del naftaceno. Las tetraciclinas, antibióticos (Streptomyces)

ejemplo: antraciclinona.


Biosíntesis + C2 +(C2)n

CH3- COOH CH3-CO-CH2-COOH

CH3- (CO-CH2)n+1 - COOH

Ciclación

O O O

ANTRAQUINONAS

COOH

O O O

OH O OH

CH3 Ciclación

Poli β-cetoácido

OH O CH3

Fragulaemodina


TIPOS SEGÚN EL GRADO DE OXIDACIÓN

1.- Antraquinonas: funciones cetonas en el anillo central.

2.- Oxantronas: función cetona y una función alcohol en el anillo central.

3.- Antronas: sólo una función cetona en el anillo central su función tautomerica son los antronoles.

4.- Dihidroantranoles: función de alcohol central. Son muy inestables se degradan con facilidad.


Distribución

• Abundan en hongos (cornezuelo de centeno), líquenes y plantas superiores.

• Dicotiledoneas: Poligonáceas, Ramnáceas, Legumináceas, Ericáceas, Euforbiáceas, Cesalpináceas, Escrofulariáceas y Rubiáceas.

• Monocotiledoneas: Liliáceas.

• Insectos: Cochinilla.


Extracción de antraquinonas

• En una mezcla hidroalcohólica o agua caliente de los heterósidos antracénicos y aglicones libres .

• Extracción con solventes apolares (éter y cloroformo) los aglicones libres que producen una coloración roja tratados con acetato de magnesio u oxidados previamente (si hay formas reducidas).

• Los heterósidos que han quedado en la fase acuosa se hidrolizan (HCl) y oxidan con FeCl3. Antraquinonas y se extraen con un disolvente apolar.

• El extracto obtenido se evapora asequedad y se hace reaccionar con acetato de magnesio en etanol (Roja).


Etapas de valoración: Mezcla Éter Fase etérea: aglicones Droga Solución de heterósidos

hidroalcólica y aglicones

Fase acuosa: heterósidos

Oxidación

+

Hidrólisis

Éter

Acetato de magnesio Evaporación

Colorimetría Residuo con Aglicones en fase

Etanol aglicones a sequedad Orgánica


Acciones farmacognósticasAcciones farmacognósticas

Efecto laxante. Propiedades quelantes: Ca2+ . Actividad antimicrobiana (bacteriostática de la reína

frente al Sthaphylococcus aureus ) por interferir en la síntesis de RNA dependiente de ADN.

También se han demostrado la actividad de algunos derivados antracénicos frente a hongs patógenos.

Efectos antopsoriáticos. La crisarobina, una mezcla de antraquinonas obtenidas de Adira araroba ha sido muy utilizada en alteraciones dérmicas desde 1878.


Efecto Laxante Antronas β-glucosidasas Formas Libres Reductasas Heterósidas Genina

Genina

Motilidad Secreción Inactivas

Estimulación de Inhibición ATPasa Na/K Mov. Peristalticos. Estimulación secreción Cl.

Aceleración del Secreción agua y electrolitos

Desciende la absorción Acumulación en el recto

Efecto laxante


Identificación

• Microsublimación: Rojo intenso

• Reacción con hidroxido de amonio: Rojo parduzca.

• Reacción de Borträger: Rojo cereza.

• Reacción de Schonteten: Azul verdosa.

• Reacción de Kungle: isobarbalcina: Rojo vinosa que pasa a amarillo.

• Reacción de ácido nitrico: Café o verde.


AlcaloidesAlcaloides

El término alcaloide deriva de álcali vegetal, se uso primero para designar a un grupo de bases de origen vegetal.

Sólidos, cristalinos, incoloros, de reacción básica. Contiene uno o más átomos de nitrógeno que

forman parte de un anillo. Son tóxicos a dosis muy bajas y capaces de

precipitar con Rvos caracteristicos.


AlcaloidesAlcaloides Estructura formada por carbono, hidrógeno y

nitrógeno, que forma en la mayoría de casos un anillo heteróciclico, siendo casi todos ellos oxigenados.

BIOSÍNTESIS: Apartir de Aminoácidos, provistos de una actividad farmacológica.

Excepciones: No biosintetizados a partir de Aá : esteroídicos y

diterpénicos. También hay de origen animal y bacteriano. No todos son bases: colchicina y las bases xanticas no son

básicas. No todos tiene N heterocíclico


Distribución de los AlcaloidesDistribución de los Alcaloides

Se encuentran principalmente en vegetales superiores.

Los vegetales inferiores , no producen alcaloides Gimnospermas y las Monocotiledóneas.

Los Angiospermas, las Dicotiledóneas concentran todas las especies que poseen alcaloides.

Dicotiledóneas: Solanáceas, Papaveráceas, Rubiáceas, Apocináceas y las familias más pobres en alcaloides son Rosáceas, Labiadas, Crucíferas.


Alcaloides

Escasos en el reino vegetal Bases débiles Se involucran en el Metabolismo vegetal ( crecimiento , metabolismo , reproducción) Actúan como núcleos de coenzimas u hormonas Son fuertes desintoxicantesReserva de nitrógeno

Distribución: Plantas Vasculares ( Apocynaceae , Papaveraceae, Solanaceae, Rubiaceae, Liliaceae)

Localizaciónen vegetales

En forma de salesEn cualquier parte Ej : Solanaceae (raíces) Papaver somniferum (látex del fruto)


Estructura Química de los Estructura Química de los AlcaloidesAlcaloides

Grupo heterogéneo de estructuras muy variadas y generalmente complejas.

Todos contienen C,H,N. Algunos tienen oxígeno y pocos azufre. El nitrógeno que contiene puede formar parte de un

ciclo (con N- heterocíclico). Con N- no heterocíclico; hay pocos casos:

estricnina, colchicina, etc.


Clasificación Química de Clasificación Química de losAlcaloideslosAlcaloidesNitrógeno no heterocíclico Con estructura de feniletilamina

Con anillo de tropolona Alcaloides tropánicos

Alcaloides con nucleo de pirrol y pirrolidina. Derivados de ornitina y lisina Alcaloide con núcleo de pirrolizidina

Alcaloide con núcleo de piridina y piperidina.

Alcaloides del nor-lupinano

Alcaloides con núcleo de Nitrógeno heterocíclico Derivados de fenilalanina y tirosina isoquinoleína .

Alcaloides con núcleo de quinoleína

Derivado del triptófano Alcaloide con núcleo de Indol Alcaloide con núcleo de quinoleína

Alcaloide con núcleo de Imidazol Alcaloides diversos Alcaloide Diterpénicos

Alcaloide Esteroídicos Bases Xánticas


Propiedades de los AlcaloidesPropiedades de los Alcaloides

Los que carecen de oxigeno son líquidos a temperatura ambiente y volátiles, presentando un olor característico.

Los que poseen oxigeno suelen ser sólidos cristalizables generalmente incoloros o blancos.

Todos son en general amargos.

Alcaloide Agua Alcohol Mezcla HA Disolvente orgánico

Base libre Insoluble Soluble Soluble Soluble

Sal Soluble Soluble Soluble Insoluble


Propiedades de los AlcaloidesPropiedades de los Alcaloides

La mayoría tienen actividad óptica (poder rotatorio) siendo las formas levogiras (L+) más activas que las dextrógiras (D+).

Alcaloides muy básicos como la nicotina. Otros que apenas lo son colchicina o las bases

xánticas.


Esquema de Aislamiento de Alcaloides

Desengrase del material vegetal

EtOH+ vegetal

Filtrar

Conc. el etanol

Extraer residuo agua ácida

Filtrar

Agua Acida

Vegetal + Amoniaco

Extraer Solv. orgánico

Filtrar

Conc. el solvente

Extraer residuo con agua

Filtrar

Agua Acida

Agua Acida+ vegetal

Filtrar

Agua Acida

Alcalinizar

Lavar Solv. orgánico

Alcaloides Totales



TERPENOSTERPENOS


TERPENOSTERPENOS

Se encuentran el vegetales con alto contenido de clorofila.

Todos tienen un origen biosíntetico común, estan formados por la unión de unidades de isoprenos a través de la ruta de condensación isoprénica, o ruta del ácido mevalónico, en la que se incrporan unidades de C5.

Los isoprenoides forman parte de estructuras más complejas (ej. saponinas), o de mezclas complejas (ej. aceites esenciales).


Biosíntesis de los Biosíntesis de los isoprenoidesisoprenoides

AcetilCoA Ácido mevalónico Geranilpirofosfato GPP Isopentenil PP(C5)

Farnesil PP

+C5

x2

Sesquiterpenos C30 PP Diterpenos

C15 C20

x2 Escualeno

Carotenoides +C5

Triterpenos Triterpenos Esteroides Poliisoprenoides pentaciclicos tetraciclicos (β-amirina) (dammarano)


Clasificación de los isoprenoidesClasificación de los isoprenoides

1.- Hemiterpenos: C5 de escaso interés farmacológico.

2.- Monoterpenos: C10 (dos unidades de isopreno). 2.1.- Regulares: aceites esenciales y oleorresinas. 2.2.- Irregulares: iridoides, secoiridoides y piretrinas.

3.- Sesquiterpenos: C15, se encuentran libres, se encuentran formando parte de aceites esenciales o como lactonas sesquiterpénicas.

4.- Diterpenos: C20 a más.

5.- Triterpenos: C30 +

6.- Tetraterpenos: C40+

7.- Poliisoprenoides: (C5)n+


isoprenoidesisoprenoidesAceites esenciales: formados por mezclas complejas

de compuestos entre los que destacan los monoterpenos y sesquiterpenos.

Saponinas: hay dos

a) Saponinas triterpenoidales y

b) Saponinas esteroidales.

Heterósidos cardiotonicos: tienen una estructura formada por un azúcary un aglicón esteroídico.

Isoprenoides de origen mixto: ej: cannabinoides.


GRACIASGRACIAS

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