Terpenos: Estrutura e Aplicações

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TERPENOS
Terpenóides 
• Produtos naturais cuja estrutura pode ser dividida em unidades de
isopreno (2-metilbutadieno)
• Distribuem-se amplamente na natureza (plantas superiores,
fungos, organismos marinhos, feromônios de insetos e em suas
secreções de defesa)
Terpenóides 
- formação de unidades derivadas de C5
• C10 (monoterpenos)
• C15 (sesquiterpenos)
• C20 (diterpenos)
• C30 (triterpenos) e C27, C28 e C29 (esteróides)
• C40 (tetraterpenos)
OH
Terpenóides 
• derivados do isopreno (2-metilbutadieno)
• pirofosfato de isopentenila (IPP) + pirofosfato de dimetilalila
(DMAP)
OPP OPP
Monoterpenos
• constituintes de óleos essenciais
• acíclicos, mono ou bicíclicos
• várias funções orgânicas, aromáticos
citronelal mentoltimol cânfora
CHO
OH
O
OH
Biossíntese de Monoterpenos
DMAP
geranil-PP
(C10)
IPP
monoterpenos 
(C10)
-OPP
ligação cabeça-cauda
OPP
H H
PPO
SR
OPP
Sesquiterpenos
• unidades C15 presentes em várias espécies vegetais
• também são constituintes de óleos essenciais 
• acíclicos, mono, bi ou tricíclicos
• várias funções orgânicas
OH
H
HH H
H
H
H
OH
β-cariofileno espatulenol(–)-α-bisabololfarneseno
OPP
Biossíntese de Sesquiterpenos
geranil-PP
(C10)
sesquiterpenos 
(C15)
+ IPP
-OPP
farnesil-PP 
(C15)
OPP
Drogas
• Cordia verbenacea DC. (erva 
baleeira, Boraginaceae)
• arbusto comum na América do Sul; no 
Brasil é encontrado na Mata Atlântica, 
entre SP e SC
• uso popular das folhas contra artrites e 
reumatismo, além da ação 
antiinflamatória e cicatrizante tópica
Drogas
• princípios ativos do óleo essencial de C. verbenacea: α-humuleno 
e seu isômero β-cariofileno, também conhecido como (–)-trans-
cariofileno 
H H
β-cariofilenoα-humuleno
• sesquiterpenos (C15) típicos da família Asteraceae
• anel lactônico de 5 membros (-lactona ou butirolactona)
• anel lactônico geralmente ,-insaturado com ligação dupla exo 
ou endocíclica
O
O
O
O
Lactonas Sesquiterpênicas





O
O

Lactonas Sesquiterpênicas
• principais classes de esqueletos carbocíclicos
germacrolido eudesmanolido guaianolido
O
O
O
O
H O
O
H
Lactonas Sesquiterpênicas
O
O
H
O
O
O
O
O
O
O
O
H
O
O
O
O
O
OH
O
O
O
O
O
O O
O OH
Família Asteraceae
arnica alcachofra calêndula
girassolmargaridacrisântemo
Lactonas Sesquiterpênicas
• atividades biológicas e farmacológicas diversas
• exemplos: antimicrobiana, inseticida, alergênica, antiinflamatória, 
citotóxica, genotóxica, protetora gástrica, desestimulante 
alimentar (sabor amargo), neurotóxica, toxidez para herbívoros, 
etc.
Lactonas Sesquiterpênicas
• requisito estrutural para ocorrer atividade biológica : anel 
lactônico , -insaturado com dupla exocíclica  reação com 
grupos sulfidrila (–SH)
• o aminoácido (em enzimas e proteínas) mais comum com 
grupamento –SH é a cisteína
• essa reação pode ser benéfica ou não ao organismo (depende da 
estrutura e do local onde é formado o aduto final)
NH
2
SH
CO
2
H
Lactonas Sesquiterpênicas
• mecanismo de ação biológica: adição do tipo Michael (glutationa)
O
O
H
OH
OAc
O
O
S
R
H
OH
OAc
SH R+
..
Drogas
Arnica montana L. (arnica)
– antiinflamatório tópico
– helenalina
O
H
OH
O O
Drogas
Artemisia annua L. (“ginghaosu”)
– antimalárico
– artemisinina
O
H
O
O O
H
H
Drogas
Latuca sativa L. (alface)
– resina (lactucário): lactucina, lactopicrina
lactucina
O
O
H
O
OH
OH
Drogas
Matricaria chamomilla L. (camomila)
– antiinflamatória, antiespasmódica
– matricina
:
O
O
H
OAc
OH
OPP
Biossíntese de Diterpenos 
farnesil-PP 
(C15)
+ IPP
-OPP
diterpenos 
(C20)
geranil,geranil-PP 
(GGPP)
(C20)
OPP
Diterpenos
• principais tipos de esqueletos
abietanocauranopimarano
Diterpenos
• principais tipos de esqueletos
beierano atisano traquilobano
Drogas
Ginkgo biloba L. (ginkgô, Ginkgoaceae)
– problemas vasculares
– gincolidos: inibidores do PAF
– flavonóides: antioxidantes
gincolido A
O
O
H
O
O
O
O
OH
O
OH
Fitoterápicos - Ginkgo biloba L.
Drogas
Copaifera langsdorffii Desf. (copaíba, Fabaceae) 
– resina ou óleo de copaíba
– cicatrizante, ação antiinflamatória
– ácidos diterpênicos
cauranolabdano clerodano
Drogas
Stevia rebaudiana Hemsl. (estévia, Asteraceae)
– adoçante não calórico
– esteviosídeo
CO
2
Gli
H
H
O Gli Gli
Drogas
Taxus brevifolia Nutt., T. baccata L. (Taxaceae)
– anti-câncer: paclitaxel (Taxol®)
H
O
O
O
NH
OH
O
O
O O
O
O
O
OHO
OH
Taxol®
• parte da planta: cascas de T. brevifolia Nutt. (1967)
• emprego: carcinoma metastático do ovário; quimioterapia de 
câncer de mamas
• mecanismo de ação: estímulo da polimerização da proteína 
tubulina; ação na mitose
• nomes comerciais: Taxol (Bristol-Myers Squibb - 1º produto em 
1993); Paclitax (Eurofarma); Paclitaxel (Biosintética)
• derivados semi-sintéticos: precursores (bacatinas)
• bacatinas: presentes nas folhas de T. baccata
Taxol®
• “Taxol”: nome protegido contra comercialização 
• síntese orgânica economicamente inviável
• aprovado pelo FDA para uso: cascas de T. brevifolia
• problemas
– árvore: 20 anos para crescer e 60 anos de idade para coleta 
– 1 g taxol: 13 kg cascas  1,3 árvores
– demanda anual: 24 kg de taxol (3/2 toneladas de cascas  36.000 árvores)
– necessidade nos EUA: 400 kg/ano
– cultivo difícil
Taxol®
• semi-síntese: a partir da bacatina III ou 10-desacetilbacatina III
H
O
O
O
NH
OH
O
O
O O
O
O
O
OHO
OH
H
RO
OH
O
O
O
O
O
OHO
OH
bacatina III: R = OAc
10-desacetilbacatina III: R = OH
Triterpenos e Esteróides
• triterpenos: unidades C30
• esteróides: unidades C27,C28 ou C29
• pouca variedade estrutural
OPP
farnesil-PP esqualeno
ligação cabeça-cabeça
esqualeno sintase
Biossíntese de Triterpenos e Esteróides
-OPP
triterpenos (C30)
Esteróides (C27, C28, C29)
2 x farnesil-PP 
(C15)
esqualeno
(C30)
ligação cabeça-cabeça
ligação cabeça-cauda
OPP
OH
H
H
H
H
H H
Triterpenos
oleano ursano lupeano
A
B
C
D
E
D
D
E E
1
3
5
8
9
6
10
11
13
14
15
19
21
22
16
25
18
23 24
3029
28
27
20
29
30
29
30
19
20
21
19
OH
H
H
H
Drogas
• Maytenus ilicifolia Mart. ex Reissek (espinheira-
santa, Celastraceae)
– anti-úlcera
– - e -amirina
-amirina
3
Esteróides 
OH
H
H H
Esteróides
núcleo esteroidal
vitamina D
hormônios
ác. biliares
fitoesteróis
heterosídeos
cardiotônicos
A
B
C
D
3
Antiinflamatórios
Esteróides
• plantas: unidades C28 e C29: fitoesteróis
• animais: unidades C27
estigmasterol (C29) ergosterol (C28)OH
H
H H
OH
H H
OH
H
OH
H
H H
Tetraterpenos e Carotenos
Tetraterpenos e Carotenos
• unidades C40: pigmentos, vitaminas, xantofilas 
• plantas e microrganismos 
• interesse industrial
-caroteno
licopeno