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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO – UFRJ NÚCLEO DE PESQUISA DE PRODUTOS NATURAIS – NPPN SEPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS DITERPENOS ÁCIDOS PRESENTES EM ÓLEO-RESINA DE Copaifera multijuga HAYNE (LEGUMINOSEAE) MARIANA HARUMI TASAKA PEREIRA Rio de Janeiro – Brasil 2011 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO – UFRJ NÚCLEO DE PESQUISA DE PRODUTOS NATURAIS – NPPN MESTRADO EM QUÍMICA DE PRODUTOS NATURAIS SEPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS DITERPENOS ÁCIDOS PRESENTES EM ÓLEO-RESINA DE Copaifera multijuga HAYNE (LEGUMINOSEAE) MARIANA HARUMI TASAKA PEREIRA Dissertação apresentada ao Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Ciências (Química de Produtos Naturais). ORIENTADORES: MONICA COSTA PADILHA ANGELO DA CUNHA PINTO Rio de Janeiro – Brasil 2011 Pereira, Mariana Harumi Tasaka Separação e Caracterização dos Diterpenos Ácidos presentes em óleo-resina de Copaifera multijuga Hayne (Leguminoseae)/ Mariana Harumi Tasaka Pereira – Rio de Janeiro: UFRJ, 2010. xxv, 210f.: il.; 31 cm. Orientador: Monica Costa Padilha e Angelo da Cunha Pinto Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais, 2011. Referências bibliográficas: f. 198-210. 1. Óleo-resina. 2. Copaifera multijuga. 3. Diterpenos ácidos. 4. Cromatografia. I. Padilha, M.C. (Orient.). II. PINTO, A.C. (Co-orient.). III. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais. IV. Isolamento e Caracterização dos Diterpenos Ácidos presentes em óleo-resina de Copaifera multijuga Hayne (Leguminoseae). FOLHA DE APROVAÇÃO MARIANA HARUMI TASAKA PEREIRA SEPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS DITERPENOS ÁCIDOS PRESENTES EM ÓLEO-RESINA DE Copaifera multijuga HAYNE (LEGUMINOSEAE) Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação do Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ciências. Em, 04 de Agosto de 2011, Aprovada pelos Doutores: Presidente, Prof.ª Drª MONICA COSTA PADILHA (Orientador, NPPN/IQ/UFRJ) Prof. Dr. FRANCISCO RADLER DE AQUINO NETO (IQ/UFRJ) Profª. Drª. JUSSARA PINHEIRO BARBOSA (FIOCRUZ) Profª. Drª. MICHELLE JAKELINE CUNHA REZENDE (IQ/UFRJ) Rio de Janeiro – Brasil 2011 V A Deus. Aos meus amores Paulo, Silvia, Paulo Igor e Gustavo. VI AGRADECIMENTOS Acima de tudo, a Deus por estar presente em todos os momentos de minha vida e por ser presença viva em tudo que faço. Aos meus pais, Paulo Roberto e Silvia Keiko, meu irmão Paulo Igor e ao meu namorado Gustavo Brito por me apoiarem e por me darem a base fundamental desta caminhada. Amo vocês. À minha Obatian por cuidar de mim todo esse tempo. Ao Professor Doutor Angelo da Cunha Pinto, pela orientação segura, pelos seus ensinamentos e por ter me acolhido em seu laboratório. À Professora Doutora Monica Costa Padilha, pela amizade, orientação e por ter acreditado no meu potencial. À Professora Doutora Lidilhone Hamerski Carbonezi, pela dedicação e valioso auxílio no desenvolvimento desse trabalho, além do incentivo e das palavras bem ditas. Aos Professores Alberto José Cavalheitro (UNESP – ARARAQUARA), Ana Hovell (IQ - UFRJ), Claudia Moraes Resende (IQ - UFRJ), Francisco Radler de Aquino Neto (IQ - UFRJ) e Letícia Costa-Lotufo (UFCE), pela importante contribuição científica. Ao Professor Flávio Almeida Violante pelos ensinamentos e incentivos pela Química de Produtos Naturais. Aos membros da Banca Examinadora, pela disponibilidade e suas contribuições. VII Às minhas adoráveis amigas, Suellen Rodrigues, Suellen Gomes, Ellis Castro, Raquel Pires, Marluce Oliveira, Ana Letícia Goulart e Anna Carolina dos Santos por dividirem comigo momentos de dúvidas e alegrias e por estarem presentes sempre nas horas certas e incertas. Ao amigo Fernando Gama, pela paciência, dedicação e pelo resgate de um celular. Ao amigo Jonhatas Revoredo pelo incentivo e pela atenção dispensada na etapa final desse trabalho. Aos meus amigos do NPPN, pelos momentos de alegrias e dúvidas, pelas conversas e questionamentos: Alan Patrick, Vagner Silva, Vanessa Moreira, Raphael Neves, Ana Paula, Julio, Carol e Cristiane. Aos colegas do Laboratório PILAB (IQ 621) e Laboratório de Aromas (IQ 626 A) pela ajuda, incentivo e pelos momentos de descontração. Aos colegas do LADETEC: Fabio Júnior, Carlos, Talis, Aninha e Erica. Aos colegas do LABDOP triagem IV, em especial ao Bruno Garrido e Felipe Leal. Ao CNPq pelo apoio financeiro. A todos vocês, agradeço por toda ajuda, colaboração e dedicação. Sigo levando comigo todos os ensinamentos e amizade. Muito obrigada! VIII “O olho é a lâmpada do corpo. Se teu olho é bom, todo o teu corpo se encherá de luz. Mas se ele é mau, todo teu corpo se encherá de escuridão. Se a luz que há em ti está apagada, imensa é a escuridão”. Jesus Cristo IX RESUMO SEPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS DITERPENOS ÁCIDOS PRESENTES EM ÓLEO-RESINA DE Copaifera multijuga HAYNE (LEGUMINOSEAE). Mariana Harumi Tasaka Pereira Orientadores: Monica Costa Padilha e Angelo da Cunha Pinto. Resumo da Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em Química de Produtos Naturais, Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais, da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Química de Produtos Naturais. O óleo-resina de copaíba é exsudado do tronco das árvores das espécies do gênero Copaifera. Esse óleo é amplamente utilizado na medicina popular como antinflamatório, antitumoral e cicatrizante. Sesquiterpenos e diterpenos ácidos são as principais substâncias encontradas nesse óleo-resina. Apesar da sua ampla utilização medicinal, o estudo das principais substâncias presentes no óleo de copaíba comercializado ainda é pouco explorado. Diante desse fato esse trabalho teve como objetivo promover a separação e a caracterização dos diterpenos ácidos encontrados em óleo-resina de Copaifera multijuga visando auxiliar no controle de qualidade dessa matéria-prima vegetal. O óleo-resina de Copaifera multijuga foi fracionado em coluna de sílica gel impregnada com KOH com intuito de promover a separação da fração rica em diterpenos ácidos das frações sesquiterpênicas. Os diterpenos ácidos presentes na fração diterpênicas foram isolados por cromatografia líquida de alta eficiência. No total, 8 diterpenos ácidos foram identificados, seis com esqueleto labdânico: ácido agático, ácido 3-hidróxi copálico, ácido pinifólico, ácido 3- acetóxi copálico, ácido copálico e ácido labda-7,13-dien-15-óico, e dois com esqueleto clerodânico: ácido hardwíckiico e ácido 7-acetóxi hardwíckiico. O ácido copálico, biomarcador da espécie, foi encontrado em todas as amostras comerciais de óleo-resina de copaíba. O estudo da citotoxicidade demonstrou que as amostras isoladas não apresentaram atividade citotóxica elevada frente a 4 linhagens de células tumorais humanas. Palavras-chaves: Óleo-resina, Copaifera multijuga, diterpenos ácidos, cromatografia. X ABSTRACT SEPARATION AND CHARACTERIZATION OF DITERPENE ACIDS PRESENTS IN Copaifera multijuga HAYNE OILRESIN (LEGUMINOSEAE). Mariana Harumi Tasaka Pereira Orientadores: Monica Costa Padilha e Angelo da Cunha Pinto. Abstract da Dissertação de Mestradosubmetida ao Programa de Pós-graduação em Química de Produtos Naturais, Núcleo de Pesquisa de Produtos Naturais, da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Química de Produtos Naturais. Copaiba oleoresin is exuded from the bark of trees of the genus Copaifera. This oilresin is widely used in folk medicine as anti-inflammatory, antitumor and healing. Sesquiterpene and diterpene acids are the main substances found in oilresin. Despite the wide medicinal use, the study of the main substances presents in commercial samples of copaiba oilresin is still little explored. Given this fact, this study aimed to promote the separation and characterization of diterpene acids found in Copaifera multijuga oilresin as an aid in quality control of the raw vegetable. The oilresin of Copaifera multijuga was fractionated on a silica gel column impregnated with KOH in order to promote the separation of the fraction rich in sesquiterpene and diterpene acids. The diterpene acids present in the fraction diterpenes were isolated by high performance liquid chromatography. A total of 8 diterpene acids were identified, six with a labdanic skeleton: agatic acid, 3-hydroxy copalic acid, pinifolic acid, 3-acetoxy copalic acid, copalic acid, labda-7,13-dien-15-oic acid, and two with a clerodane skeleton: 7-acetoxy hardwickiic acid and hardwickiic acid. Copalic acid, a biomarker of the species, was found in all samples of copaiba oilresin. The cytotoxicity study showed that the isolates of samples did not show high cytotoxic activity against four human tumor cell lines. Keywords: Oilresin, Copaifera multijuga, diterpene acid, chromatography. XI ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Chegada dos colonizadores portugueses em território brasileiro 29 Figura 2: Alguns espécimes de plantas utilizadas para fins terapêuticos 34 Figura 3: Foto do padre jesuíta José de Anchieta 37 Figura 4: “Os comedores de batata”. Pintura feita por Vincent van Gogh em abril de 1885. Dados do quadro: Óleo sobre tela, com dimensões de 82 por 14 cm, localizado no Museu van Gogh em Amsterdã- Holanda 39 Figura 5: Mapa da estrada real onde a copaíba era encontrada 40 Figura 6: Regiões onde as espécies do gênero Copaifera são encontradas 41 Figura 7: Hábito da espécie Copaifera multijuga Hayne 42 Figura 8: Exemplares de Copaifera guianensis (A), Copaifera coriacea (B), Copaifera martii (C), Copaifera langsdorffi (D) 43 Figura 9: Estados Brasileiros onde são encontradas as principais espécies do gênero Copaifera 44 Figura 10: Desenho sugerindo o uso do óleo-resina de copaíba como combustível para automóveis 52 Figura 11: Variação da coloração do óleo-resina de copaíba 53 Figura 12: Hábito de uma copaibeira (1); esquema representativo da perfuração do tronco de uma copaibeira com auxílio de um trado (2) 55 Figura 13: Processo de extração do óleo-resina de copaíba. (A) incisão feita com um trado no tronco da árvore; (B) escoamento do óleo-resina; (C) Fechamento do orifício aberto 56 Figura 14: Sesquiterpenos encontrados em espécies do gênero Copaifera 59 Figura 15: Esqueletos diterpênicos do tipo: caurano, clerodano e labdano 61 Figura 16: Estrutura dos diterpenos encontrados em óleo-resinas de Copaifera 64 Figura 17: Estrutura dos diterpenos labdânicos encontrados em óleo de copaíba 65 Figura 18: Diagrama de blocos dos principais componentes presentes em um cromatógrafo líquido 70 XII Figura 19: Esquema de um cromatográfo a gás (CG) 73 Figura 20: Esquema de um espectrômetro de massas 74 Figura 21: Aparelhagem para preparação do diazometano 78 Figura 22: Foto do procedimento de purificação do óleo-resina de Copaifera multijuga (OCP) por cromatografia em coluna de sílica gel impregnada com KOH 85 Figura 23: Coloração do óleo-resina de copaíba certificado (em destaque) e dos óleo-resinas de copaíba comerciais adquiridos no Estado do Rio de Janeiro 114 Figura 24: Foto das amostras óleo-resinas comerciais adquiridos no Estado do Rio de Janeiro 115 Figura 25: CCF do óleo-resina Copaifera multijuga e dos óleo-resinas de copaíba comerciais. (OC01 ao OC15) 118 Figura 26: Cromatograma do óleo-resina de Copaifera multijuga. Destaque para as regiões dos sesquiterpenos e dos diterpenos ácidos 121 Figura 27: Cromatograma dos óleos comerciais OC01, OC02, OC03, OC04, OC05 e OC06, evidenciando as regiões dos sesquiterpenos e dos diterpeno ácidos 123 Figura 28: Cromatograma dos óleos comerciais OC07, OC08, OC09, OC10, OC11 e OC12, evidenciando as regiões dos sesquiterpenos e dos diterpeno ácidos 124 Figura 29: Cromatograma dos óleos comerciais OC13, OC14, OC15, evidenciando as regiões dos sesquiterpenos e dos diterpenos ácidos 125 Figura 30: Teste de agrupamento dos óleo-resinas de copaíba comerciais 126 Figura 31: Análise multivariada por PCA, por amostra 127 Figura 32: Análise multivariada por PCA, por tempo de retenção 128 Figura 33: CCF das frações hexânicas, diclorometânicas e metanólicas do óleo-resina de copaíba padrão submetido à cromatografia de coluna em sílica gel impregnada com KOH (triplicata) 131 Figura 34: Fração metanólica do óleo-resina de copaíba padrão 133 Figura 35: Sistema de gradiente escolhido para isolamento dos diterpenos 135 XIII Figura 36: Cromatograma da fração ácida utilizando metanol na fase móvel 136 Figura 37: Frações isolados do óleo-resina de copaíba por CLAE 137 Figura 38: Cromatograma dos diterpenos ácidos isolados de C. multijuga 140 Figura 39: Cromatograma de CLAE-prep da fração ácida do óleo-resina de copaíba 142 Figura 40: Ampliação do cromatograma da fração MHARA4 143 Figura 41: Espectro de massas do ácido 3-acetóxi copálico 146 Figura 42: Proposta de fragmentação do ácido 3-acetóxi copálico 147 Figura 43: Proposta de fragmentação do ácido 3-acetóxi copálico (continuação) 148 Figura 44: Diferença entre o ácido copálico e o ácido labdan-7,13-dien-15- óico 152 Figura 45: Espectro de massas do ácido copálico 153 Figura 46: Espectro de massas do ácido labdan-7,13-dien-15-óico 153 Figura 47: Proposta de fragmentação do ácido copálico 154 Figura 48: Espectro de massas do ácido labdan-7,13-dien-15-óico 156 Figura 49: RMN 13C (50 MHz, MeOD) de uma mistura de ácido copálico e ácido labdan-7,13-dien-15-óico (MHT10) 158 Figura 50: Espectro de massas do ácido 3-hidróxi copálico 162 Figura 51: Proposta de fragmentação do ácido 3-hidróxi copálico 163 Figura 52: Proposta de fragmentação do ácido 3-hidróxi copálico (continuação) 164 Figura 53: RMN 1H do ácido 3-hidróxi copálico x ácido 3-acetóxi copálico, respectivamente 165 Figura 54: Espectro de massas do ácido pinifólico e do ácido agático, respectivamente 168 Figura 55: Proposta de fragmentação do ácido pinifólico e do ácido agático 169 Figura 56: Proposta de fragmentação do ácido agático e do ácido pinifólico (continuação) 170 Figura 57: Estruturas em cadeira do ácido pinifólico e ácido agático 172 XIV Figura 58: RMN 1H do ác. agático x ác. pinifólico (mistura MHARA4) 173 Figura 59: Valores de deslocamento químico de RMN de 13C para os ácidos agático e pinifólico 174 Figura 60: Espectro de massas do ácido 7-acetóxi hardwíckiico 176 Figura 61: Proposta de fragmentação do ácido 7-acetóxi hardwíckiico 177 Figura 62: Espectro de massas do ácido hardwíckiico 181 Figura 63: Proposta de fragmentação do ácido hardwíckiico 182 Figura 64: Cromatograma do CH2Cl2, solvente utilizado para diluição do padrão e das amostras 184 Figura 65: Cromatograma do ácido copálico, pureza calculada de 95% 185 Figura 66: Curva de calibração do ácido copálico. (A) Curva exponencial sem tratamento estatístico. (B) Curva linear com as respectivas ponderações 189XV ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1: Principais plantas utilizadas com fins terapêuticos no mundo 33 Tabela 2: Denominação de copaibeiras do Brasil 46 Tabela 3: Denominação de copaibeiras de diversos países da América do Sul 47 Tabela 4: Principais propriedades farmacológicas do óleo-resina de copaíba descritas na literatura e comprovadas experimentalmente. 50 Tabela 5: Propriedades farmacológicas dos principais diterpenos ácidos encontrados em óleo-resina de copaíba 51 Tabela 6: Diterpenos encontrados em óleo-resinas de espécies do gênero Copaifera 62 Tabela 7: Óleo-resinas de copaíba adquiridos no comércio 81 Tabela 8: Programação da temperatura utilizada em CG/DIC e CG/EM 83 Tabela 9: Eluentes utilizados no fracionamento da fração metanólica 88 Tabela 10: Programação exploratória de eluentes em CLAE com MeOH 91 Tabela 11: Programação exploratória de eluentes em CLAE com ACN 91 Tabela 12: Programação exploratória CLAE utilizando acetonitrila/água (métodos isocráticos) 93 Tabela 13: Concentrações dos cinco pontos da curva de calibração 96 Tabela 14: Programação de temperatura utilizada na curva de calibração do ácido copálico 97 Tabela 15: Levantamento bibliográfico da copaíba com seus respectivos refinos 112 Tabela 16: Análise preliminar dos óleos-resinas de copaíba quanto ao tipo de embalagem, coloração e odor 116 Tabela 17: Rendimento das frações hexânicas, diclorometânicas e metanólicas do óleo-resina de copaíba padrão submetido à cromatografia de coluna em sílica gel impregnada com KOH 132 Tabela 18: Código das frações isoladas por CLAE e a sua identificação 138 Tabela 19: Valores de deslocamento químico do ácido 3-acetóxi copálico x 150 XVI literatura Tabela 20: Valores de deslocamento químico de RMN 13C do ácido copálico x ácido labdan-7,13-dien-15-óico 160 Tabela 21: Comparação dos valores de RMN 1H e RMN 13C dos ácidos agático e pinifólico 174 Tabela 22: Comparação dos valores de RMN 1H e RMN 13C dos ácidos 7- acetóxi hardwíckiico e ácido hardwíckiico. 179 Tabela 23: Determinação do limite de detecção do ácido copálico na curva de calibração 186 Tabela 24: Valores de Cochran à um nível de significância de 5% 187 Tabela 25: Resultados do teste de Cochran para o ácido copálico 187 Tabela 26: Valores de área dos 5 pontos da curva de calibração do ácido copálico. Análise realizada em triplicata 188 Tabela 27: Valores logarítmicos da concentração e da área 189 Tabela 28: A equação da reta e o coeficiente de correlação com as respectivas ponderações 189 Tabela 29: Valores individuais das concentrações do ácido copálico para os 15 óleo-resinas de copaíba comercial adquiridos no Estado do Rio de janeiro 191 Tabela 30: Valores de CI50 (CE50 para os eritrócitos) e intervalo de 95% de confiança (IC95%) em g/mL das amostras testadas 193 XVII ÍNDICE DE ESQUEMAS Esquema 1: Metodologia aplicada para cromatografia de sílica gel impregnada com KOH 87 Esquema 2: Metodologia de Purificação da Fração Rica em Diterpenos Ácidos 89 XVIII LISTA DE ANEXOS Espectro 1: Espectro de massas do ácido agático (MHT02) Espectro 2: Espectro de massas do agatato de dimetila. Espectro 3: RMN de 1H (200 MHz, MeOD) do ácido agático (MHT02) Espectro 4: RMN de 13C (50 MHz, MeOD) do ácido agático (MHT02) Espectro 5: RMN de 13C (dept 135, 50 MHz, MeOD) do ácido agático (MHT02) Espectro 6: Espectro de massas do ácido 3-hidróxi copálico (MHT03) Espectro 7: Espectro de massas do 3-hidróxi copalato de metila Espectro 8: RMN de 1H (400MHz, MeOD) do ácido 3-hidróxi copálico (MHT03) Espectro 9: Espectro de massas do ácido 7-acetóxi hardwíckiico (MHT04) Espectro 10: Espectro de massas do 7-acetóxi hardwickiato de metila Espectro 11: RMN de 1H (200MHz, MeOD) do ácido 7-acetóxi hardwíckiico (MHT04) Espectro 12: RMN de 13C (50 MHz, MeOD) do Ácido 7-acetóxi hardiwíckiico (MHT04) Espectro 13: Espectro de massas do ácido pinifólico (MHT05) Espectro 14: Espectro de massas do pinifolato de dimetila Espectro 15: RMN de 1H (200MHz, MeOD) do ácido pinifólico (MHT05) em mistura com o ácido hardwíckiico (MHT07) Espectro 16: Espectro de massas do ácido hardwíckiico (MHT07) Espectro 17: RMN de 1H (400MHz, MeOD) do ácido hardwíckico (MHT07) Espectro 18: RMN de 13C (50 MHz, MeOD e CDCl3) de uma mistura de ácido pinifólico e ácido hardiwíckiico (MHARA4) Espectro 19: Ampliação do RMN de 13C (50 MHz, MeOD e CDCl3) de uma mistura de ácido pinifólico e ácido hardiwíckiico (MHARA4) Espectro 20: RMN de 13C (dept 135, 50 MHz, MeOD e CDCl3) de uma mistura de ácido pinifólico e ácido hardiwíckiico (MHARA4) Espectro 21: RMN de 13C (dept 90, 50 MHz, MeOD e CDCl3) de uma mistura de ácido pinifólico e ácido hardiwíckiico (MHARA4) Espectro 22: Ampliação do RMN de 13C (dept 90, 50 MHz, MeOD e CDCl3) de uma mistura de ácido pinifólico e ácido hardiwíckiico (MHARA4) Espectro 23: Espectro de massas do ácido 3-acetóxi copálico (MHT08) XIX Espectro 24: Espectro de massas do 3-acetóxi copalato de metila Espectro 25: RMN de 1H (200MHz, MeOD) do ácido 3-acetóxi copálico (MHT08) Espectro 26: RMN de 13C (50 MHz, MeOD) do ácido 3-acetóxi copálico (MHT08) Espectro 27: RMN de 13C (dept 135, 50 MHz, MeOD) do ácido 3-acetóxi copálico (MHT08) Espectro 28: Espectro de massas do ácido copálico (MHT10) Espectro 29: Espectro de massas do copalato de metila (MHT10) Espectro 30: Espectro de massas do ácido labdan-7,13-dien-15-óico (MHT10) Espectro 31: Espectro de massas do éster metílico do ácido labdan-7,13-dien-15- óico (MHT10) Espectro 32: RMN 1H (200 MHz, MeOD) de uma mistura de ácido copálico e ácido labdan-7,13-dien-15-óico (MHT10) Espectro 33: RMN 13C (50 MHz, MeOD) de uma mistura de ácido copálico e ácido labdan-7,13-dien-15-óico (MHT10) Espectro 34: Ampliação do espectro de RMN 13C (50 MHz, MeOD) de uma mistura de ácido copálico e ácido labdan-7,13-dien-15-óico (MHT10) Espectro 35: RMN 13C (dept 135, 50 MHz, MeOD) de uma mistura de ácido copálico e ácido labdan-7,13-dien-15-óico (MHT10) XX LISTA DE ABREVIATURAS, SÍMBOLOS E UNIDADES Deslocamento químico Micro ACN Acetonitrila C18 Fase estacionária octadecilsilano CI50 Concentração inibitória média CCF Cromatografia em camada fina CG Cromatografia gasosa CG-DIC Cromatografia gasosa acoplada ao detector por ionização em chama CG-EM Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas CG-AT Cromatografia gasosa em alta temperatura CLAE Cromatografia líquida de alta eficiência CLAE-prep Cromatografia líquida de alta eficiência preparativa d Dupleto dd Duplo dupleto eV Elétronvolts HL-60, HCT-8, SF-295 Linhagem de células tumorais (HL-60: leucemia), (HCT-8: cólon - humano), (SF-295glioblastoma - humano) HPLC High performance liquid chromatography Hz Hertz IE Impacto de elétrons INPA Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia IV Infravermelho J Constante de acoplamento escalar XXI LD Limite de detecção LQ Limite de Quantificação MeOH Metanol MHz Megahertz m/z Razão massa/carga NCI National Cancer Institute OC Óleo-resina de copaíba OCP Óleo-resina de copaíba padrão ppm Partícula por milhão RMN Ressonância magnética nuclear RMN 1H Ressonância magnética nuclear de hidrogênio-1 RMN 13C Ressonância magnética nuclear de carbono-13 s Simpleto SCAN Modo de aquisição por varredura linear SPLIT Divisão de fluxo UV Ultravioleta UV-DAD Ultravioleta- detector por arranjode diodos XXII SUMÁRIO INTRODUÇÃO 26 OBJETIVO 28 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 28 CAPÍTULO I 29 1.1- A Química de Produtos Naturais no Brasil 29 1.2- As plantas na Química de Produtos Naturais 31 CAPÍTULO II 36 2.1- Considerações Gerais sobre a Copaíba 36 2.1.1- Histórico 36 2.1.2- Origem e Distribuição 41 2.2- Etnobotânica do óleo-resina de copaíba 45 2.3- Propriedades Farmacológicas do óleo-resina de copaíba 49 CAPÍTULO III 53 3.1- O óleo-resina de Copaíba 53 3.2- Extração do óleo-resina de Copaíba 54 3.3- Substâncias detectadas no óleo-resina de Copaíba 57 3.4- Adulteração e Controle da qualidade do óleo-resina de Copaíba 66 CAPÍTULO IV 68 4- Técnicas Analíticas 68 4.1- Cromatografia Líquida de Alta Eficiência 68 4.2-Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas 71 76 XXIII CAPÍTULO V 5- Experimental 76 5.1- Pesquisa Bibliográfica 76 5.2- Solventes e Reagentes 77 5.3- Materiais e Equipamentos 78 5.4- Obtenção e Análise Sensorial dos Óleos-resinas de Copaíba 80 5.4.1- Cromatografia em Camada Fina 82 5.5- Condições de Análise Cromatográfica dos Óleo-resinas de Copaíba 82 5.5.1- Cromatografia Gasosa 82 5.5.2- Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas 83 5.6- Fracionamento do Óleo-resina de Copaíba Padrão 84 5.6.1- Cromatografia em Coluna de Sílica Gel Impregnada com KOH 84 5.6.2- Purificação da Fração Rica em Diterpenos Ácidos (Fração Metanólica) para Análise em CLAE-preparativa 88 5.7- Isolamento e Identificação dos Diterpenos Ácidos 90 5.7.1- Primeira Etapa: CLAE semi-preparativa 90 5.7.2- Segunda Etapa: CLAE Preparativa 92 5.7.3- Ressonância Magnética Nuclear 94 5.8- Quantificação do Ácido Copálico 94 5.8.1- Linearidade 97 5.8.2- Limite de Detecção 98 5.8.3- Limite de Quantificação 98 5.8.5- Homo/heterocedasticidade 98 5.8.6- Contaminação entre Amostra 99 5.9- Atividades Farmacológicas 100 5.9.1- Citotoxicidade em células tumorais 100 XXIV 5.9.2- Avaliação da Atividade Hemolítica 101 5.10- Dados Físico-Químicos dos Diterpenos Ácidos Isolados 103 5.10.1- Ácido agático 103 5.10.2- Ácido 3-hidróxi copálico 104 5.10.3- Ácido 7-acetóxi hardwíckiico 105 5.10.4- Ácido ácido pinifólico 106 5.10.5- Ácido hardwíckico 107 5.10.6- Ácido 3-acetóxi copálico 108 5.10.7- Ácido copálico 109 5.10.8- Ácido labda-7,13-dien-15-óico 110 CAPÍTULO VI 111 6- Resultados e Discussão 111 6.1- Pesquisa Bibliográfica 111 6.2- Análise dos Óleo-resinas de Copaíba 114 6.3- Análise Química 117 6.3.1- Cromatografia em Camada Fina (CCF) 117 6.3.2- Cromatografia Gasosa 119 6.3.3- Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas 120 6.4- Fracionamento do Óleo-resina de Copaifera multijuga 129 6.4.1- Cromatografia em Coluna de Sílica Gel Impregnada com KOH 129 6.4.2- Cromatografia Líquida de Alta Eficiência 133 6.4.2.1- Primeira Etapa: CLAE semi-preparativa 134 6.4.2.2- Segunda Etapa: CLAE Preparativa 141 6.5- Determinação dos Diterpenos Ácidos Isolados 144 XXV 6.5.1- Primeira Etapa: Identificação dos ácidos com esqueleto labdano 145 6.5.1.1- Ácido 3-acetóxi copálico (MHT08) 145 6.5.1.2- Ácido copálico (MHT10a) e Ácido labdan-7,13- dien-15-óico (MHT10b) 151 6.5.1.3- Ácido 3-hidróxi copálico (MHT03) 161 6.5.1.4- Ácido agático (MHT02) e ácido pinifólico o (MHT05) 166 6.5.2- Segunda etapa: Identificação dos ácidos com esqueleto clerodano 175 6.5.2.1- Ácido 7-acetóxi hardwíckiico (MHT04) 175 6.5.2.1- Ácido hardwíckiico (MHT07) 180 6.6- Quantificação do ácido copálico 184 6.6.1- Linearidade 185 6.6.2- Limite de Detecção e Limite de Quantificação 185 6.6.3- Homo/heterocedasticidade 186 6.6.4- Contaminação entre Amostras 188 6.6.5- Curva de Calibração/ Linearidade 188 6.6.6- Quantificação do ácido copálico nas amostras do óleo-resina de copaíba comercial 190 6.7- Atividade Farmacológica 192 CAPÍTULO VII 195 7.1- Conclusão 195 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 198 ANEXOS 26 INTRODUÇÃO As plantas medicinais e seus derivados constituíram, durante muito tempo, a base para cura de muitas doenças sendo muitas vezes utilizadas como único recurso terapêutico de muitas comunidades e grupos étnicos. As observações populares sobre o uso e a eficácia das plantas medicinais muito contribuíram para a divulgação das virtudes terapêuticas de espécies vegetais. Dentre essas inúmeras espécies destacam-se as plantas do gênero Copaifera. O gênero Copaifera abrange mais de 72 espécies nativas da América Latina e da Africa Ocidental. No Brasil são encontradas 16 espécies, sendo que sua maior concentração encontra-se na Região Amazônica. Dentre essas espécies destacam-se C. langsdorffii Desf., C. reticulata Ducke, C. multijuga Hayne e C. cearensis Huber ex Ducke. As copaibeiras ou pau d’óleo, como são conhecidas, possuem grande potencial econômico para uso não-madeireiro na região amazônica, devido ao óleo que produzem. O óleo-resina de copaíba é extraído dessas árvores através de uma incisão feita no tronco com auxílio de um trado (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002). Esse óleo-resina é indicado para diversos fins terapêuticos como anti-inflamatório, antitumoral, e principalmente, como cicatrizante. Além da utilização do óleo-resina de copaíba como agente terapêutico, ele pode ser usado na indústria cosmética na preparação de formulações para pele, cabelos e perfumes, como combustível ou na 27 indústria de vernizes (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; ROMERO, 2007; BRASIL et al., 2010; PIERI et al., 2009). O óleo-resina de copaíba é um líquido transparente de viscosidade variável produzido para proteger a árvore do ataque de microorganismos e herbívoros. Sua coloração pode variar do amarelo-claro ao marrom-escuro dependendo da espécie. Esse óleo é constituído principalmente por uma mistura de sesquiterpenos e de diterpenos ácidos. Os sesquiterpenos são os principais responsáveis pelo aroma amadeirado do óleo, enquanto que os diterpenos apresentam diversas propriedades farmacológicas já descritas (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; PIERI et al., 2009). Devido à crescente demanda do mercado, a autenticidade e a efetividade dos produtos contendo óleo-resina de copaíba estão sendo comprometidas. Muitos óleo- resinas comercializados atualmente sofreram algum tipo de adulteração com produtos de menor valor agregado, tendo como principal objetivo a diluição do óleo. Embora, diversos trabalhos sobre o gênero já tenham sido publicados, ainda há muitas dúvidas no que diz respeito à composição química do óleo e suas propriedades farmacológicas. Uma alternativa para minimizar as adulterações que ocorrem nessa matéria-prima vegetal é a identificação química e a origem das diferentes espécies de copaibeiras existentes. Logo, a separação e caracterização dos diterpenos ácidos encontrados em óleo- resina de Copaifera multijuga Hayne auxiliaria no controle da qualidade dessa matéria- prima vegetal. 28 OBJETIVO O presente trabalho tem como objetivo promover a separação e a caracterização dos diterpenos ácidos encontrados em óleo-resina de Copaifera multijuga Hayne visando auxiliar no controle da qualidade de óleo-resina de copaíba comercial.OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Determinação da melhor condição analítica para separação dos diterpenos ácidos presentes no óleo-resina de Copaifera multijuga Hayne por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada ao detector por ultravioleta. - Traçar o perfil químico do óleo-resina de C. multijuga e de 15 óleo-resinas de copaíba comerciais por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas no modo de aquisição por varredura linear (SCAN). - Avaliação do comportamento dos diterpenos ácidos no CG-EM sem nenhum tipo de derivatização em coluna de baixo sangramento e fase estacionária apolar. - Caracterização e identificação dos diterpenos ácidos isolados por CG-EM e Ressonância Magnética Nuclear. - Quantificação do ácido copálico que é considerado um biomarcador da espécie, em amostras de óleo-resinas de copaíba comerciais. - Avaliação farmacológica dos diterpenos ácidos isolados de C. multijuga contra células tumorais. 29 CAPÍTULO I 1.1- A Química de Produtos Naturais no Brasil A descoberta do Brasil por Portugal em 1500 levou à Europa uma inesgotável fonte de novidade. O Brasil era considerado pelos portugueses um lugar paradisíaco que possuía uma flora de belezas e cores inigualáveis e uma fauna muito exuberante (PINTO, 1995; PINTO et al., 2007). Os índios foram os primeiros habitantes encontrados pela comitiva portuguesa na sua chegada ao Brasil (Figura 1). Após um longo período de convivência, os médicos- portugueses vindos nessa comitiva perceberam que os índios possuíam um amplo conhecimento sobre as plantas nativas às quais poderiam ser utilizadas como alimento, veneno ou remédio (PINTO et al., 2002; PINTO et al., 2007). Figura 1: Chegada dos colonizadores portugueses em território brasileiro. Fonte: www.portalhoje.com/.../indios-e-portugueses.jpg http://www.portalhoje.com/.../indios-e-portugueses.jpg 30 Devido à escassez de medicamentos na Europa, muitos médicos portugueses se viram obrigados a utilizar os remédios indígenas para cura de suas enfermidades. Esse fato foi importante para a história da química de produtos naturais brasileira, pois obrigou os médicos portugueses a perceberem a real importância dos remédios indígenas. Além disso, essa descoberta ajudou os viajantes que em suas expedições pelas terras brasileiras se abasteciam desses remédios. Vale à pena ressaltar que muitos desses viajantes, e os médicos-portugueses referiam-se a esses produtos naturais indígenas como “as árvores e as ervas das virtudes” (PINTO et al., 2002). Além dos remédios naturais utilizados pelos índios na cura de enfermidades, os corantes também ganharam grande destaque. O corante vermelho extraído do pau- brasil (Caesalpinea echinata L.) foi muito explorado pelos portugueses. Além do pau- brasil destaca-se o corante vermelho extraído do urucu (Bixa orellana), assim como o corante preto extraído do jenipapo (Genipa americana) (PINTO, 1995; PINTO et al., 2002). Com a crise no mercado de especiarias da Índia e da Ásia, Portugal se viu obrigado a explorar as especiarias do sertão brasileiro. Relatos indicam que no ano de 1793 mais de mil arrobas de anis foram exportadas para Portugal. Em 1808, com a chegada da Corte Real Portuguesa ao Brasil e a abertura dos portos às nações amigas decretada por D. João VI ocorreu o início das expedições científicas brasileiras (PINTO et al., 2002). Com o avanço das expedições científicas no Brasil, foram feitas valiosas observações pelos médicos-botânicos vindos com a corte portuguesa. Dentre os principais médicos-naturalistas que passaram pelo Brasil, Theodoro Peckolt é o que 31 ganha grande destaque devido às suas valiosas contribuições. Em 1847, Peckolt chega ao Brasil com intuito de estudar a flora brasileira. Esse alemão se dedicou profundamente aos estudos das plantas brasileiras ganhando destaque como pai da fitoquímica brasileira (PINTO et al., 2002). Peckolt estudou botanica, morfologica, quimica e farmacologicamente mais de 2000 exemplares de plantas. Além disso, foi ele o responsável pelo isolamento do plumerídeo, primeiro iridóide natural isolado em forma pura (PINTO et al., 2007). Além de Peckolt, outros nomes podem ser destacados como pioneiros na química de produtos naturais no Brasil como: Ezequiel dos Santos responsável pelo isolamento do primeiro alcalóide brasileiro, a pereirina; Domingos Freire descritor do alcalóide solasonina; Pedro Batista de Andrade que trabalhou com a composição química do café (PINTO et al., 2002; PINTO et al., 2007). O crescimento da fitoquímica brasileira moderna se deve aos ilustres pesquisadores Otto R. Gottlieb, Benjamin Gilbert, Walter Mors, Paulo da Silva Lacaz, Roderick A. Barnes, Maria Auxiliadora Kaplan, entre outros (PINTO et al., 2002; SEABRA et al., 2007). 1.2- As plantas na Química de Produtos Naturais As plantas foram utilizadas durante séculos como a única fonte de tratamento de doenças do homem, e são elas as responsáveis pela descoberta de vários medicamentos. As observações populares sobre o uso e a eficácia de plantas medicinais contribuíram de forma relevante para a divulgação das virtudes terapêuticas dos vegetais. Atualmente, cerca de 52% dos medicamentos prescritos são originários de 32 fontes naturais (plantas, animais ou microorganismos). Acredita-se que grande parte da população mundial, aproximadamente 80 %, utilize as plantas como primeiro recurso terapêutico (MATOS, 1997; HOSTETTMANN et al., 2003; MACIEL et al., 2002; NEWMAN, 2003). Devido à grande difusão das plantas medicinais e à preocupação com a qualidade de vida, a fitoterapia vem ressurgindo como uma opção medicamentosa bem aceita e acessível. No século 19, a indústria de fitoterápicos vendeu aproximadamente 2,4 bilhões de dólares nos países da Europa e 3,2 bilhões de dólares nos Estados Unidos com o crescimento anual de 25 % desde então (AURICCHIO & BACCHI, 2003). No Brasil, desde 2000, cerca de 650 registros de medicamentos fitoterápicos (130-150/ ano) foram obtidos, sendo representado por 89 % de plantas exóticas. Atualmente, os fitoterápicos no mundo estão movimentando cerca de US$ 35 bilhões de dólares ao ano, sendo a Alemanha a líder mundial em vendas. No Brasil, esse número gira em torno de US$ 500 milhões anuais (GOMES, 2007). VEIGA JÚNIOR (2004) fez um levantamento bibliográfico amplo relacionando a evolução do número de trabalhos publicados em plantas medicinais. O autor nota um crescente aumento entre os anos de 1990-2001, e ressalta a necessidade da interdisciplinaridade no estudo de plantas para a solução de problemas cotidianos (botânicos, químicos, farmacêuticos, agrônomos). Na tabela 1, encontram-se as principais plantas utilizadas com fins terapêuticos no mundo (Figura 2). 33 Tabela 1: Principais plantas utilizadas com fins terapêuticos no mundo (VEIGA JUNIOR, 2004). Espécie Substância Ativa Uso Nome Popular Atropa belladonna Atropina Anticolinérgico Beladona Coffea arabica Cafeína Estimulante Café Copaifera langsdorffii Ácido careunóico Antitumoral Óleo de copaíba Erytroxylum coca Cocaína Anestésico local Cocaína Digitalis purpurea Digitoxina e Digoxina Cardiotônico Dedaleira Gingko biloba Gingkobilina Antioxidante Gingobiloba Mentha spp. Mentol Rubefaciente Hortelã Papaver somniferum Morfina Analgésico Morfina Crotalaria spectabilis Monocrotalina Antitumoral Crotalaria Salix Alba Salicina Analgésico Salgueiro Taxus brevifolia Taxol Antitumoral Taxus Catharantus roseus Vinblastina e Vincristina Antitumoral Vinca Geissospermun laeve Pereirina Estimulante sexual Pau-pereira Cymbopogon citratus Citral Calmante Capim-limão Tabebuia impetiginosa Lapachol Antimicrobiano Ipê-roxo 34 Figura 2: Algumasespécies de plantas utilizadas para fins terapêuticos (Gingko biloba, Cymbopogon citratus, Mentha arvensis, Catharanteus roseus, Papaver somniferum, Digitalis purpurea, Coffea arabica, Tabebuia impetiginosa). Fonte: www.upload.wikimedia.org www.biologie.uniregensburg.de/Botanik/Schoenfelder/kanaren/images/Catharanthus_roseus.jpg www.iac.sp.gov.br/Tecnologias/Capim_Limao/06.jpg 1 2 3 4 5 6 7 8 http://www.biologie.uniregensburg.de/Botanik/Schoenfelder/kanaren/images/Catharanthus_roseus.jpg http://www.iac.sp.gov.br/Tecnologias/Capim_Limao/06.jpg 35 O Brasil possui uma das maiores diversidades biológicas do planeta. Em diferentes regiões são observadas espécies nativas, ou ainda, espécies exóticas que foram introduzidas pelos colonizadores e escravos (MELO et al., 2007). Em diversas regiões muitas dessas espécies vegetais são utilizadas pela população como alternativa para a cura de doenças e sintomas. O conhecimento etnobotânico sobre a eficácia das plantas medicinais contribui de forma efetiva para a divulgação das virtudes terapêutica e para motivação de novas pesquisas na área da química de produtos naturais (MACIEL et al., 2002). Uma ampla variedade de espécies com potencial medicinal são comercializadas em feiras livres, mercados populares ou cultivadas nos quintais residenciais. Dentre essas inúmeras espécies vegetais de interesse medicinal, encontram-se as espécies do gênero Copaifera, pertencentes à família das Leguminoseae. A copaíba se destaca por ser uma das plantas medicinais mais conhecidas e utilizadas no Estado do Amazonas, Brasil. 36 CAPÍTULO II 2.1- Considerações Gerais sobre a Copaíba 2.1.1- Histórico O nome copaíba é originário do tupi, onde “Cupa-yba” significa árvore de depósito, ou que tem jazida, fazendo alusão ao seu óleo. O óleo que essa planta produz era muito utilizado pelos indígenas no tratamento de feridas. Provavelmente, esse conhecimento começou a ser difundido pelos índios através da observação do comportamento de alguns animais que se esfregavam no tronco dessas árvores para melhorarem seus ferimentos (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002). O primeiro relato sobre o óleo de copaíba ocorreu em meados de 1516, quando Pietro Martyr d’Angleria, cronista do Conselho das Índias encarregado em descrever as descobertas no Novo Mundo, mencionou o bálsamo de copaíba em uma de suas cartas. “… Na mesma terra, eles colhem o piche que transpira das rochas, muito mais dura e azeda que o piche da árvore [...] Essa terra também produz piche em dois tipos de árvores, como no Pinheiro, e outra chamada de Copeia. Não preciso falar do Pinheiro [...] Falemos, portanto, alguma coisa sobre a outra, chamada de Copeia, também se colhe piche dela, como do pinheiro, embora alguns falam que é colhida destilando ou gotejando a madeira quando queima. É algo estranho ouvir isto último, e como uma provisão necessária da natureza é mostrada nela.” Em 1560, o padre jesuíta José de Anchieta (Figura 3) descreveu as utilidades do óleo de copaíba (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; ALFONSO-GOLDFARB et al., 2010): 37 “De entre as árvores, uma parece digna de menção (posto que haja outras que destillam um liquido, similhante a resina, e que serve para remédio) a qual distilla um succo delicadíssimo, que alguns querem que seja bálsamo; o qual, a principio pelos furinhos, feitos pelo caruncho, ou também pelas incisões abertas com facas, ou machadinhos, corre como azeite, depois, coagulando-se, parece apresentar a apparencia de bálsamo: o cheiro que desprende não é muito forte, mas agradabilíssimo; e é excellente para curar feridas, porque nem mesmo restam vestígios de cicatrizes, como dizem que se provou pela experiência.” Figura 3: Foto do padre jesuíta José de Anchieta. Fonte: www.passeiweb.com/.../pe_jose_de_anchieta.jpg Os jesuítas ainda relataram que quando os índios brasileiros voltavam das guerras intertribais todos machucados, seus corpos eram lambuzados com óleo de copaíba acreditando-se no seu poder cicatrizante. Eles ainda ressaltavam que quanto mais quente estivesse o óleo mais eficaz seria o tratamento (ROSA & GOMES, 2009; ALFONSO-GOLDFARB et al., 2010). “Como o tenho por experimentado em casos mui desesperados de ferimentos mui penetrantes assim da Cabeça, como do Ventre e o Peito e em musculos, e nervos Cortados, é só Aquecé-lo numa colher, de metal até que ferva e solte fumaça [...] assim Quente aplicá-lo nos ferimentos tão Quente quanto o paciente puder sofrer.” Tempos depois, em 1606, o padre José da Costa publica em “História Natural e Moral das Índias” a propriedade do óleo de copaíba na cura de diversas doenças (VEIGA JUNIOR, 2004): “O bálsamo é celebrado com razão por seu excelente odor, e muito maior efeito para curar feridas, e outros diversos remédios para enfermidades, que nele se experimentam.” As práticas indígenas diante do óleo de copaíba foram difundidas por todos os viajantes europeus, contornando assim a escassez de medicamentos na Europa. 38 Diversos cronistas que estiveram no Brasil naquela época retrataram a utilização do óleo de copaíba como poderoso cicatrizante e alguns deles descreveram algumas espécies produtoras desse óleo (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; PIERI et al., 2009). Em 1694, o cronista João Ferreira Rosa relatou em seu Tratado Único da Constituição Pestilencial o mesmo procedimento de extração do óleo-resina de copaíba seguido até hoje pelos índios (ROSA & GOMES, 2009): “Neste pau, nas noites de lua cheia, quando os frutos estão maduros, se faz golpe até a medula, [...], correr óleo em grande quantidade.” O óleo de copaíba ganhou grande destaque no emprego de doenças venéreas como a gonorréia e a sífilis que faziam vítimas em larga escala na época da colonização. Alguns médicos daquela época verificaram que esse óleo apresentava melhores resultados em homens do que em mulheres, tendo em vista que a área de contato da doença era menor. O óleo de copaíba também era empregado contra doenças urinárias como a cistite, inflamações e contra hemorróidas (SIGMOND, 1837; PEREIRA, 1857). A popularidade do óleo de copaíba frente às diferentes propriedades terapêutica descritas pelos historiadores transformou-o em um remédio famoso e procurado em todo o mundo. Com isso, o seu valor foi aumentando rapidamente, alcançando níveis altíssimos. O óleo de copaíba se tornou escasso no comércio e passou a ser considerado um elixir caro e precioso (ALFONSO-GOLDFARB et al., 2010). Uma vez que o uso do óleo de copaíba se tornou essencial para a cura de doenças, começou a ocorrer no Brasil uma exploração sem critério das copaibeiras, 39 logo, no ano de 1818 o governo imperial promulgou um ato regulando a extração do óleo dessas árvores visando minimizar a sua destruição (PIERI et al., 2009). Em outro relato, o escritor José de Alencar (1865) menciona a copaibeira em seu livro Iracema (ROMERO, 2007): “... Aí da esposa! ... Sentiu já o golpe no coração e como a copaíba ferida no âmago, destila as lágrimas em fio.” Na Europa, o óleo de copaíba era muito utilizado por pintores famosos devido ao seu efeito de inibição de secagem da tinta óleo. No período de 1884-1885 (período Nuenem), o famoso pintor Vicent van Gogh fez o uso do óleo-resina de copaíba em suas pinturas (Figura 4) (ROMERO, 2007). Figura 4: “Os comedores de batata”. Pintura feita por Vincent van Gogh em abril de 1885. Dados do quadro: Óleo sobre tela, com dimensões de 82 por 14 cm, localizado no Museu van Gogh em Amsterdã- Holanda. (Fonte: ROMERO, 2007) 40 Além da região Amazônica, a copaíba encontrava-se muito presente no caminho da Estrada Real (do Rio de Janeiro a Minas Gerais). A espécie mais encontrada nessa região era a Copaifera langsdorffii. Sua ação cicatrizantejá havia sido descrita pelos portugueses nos primeiros anos de colonização do Brasil. No caminho da Estrada Real, a copaibeira era mais conhecida por homens do que por mulheres, representando 80% do total do uso popular(BRANDÃO & ZANETTI, 2008) (Figura 5). Figura 5: Mapa da estrada real onde a Copaíba era encontrada. Fonte: http://casal20.files.wordpress.com/2009/07/mapa_estrada1.jpg 41 2.1.2- Origem e Distribuição A copaíba (Copaifera spp.) é uma espécie com potencial econômico para uso não-madeireiro na região amazônica devido ao óleo que produz. O óleo de copaíba é extraído do tronco das árvores de diversas espécies do gênero Copaifera (Leguminosae). Esse gênero abrange mais de 72 espécies nativas da América Latina e da Africa Ocidental (Figura 6). No Brasil são encontradas 16 espécies, sendo que sua maior concentração encontra-se na Região Amazônica e no Estado do Pará (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; PIERI, et al., 2009; VEIGA JUNIOR, 2004). Figura 6: Regiões onde as espécies do gênero Copaifera são encontradas. Fonte: Adaptado de VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002. 42 Essas árvores são conhecidas popularmente como copaibeiras ou pau d’óleo. Ocorrem em matas de terra firme e com solos argilosos e arenosos. Seu crescimento é lento, podendo chegar a 40 metros de altura e viver mais de 400 anos. Sua copa é globosa com folhas alternadas, penuladas e pecioladas. As flores são pequenas, hermafroditas e arranjadas em panículos axilares. Os frutos são em forma de vagens avermelhadas que possuem uma semente ovóide com um arilo amarelo intenso (Figura 7) (LORENZI, 1992). À noite, as copaibeiras são ponto de encontro de diversos mamíferos, como os macacos mono-carvoeiros (Cebus apella nigritus) e de pequenos roedores (ROSA & GOMES, 2009). Figura 7: Hábito da espécie Copaifera multijuga Hayne. Fonte: www.arvores.brasil.nom.br/copaiba1.jpg 43 Entre as espécies mais abundantes, destacam-se: C. officinalis L., C. guianensis Desf., C. langsdorffii Desf., C. reticulata Ducke, C. multijuga Hayne, C. cearensis Huber ex Ducke, C. glycycarpa Ducke, C. coriacea , C. officinalis L., C. martii Hayne, C. paupera Dwyer e C. trapezifoli Hayne (Figura 8). Figura 8: Exemplares de Copaifera guianensis (A), Copaifera coriacea (B), Copaifera martii (C), Copaifera langsdorffi (D). Fonte: Adaptado de Pereira, 1857. 44 No Brasil, as espécies C. langsdorffii Desf., C. reticulata Ducke, C. multijuga Hayne e C. cearensis Huber ex Ducke são as que mais se destacam. No mapa abaixo estão destacados seus principais habitats (Figura 9) (CASCON, 2004). Figura 9: Estados Brasileiros onde são encontradas as principais espécies do gênero Copaifera. Fonte: mundinhodacrianca.blogspot.com 45 2.2- Etnobotânica do óleo-resina de copaíba O óleo-resina de copaíba tem sido utilizado pelos índios como fonte de cura para diversas doenças, por esse motivo os indígenas consideram essa árvore como sendo uma árvore mística. Para a população esse conhecimento foi passado de geração a geração, logo foi e ainda é considerado uma fonte de remédio. Alem disso, existem outras aplicabilidades populares para as copaibeiras e seu óleo, como ponto de espera de caça e fonte de renda (VEIGA JUNIOR, 2004, BRASIL et al., 2010). VEIGA JUNIOR (2004) menciona em sua tese um ritual de extração do óleo- resina de copaíba citado pelo Pajé da tribo de Ji-Paraná, Rondônia, Brasil: “(...) Em noites de lua cheia, principalmente no mês de agosto, tarde da noite, pode-se observar um clarão vindo da mata. Este clarão é observado em função do óleo de copaíba que medra da terra e sobe à árvore. Se a árvore for fêmea e adulta, no dia seguinte, dá-se um susto na árvore com espingarda, e então, sem olhar para a copa, faz-se um furo no tronco desta, na altura do peito. Quando o óleo escorre a árvore solta um longo suspiro mas, se a copa da árvore for olhada enquanto se fura, a árvore esconde o óleo, que volta a terra.” Pajé da tribo de Ji-Paraná/Rondônia (VEIGA JUNIOR, 2004) O óleo-resina de copaíba é conhecido popularmente por diferentes nomes que estão relacionados com a região na qual se encontra ou onde o óleo é comercializado (Tabela 2). 46 Tabela 2: Denominação de copaibeiras do Brasil (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; PLOWDEN, 2004; CASCON, 2004; PIERI et al., 2009). Nome Científico Nome Popular Ocorrência Copaifera coriacea Baume de São Paulo São Paulo, Minas Gerais, Bahia, Piauí Copaifera langsdorfii Capaíba, copaúba, pau-óleo, pau-óleo-do-sertão, copaíba vermelha, copaíba da várzea, copaíba de minas. Minas Gerais, Paraná, Goiás, Rio de Janeiro, São Paulo. Copaifera martii Copaíba jutaí ou Jutaí pororoca, copaibarana. Pará, Maranhão, Piauí. Copaifera multijuga Marimari, cupaíba, copaíba Angelim, copaíba roxo. Amazônia. Copaifera officinalis Copaíba verdadeira, jatobá mirim, cupiúba. Amazônia, Roraima, Maranhão, Piauí. 47 Além do Brasil, o óleo-resina de copaíba é conhecido no mundo inteiro devido às suas inúmeras propriedades farmacológicas. Na América do Sul esse óleo-resina é conhecido com os mais variados nomes: copaiba del Brasil, tronco puerco, arbol de aceite, kopaibi (Tabela 3) (PLOWDEN, 2004). Já na Venezuela, é denominado aceite de palo ou cabimba (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002). Na França, o óleo de copaíba é conhecido como huile de copahu ou huile rouge de copayer. Na Alemanha, copaiva balsam ou copaivabalsamoel e nos Estados Unidos da América, copaiba balsam ou copaiba oil (CASCON, 2004). Tabela 3: Denominação de copaibeiras de diversos países da América do Sul (PLOWDEN, 2004). Nome Científico Nome Popular Ocorrência Espécie indefinida Balsamo del Brasil Chile C. officinalis Copaibi, Kuruma Panchomouti Apaoewa ou hoopelboom Aceite ou cabimbo Colômbia Guiana Francesa Suriname Venezuela C. guianensis Tronco puerco Colômbia C. langsdorfii Cupa’y ou Kupa’y Paraguai C. reticulata Copaiba blanca ou copaiba Peru 48 O óleo-resina tem uma grande utilização popular, sendo muito empregado na cicatrização de feridas e como anti-inflamatório. Além disso, esse óleo-resina pode ser utilizado como anti-séptico, expectorante e diurético; no tratamento de tumores na próstata, hemorróidas e diarréia. Os índios utilizavam esse óleo-resina no umbigo dos recém-nascidos para evitar infecções por tétano e em guerreiros quando voltavam das lutas machucados. O uso em excesso do óleo-resina pode causar náuseas, vômitos e febre (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; ROMERO, 2007; BRASIL et al., 2010; PIERI et al., 2009) BERTONI (1927) apud VEIGA JUNIOR & PINTO (2002) descreveu algumas propriedades do óleo de copaíba que atualmente estão esquecidas: “É evidente a ação do óleo de copaíba C. langsdorfii, no tratamento de reumatismo! Utiliza-se nas desinterias, em casos mais graves, onde a ipeca não resolvia. Em especial nos casos mais graves, como retite gangrenosa (...)” Em Camarões, na África Ocidental, a espécie Copaifera religiosa é utilizada no tratamento de sífilis e blenorragia. Já na Guiana Francesa, o óleo é utilizado no tratamento da psoríase e leishmaniose (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002). A espécie Copaifera multijuga é utilizada principalmente no tratamento da blenorragia, da cistite e hemorróida, de febre, de psoríasis, além de ser utilizado como expectorante e cicatrizante (PEREIRA, 1857; FONTES, 2007; BRASIL et al., 2010). 49 2.3- Propriedades Farmacológicas do óleo-resina de copaíba O óleo-resina de copaíba possui várias propriedades farmacológicas que foram descritas na literatura experimentalmente (Tabela 4). Dentre essas propriedades, destacam-se as atividades: anti-inflamatória,anti-séptica, analgésica, cicatrizante, anti- reumática e antitumoral (Tabela 4). Além do óleo, o chá da casca e das sementes possuem atividades terapêuticas como, anti-hemorroidal, purgativa e antiasmática (CASCON & GILBERT, 2000; VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; AMARAL et al., 2005; BIAVATTI et al., 2006; GOMES, 2007; BARBOSA et al., 2009; MENDONÇA & ONOFRE, 2009). Em citações mais antigas recomendava-se que o uso e aplicação do óleo de copaíba deveria ser feita à quente, porém, esse relato é muito antigo e caiu em desuso (ROSA, 1694 apud VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002). Segundo LIMA (2003), algumas frações do óleo de Copaifera multijuga apresentaram atividade antitumoral em testes realizados in vivo e in vitro. Já GOMES et al. (2008), comprovaram atividade antineoplásica do óleo de C. multijuga frente a um tumor sólido. Recentemente, as atividades antinociceptiva e anti-inflamatória das frações obtidas de C. multijuga foram caracterizadas por GOMES et al. (2010). Estudos demonstraram uma ação larvicida do óleo de Copaifera langsdorfii e Copaifera reticulata no combate do mosquito da dengue Aedes aegypti (SILVA et al., 2007; GERIS et al., 2008; MENDONÇA et al., 2005). 50 Tabela 4: Principais propriedades farmacológicas do óleo-resina de copaíba descritas na literatura e comprovadas experimentalmente. Espécie Propriedade Farmacológica Referência Bibliográfica Copaifera spp Copaifera multijuga Antimicrobiana SANTOS et al., 2008 MENDONÇA & ONOFRE, 2009 Copaifera multijuga Copaifera duckei Anti-inflamatória GOMES et al., 2010 CARVALHO, 2005 Copaifera langsdorffi Cicatrizante MONTES et al., 2009 Copaifera spp. Inseticida SANTOS et al., 2008. MENDONÇA et al., 2005 SILVA et al., 2007 Copaifera multijuga Copaifera reticulata Anticancerígena LIMA et al., 2003 GOMES et al., 2008 51 Na tabela 5 encontram-se as propriedades farmacológicas dos principais diterpenos ácidos encontrados em óleo-resina de copaíba (BRASIL et al., 2010). Tabela 5: Propriedades farmacológicas dos principais diterpenos ácidos encontrados em óleo-resina de copaíba (BRASIL et al., 2010). Diterpeno Ácido Propriedade Farmacológica Ácido Copálico Anti-inflamatória Ácido Caurenóico Antimicrobiana, anti-proliferativa de células tumorosas, analgésica, relaxante muscular, diurético Ácido Poliáltico Antimutagênico, repelente contra M. neritoides, gastro-protetora Ácido Hardwíckiico Anti-cancerígeno Ácido 3 acetóxi-copálico Larvicida (Aedes aegypti) 52 Além da utilização do óleo de copaíba como agente terapêutico, ele pode ser usado na indústria cosmética na preparação de formulações para pele, cabelos e perfumes, como parte de combustível para pequenas máquinas ou na indústria de vernizes (Figura 10). Nas indústrias de vernizes e tintas, ele é utilizado como agente secante para pinturas em porcelanas ou pinturas a óleo (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; ROMERO, 2007; BIAVATTI et al., 2006). Figura 10: Desenho sugerindo o uso do óleo-resina de copaíba como combustível para automóveis. Fonte: LANGENHEIM, 2003. 53 CAPÍTULO III 3.1- O óleo-resina de Copaíba O óleo de copaíba é um líquido transparente de viscosidade variável armazenado em canais secretores que se intercomunicam por toda planta. Esse óleo é produzido para proteger a árvore do ataque de microorganismos e herbívoros (FONTES, 2007). Sua coloração pode variar do amarelo-claro ao marrom-escuro (Figura 11). A designação correta para esse óleo é “óleo-resina de copaíba”, pois se trata de um exsudado constituído de ácidos resinosos e compostos voláteis. Alguns autores, classifica-o, erroneamente, como “bálsamo de copaíba” (VEIGA JUNIOR, 2004; MEDEIROS, 2006). Figura 11: Variação da coloração do óleo-resina de copaíba. Em temperatura ambiente, esse óleo-resina apresenta-se na forma líquida, com aroma forte e penetrante, e sabor acre e amargo. Pode ser estocado por dois anos sem perder suas propriedades terapêuticas. Os principais constituintes presentes no óleo de copaíba são os hidrocarbonetos sesquiterpênicos e diterpenos ácidos (RIGAMONTE- AZEVEDO et al., 2004; MENDONÇA & ONOFRE, 2009). 54 3.2- Extração do óleo-resina de Copaíba Em algumas espécies de Leguminosae são encontrados espaços internos no interior do caule que secretam substâncias lipofílicas. Esses espaços podem ser denominados canais ou cavidades secretoras, e estão divididos em três tipos: canais ou cavidades esquizógeos, formados pela separação de células iniciais; canais ou cavidades lisígeos, formado pela autólise das células secretoras; canais ou cavidades esquizolizígeos formados pela combinação dos dois processos (RODRIGUES & MACHADO, 2009). O óleo-resina de copaíba é formado no interior de canais esquizolizígeos, isto é, canais secretores situados por toda a árvore. Esses canais encontram-se interligados e são formados através da dilatação de espaços intercelulares (meatos) (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; OLIVEIRA et al., 2006). Por estarem interligados, esses canais representam um grande valor para a espécie no que diz respeito a sua sustentabilidade (RODRIGUES & MACHADO, 2009). Existem diversas maneiras de se extrair o óleo das copaibeiras (através de cortes no tronco com machado, utilizando bombas de sucção, incisão no tronco em V), porém muitas dessas técnicas acabam matando a árvore (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; ROSA & GOMES, 2009). O método ecologicamente correto de se extrair óleo de copaibeiras é realizado através de uma incisão feita com um trado no tronco da árvore à 1 metro de altura em relação ao chão (Figura 12). O óleo é escoado para recipientes adequados e protegidos da luz evitando assim a sua degradação. Quando a coleta é finalizada o orifício aberto é fechado com um tubo de PVC e vedado para impedir a 55 entrada de fungos ou cupins (Figura 13) (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; MEDEIROS, 2006; FONTES, 2007). Figura 12: Hábito de uma copaibeira (1); esquema representativo da perfuração do tronco de uma copaibeira com auxílio de um trado (2).*Vermelho: canais esquizolizígeos. Fonte: www.arvores.brasil.nom.br/copaiba1.jpg Algumas copaibeiras chegam a produzir cerca de 50 litros de óleo-resina por ano, porém essa quantidade pode variar de acordo com os fatores abióticos. O período de chuva é o mais indicado para a extração do óleo devido à maior quantidade de água ocasionando um óleo mais fluído em relação ao óleo coletado no período de secas (ROMERO, 2007). De acordo com GONÇALVES (2001), uma árvore pode produzir aproximadamente 60 Kg de óleo no período de março a agosto. * TRADO 56 Figura 13: Processo de extração do óleo-resina de copaíba. (A) incisão feita com um trado no tronco da árvore; (B) escoamento do óleo-resina; (C) Fechamento do orifício aberto. Fonte: Adaptado de MEDEIROS, 2006. MEDEIROS (2006) ressalta que se não for possível fazer a extração do óleo- resina com apenas uma perfuração, deve-se realizar um segundo furo na árvore, porém em outra região. Vale à pena ressaltar, que ao término da extração os dois furos deverão ser fechados para evitar a contaminação do espécime por microorganismos. Em relação ao potencial de produção do óleo-resina de copaíba, alguns autores demonstraram que a produção do óleo-resina bem como a composição química desse óleo é independente do meio-ambiente ou tipologia vegetal. Porém, dependente do tipo morfológico da espécie (RIGAMONTE-AZEVEDO et al., 2006; MEDEIROS, 2006). Outra vertente diz que o óleo-resina de copaíba sofre variação na sua composição devido aos fatores abióticos (fungos, insetos), luminosidade e disponibilidade de nutrientes, além da morfologia da espécie (RIGAMONTE-AZEVEDO et al.,2004; OLIVEIRA et al., 2006). Todavia, estudos aprofundados são necessários para a confirmação desses resultados. 57 3.3- Substâncias detectadas no óleo-resina de Copaíba A primeira substância identificada no óleo-resina de copaíba foi o ácido copaívico por Schweitzer, em 1829. Essa substância foi descrita quando o autor deixou o óleo de copaíba em repouso e percebeu que após um longo período de tempo o ácido copaívico cristalizava. Fehling em 1841, descreveu outra formação cristalina no óleo-resina de copaíba, a que ele denominou ácido oxicopaívico. Já em 1865, Strauss isolou o ácido meta-copaívico. No século XX, Tschirch encontrou os dois ácidos acima mencionados em mistura. No entanto, Keto, seu colaborador, encontrou o ácido paracopaívico e o ácido homoparacopaívico. Dentre todos os ácidos descobertos, apenas o ácido copaívico possui similaridade com os diterpenos ácidos isolados e identificados atualmente por técnicas espectroscópicas (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; ROMERO, 2007; PIERI et al., 2009). O óleo-resina de copaíba é composto por diversas substâncias que já foram definidas em vários trabalhos. Entre as técnicas mais utilizadas para identificação dessas substâncias destacam-se: a cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas, a cromatografia líquida e a ressonância magnética nuclear. A partir dessas técnicas constatou-se que o óleo é constituído principalmente por uma mistura de sesquiterpenos e diterpenos ácidos (VEIGA JUNIOR, 1997; CASCON & GILBERT, 2000; VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; PIERI et al., 2009). O óleo-resina de copaíba é composto majoritariamente por sesquiterpenos, como o -cariofileno, óxido de cariofileno, -copaeno, -humuleno, -bisaboleno, -selineno e -selineno, aromadendreno,-elemeno, -elemeno, -muuroleno, -cubebeno, - 58 cubebeno e cypereno (Figura 14). Esses sesquiterpenos são responsáveis pelo aroma do óleo e são amplamente comercializados para as indústrias de perfumes, além de apresentarem diversas propriedades farmacológicas (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; ROMERO, 2007; SANT’ANNA et al., 2007). 59 -cariofileno Óxido de cariofileno -humuleno -bisaboleno -selineno -selineno Bergamoteno -copaeno Aromadendreno -elemeno -elemeno -muuroleno -cubebeno -cubebeno -cadineno Cypereno Figura 14: Sesquiterpenos encontrados em espécies do gênero Copaifera (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; CASCON, 2004; ROMERO, 2007; SANT’ANNA et al., 2007). O Óxido de Cariofileno (2) -cariofileno (1) -humuleno (4) -bisaboleno (5) -selineno (5) -selineno (6) -copaeno (7) -cadineno (9) 60 O -cariofileno é um dos constituintes majoritários do óleo-resina de copaíba. Além da sua utilização na perfumaria, o -cariofileno possui atividade anti-inflamatória comprovada, antifúngica e antibacteriana. Já o -bisaboleno, além da propriedade anti- inflamatória, possui ação analgésica (PIERI et al., 2009). VEIGA JUNIOR & PINTO (2002) e ROMERO (2007) citam que a produção do - cariofileno está diretamente correlacionada à proteção do espécime contra lepidópteros, enquanto que a produção do óxido de cariofileno atuaria diretamente na proteção contra fungos. Porém, estudos complementares precisam ser feitos para validar essa citação, já que o óxido de cariofileno pode ser um produto de degração do -cariofileno devido à exposição à luz do óleo-resina durante a estocagem (CASCON & GILBERT, 2000). Em C. langsdorfii, o -cariofileno foi encontrado majoritariamente nos frutos, nas cascas dos frutos, nas folhas e no óleo-resina. Enquanto que, o óxido de cariofileno foi encontrado, principalmente, no tronco e nas cascas do tronco (BRASIL et al., 2010). CASCON (2004) cita que os sesquiterpenos aromadendreno e bergamoteno são encontrados somente no óleo-resina de copaíba. Um estudo realizado por CASCON & GILBERT (2000), demonstrou que o óleo- resina de C. multijuga é constituído majoritariamente por sesquiterpenos como: - cariofileno, -copaeno, -bergamoteno, -humuleno e -cadineno. Sendo que, o - cariofileno encontra-se em maior concentração. 61 Quanto aos diterpenos, já foram descritos no gênero 35 substâncias diferentes. Esses podem possuir esqueletos do tipo caurano, clerodano e labdano (Figura 15). Desses, 23 encontram-se na forma ácida e os outros 12 como álcoois ou diterpenos neutros (Tabela 6) (BRAGA et al., 1998; VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; ROMERO, 2007). Figura 15: Esqueletos diterpênicos do tipo: caurano, clerodano e labdano. ESQUELETO LABDANO 2 3 4 5 10 1 6 7 8 9 14 13 12 11 16 15 20 17 18 19 2 3 4 5 10 1 6 7 8 9 14 13 12 11 16 1517 18 19 20 ESQUELETO CLERODANO 2 3 4 5 10 1 6 7 8 9 13 12 11 18 19 20 14 15 16 17 ESQUELETO CAURANO 62 Tabela 6: Diterpenos encontrados em óleo-resinas de espécies do gênero Copaifera. Diterpeno Referência Esqueleto Caurano Ácido ent-16--caurano-19-óico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido caurenóico DE SOUZA et al., 2010 Esqueleto Clerodano Ácido hardwíckiico LUZBETAK et al., 1978 Ácido patagônico PINTO et al., 2000 Ácido 3-clerodeno-15,18-dióico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido 13-clerodeno-15,16-olídeo-18-óico PINTO et al., 2000 Ácido clerodano-15-18-dióico PINTO et al., 2000 Ácido clorechínico PINTO et al., 2000 Ácido 7-acetóxi-hardwíckiico SPANEVELLO & VILA, 1994 HEYMANN et al., 1994 Ácido colavênico HEYMANN et al., 1994 Colavenol MONTI et al., 1999 Ácido 7-hidróxi-hardwíckiico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido cis-colavenol VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 ent-neo-4(18),13-clerodadien-15-ol VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Esqueleto Labdano Ácido copaiferólico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido copaiférico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido catívico PINTO et al., 2000 3-hidróxi-15,16-dinorlabda-8(17)-eno-13-ona MONTI et al., 1996 8(17),13-labdadieno-15-ol VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido 11-hidróxi-copálico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido 3-hidróxi-copálico MAHAJAN & FERREIRA, 1971 Ácido ent-3-hidróxi-lada-8(17),13-dieno-15-óico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido ent-agático MAHAJAN & FERREIRA, 1971 Ácido eperúico PINTO et al., 2000 Ácido eperu-8(20)-15,18-dióico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 Ácido poliáltico DE SOUZA et al., 2010 Ácido copálico VEIGA JUNIOR, 2004 Ácido 3-acetóxi-copálico ROMERO, 2007 Ácido 11-acetóxi-copálico VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002 63 Dentre os diterpenos ácidos relatados em espécies do gênero Copaifera, os mais encontrados são o ácido copálico, o ácido 3 acetóxi-copálico, o ácido 3-hidróxi copálico, o ácido hardwíckiico, o ácido agático, o ácido caurenóico e o ácido poliáltico (Figura 16 e 17) (NAKANO & DJERASSI, 1961; CASCON & GILBERT, 2000; VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; FONTES, et al., 2006; ROMERO, 2007; SANT’ANNA et al., 2007; SANT’ANNA, 2007; BRASIL et al., 2009; ROMERO et al., 2009). Em um estudo realizado por PINTO et al. (2000) e VEIGA JÚNIOR (2004) o ácido copálico foi o único diterpeno encontrado em todas as espécies que estavam sendo analisadas. Por esta razão, esse diterpeno ácido pode ser considerado um biomarcador das espécies do gênero Copaifera. 64 Esqueleto Caurano Ácido ent-16--caurano-19-óico Ácido caurenóico Esqueleto Clerodano HO O O Ácido hardwíckiico HO O O Ácido patagônico HO O O OH Ácido 3-clerodeno- 15,18-dióico HO O O O Ácido 13- clerodeno-15,16- olídeo-18-óico HO O O OH Ácido clerodano-15- 18-dióico HO O O Ácido clorechínico HO O O O O Ácido 7-acetóxi- hardwíckiico O OH Ácido colavênico OH Colavenol HO O O OH Ácido 7-hidróxi- hardwíckiico OH Ácido cis-colavenol OH ent-neo-4(18),13- clerodadien-15-ol Figura 16: Estrutura dos diterpenos encontrados em óleo-resinasde Copaifera (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; CASCON, 2004; ROMERO, 2007). CO2HCO2H 65 Esqueleto Labdano O OH CH2OH Ácido copaiferólico O OH Ácido copaiférico O OH Ácido catívico O HO 3-hidróxi-15,16-dinorlabda- 8(17)-eno-13-ona CH2OH Ácido 8(17),13- labdadieno-15-ol HO OH O Ácido 11-hidróxi- copálico OH O HO Ácido 3-hidróxi- copálico OH O HO Ácido ent-3-hidróxi-lada- 8(17),13-dieno-15-óico COOH OH O Ácido ent-agático OH O Ácido eperúico COOH OH O Ácido eperu-8(20)- 15,18-dióico COOH O Ácido poliáltico OH O Ácido copálico OH O AcO Ácido 3-acetóxi- copálico OH O AcO Ácido 11-acetóxi- copálico Figura 17: Estrutura dos diterpenos labdânicos encontrados em óleo de copaíba (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; CASCON, 2004; ROMERO, 2007). 66 3.4- Adulteração e Controle da qualidade do óleo-resina de Copaíba O uso de produtos fitoterápicos vem crescendo rapidamente no Brasil, porém não vem sendo acompanhado pelo controle da qualidade da matéria-prima vegetal. No caso do óleo de copaíba é ainda mais grave, pois devido a crescente demanda do mercado, a autenticidade e a efetividade dos produtos contendo óleo de copaíba estão sendo comprometidas (LEITE et al., 1998; VEIGA JUNIOR et al., 2001; VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; FONTES, 2007). O óleo comercial de copaíba tem sofrido adulterações com produtos de menor valor agregado, tendo como o principal objetivo a diluição do óleo. Hoje em dia é comum que os distribuidores do óleo misturem água, mel, banha animal, ou até mesmo óleo diesel. Nos laboratórios farmacêuticos, a adulteração é feita com óleos vegetais comestíveis como o óleo de soja e milho ou com mistura de óleos de espécies botânicas variadas (VEIGA JUNIOR & PINTO, 2002; FONTES, 2007). Além da adulteração do óleo com produtos de baixo valor agregado, podem ocorrer transformações químicas de algumas substâncias devido às más condições de armazenamento do óleo (TAPPIN et al., 2004). Atualmente, alguns trabalhos analíticos têm sido realizados visando à obtenção de uma ferramenta apropriada para caracterização, identificação e padronização do óleo de copaíba antes da sua comercialização. Esse controle irá contribuir diretamente para eficácia, segurança e qualidade do óleo-resina comercializado. 67 Dentre as técnicas mais utilizadas podemos destacar a determinação do índice de acidez e de éster (VASCONCELOS & GODINHO, 2002), a determinação do índice de refração (BARBOSA et al., 2009), a cromatografia em camada delgada (BARBOSA et al., 2009), a cromatografia líquida de alta eficiência (PINTO et al., 2000) e a cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas, sendo essa a técnica mais empregada (BROCHINI et al., 1999; RIBANI et al., 2004; TAPPIN et al., 2004; BIAVATTI et al., 2006; FONTES, 2007; SANT’ANNA et al., 2007; DE SOUZA, 2010). 68 CAPÍTULO IV 4- Técnicas Analíticas 4.1- Cromatografia Líquida de Alta Eficiência A cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), do inglês “High Performance Liquid Chromatography - (HPLC)”, é uma técnica analítica de separação importante. A popularidade dessa técnica se deve ao fato de ser uma técnica sensível, eficiente, capaz de realizar separações de diversas substâncias em um pequeno espaço de tempo. Além da sua adequação à separação de substâncias não-voláteis ou termicamente instáveis (MEYER, 1993; COLLINS et al., 1993; SKOOG et al., 2002; AQUINO NETO & NUNES, 2003). Vale à pena ressaltar, que essa técnica é frequentemente utilizada para análise de macromoléculas, de produtos naturais termolábeis, produtos farmacêuticos ou bioquímicos. Como exemplo de aplicação dessa técnica, pode-se citar a determinação de cafeína em bebidas estimulantes, a análise de herbicidas, a separação de metabólitos de animais e plantas, a análise de aminoácidos e proteínas, entre outros (LINDSAY, 1992; COLLINS et al., 1993). Na CLAE, a separação das substâncias ocorre de acordo com a fase estacionária e a fase móvel que são utilizadas. Para que o processo de separação ocorra, as substâncias de uma mistura devem estar particionadas entre a fase móvel e a fase estacionária do sistema. As forças de Van der Waals, as ligações de hidrogênio, a 69 interação dielétrica ou a afinidade do alvo analítico por uma dessas fases são responsáveis pelo processo de separação (COLLINS et al., 1993). Paulatinamente, o grande avanço da CLAE está relacionado ao desenvolvimento de colunas utilizando fases estacionárias contendo partículas cada vez menores. A maioria das colunas comercializadas atualmente utiliza micro-partículas de sílica (suporte sólido) ligadas a fases orgânicas em sua superfície, como C8 e C18. O tamanho dessa partícula e o tipo de tratamento recebido é extremamente importante, pois determinará a eficiência, a pressão e o tempo de vida do sistema (SNYDER et al., 1997). A escolha do solvente também merece destaque nesse tipo de análise. A fase móvel de um sistema de CLAE pode ser composta por solventes orgânicos (metanol, acetonitrila, THF), água ou sistema de tampões. Esses solventes devem sempre estar livres de quaisquer tipos de resíduos sólidos e bolhas. (LINDSAY, 1992; SNYDER et al., 1997). Para o bom funcionamento da CLAE a presença de uma bomba de alta pressão, um injetor e um detector são indispensáveis. Na figura 18, está representado um diagrama de blocos mostrando como esses componentes estão disponibilizados no sistema. 70 Figura 18: Diagrama de blocos dos principais componentes presentes em um cromatógrafo líquido. Para garantir que os solventes estejam livres de bolhas, alguns aparelhos possuem degaseificador acoplado em seu sistema. A bomba de alta pressão força a entrada da fase móvel na coluna sob uma determinada velocidade de fluxo. O ideal é que a bomba sempre opere em pressões baixas para não sobrecarregar o sistema. O sistema de injeção promove a introdução da amostra na coluna que pode ser manual ou automática. Em seguida essa amostra é carreada para dentro da coluna pela fase móvel. Entende-se por amostra uma alíquota onde o solvente é o componente majoritário, seguido pela matriz. Na coluna ocorre a separação das substâncias de 71 acordo com a polaridade da fase estacionária e a fase móvel que está sendo utilizada. No detector, ocorre a detecção das substâncias eluídas (MEYER, 1993; COLLINS et al., 1993; SNYDER et al., 1997; SKOOG et al., 2002). Existem diversos tipos de detectores como os detectores por infravermelho, por fluorescência, por índice de refração, eletroquímico, de massas, porém o mais utilizado é o detector por ultravioleta na região do visível (MEYER, 1993; COLLINS et al., 1993; SNYDER et al., 1997; SKOOG et al., 2002). Na área de produtos naturais, a CLAE tem grande destaque para o isolamento de substâncias a partir da técnica de CLAE preparativa (SNYDER et al., 1997), análise da autenticidade de alimentos (REID et al., 2006), quantificação de substâncias presentes em uma determinada amostra (ABOURASHED et al., 2003; SOUZA et al., 2010), além de auxiliar na análise de substâncias tidas como princípios ativos em chás (GODOY et al., 2003). 4.2-Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas A cromatografia gasosa (CG) e a cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG-EM) são técnicas analíticas que possuem um importante papel na identificação, quantificação ou monitoramento de substâncias presentes em uma determinada amostra. A combinação da alta seletividade e sensibilidade, alta resolução e alta precisão tornaram essa técnica bastante popular no meio acadêmico (BRANCO & PIZZOLATTI, 2002; SANTOS & GALCERAN, 2002). 72 Segundo AQUINO NETO & CARDOSO (1988), o principal
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