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Compostos Fenólicos • A biosíntese de metabólitos secundários em plantas superiores podem seguir 3 rotas: -Ácido shiquímico aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina) fenilpropano (C6C3 oriundos de AA aromáticos) derivados fenilpropanóides como o ác. cinâmico intermediários do shiquímico (ác. quínico ou gálico) - Acetato/mevalonato (terpenos) - Misto (shiquímico + acetato) Introdução Glicose Ác. chiquímico Acetil-CoA Triptofano Fenilalanina/ tirosina Ác. gálico Alcalóides indólicos e quinolínicos Taninos hidrolisáveis Protoalcalóides, alc. Isoquinolínicos e benzilisoquinolínicos Ác. cinâmico fenilpropanóides ligninas e cumarinas Antraquinonas flavonóides e taninos condens. Ciclo ácido cítrico Via mevalonato Condensação (malonato) Ornitina lisina Alcalóides pirrolidínicos, tropânicos, pirrolizidínicos, piperidínicos e quinolizidínicos isoprenóides Terpenos e esteróis Ácidos graxos e acetogeninas Os aminoácidos fenilalanina e tirosina são sintetizados em reações do ácido shiquímico com fosfoenolpiruvato, através do ácido corísmico e prefênico. Aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina) Ác. shiquímico Ác. Corísmico Ác. Prefênico R = H: fenilalanina R = OH: tirosina Transaminação Estes aminoácidos são constituíntes universais de proteínas e ponto de partida da biosíntese dos fenilpropanóides (C6C3). Introdução • Compostos fenólicos possuem um ou mais núcleos aromáticos contendo substituintes hidroxilados ou seus derivados funcionais (ésteres, éteres, glicosídeos, etc.); • São amplamente distribuídos no reino vegetal e nos microrganismos possuem a capacidade de sintetizar compostos fenólicos; • Porém, os animais são incapazes de sintetizar o anel aromático obtendo o anel benzênico na dieta alimentar; COMPOSTOS FENÓLICOS SIMPLES A característica básica destes compostos é a presença de anel aromático, que é substiuído por uma ou mais hidroxilas. Neste grupo estão incluído derivados tais como ester, éter e glicosídeos R1,R2 = acil, alquil, glicosil Em virtude da grande diversidade estrutural dentro da classe, as propriedades físico-químicas não podem ser generalizadas. Exemplos: - fenóis lipofílicos de óleos voláteis - derivados glicosídicos polares - sais solúveis - macromoléculas (polímeros – taninos); • Dentre os compostos fenólicos encontrados nos vegetais como resultantes do seu metabolismo secundário, temos: – Ácidos fenólicos; – Cumarinas; – Flavonóides; – Taninos; – Entre outros... Cumarina: 1,2 benzopirona COMPOSTOS FENÓLICOS SIMPLES Classificação • Podem ser classificados tipo de esqueleto principal; De acordo com a ocorrência: • Compostos fenólicos amplamente distribuídos (derivados de ácidos benzóicos e cinâmico, cumarinas, flavonóides, taninos) • Compostos fenólicos de distribuição restrita; Classificação COMPOSTOS FENÓLICOS SIMPLES Exemplos de compostos C6C1 e C6 Ácido p-hidroxibenzóico Ácido Vanílico Ácido Siríngico Ácido Salicílico Ácido Protocatéquico Ácido Gálico Antiarol Ácido Gentísico Derivados do Ácido Benzóico (C6-C1) Taninos Derivados do Ácido Cinâmico (C6-C3) • São amplamente distribuídos no reino vegetal; • Praticamente todos os tecidos vegetais possuem ao menos um desses ácidos; Ácido cinâmico H H OH H CH3O H OH H CH3O CH3O Derivados do Ácido Cinâmico (C6-C3) fenilalanina ác. cinâmico ác. p-cumárico ác. cafeico ác. felúrico Fenilalanina amônia liase BIOSSINTESE DE DERIVADOS CINÂMICOS Fenilpropanóides Fenilpropano (C6-C3) Ligação entre fenil e propil oriundo da via do shiquímico C6-C3 Fenilpropanóides Lignanas Fenilpropanóides Principais núcleos dos fenilpropanóides. As substituições oxigenadas só ocorrem em para ou meta em relação a cadeia Fenilpropanóides Cloranfenicol • Agente bacteriostático de amplo espectro (isolado de Streptomyces venezuelae - 1947). • Ação bacteriostática: bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, incluindo anaeróbios, clamídias e rickétisias. • Ação bactericida: Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae e Neisseria meningitidis Exemplo Fenilpropanóides Sintetizado a partir da tirosina através de aminação produzindo a p-aminofenilalanina (L-PAPA) , que após uma série de reações origina o cloranfenicol. Atualmente é sintetizado na forma de ésteres (succinato e palmitato) • Grupo de subst. derivados do ác. fenilacrílico ampla distribuição no reino vegetal; • Encontrados ésteres, glicosídeos e amidas; • Destacam-se derivados do ácido caféico; Ésteres e Heterosídeos de Ácidos Fénolicos e Cinâmico Raramente encontram-se na forma livre na natureza, em regra apresenta-se esterificado. Ácido clorogênico Presente em quase todo tecido vegetal Marcador para algumas espécies: flores de arnica e folhas de alcachofra Verbascosídeo Ésteres e Heterosídeos de Ácidos Fénolicos e Cinâmico • 1º composto dessa série ácido clorogênico • Obtido grãos de café Payen , 1846; Ésteres e Heterosídeos de Ácidos Fénolicos e Cinâmico Biogênese • Compostos fenólicos formados 2 rotas: • Origem biogenética determina o padrão de substit.: o Via chiquimato grupos OH posição orto (formados a partir do ác. cinâmico); o Via Acetil CoA grupos OH meta; Via ác. Chiquímico; Mista (Acetil CoA); • Maioria fenóis simples distribuição restrita; • Exceção hidroquinona representantes de diversas famílias; • Derivados do ácido benzóico amplamente encontrados angiospermas e gimnospermas; – Ex.: ácido gálico > tanino hidrolisável • Derivados do ác. Cinâmico ampla distribuição; Exceção o-cumárico e ferúlico; Distribuição e Taxonomia • Raramente encontrados na forma livre combinados na forma de ésteres ou heterosídeos; • Apesar de ampla distribuição dos derivados cinâmicos importância taxonômica na família Lamiaceae; – Devido a ocorrência restrita desses ésteres em alguns gêneros (ác. Clorogênico, rosmarínico e outros derivados do ác. caféico); Distribuição e Taxonomia Propriedades Gerais • Solúveis em água e solventes orgânicos polares; • Por serem compostos fenólicos muito reativos quimicamente; • Podem formar pontes de hidrogênio intramoleculares ou intermoleculares; • Ligações Intermoleculares ligação com proteínas teste de identificação de taninos por precipitação de gelatina; • Complexação com metais; • Por serem aromáticos intensa absorção na região UV; • São facilmente oxidáveis enzimas, influência de metais, luz e calor; Propriedades Gerais Obtenção, Detecção e Identificação • Podem ser obtidos extrato alcoólico de material fresco ou seco; • Visualizados em CCD diretamente exposição à luz UV, vapores de amônia ou reagentes cromogênicos; • A solução alcoólica inicial pode ser fracionada utilizando-se solventes de polaridadescrescente, e dessa forma obter separadamente os compostos; • A análise (classicamente) CCD em celulose, gel de sílica ou poliamida; • Técnica útil na separação e identificação de diversos fenóis fornece outras informações associadas – coloração da fluorescência sob UV – coloração com reagentes químicos – valores de Rf; Obtenção, Detecção e Identificação Propriedades Biológicas • Compostos fenólicos sabor, odor e coloração de diversos vegetais economicamente importantes como flavorizantes e corantes de alimentos e bebidas; • Agem como agentes de defesa para as plantas; • Inibição da germinação de sementes; • Inibem crescimento de fungos ou outras plantas; • Proteção contra predadores; Drogas contendo derivados cinâmicos Melissa officinalis L. (Lamiaceae) - Erva-cidreira Conteúdo: - derivados hidroxicinâmicos (4 - 7%; pelo menos 4% calculado como ácido rosmarínico) - outros: clorogênico, ferúlico, p-cumárico e caféico Propriedades biológicas do extrato da folhas: -Calmante, carminativo, antibacteriano, espasmolítico, distúrbios do sono, distúrbios do TGI (intestino irritável) -Antiviral (provavelmente devido ao ac. rosmarínico e outros polifenóis) -Creme contra infecção por Herpes simplex (clinicamente comprovado) Ác. rosmarínico 1-5-O-dicafeoilquínico Cynara scolymus L. (Asteraceae) - Alcachofra Conteúdo: - ácidos cafeoilquínicos (2.4 - 6%): clorogênico, 1-5-O-dicafeoilquínico e 1-3-O- dicafeoilquínico (cinarina) Propriedades biológicas do extrato da folhas: -Colerético: produção hepática de bile -Antioxidante (proteção celular e inibição da oxidação LDL) -Redução da concentração saguinea de lipídeos Ác. clorogênico 1-3-O-dicafeoilquínico (cinarina) Drogas contendo derivados cinâmicos Cinnamomum zeylanicum Nees (Lauraceae) - canela do ceilão -Óleo volátil (4 % - 65 a 78 % de aldeído cinâmico e 4 a 10 % de eugenol -Condimento e aromatizante; -Estomáquico e sudorífico (tradicional) -Antibacteriano e antifúngico Aldeído cinâmico Cinamoaldeído Curcuma longa L. (Zingiberaceae) - Açafrão-da-índia -Colerético: produção hepática de bile -Colagogo: secreção biliar curcumina Drogas contendo derivados cinâmicos Eugenia caryophyllus C. Spreng. - cravo-da-índia -Aromatizante -Carminativo -Estimulante digestivo -Analgésico e germicida Eugenol Foeniculum vulgare Mill. (Apiaceae) – funcho, endro -Aromatizante -Carminativo -Estimulante digestivo Trans-anetol Drogas contendo derivados cinâmicos Ligninas Fenilpropano (C6-C3) Ligação entre fenil e propil oriundo da via do shiquímico C6-C3 Fenilpropanóides Ligninas Relembrando... Ligninas • Substâncias que se depositam nas paredes das células rigidez; • 15 – 35% da matéria seca dos troncos de gimnospermas e angiospermas arborescentes; • São constituintes da parede celular dos tecidos associados a caule, folha e raiz de todas as plantas vasculares; • Quantidade de ligninas existentes imensa inferior apenas quantidade de carboidratos; Ligninas • São definidas como macromoléculas polímeros de C6-C3 muitas unidades fenilpropânicas; • Nesta aula micromoléculas mais simples desta classe (lignanas, neolignanas e seus análogos) cosideradas produtos do metabolismo secundário inúmeras atividades biológicas; Classificação • Lignóide micromoléculas cujo esqueleto é formado exclusivamente pelo grupo fenilpropânico (C6-C3)n n = poucas unidades; a) Lignanas (latin lignum = madeira, lenho) dímeros formados através do acoplamento oxidativo entre álcoois cinamílicos ou ácido cinâmico; – os dois resíduos n-propilbenzênicos apresentam o carbono γ (C-9) oxigenado. Ex: pinoresinol 9 9’ Biossíntese de Lignanas ác. felúrico Pinoresinol (Bisepoxilignana) b) Neolignanas (grego néos = novo, moderno) dímeros oxidativos de alilfenóis e de propilfenóis que não apresentam o carbono γ (C-9) oxigenado. Ex.: b) Alolignanas (grego állos = um outro) dímeros mistos de fenilpropanóides um dos monômeros apresenta o carbono γ (C-9) oxigenado e o outro não. Ex.: Classificação Ocorrência e Distribuição • São amplamente distribuídos no reino vegetal; • São encontrados em maior número nas angiospermas; Plantas lenhosas Arbustos lignanas; neolignanas guaiaco Cardo-santo Atividades • Devido ao seu elevado número propriedades biológicas são essenciais ao desenvolvimento do próprio vegetal e controle da vida circunjacente; • As neolignanas acumulam-se na madeira como resposta a ferimentos mecânicos e ataques de microrganismos propriedades de defesa contra insetos. • O processo de lignificação parte de reação hipersensitiva a patógenos. Ex: lignificação de folhas de Coffea arabica em resposta à inoculação do fungo Hemileia vastatrix; Atividades • Atividades farmacológicas – Anti-inflamatória (magnoshinina); – Antifúngica (otobaina); – Antihepatotóxica (esquizanterinas); – Antineoplásico (podofilotoxina - Antimitótico/ queratolítico ); Detecção CCD Amostra: Podophyllum peltatum • Sistema de solventes: Clorofórmio : metanol (90:10) • Revelador: Ácido sulfúrico 50% T1 Peperomia blanda (Piperaceae) - peperomia LIGNANAS E ATIVIDADE ANTIPARASITÁRIA (Trypanosoma cruzi) Drogas contendo lignanas Zanthoxylum naranjillo (rutácea) – mamica de cadela - Planta Medica, 65,p541,1999. O O O H O H H O O O H H O O O C H 3 H 3 C O O (-)-metilpluviatolido (-)-cubebina LIGNANAS E ATIVIDADE ANTIPARASITÁRIA (Trypanosoma cruzi) Drogas contendo lignanas Cumarinas Cumarinas • São amplamente distribuídas nos vegetais; • Podem ser encontradas em fungos e bactérias; • Representante mais simples 1,2 benzopirona; 1,2 - benzopirona 1 2 • Palavra derivada do caribenho cumaru (Dipterys odorata ); • Conhecida no Brasil como Fava-tonka ou cumarú; • Isolada pela primeira vez em 1822; • Suas sementes contém grande quantidade de cumarinas (1-3%); Cumarinas ác. p-cumárico Umbeliferona Enzimat Enzimat Enzima-catalisa Cis/trans isomeria Enzimat Espontâneo BIOSSINTESE DE CUMARINAS Cromonas • Representam pequeno grupo de subst, isômeras das cumarinas; • Mais conhecida do ponto de vista medicinal quelina (Ammi visnaga) ação vasodilatadora e broncodilatadora; • Foi incluída nas farmacopéias da França, Rússia, Alemanha, Egito e Áustria; 1 benzopiran-4-ona Xantonas • Substâncias derivadas da dibenzo-γ pirona; • Seu nome grego (xanthos) amarelo coloração característica; • São formadas pela combinação das vias do chiquimato e acetato; • O anel A deriva da via do acetato e o B do chiquimato; Estrutura • Geralmente são lactonas insaturadas e correspondem à classe de compostos C6C3. • Todas as cumarinas são substituídas por um grupo hidroxila na posição 7; • Exceção: 1,2 benzopirona; • 7 – hidróxi-cumarina (umbeliferona); • Essas hidroxilas podem ser metiladas ouglicosiladas; • No C6 ou C8 pode haver prenilação cumarinas mais complexas; Metoxi/hidroxi Cumarinas simples O-preniladas C-preniladas piranocumarinas Cumarinas complexas furanocumarinas Cumarinas diméricas Cromonas xantonas Classificação CLASSIFICAÇÃO DE CUMARINAS Cumarina simples C6 H H H OH H OCH3 OCH3 C7 H OH OCH3 OH OH OH OH C8 H H H H OCH3 H OH NOME Cumarina Umbeliferona Hemiarina Esculetina Hidrangetina Escopoletina Fraxitina FONTE Fava tonka, Fabaceae Solanaceae, Thymeliaceae Lavandula sp., Ruta graveolens Castanha da índia, Rosaceae Hydrangea macrophylla Tabaco, Beladona, Solanaceae Apocinaceae, Oleaceae Cumarinas Simples Ostol (C-prenilada) Aurapteno (O-prenilada) Furanocumarinas Psoraleno (linear) Angelicina (angular) Piranocumarinas Xantelina (linear) Visnadina (angular) Cumarina Dimérica Cromona CLASSIFICAÇÃO DE CUMARINAS Xantona Ocorrência e Distribuição • Podem ser encontradas todas as partes da planta (mistura); • Encontram-se distribuídas angiospermas; • Principais famílias: Apiaceae, Rutaceae, Fabaceae, Asteraceae... Extração • Por possuírem anel lactônico extraído em meio alcalino abertura do anel obtido como sais solúveis em água; • Relactonização acidificação do meio aquoso extração com solventes orgânicos; • Porém muitas cumarinas são sensíveis ácido/base; • Extração e isolamento CC – gel de sílica/ sephadex LH-20, CLAE, etc. • Possuem espectro UV característico (influenciado pela natureza e posição dos substituintes); • Manchas no cromatograma fluorescências azul, amarela e roxa realçadas após vapores de amônia; Extração Detecção CCD Amostra: Melilotus officinalis (trevo -amarelo) • Sistema de solventes: Tolueno : Éter de Peróleo (1:1)/ saturado com ácido acético a 10 % (agliconas) • Detector: UV 254nm (sem tratamento químico) UV 254nm UV 365nm + KOH UV 364nm T1: escopoletina T2: cumarina T3: umbeliferona Usos e Propriedades • Por apresentarem odor característico aromatizante em alimentos; • Após o uso por cerca de um século como aromatizante em alimentos e farmácia, foi proibido pelo FDA nos anos 50; • FDA classificou essas subst. como tóxica adição em alimentos adulteração; • Continua a ser usada em produtos de limpeza e cosméticos; Usos e Propriedades Histórico: 1921 (EUA) - Doença de trevo doce (Melilotus spp) em bovinos, caracterizada por hemorragias difusas. 1941 (Campbell e Link), foi isolado e identificado o dicumarol (3,3-metileno-bis-4- hidroxicumarina) e tinha a propriedade de retardar o tempo de coagulação do sangue. O dicumarol só é encontrado no trevo doce em decomposição, decorrente da ação de fungos. • O dicumarol é potente rodenticida em virtute da sensibilidade dos ratos e ao efeito retardado, sendo utilizado desde os anos 50. • Como antagonista da vitamina K é um potente inibidor da coagulação (inibe síntese de protrombina e fatores VII, IX e X). • Não interfere com o fatores existentes, por isso o efeito retardado. Usos e Propriedades Cumarina Metabolismo hepático Humanos Ratos, Cães Não tóxico Tóxico 3- Hidroxicumarina 7- Hidroxicumarina Hepatotoxidade em ratos e cães • O Dicumarol 1º fármaco anticoagulante via oral; • Usado como modelo classe de anticoagulantes varfarina; • Cumarinas atividade vasodilatadora impotência; • Xantonas atividade inibitória da MAO tratamentos antidepressivos; – Atividade antineoplásica; – Anti-inflamatória; Usos e Propriedades • As furanocuamarinas tratamento de doenças de pele (psoríase, hanseníase e vitiligo); • Capacidade de absorver fortemente a energia na região UV altamentes reativas sob incidência de luz; • Manifestações de toxicidade fitodermatite (erupções bolhosas, hiperpigmentação, eritema). Ex: frutas cítricas; • Toxicidade concentração desses compostos / sensibilidade individual; Usos e Propriedades Toxidade Furanocumarinas DNA - Crosslinking Cadeia Cadeia Cadeia Fitofotodermatite – contato ou ingestão (erupções, hiperpigmentação, eritema) depende da concentração de cumarinas e sensibilidade Timina Fotoquimioterapia • Ação das furanocumarinas sobre a pele submetida à raios UV; • Usada no tratamento de várias dermatoses psoríase, micoses, urticárias metoxsaleno (8-metoxi-psoraleno); Usos e Propriedades Justicia pectoralis Leonard (Acanthaceae) – chambá; Anador -Indígena (aromatizante, alucinógeno) -Expectorante, -Inflamações pulmonares Amburana cearensis Allemão (Fabaceae) - cumaru, amburana - Antiespasmótica, aparelho respiratório, broquite Mikania glomerata Spreng (Asteraceae) - guaco -Broncodilatador, antitussígeno e antiinflamatório Citrus aurantium L. (Rutaceae) – laranja amarga -Sumo e cascas dos frutos verdes – fototoxicidade (furanocumarinas) Drogas contendo cumarinas
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