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Questões Quinona – Teórica 1. Defina quinonas, como podem ser classificadas e onde podem ser encontradas. As quinonas são definidas como compostos orgânicos e são considerados produtos da oxidação de fenóis. A sua estrutura química é marcada pela presença de dois grupos carbonílicos (grupos cetônicos) que podem estar localizados na posição 1,2 ou orto e 1,4 ou para, e pela presença de pelo menos duas ligações dupla entre átomos de carbono, formando um sistema conjugado. As quinonas podem ser classificadas de acordo com o sistema cíclico, em benzoquinonas (tem o anel benzênico como sistema aromático), naftoquinonas (tem o anel naftalênico como sistema aromático), antraquinonas (tem o anel antracênico como sistema aromático) e fenantraquinonas (tem o anel fenantrênico como sistema aromático). As quinonas são encontradas em bactérias, fungos, líquens e nos vegetais superiores (grande maioria). 2. Sabe-se que algumas plantas que possuem antraquinonas quando utilizadas recém colhidas podem causar um intenso efeito laxante. O que é recomendado para essas plantas? Justifique sua resposta e cite uma droga vegetal utilizada para tal finalidade terapêutica. A planta recém colhida (planta fresca) apresenta as antraquinonas na sua forma mais reduzida, com isso os efeitos laxativos são mais intensos uma vez que as formas reduzidas são 10 vezes mais ativas que a forma oxidada. Dessa forma, essas plantas devem ser aquecidas a 100ºc por 1 ou 2 horas ou armazenada por no mínimo 1 ano antes do uso, para que se apresentem na forma mais oxidada (planta seca/droga vegetal) e essas apresentam um efeito laxante menos intenso. Uma droga vegetal utilizada para essa finalidade terapêutica (efeito laxativo) é a Aloe spp., que contém na sua estrutura uma antraquinona simples, a emodina. 3. Cite exemplos de quinonas usadas como corantes. O índigo é utilizado como corante, ele que fornece a coloração azul do jeans. A indantrona também é uma quinona utilizada como corante, apresenta uma coloração parecida com índigo. A antrapirimidina também é utilizada como corante, apresentando uma coloração voltada para o amarelo. A flavantrona é utilizada como corante, apresentando uma coloração voltada para amarelo alaranjado. A antrantrona é utilizada como corante, apresentando uma coloração voltada para o laranja avermelhado. A cloroindantrona e a isoviolantrona são quinonas utilizadas como corantes e apresentam a coloração voltada para o violeta/roxo escuro. 4. Na fitoterapia existem várias plantas medicinais clássicas que podem ser utilizadas como laxantes, sendo estas plantas ricas em antraquinoides. Cite algumas dessas drogas vegetais utilizadas na terapêutica e os efeitos adversos e tóxicos que o consumo regular dessas drogas vegetais podem causar. O sene, Senna alexandrina, contém nos seus folíolos e frutos glicosídeos diantrônicos, que após secagem com reação redox e enzimas, originam diantronas e antraquinonas. Essas quinonas possuem atividade laxante. A cáscara-sagrada, Rhamus purshiana, contém na casca dos caules glicosídeos antracênico, essa droga vegetal deve ser aquecida a 100ºC por 1 a 2 horas ou mantida em estocagem por no mínimo 1 ano antes do uso, devido a presença das formas reduzidas (antronas) que produz um efeito drástico, que pode resultar em cólicas, diarreias intensas e desidratação. Após esse processo, obtém-se a forma mais oxidada que é as antraquinonas, possui uma menor atividade e menos efeitos colaterais. Essas quinonas apresentam atividade laxante. A babosa, Aloe vera e A. barbadensis, contém no látex das folhas derivados hidroxiantracênicos (aloínas e aloinosídeos). Essas quinonas apresentam atividade laxante. O uso prolongado ou crônico de laxantes pode promover alterações morfológicas no cólon e reto (como fissuras anais e hemorróidas), diarréias, atonia e diminuição do tônus intestinal, transtornos hidroeletrolíticos, hipocalemia (perda de potássio), disfunção cardíaca, nefropatia, edema, hepatite, cólicas, melanose reto-cólica (escurecimento da mucosa), redução de globulinas, dependência, carcinoma colorretal. Em idosos pode provocar fraqueza e hipotensão arterial ortostática. 5. Descreva os três mecanismos conhecidos que explicam a atividade laxante dos antraquinoides. Os antraquinoides estimulam a contração da musculatura lisa promovendo um aumento da motilidade intestinal (relacionado com a liberação de histamina e outros mediadores químicos). Promovem a inativação da bomba Na+/K+ ATPase com consequente inibição da absorção de água. Inibição dos canais de cloreto, alterando o controle osmótico do intestino. 6. Quais são as características estruturais de antraquinoides relacionadas com a atividade laxante em antraquinoides. A presença de hidroxilas na posição C-1 e C-8 são de suma importância para a atividade laxativa. Os antraquinoides glicosilados possuem maior potência na atividade laxativa. As formas reduzidas são cerca de 10 vezes mais ativas que as formas oxidadas. 7. Qual das alternativas a seguir é utilizado para identificação de quinonas: a) Reagente de Benedict b) Reagente Vanilina c) Reagente Dragendorff d) Iodo e) Reagente de Bornträger f) Outro 8. O Hypericum perforatum (erva de São-João) também possui em sua composição derivados de quinona. Qual o tipo desses derivados presentes nessa droga vegetal? E o tipo de efeito descrito para tais componentes? A droga vegetal Hypericum perforatum apresenta na sua composição uma quinona, classificada como tetra-hidroxinaftodiantrona (hipericina). Essa quinona não possui efeito laxativo uma vez que é uma estrutura muito planar e conjugada dessa forma não é capaz de inibir a bomba de Na+/K+ ATPase, portanto, não apresentam atividade laxativa. Essa hipericina são pigmentos policíclicos que são responsáveis pela coloração vermelha dos pigmentos das anteras e das manchas nas sépalas e pétalas. Além disso, essa hipericina está relacionada com tratamento de depressão leve, ansiedade, distúrbios psicogênicos e distúrbios do sono, entretanto o mecanismo de ação ainda não é conhecido. Quinonas – Questões da prática 1. A reação de Bornträger é realizada para a detecção de antraquinonas. Descreva qual o mecanismo que esta reação se baseia. A reação de Bornträger é utilizada para identificação de antraquinonas livres, que em meio básico, apresenta uma coloração rósea, vermelha ou violeta. As antraquinonas hidroxiladas apresentam hidroxilas fenólicas que estão sofrendo ressonância na estrutura, constituindo uma estrutura vinílica, com isso são consideradas muito ácidas. Dessa forma, por meio dessa reação, se utiliza uma base fraca (hidróxido de amônia), que é capaz de remover o hidrogênio das hidroxilas originando os fenolatos. Esses fenolatos sofrem ressonância, com isso, muda o comprimento de onda e passa de uma coloração laranja para pink. 2. Quais as antraquinonas abaixo ilustradas reagem positivamente à reação de Bornträger? Explique sua resposta. As antraquinonas B e D reagem positivamente a reação de Bornträger uma vez que estas quinonas são antraquinonas na forma livre, com isso se solubilizam em solventesorgânicos (solventes apolares), que são o meio de reação. Além da solubilidade dos seus respectivos fenolatos alcalinos em água. Esses fenolatos, em meio alcalino, adquirem uma coloração rósea/vermelha uma vez que esses derivados sofrem ressonância, com isso alteram o comprimento de onda (de 430 para 520) e passam de uma coloração laranja para rósea/vermelha. As antraquinonas glicosiladas não reagem positivamente para a reação de Bornträger uma vez que não são solúveis em solventes orgânicos (solventes apolares), que são o meio de reação. Para identificação das agliconas dos O e C-glicosídeos, essas antraquinonas devem sofrer uma hidrólise prévia. 3. Além da reação de Bornträger direta (realizada na aula prática), também pode ser realizada a reação de Bornträger indireta com hidrólise. Esta última reação pode ser dividida em quatro etapas: (1) adição de etanol a 25% a droga vegetal e fervura por 1 min, (2) após a filtragem, a essa solução hidroalcoólica é adicionado ácido sulfúrico 5%, (3) adição de hexano (extração líquido-líquido) e (4) na fração hexânica é adicionado hidróxido de amônio diluído e a coloração da fração aquosa (amoniacal) deve ser observada. Esta reação é indicada para a determinação de glicosídeos antraquinônicos e dímeros. Explique o que acontece em cada etapa. 1º etapa � como as antraquinonas são solúveis em álcool diluído, utiliza-se o etanol 25%, sob fervura, para realizar a separação de compostos solúveis em solventes orgânicos (como antraquinonas) dos compostos insolúveis. 2º etapa � adiciona-se ácido sulfúrico para realizar a hidrólise ácida que promove a separação das antraquinonas glicosiladas, originando as agliconas e os glicosídeos. 3º etapa � adiciona o hexano para realizar a extração das antraquinonas (agliconas). 4º etapa � adição da base fraca (hidróxido de amônio) para remover os hidrogênios ácidos das antraquinonas (agliconas), originando os fenolatos. Esses, em meio alcalino, adquirem uma coloração rósea/vermelha uma vez que esses derivados sofrem ressonância, com isso alteram o comprimento de onda (de 430 para 520). 4. Os compostos A e C (ilustrados na questão 2) podem ser analisados pela reação de Bornträger indireta com hidrólise? Qual resultado esperado? Justifique sua resposta. Sim. O resultado esperado é que nessa reação, a hidrólise ácida ou oxidativa, promova a separação das antraquinonas glicosiladas, originando as agliconas e os glicosídeos. Com isso a agliconas, a partir da reação com o hidróxido de amônio, transformam-se em fenolatos e estes são identificados pela mudança da coloração. Essa mudança de coloração indica a presença de glicosídeos antraquinônicos. As antraquinonas (agliconas) saem de uma coloração alaranjada para uma coloração rósea/vermelha (devido a presença de ressonância na estrutura dos fenolatos, alterando a absorção do comprimento de onda). 5. A cáscara-sagrada (Rhammus purshianus) possui em sua composição os cascarosídeos A, B, C e D (ilustrados abaixo). Que tipo de quinona são esses compostos? O que é esperado para seu efeito laxante? Qual a recomendação deve ser seguida para a produção de um fitoterápico de cáscara-sagrada para a amenização dos efeitos laxantes? Justifique sua resposta. As quinonas nesses compostos são classificadas como antronas glicosiladas ou glicosídeos antracênicos. Como essas quinonas são a forma reduzida (antronas) elas vão apresentar o efeito laxante mais intensificado, ou seja, possuem maior potência na atividade terapêutica (laxante). A recomendação é que a droga vegetal deve ser aquecida a 100ºC por 1 a 2 horas ou mantida em estocagem por no mínimo 1 ano antes do uso, devido a presença das formas reduzidas (antronas) que produz um efeito drástico, que pode resultar em cólicas, diarreias intensas e desidratação. Após esse processo, obtém-se a forma mais oxidada que é as antraquinonas, possui uma menor atividade e menos efeitos colaterais. 6. Proponha um método de extração eficiente para os cascarosídeos A, B, C e D de cáscara-sagrada (Rhammus purshianus), bem como o controle de qualidade desse extrato. Para a extração dos cascarosídeos A, B, C e D, presente na matéria vegetal, poderia ser realizada utilizando solventes orgânicos como clorofórmio ou hexano e auxiliado com água quente pressurizada. Como essas quinonas são compostos reduzidos, essa extração deve ser realizada em condições anaeróbicas (com o uso de CO2 sólido, por exemplo) para evitar a sua oxidação. Para a detecção desses cascarosídeos poderia ser utilizado o reagente de Bornträger, em meio alcalino, onde inicialmente essas antronas livres produziriam uma coloração amarela mudando rapidamente para uma coloração vermelha devido a oxidação e formação das antraquinonas. As antronas glicosiladas deveriam ser submetidas a uma hidrólise ácida prévia. Para o controle de qualidade poderia ser utilizado análises quantitativas por meio da Cromatografia a líquido de alta eficiência, utilizando detectores fluorescentes, ultravioleta/visível ou massas, permitindo a quantificação dessas quinonas na cáscara-sagrada.
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