QUÍMICA DE PRODUCTOS NATURALES

Obtención del producto natural

Edna Milagros Silva Garcíaesilva@cinvestav.mx

Cuando se trata de una planta, además de sus datos botánicos se especifica el lugar donde se colectó…LatitudLongitud Altitud

PROCEDENCIA DEL PRODUCTO NATURAL

Lat. 3,42055560Long. -

76,522222199999990Altitud 1018 msnm

Sistema de coordenadas.

PROCEDENCIA DEL PRODUCTO NATURAL

3°26′24″N 76°31′11″O

Km en el que se colectó…Lugar de salida# de carretera# KmMetros caminados a partir de la carretera

principal

PROCEDENCIA DEL PRODUCTO NATURAL

*Más planta*Características fitoquímicas semejantes

¿CÓMO VAMOS A ANALIZAR LA PLANTA?

Seca

Fresca

Al sol

A la sombra

¿Qué parte?¿Aérea o Subterranea?¿Completa o por partes?

PARTES DE LA PLANTA

Aérea

Subterránea

Molienda

Flores

Tallos

Hojas

Frutos

Inflorescencia Semillas

PARTES DE LA PLANTA

*Se separa en antes del secado.

*Las partes aéreas pueden ir molidas o no

ManualEléctrico

¿CUÁNTAS PLANTAS COLECTAR?

Anual Estacional Variación del

producto natural que se desea aislar.

10 aprox.

PARTES DE LA PLANTA

*Cantidad de materia a procesar*Naturaleza

Materia Seca

¿CÓMO OBTENER EL PRINCIPIO ACTIVO?

Extracción mecánica Zumos

Destilación De acuerdo a lo que se

desee extraer. Extracción con fluidos

en condiciones supercríticas.

Extracción con solventes

EXTRACCIÓN CON SOLVENTES

Características de la droga• Máximo

contacto• Solubilidad

Naturaleza del solvente• Selectivo al

compuesto que se busca

Temperatura• Aumentar la

solubilidad• Ojo –

descomposición o volatilidad

Tiempo• Origen del

material vegetal

TerpenosAlcaloidesCompuestos hidroxiladosFlavonoides

EXTRACCIÓN CON SOLVENTES

Características de la droga• Máximo

contacto• Solubilidad

Naturaleza del solvente• Selectivo al

compuesto que se busca

Temperatura• Aumentar la

solubilidad• Ojo –

descomposición o volatilidad

Tiempo• Origen del

material vegetal

Hexano (0.0) Diclorometano (3.1) Metanol (5.1) Agua (9.1)

EXTRACCIÓN CON SOLVENTES

Características de la droga• Máximo

contacto• Solubilidad

Naturaleza del solvente• Selectivo al

compuesto que se busca

Temperatura• Aumenta el

rendimiento• Ojo –

descomposición o volatilidad

Tiempo• Origen del

material vegetal

*Los aceites esencialesMenos # de C más volátiles

Son termolábiles, sufren descomposición a temperatura bajas o, hasta 300°C. Se alteran por acción

de luz, el tiempo.

EXTRACCIÓN CON SOLVENTES

Características de la droga• Máximo

contacto• Solubilidad

Naturaleza del solvente• Selectivo al

compuesto que se busca

Temperatura• Aumenta el

rendimiento• Ojo –

descomposición o volatilidad

Tiempo• Origen del

material vegetal

¿Hasta cuando sé que he extraído todo?

Disolvente ya sin color

Comparación entre referencias

CromatogramaRMN del extracto

TIPOS DE EXTRACCIONES EXTRACCIÓN DISCONTÍNUA O

SIMULTÁNEA Se sumerge la droga en el solvente, por lo que la

totalidad de la droga contacta con el solvente utilizado para la extracción y la difusión de los principios activos se producirá en todas las direcciones hasta alcanzar el equilibrio.

TIPOS DE EXTRACCIONES EXTRACCIÓN DISCONTÍNUA O

SIMULTÁNEA Se sumerge la droga en el solvente, por lo que la

totalidad de la droga contacta con el solvente utilizado para la extracción y la difusión de los principios activos se producirá en todas las direcciones hasta alcanzar el equilibrio.

TIPOS DE EXTRACCIONES EXTRACCIÓN CONTÍNUA O PROGRESIVA

El solvente utilizado para la extracción se va renovando y actúa en una sola dirección. Son métodos que consisten en poner en contacto la droga con el solvente adecuado y mantener en todo momento el desequilibrio entre la concentración de principio activo en la droga y en el solvente para que se produzca la difusión celular. Mediante estos procedimientos se puede llegar a la extracción prácticamente completa de los principios activos de las drogas.

TIPOS DE EXTRACCIONES PERCOLACIÓN

El material vegetal se humedece 4h

Pasado ese tiempo se empaqueta el

percolador

Se llena de líquido y se tapa

el percolador

Se abre goteo uniforme y se

cierra

Se adiciona más menstruo,

maceración con el percolador cerrad

o por 24h.

Comprime, filtra o decanta

Concentra

Colocar disolvente en el

balón

Ebullir el disolvente hasta un

condensador a reflujo

El condensado cae sobre la cámara de extracción

Asenso del disolvente

hasta que se genera un

reflujo

Repite el proceso hasta la extracción

completa.

TIPOS DE EXTRACCIONES Soxhlet

TIPOS EXTRACTOS

Fluidos Blandos Secos

Crioextractos

EXTRACTOS FLUIDOS

Preparaciones líquidas tal que 1 parte por masa o volumen es equivalente a 1 parte por masa o tejido vegetal o tejido animal seco.

Son preparados usando etanol o agua o por dilución de un extracto denso o seco de la droga vegetal o animal.

EXTRACTOS BLANDOS

Son preparaciones semi-sólidas obtenidas por evaporación total o parcial de los solventes usados para la extracción.

Blando a Seco.

EXTRACTOS SECOS

Es una preparación sólida obtenida por evaporación del solvente usado en su producción.

El extracto seco generalmente tiene una pérdida por secado o un contenido de agua no mayor del 5 % m/m.

CRIOEXTRACTOS

Se inicia con drogas frescas que, tras ser congeladas, se someten a la acción extractiva del nitrógeno líquido a -20º C. Al líquido extractivo así obtenido se le añade alcohol etílico hasta alcanzar una graduación alcohólica en torno a los 15-16º.

Este método se emplea principalmente cuando se quiere extraer todos los principios termolábiles, como proteínas y complejos enzimáticos. Se trata de productos muy interesantes ya que mantienen ciertas propiedades terapéuticas que de otro modo se perderían, pero su principal inconveniente es que resultan bastante caros.

BUENO… ¿Y YA QUE SE TIENE EL EXTRACTO? Métodos de separación

Por métodos físicos. Filtración Decantación Cristalización Sublimación Destilación Extracción Cromatografía

FILTRACIÓN La única fuerza impulsora

para que el líquido atraviese el filtro es la gravedad.  Es el método más sencillo y tradicional.

Separar un sólido de un líquido cuando lo que se quiere recuperar es el líquido.

La fuerza impulsora para que el líquido atraviese el filtro es la que ejerce la presión atmosférica cuando aplicamos el vacío al sistema.

Es el método más rápido y a veces permite la filtración de aquellas suspensiones en las que la fuerza de gravedad no es suficiente para el proceso.

DECANTACIÓN

• Sirve para separar solidos de líquidos y líquidos no miscibles.

• En el primer caso el sólido se sedimenta (por su mayor peso), luego se inclina el recipiente y dejando escurrir el líquido en otro recipiente queda sólo el sólido sedimentado.

EXTRACCIÓN

• Sirve para separar solidos de líquidos y líquidos no miscibles.

• La diferencia en las densidades de los líquidos permite que se separen extrayendo por acción de la gravedad.

¿El diclorometano con respecto al agua?

¿El acetato de etilo y el agua?

CRISTALIZACIÓN El proceso cual se separa

un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase solida en forma de cristales que precipitan.

Una disolución concentrada a altas temperaturas y se enfría, si se forma una disolución sobre saturada, que es aquella que tiene momentáneamente mas soluto disuelto que el admisible por la disolución a esa temperatura en condiciones de equilibrio.

Monocristal

SUBLIMACIÓN

Método utilizado en la separación de sólidos, aprovechando que alguno de ellos es sublimable, pasa de manera directa del estado sólido al gaseoso por incremento de temperatura.

DESTILACIÓN

El proceso de la destilación consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasen a fase vapor y, posteriormente, enfriar el vapor hasta recuperar estos componentes en forma líquida mediante un proceso de condensación.

DESTILACIÓN SIMPLESe usa para separar líquidos con puntos de ebullición inferiores a 150ºC de impurezas no volátiles, o bien para separar mezclas de dos componentes que hiervan con una diferencia de puntos de ebullición de al menos 60-80°C.

DESTILACIÓNDESTILACIÓN FRACCIONADA La destilación fraccionada se

utiliza cuando la mezcla de productos líquidos que se pretende destilar contiene sustancias volátiles de diferentes puntos de ebullición con una diferencia entre ellos menor a 80ºC.

Al calentar una mezcla de líquidos de diferentes presiones de vapor, el vapor se enriquece en el componente más volátil y esta propiedad se aprovecha para separar los diferentes compuestos líquidos mediante este tipo de destilación.

El rasgo más característico de este tipo de destilación es que necesita una columna de fraccionamiento.

DESTILACIÓN La destilación por arrastre de

vapor es una técnica de destilación que permite la separación de sustancias insolubles en H2O y ligeramente volátiles de otros productos no volátiles.

A la mezcla que contiene el producto que se pretende separar, se le adiciona un exceso de agua, y el conjunto se somete a destilación.

En el matraz de destilación se recuperan los compuestos no volátiles y/o solubles en agua caliente, y en el matraz colector se obtienen los compuestos volátiles y insolubles en agua.

CROMATOGRAFÍA

Este método consiste en separar mezclas de gases o líquidos, pasando la solución o muestra a través de un medio poroso y adecuado, con la ayuda de un solvente

determinado. 

TIPOS DE CROMATOGRAFÍA

Fase estacionar

ia

Adsorción

Líquido-Solido

Gas-Sólido

Capa fina

Reparto

Líquido-Líquido

Gas-Líquido

En papelIntercambi

o iónico

Exclusión Molecular

En columna

Plana

Diferencia con

Absorción

CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINAEn la cromatografía en capa fina (CCF) la fase estacionaria consiste en una capa delgada de un adsorbente (como por ejemplo gel de sílice, alúmina o celulosa) depositada sobre un soporte plano como una placa de vidrio, o una lámina de aluminio o de plástico.

Aplicación Eluir Revelar Rf

FACTOR DE RETENCIÓN

Rf

Rf=?

CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA

La cromatografía en columna utiliza una columna de vidrio vertical que se llena con un soporte sólido adsorbente (fase estacionaria) y un eluyente (fase móvil).

 Debido a que cada uno de los componentes de una mezcla establecerá interacciones diferentes con la fase estacionaria y la móvil, serán transportados a diferentes velocidades y se conseguirá su separación.

CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA ¿Cómo empacar una

columna?

La polaridad del eluyente afecta las velocidades relativas con las que los diferentes componentes de la mezcla se mueven en la columna.

¿Cómo saber qué faso móvil usar?

¿Qué volumen colectar en las fracciones?

¿Cómo analizar los eluatos?

CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA

En 1978 se introdujo una versión modificada denominada cromatografía en columna flash.

La diferencia con la cromatografía en columna tradicional es que en la técnica rápida el disolvente se hace atravesar la fase estacionaria aplicando una presión positiva.

¿Cuál usar?

HPLC Bioquímica y química analítica. La muestra problema es forzada a pasar a

través de una columna (fase estacionaria) por un líquido (fase móvil) a elevada presión, lo que disminuye el tiempo que los componentes separados permanecen en la fase estacionaria, y por lo tanto, el tiempo de difusión dentro la columna.

En la salida de la columna existe un detector que indica la cantidad de soluto que está saliendo.

• Mucha muestra picos anchos y pérdida de resolución. • El hecho de estar menos tiempo en la columna se traduce

en picos más estrechos en el cromatograma, mayor resolución y sensibilidad

HPLC

Fase normal Fase reversa

Se utiliza una fase estacionaria polar y una fase móvil apolar, y se usa principalmente cuando la muestra a analizar es de naturaleza apolar.

 La fase estacionaria es apolar y la fase móvil polar. 

Una de las fases estacionarias más empleadas es sílice tratada con R-Me2SiCl, donde R es una cadena alquílica como CnH2n+1. En este caso, para una determinada sustancia, el tiempo de retención aumenta con la polaridad de la fase móvil.

HPLC

GradienteIsocrático

No corrosivoGradoMiscibles No solo H2O

UVMasasRMN

HPLC

GradienteIsocrático

No corrosivoGradoMiscibles No solo H2O

UVMasasRMN

Factor limitante Descomposición

Que no pase a fase gas

¿Preguntas?