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Alejandro Martínez M. 1
QUINONAS Y COMPUESTOS RELACIONADOS
O
O
12
345
6
78
910
Metabolitos secundarios con un núcleo dicarboniloquinoide orto o para.
Ejemplos: Antraquinonas, Naftoquinonas, benzoquinonas, fenantraquinonas
Alejandro Martínez M. 2
Clases de QuinonasO
O
12
34
5
6 6
54
3
1O
O
p-Benzoquinona o-Benzoquinona
O
O
12
345
6
78
p-Naftoquinona
Alejandro Martínez M. 3
Clases de Quinonas
O
O45
6
78
Antraquinona
12
3
O
O
Diantrona
Alejandro Martínez M. 4
Nomenclatura de AntraquinonasNombre común: termina en ina (sin carbohidratos ligados) u ósido (con carbohidratos ligados).
Ejemplo:O
O
O HO H
C H 2O H
Aloe-emodina
Alejandro Martínez M. 5
Nombre IUPAC: Se nombran los sustituyentes en orden y se termina en antraquinona.
Por ejemplo para la aloé-emodina:
O
O
OHOH
CH 2OH
12
345
6
78
1,8-dihidroxi-3-hidroximetilén-antraquinona
Alejandro Martínez M. 6
Ejercicios de nomenclaturaO
O
C O O H
O HO H
H O C H 3
O
O
C H 3R a m O
O G lu O H
Glucofrangulósido-A
Endocrocina
Alejandro Martínez M. 7
Ejercicios de nomenclaturaO
O
C O O H
O HO H
H O C H 3
O
O
C H 3R a m O
O G lu O H
4,5,7-trihidroxi-3-carboxil-2-metilantraquinona
6-O-Ramnosil-8-O-Glucosil-1-hidroxi-3-metilantraquinona
Alejandro Martínez M. 8NAFTODIANTRONAS
O
O
DIANTRONAS
O
O
ANTRAHIDROQUINONAS
O H
O H
OXANTRONAS
O
O H
ANTRAQUINONAS
ANTRANOLESANTRONAS
O
O
O HO
Clases de compuestos antracénicos
Alejandro Martínez M. 9
BiosíntesisVía Acido Shikímico
Rubiáceas, Gesneriáceas, Escrofulariáceas, Verbenáceas, Bignoniáceas
Vía MalonilCoenzima-A
Hongos, líquenes y plantas superiores de las familiasRamnáceas, Poligonáceas, Leguminosas
Alejandro Martínez M. 10
Otros compuestosantracénicos
1. [O]2. H +
O O HO H
H OO
C O O H
Dimeriza
Enoliza
S C oA
OO O HO H
H O
-3H 2 O
S C oA
O
O O O O
S C oAOOO
O
O O O O
AcetilCoA + 7 MalonilCoA
O
O
Biogénesis vía MalonilCoenzima-A
Alejandro Martínez M. 11
HOOH
HOOH
O
OH
O
OH-2H2O O
COOH
O
O COOH
OOH
HO O
-CO2
HOO
COOH
OH
OHCOOH
OOH-H2O
OH
OOH-CO2
OPP
OH
OOH
OH
OOH
OH
OOH
Biogénesis vía Acido Shikímico
Alejandro Martínez M. 12
O
O
O O
H
HH
H
H
H H
HH
H
ESTRUCTURA ESPACIAL DE ANTRAQUINONAS
Alejandro Martínez M. 13
DISTRIBUCION Y ESTADO NATURAL ANTRAQUINONAS Y RELACIONADOS
• Plantas• Microorganis-mos• Organismos marinos
(equinodermos)• Insectos
• Partes aéreas• Glicósidos (O- y C-
Glicósidos)• Agliconas (formas
libres)• Sales (sulfatos)
Alejandro Martínez M. 14
HECHOS ESTRUCTURALES• OH en C-4 y C-5• Grupo Metilo, hidroximetileno o carboxilo en
C-2 • OH u OMe en C-7.• Glucosa, ramnosa y rutinosa• O-glicósidos: carbohidratos ligados en C-6 o C-
8• Los C-glicósidos tienen los carbohidratos
ligados a través de C-10 (antronas).
O
O
Alejandro Martínez M. 15
METODOS DE EXTRACCION
• Agliconas• Glicósidos• Material vegetal
fresco• Material vegetal seco
y molido• Con agentes
oxidantes
Alejandro Martínez M. 16
EXTRACCION DE COMPUESTOS ANTRACENICOS A PARTIR DE TEJIDOS FRESCOS
(METODO GENERAL I)
• Material en trozos pequeños• Liofilización• Molienda• Material pulverizado en contacto con
solvente orgánico o mezcla, de diferentepolaridad
• Filtración• El filtrado se concentra a sequedad con
vacío y temperatura menor de 40°C
Alejandro Martínez M. 17
EXTRACCION DE COMPUESTOS ANTRACENICOS A PARTIR DE TEJIDOS FRESCOS
(METODO GENERAL II)
• Material en trozos pequeños• Extracción con alcohol• Filtración• Evaporación del alcohol• Partición con solventes orgánicos de
diferente polaridad, p. ej. éter de p., cloroformo y n-BuOH o mezclas
Los glicósidos quedan en el solvente máspolar: n-BuOH
Alejandro Martínez M. 18
EXTRACCION DE COMPUESTOS ANTRACENICOS A PARTIR DE TEJIDOS SECOS
(METODO GENERAL III)
• Material vegetal seco• Molienda• Material pulverizado en contacto con
solvente orgánico o mezcla, de diferentepolaridad
• Filtración• El filtrado se concentra a sequedad con
vacío y temperatura menor de 40°C• Extractos de diferente polaridad
Alejandro Martínez M. 19
EXTRACCION DE COMPUESTOS ANTRACENICOS CON HIDROLISIS Y OXIDACION (METODO
GENERAL PARA CUANTIFICACION)
• Material vegetal fresco en trozos pequeñoso material vegetal seco y molido
• Hidrólisis ácida (HCl dil.) • Oxidación con H2O2
• Filtración• Partición con solvente inmiscible con agua• Evaporación de la fase clorofórmica
Alejandro Martínez M. 20
METODOS DE SEPARACION
• SEPARACIONES CUALITATIVAS: Cromatografía en Capa Fina (CCF), Cromatografía en papel (CP), HPLC
• SEPARACIONES CUANTITATIVAS: CCF-DENSITOMETRIA, HPLC
• SEPARACIONES PREPARATIVAS: CCF, Cromatografía en Columna (CC) y HPLC
Alejandro Martínez M. 21
Análisis CCF de drogas vegetalescon compuestos antracénicos
Wagner-Bladt-Zgainski,
“Plant Drug Analysis. A Thin Layer Chromatography Atlas”
Springer-Verlag, N. Y., 1984 y post.
Alejandro Martínez M. 22
Valores Rf y máximos de absorción UV-VIS de varias antraquinonas
Antraquinona Rf(I) Rf(II) Máx. UV(nm)
Emodina 0.52 0.18 223, 254, 267,290, 440
Crisofanol 0.76 0.53 225, 258, 279,288, 432
Fisción 0.75 0.42 226, 255, 267,288, 440
Aloé-emodina 0.36 0.53 225, 258, 279,289, 430
Reína 0.24 0.03 230, 260, 432
Acido emódico 0.18 0.00 227, 252, 274,290, 444
I) Sílica gel en NaOH 0.01M, Benceno-AcOEt-AcOH 75:24:1
II) Poliamida, MeOH-Benceno 4:1
Alejandro Martínez M. 23
SEPARACIONES CUALITATIVAS: CCF
Alejandro Martínez M. 24
ENSAYOS DE RECONOCIMIENTO
• Ensayo de Borntränger
• Ensayo con Acetatode Magnesioalcohólico
• Ensayo de reducciónmoderada
• Ensayo de reduccióndrástica
Alejandro Martínez M. 25
ENSAYO DE BORNTRANGER-KRAUSS
Alejandro Martínez M. 26
Ensayo con Acetato de Magnesio alcohólico(Compuestos puros)
meta-dihidroxiladas
para-dihidroxiladas
orto-dihidroxiladas
Alejandro Martínez M. 27
Ensayo de reducción moderadaO
O
O H
O H
M°/H +O 2 (aire)
Forma oxidada Alta conjugación(Coloreada)
Forma reducida Baja conjugación(Incolora)
Alejandro Martínez M. 28
Ensayo de reducción drásticaO
O
O
O
R
Zn
ZnR
NaftalenoP.F. 80°C
R=H, Antraceno P.F. 216°CR=Me, P.F. 245°C
Alejandro Martínez M. 29
Oxidación crómica
Alejandro Martínez M. 30
Características espectrales
Alejandro Martínez M. 31
Espectroscopía Ultravioleta
220-290 nm
300-350 nm
400-500 nm
240-450 nm
O
OO
O
Alejandro Martínez M. 32
Formación de quelatos de hidroxilos pericon AlCl3
O
O
OH
HO
HOO
O
O
OAl
O
Al
Cl
Cl Cl
O
O
OAl
Cl Cl
HO
HO
AlCl3
HCl
Alejandro Martínez M. 33
Espectroscopía Infrarrojo
O
OOH
Aprox. 1660 cm -1 (no quelatado)
Aprox. 1630 cm -1 (quelatado)
Nota: Se observan además las bandascaracterísticas de compuestos aromáticos,alifáticos, C-O, O-H, etc.
Alejandro Martínez M. 34
Espectro IR de la antraquinona
Alejandro Martínez M. 35
Espectrometría RMN-1HO
O
C H 3C H 3 O
O H
(4 ppm, s)
(2.3 ppm, s)
(12-14 ppm, s ancho)
O
O
C H 3C H 3 O
O H
H
HH
H
H
Grupos funcionales:
2. Protones aromáticos:
Resuenan alrededor de 6 - 8 ppm
d, J=meta
d, J=meta d, J=meta
dd, J=orto ymeta
d, J=orto
Alejandro Martínez M. 36
Espectro RMN-1H de antraquinona (CDCl3)
O
O
Alejandro Martínez M. 37
Espectrometría RMN-1H
OH
O H
O H
HH
O HH
O HH
O H
1
23
4
56
4.4-4.8 ppm
3.2-4.0 ppm: Protones vecinos a hidroxilos
Otros grupos funcionales:Ar- CH 2 -OH: 4.5 ppmAr- CH O: > 8 ppmAr-COO H: > 5 ppm
Alejandro Martínez M. 38
Espectrometría RMN-13C
O
O
Me
OMe
HO
OH
12 δ
55 δ
185 δ (quelato)
180 δ
62 δ
160 δ
120 δ
143 δ
Alejandro Martínez M. 39
Espectro RMN-13C de la antraquinona (CDCl3)
O
O
Alejandro Martínez M. 40
Espectrometría RMN-13C
OH
O H
O H
HH
O HH
O HH
O H
1
23
4
56
100-110 ppm
60-85 ppm: Carbonos hidroxilados
Otros grupos funcionales:Ar- CH 2 -OH: > 60 ppmAr- CH O: >180 ppmAr-COO H: > 160 ppm
Alejandro Martínez M. 41
Espectrometría de masasFormas libres: EMIE
Glicósidos: FAB
Otras técnicas: Ionización Química
O
O
R O
M +. (intenso)
R O
O[M-CO] +.
R O
[M-2CO] +.[M-2CO-R]+
+ O
Alejandro Martínez M. 42
Espectro de masas EMIE de la antraquinona
O
O
Alejandro Martínez M. 43
Acción laxante de las AntraquinonasO
O
OH OH
R' R
Requisitos estructurales para la acción:
R= Me, CH 2OH, COOHR'=OH, OMe
Se absorben a nivel del intestino , e inducen laacción neuropestáltica
Los glicósidos se absorben menos, por sermás polares, pero las formas libres son irritantes
Los O-glicósidos de diantronas y antraquinonasy los C-glicósidos de antronas con C-10 libre ,son los más activos
Alejandro Martínez M. 44
Principales drogas con compuestos antracénicos
Sen, Cassia senna(Leguminosae)
Hojas y frutos desecados
Norte de Africa, India, Pakistán
Componentes principales: glicósidos diantrónicosSenósidos A/B, senósidos C y D; mono- y diglicósidos de reína y emodina
Tisanas, polvos, etc. Laxante
Alejandro Martínez M. 45
Cáscara sagradaRhamnus purshiana, Ramnáceas
•Corteza desecada
•Oeste de Canadá y Estados Unidos, y Kenia
•6-9% de derivados antracénicos (tanto O- como C-glicósidos): cascarósidos A, B, C y D; barbaloína, crisaloína, emodín-oxantrona, aloé-emodina, crisofanol, emodina; y las palmidinas A, B y C.•Países anglosajones como laxante•tisanas, formas galénicas, extractos titulados de cascarósidos(elíxires), extracto seco en comprimidos.
Alejandro Martínez M. 46
RuibarboRheum palmatum, Poligonáceas
•Raíces desecadas
•China
•Falsificaciones: R. rhaponticum, R. officinale, R. emodi, R. webbianum, R. coreanum.
•Antraquinonas sin grupo carboxilo•Antraquinonas con un grupo carboxilo (Reína y glucoreína).•Antronas o diantronas de crisofanol, emodina, aloé-emodina y fisción. •Heterodiantronas: Palmidinas A y B, crisofanol-antrona, Palmidina-C, reín-antrona (Senidina C y Senósido C), crisofanol-antrona (reidina B), fisción-antrona (reidina C).•amargo estomáquico, purgante o laxante ocasional. •Bitiligo (!?)
Alejandro Martínez M. 47
Penca zábila (Acíbar, Aloe)Varias especies de Aloe (Familia
Liliáceas).
•Jugo desecado de las hojas
•Sudáfrica (Aloe capensis, "Aloé del Cabo"), Kenia, Curazao, Aruba, Bonaire
•Aloinósidos A y B •Aloesinas A y B •Aloína•Purgantes "tintura de Benjuí compuesta" ("Bálsamo de Friari").
Alejandro Martínez M. 48
Cochinilla hembra(Dactylopius coccus),
•Hembra
•América central, Perú, Islas Canarias
•Carmín, Rojo carmín
•Droga contiene ca. 50% de ácido carmínico
•Uso: Colorante para sólidos y líquidos
• 5 g de ácido carmínico cuesta US $ 30 (2007)
Alejandro Martínez M. 49
NAFTOQUINONAS
O
O
Alejandro Martínez M. 50
PROBLEMA 1• 1. De Streptocarpus dunni, Gesneriaceae; se aisló por métodos
cromatográficos una sustancia que cristaliza en agujas amarillas de P.F. 183-4°C y con las siguientes características espectrales:
• UV (MeOH): 226(4.24), 247(4.40), 254(4.42), 279(4.02), 325(3.43), 408(3.74) nm
• IR (KBr): 1660, 1625, 1580 cm-1, etc.• RMN-1H: 2.37_ (s, 3H), 7.51 (d, j=8 hz, 1H), 7.74 (d, j=8 Hz, 1H), 7.73-7.86
(m, 2H), 8.20-8.35 (m, 2H), 12.93 (s, 1H).• %C = 75.4 %H = 4.1• EMIE: M+.= 238• Determine la estructura más probable para esta sustancia, describa su
biogénesis a partir del precursor inmediato correspondiente y asígnele el correspondiente nombre IUPAC.
• Qué longitud de onda utilizaría para cuantificar esta sustancia dentro de una mezcla? Porqué?
Alejandro Martínez M. 51
OH
CH3
O
O
1-Hidroxi-2-metilantraquinona
2.37s
12.93s
7.74d*
7.71d*
7.73-7.86m8.20-8.35m
Alejandro Martínez M. 52
PROBLEMA 3• Del extracto acetónico de las raíces de Polygonum cuspidatum, Polygonaceae; se aisló
mediante métodos cromatográficos una sustancia que cristaliza en agujas amarillas desde metanol con P.F. 299-302°C. Esta sustancia produce una coloración amarillo-naranja al tratarla con acetato de magnesio en solución, y posee las siguientes características espectrales:
• UV (EtOH): 204(4.26), 224(4.49), 250.5(4.10), 269(h, 4.16), 286.5 (4.29), 422(3.86), 443(3.86) nm.
• IR (Nujol): 1670, 1635, 1605, 1570 cm-1, etc.• RMN-1H (CDCl3 + DMSO-d6): 2.42 _ (s, 3H), 3.97 (s, 3H), 6.81 (d, j=2.5 hz, 1H), 7.33
(d, j=2.5 Hz, 1H), 7.04 (d, j=2 Hz, 1H), 7.50 (d, j=2 Hz, 1H), 13.31 (s, 1H).• EMIE: M+.= 284• Determine la estructura más probable para esta sustancia y asígnele el correspondiente
nombre IUPAC. Describa su biogénesis a partir del precursor inmediato correspondiente.
• Entre esta sustancia y la 5-hidroxi-4-metoxi-2-metilantraquinona, cuál de las dos debe tener una mayor acción laxante? Cuál de las dos debe presentar mayor Rf en cromatografía normal? Porqué?
Alejandro Martínez M. 53
CH3
O
O OCH3OH
HO2.42s7.09d*
6.81d*
3.97s13.31s
7.50d*
7.35d*
5,7-Dihidroxi-4-metoxi-2-metilantraquinona
Alejandro Martínez M. 54
Problema 3Del extracto acetónico de las raíces de Polygonum cuspidatum , Polygonaceae; se aislómediante métodos cromatográficos una sustancia que cristaliza en agujas amarillasdesde metanol con P.F. 299-302°C. Esta sustancia produce una coloración amarillo-naranja al tratarla con acetato de magnesio en solución, y posee las siguientescaracterísticas espectrales:UV (EtOH): 204(4.26), 224(4.49), 250.5(4.10), 269(h, 4.16), 286.5 (4.29), 422(3.86),443(3.86) nm.IR (Nujol): 1670, 1635 , 1605, 1570 cm -1, etc.RMN-1H (CDCl3 + DMSO-d 6): 2.42 _ (s, 3H) , 3.97 (s, 3H), 6.81 (d, j=2.5 hz, 1H),7.33 (d, j=2.5 Hz, 1H), 7.04 (d, j=2 Hz, 1H), 7.50 (d, j=2 Hz, 1H), 13.31 (s, 1H).EMIE: M+.= 284Determine la estructura más probable para esta sustancia y asígnele el correspondientenombre IUPAC. Describa su biogénesis a partir del precursor básico correspondiente
C H 3
O
O O C H 3O H
H O2.42s7.09d*
6.81d*
3.97s13.31s
7.50d*
7.35d*
5,7-Dihidroxi-4-metoxi-2-metilantraquinona
Alejandro Martínez M. 55
Problema 9Del extracto clorofórmico de la corteza de Pera nitida, Euphorbiaceae; se aisló unasustancia amarilla con las siguientes características:P.F. 77-78°CEnsayo con cloruro férrico: Color rojoEnsayo con NaOH: Color violetaEnsayo de reducción con Zn/AcOH: Desaparece el color rojo, pero reaparece poroxidación al aire.EMIE (70 Ev): m/z (%IR): 188(100), 189(11.97), 190(1.39), 170(28), 160(34), 131(57),120(47), 92(54), 77(20), 63(36).ESPECTROS UV:MeOH: 420(1550), 263(4608), 253(4475), 208(12675) nmNaOH: 515(1713), 268(4150), 211(13760), 204(13800) nmNaOH+HCl: 420(1520), 265(4590), 253(4490), 208(11995) nmAlCl3: 493(1725), 278(4100), 272(4215), 216(11490) nmAlCl3+HCl: 493(1725), 276(3730), 270(4140), 216(9340), 211(10500) nmIR (KBr): 3440, 1670, 1650, 1610, 1455, 1365, 1260, 1230, 900, 840, 760 cm-1.RMN-1H (60 Mhz, CCl4): 2.10δ (d, 3H, j=1.8 Hz), 6.70 (c, 1H, j=1.8 Hz), 7.20 (dd,1H, j=9 y 3 Hz), 7.35-7.65 (m, 2H), 11.9 (s, 1H).Determine la estructura más probable para esta sustancia si se asume que es originadavía acetilCoA.
Alejandro Martínez M. 56
O
OO H
C H 32.10d
6.70c
11.9s
7.20dd
7.35-7.65m
PlumbaginaRev. Col. Quím. 12 , 67 (1984)
1 g : US $ 44.20 (1997)
Alejandro Martínez M. 57
O
OO H
C H 32.10d
6.70c
11.9s
7.20dd
7.35-7.65m
PlumbaginaRev. Col. Quím. 12 , 67 (1984)
1 g : US $ 44.20 (1997)
Alejandro Martínez M. 58
Problemas propuestos1) En el laboratorio nos entregan dos tubos de ensayo sin rotular. Uno de los tubos contiene 10 mg de 1,3-dihidroxi-2-metoxiantraquinona, y el otro contiene 10 mg de 1,2-dihidroxi-3-metoxiantraquinona.
Qué hacemos para identificar cada sustancia y rotularadecuadamente los tubos ?
2) En el laboratorio nos entregan en un tubo de ensayo 20 mg de una mezcla 1:1 de aloína y aloé-emodina.
Cómo podemos separarlas e identificarlas ?
Alejandro Martínez M. 59
Problemas propuestos3) Se tiene una mezcla 1:1 de aloé-emodina y fisción (o fisciona). Al analizarla por CCF (Sílica gel en NaOH0.01M, Benceno:Acetato de etilo:Acido acético 75:24:1), con luz UV 254 nm, se observan dos manchas, una de Rf0.75 y otra de Rf 0.36.
A cuál sustancia corresponde cada una de las dos manchas ? Porqué ?