Estudio Químico de Zanthoxylum setulosum
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ESTUDIO QUÍMICO DEL ESTUDIO QUÍMICO DEL EXTRACTO ETANÓLICO DE LA EXTRACTO ETANÓLICO DE LA
CORTEZA DE CORTEZA DE Zanthoxylum Zanthoxylum setulosum, setulosum, (RUTACEAE)(RUTACEAE)
ESTUDIO QUÍMICO DEL EXTRACTO ETANÓLICO DE LA CORTEZA DE Z. setulosum,
(RUTACEAE)
PRESENTADO POR: Claudia Patricia Naranjo
DIRECTORES:M.Sc. Alberto Angulo OrtizM.Sc. Omar Torres Ayazo
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBADepartamento de Química
Grupo: QUÍMICA DE LOS PRODUCTOS NATURALESMontería
RESUMEN
RESUMEN
HO
IR, GC/MS, RMN-1H-13C-2D
Campesterol
EXTRACTO ETANÓLICO
CCD, CC, CCDP
Mezcla de Fitosteroles
Lupeol
HO
HO
HO
Estigmasterol
Sitosterol
Lupeol
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
El estudio de los Productos Naturales es una contribución fundamental a la
búsqueda de moléculas bioactivas con fines terapéuticos
INTRODUCCIÓN
21 especies del Género
40 especies del Género
Zanthoxylum
Lignanos Alcaloides Terpenos Flavonoides Ésteres Acetofenonas Coumarinas Cromonas Ácidos Grasos
INTRODUCCIÓN
En medicina folklórica son usadas para combatir infecciones de los ojos, hemorragias, reumatismo y para la mordedura de serpientes.
En ensayos de laboratorio, han presentado actividad ictiotóxica, antitumoral, antiagregación plaquetaria, antihelmíntica, antihipertensiva, etc.
Gran variedad de usos y propiedades
Especie del Género Zanthoxylum
OBJETIVOS
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Contribuir al estudio químico del extracto etanólico de corteza de la especie Zanthoxylum setulosum, mediante el aislamiento, purificación y caracterización de algunos de los metabolitos presentes en la especie.
OBJETIVOS
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Aislar y purificar mediante métodos cromatográficos (cromatografía de columna, capa delgada, capa delgada preparativa), algunos metabolitos presentes en el extracto etanólico de la corteza de Zanthoxylum setulosum.
Aplicar las técnicas espectroscópicas (I.R., E.M., RMN-1H, RMN-13C y RMN-2D) en la identificación de los compuestos aislados.
Contribuir al conocimiento químico de la especie Zanthoxylum setulosum y aportar al estudio de la flora de la región cordobesa.
MATERIAL DE ESTUDIO
MATERIAL DE ESTUDIO
Esta especie es conocida en Colombia bajo los nombres de “Aguijón amarillo”, “Tachuelo”, “Arbacú”, “Barbasco” y es utilizada por los campesinos de Córdoba como maderable y para “embarbascar” peces, lo que le confiere propiedades ictiotóxicas.
EL GÉNERO ZANTHOXYLUM
EL GÉNERO ZANTHOXYLUM
Zanthoxylum clava-herculis
El género Zanthoxylum (plantas aromáticas) está conformado por arbustos, árboles o semitrepadores, a menudo espinosos (de espinas en los troncos, las ramas, y las hojas).
ESPECIE Zanthoxylum setulosum
ESPECIE Zanthoxylum setulosum
Árbol pequeño o mediano con hojas largas, compuestas con una hojilla terminal (21 o más hojas), la hoja entera alcanza hasta 1 metro de longitud.
Las hojas, racimos y ramas tienen espinas puntiagudas y el tronco tiene espinas largas, despuntadas y leñosas.
La corteza externa del tronco es más o menos lisa, café claro, con muchas lenticelas levantadas y la madera amarilla pálida.
ESTUDIOS QUÍMICOS EN LA ESPECIE Zanthoxylum
setulosum
ESTUDIOS QUÍMICOS
De la especie Zanthoxylum setulosum se ha reportado el aislamiento de un terpeno llamado (-)-loliolide con potente actividad repelente de la hormiga Atta cephalotes y compuestos del tipo flavanonas, lignanos, terpenos, una acetofenona y un ácido graso.
O
O
CH3CO
OOCCH3
O
OHOCH3
OCH3
O
O
H
HO
O
HO
O
PARTE EXPERIMENTAL
PARTE EXPERIMENTAL
EXTRACTO ETANÓLICO
CH2Cl2
HCl 5% (9 lavados)
E. AcuosoE. CH2Cl2
lavado (EDL)NH4OH 58% pH 9-10
CH2Cl2 (5 lavados)
E. Alcaloides
(195.7 g)
(1.22 g)
PARTE EXPERIMENTAL
E. Alcaloides
Estudio por CCD
CHCl3: MeOH (95:5)CC
CHCl3:MeOH 95:5, 9:1, 8:2 6:4, 1:1
138 fracciones
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 F16
PARTE EXPERIMENTAL
C6H6-AcOEt
7 g / C6H6
100 fracciones
FDL-1 FDL-2 FDL-3 FDL-4 FDL-5 FDL-6 FDL-7 FDL-8 FDL-9
CC. 180 g sílica gel (C6H6/AcOEt)
Estudio por CCD
E. CH2Cl2
lavado (EDL)(120 g)
PARTE EXPERIMENTAL
Fracción FDL-8
(2.554 g)
66 fracciones
FDL-8-1
FDL-8-2
FDL-8-3
FDL-8-4
FDL-8-5
FDL-8-6
FDL-8-7
FDL-8-8
FDL-8-9
CC. 76 g sílica gel (CHCl3)
PARTE EXPERIMENTAL
Fracción FDL-8-3
(201 mg)
CCDP 1/3 CC 2/3
19 fraccionesElución, quemado, raspado, extracción
Mezcla Esteroidal
(14 mg) Sustancia B
(18 mg)
FDL-8-3-1 FDL-8-3-2
10 mg 10 mg
PARTE EXPERIMENTAL
Mezcla Esteroidal
(24 mg)
Sustancia B
(28 mg)
ESTRUCTURAS PROPUESTAS
PUNTO DE FUSIÓN
IR
RMN-1H-13C-2D
GC/MS
PARTE EXPERIMENTAL
Lámpara U.V. CAMAG 254-366 nm.
Estufa 1 DIES modelo ED-65.
Rotavapor BUCHI B-480.
Bomba de vacío BUCHI B-169.
Espectrómetro FT IR PERKIN ELMER 1000F.
Equipo de resonancia magnética nuclear BRUKER DRX 300 MHz.
Cromatógrafo de gases acoplado a espectrómetro de masas (GC/MS) Hewlett Packard GC. 6890-MS.5973.
EQUIPOS
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
ESTUDIO QUÍMICO DEL EXTRACTO EtOH DE LA
CORTEZA DE Zanthoxylum setulosum
SUSTANCIAS AISLADAS
Del extracto EtOH de la corteza de Z. Setulosum se aislaron 4 triterpenos entre los cuales se encontró una Mezcla Esteroidal y un triterpeno pentacíclico:
MEZCLA ESTEROIDAL:
Sustancia A-1: Campesterol
Sustancia A-2: Estigmasterol
Sustancia A-3: Sitosterol
TRITERPENO PENTACÍCLICO:
Sustancia B: Lupeol
La mezcla esteroidal junto con el lupeol fueron encontrados de manera similar a la reportada en la literatura de Z. heitzii*.
*Ngouela, S., Tsamo, E., and Connolly, J. D. “Lignans and other constituents of Zanthoxylum heitzii”. Phytochemistry. 1994. 37. 867-869.
SUSTANCIAS AISLADAS
ESTRUCTURAS DE LAS SUSTANCIAS AISLADAS
HO
CampesterolHO
Estigmasterol
HOSitosterol
HO
Lupeol
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
LA PRINCIPAL HERRAMIENTA PARA LA ELUCIDACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA MEZCLA ESTEROIDAL FUE EL ANÁLISIS POR
ESPECTROMETRÍA DE MASAS
ELUCIDACIÓN DE LA MEZCLA ESTEROIDAL
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro IR de la Mezcla Esteroidal
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro RMN-1H (300 MHz, CDCl3) de la Mezcla Esteroidal
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Cromatograma de Gases de la Mezcla Esteroidal
A-1 A-2
A-3
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
382
394
396
A-1
A-2
A-3
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
3
HO
H
Me-21
Me-26-27-29
Me-19-28
Me-18
H
6
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
O
OH
F+
M+ - 60 = m/z 382
Espectro de Masas de la Sustancia A-1
A-1
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
COMPUESTO
FÓRMULA MOLECULAR PESO MOLECULAR
A-1 Acetilado C30H50O2 442
A-1 (Campesterol)
C28H48O 400
Fragmento Molecular (F+)
C28H46 382
m/z 255 [F+- CL]: 382 – 127 (C9H19)
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
H
O
O
.+
M+= m/z 442
- CH3COOH.+
[F+=M-60] m/z 382
- C16H31
m/z 159
m/z 255
m/z 213
m/z 367
- Me
- (CL + 42)
- CL
m/z 382
(-Met – 99)m/z 340
(-59 – Isop)
m/z 354(-Ac – 3 Met)
++
+
+
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
O
HO
M+ - 60 = m/z 394
F+
Espectro de Masas de la Sustancia A-2
A-2
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
COMPUESTO
FÓRMULA MOLECULAR PESO MOLECULAR
A-2 Acetilado C31H50O2 454
A-2 (Estigmasterol)
C29H48O 412
Fragmento Molecular (F+)
C29H46 394
m/z 255 [F+- CL]: 394 – 139 (C10H19)
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
O
HO
H
m/z 379
m/z 255
m/z 159
m/z 213
m/z 309
m/z 351
M+= m/z 454
[F+=M-60] m/z 394
- CH3COOH
-Isop
(-C6H13)
- Met
(-C17H31)
- CL
- (CL + 42)
.+
+
+
+
+
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
M+ - 60 = m/z 396
O
HO
F+
Espectro de Masas de la Sustancia A-3
A-3
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
COMPUESTO FÓRMULA MOLECULAR PESO MOLECULAR
A-3 Acetilado C31H52O2 456
A-3(Sitosterol) C29H50O 414
Fragmento Molecular (F+)
C29H48 396
m/z 255 [F+- CL]: 396 – 141 (C10H21)
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
O
HO
H
- CH3COOH
- CL
(-C17H33)
(-59 – Isop)
(-Met – 99)
- Met [F+=M-60] m/z 396
m/z 159
m/z 255
m/z 213
m/z 381
m/z 342
m/z 354
M+ = m/z 456
.+
.+
+
+
+
+
- (CL + 42)
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURA
ESTRUCTURAS ELUCIDADAS DE LA MEZCLA ESTEROIDAL
HO
1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21 22
23
2425
26
2728
HO
1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21 22
23
2425
26
2728
29
HO
1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21 22
23
2425
26
2728
29
Campesterol Estigmasterol
Sitosterol
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
ELUCIDACIÓN DE LA SUSTANCIA B
LA PRINCIPAL HERRAMIENTA PARA LA ELUCIDACIÓN DE LA SUSTANCIA B FUE EL
ANÁLISIS POR ESPECTROMETRÍA DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro RMN-1H (300 MHz, CDCl3) de la Sustancia B
HO
H
HHO
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro RMN-13C (75 MHz, CDCl3) DEPT 135 de la Sustancia B
6 CH 7 CH3
3 5
918
1913
24
30
2825, 26, 23, 27
HO
1
2
34
23 24
56
7
89
10
2511
1213
14
2715
16
1718
19 21
22
20
29
30
2628
29
22
1
167
1115
1221
610 CH2
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro RMN-13C (75 MHz, CDCl3) JMOD de la Sustancia B
10 CH2
6 C
6 CH 7 CH3
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro HMQC (300 MHz, CDCl3) de la Sustancia B
H-29 H-3 H-19 H-11
H-30
C-29
C-18-19
C-3
C-5
C-11
C-30
CORRELACIONES HMQC
HO
H
H
H
H
HH
H
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro HMQC ampliado (300 MHz, CDCl3) de la Sustancia B
H-30 H-26
H-24 H-27
H-25-28-23
CORRELACIONES HMQC
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro HMBC (300 MHz, CDCl3) de la Sustancia B
H-29 H-3 H-19
H-30
H-18
H-24H-23
C-30
C-18-19
C-3
C-29
C-20
C-24
CORRELACIONES HMBC
H
H H
HO
H
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro COSY (300 MHz, CDCl3) de la Sustancia B
H-29 H-3 H-19 H-11
HO
H
HH
HH
H HH
HH
H
H
CORRELACIONES COSY
H-5
H-18
H-2
H-30
H-6
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Espectro IR de la Sustancia B
HO
ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL
Teniendo en cuenta el análisis por resonancia magnética nuclear, la comparación con datos reportados en la literatura y el punto de fusión (217ºC), se determinó que la Sustancia B es Lupeol:
HO
1
2
34
23 24
56
7
89
10
2511
1213
14
2715
16
1718
19 21
22
20
29
30
2628
Lupeol
ESTRUCTURA ELUCIDADA DE LA SUSTANCIA B
CONSIDERACIONES BIOGENÉTICAS DE LAS
SUSTANCIAS AISLADAS DE Zanthoxylum setulosum
BIOGÉNESIS
Lanosterol
Lupeol
Cicloartenol
Rompimiento 16/17
Formación 16/20
Ciclización
O
Escualeno
HO
HO
HO16
+20
1415
1613 17
20+
13 17
HO
OPP
Farnesil-PP
AcetilCoA
HO
BIOGÉNESIS
HOHO
HOHO
HO HO
HOHO
24
28
32
30 31 Cicloartenol
28
Orizanol C
30Cicloeucalenol
28
29
Citrostadienol
HO
+ C1
- C1
+ C1
- C1
Estigmasterol
Sitosterol
Campesterol
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
Del extracto EtOH de la corteza de Z. setulosum se aislaron e identificaron las siguientes sustancias:
Sustancia A-1: Campesterol
Sustancia A-2: Estigmasterol
Sustancia A-3: Sitosterol
Sustancia B: Lupeol
Las Sustancias A-1, A-2 y A-3 se encontraron formando una mezcla.
La Sustancia B es un triterpeno pentacíclico muy común en la familia Rutaceae.
CONCLUSIONES
La Mezcla Esteroidal junto con el Lupeol fueron encontradas de manera similar a la reportada en la literatura de Z. heitzii.
Con este trabajo se comprueba una vez más, que el estudio de los Productos Naturales es una herramienta fundamental para establecer relaciones quimiotaxonómicas entre especies de una misma familia o género.
CONCLUSIONES
Algunos esteroles acetilados presentan una forma particular de fragmentación en masas, en donde la molécula pierde ácido acético inicialmente y el ión molecular no corresponde al peso completo de la sustancia acetilada.
La resonancia magnética nuclear proporciona datos muy importantes para el estudio de mezclas.
La cromatografía en capa delgada no garantiza la pureza de una sustancia.
RECOMENDACIONES
RECOMENDACIONES
Continuar con la extracción de alcaloides de la corteza de Z. setulosum.
Realizar pruebas de actividad biológica a las sustancias aisladas.
Estudiar otros aspectos relacionados con la especie Z. setulosum como: Ecología de la planta, Fisiología y Quimiotaxonomía para enriquecer la herboristería de esta especie y del género.
AGRADECIMIENTOS
AGRADECIMIENTOS
Al grupo de Investigación en Química de los Productos Naturales por la
financiación de este trabajo
AGRADECIMIENTOS
A los profesores Alberto Angulo Ortiz, Omar Torres Ayazo, Juan Carlos Zuluaga y Gilmar Santafé por sus valiosos consejos y enseñanzas.
A mis amigos y compañeros de estudio Manuel Meléndrez y Mario Negrette por su colaboración, sus enseñanzas y sus palabras de aliento.
A mis compañeros del Laboratorio de Investigación en Química de los Productos Naturales de la Universidad de Córdoba por su paciencia y colaboración.
A profesores y estudiantes del departamento de Química de la Universidad de Córdoba por sus aportes a lo largo de toda mi carrera.
A Universidad de Córdoba por permitirme ser un profesional.
MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS