Trabalho de grupo da disciplina de química forense da graduação da UFRJ.

1. Canabinóides:
métodos de extração, análises e
caracterização físico-química
Nomes: Pedro Martinelle Freire, Gabriel da Silva Couto,
Gabriel Mendes Campos, Lucas Maia, Nicole Carvalho,
Guilherme Muniz, Ester Fonseca, Igor Araújo, Ester Fonseca

2. Introdução
Definição:
● Compostos naturais ou sintéticos, que interagem com os
receptores canabinóides em animais;
● Os endocanabinoides são produzidos pelos animais e
ajudam a equilibrar funções fisiológicas;
● Os fitocanabinoides são produzidos por vegetais e
funcionam como uma espécie de proteção para as
plantas;

3. Cannabis sativa
● Nativa da Ásia central;
● Família Cannabaceae;
● Aspectos singular da folha;
● Propriedades psicoativas e seu uso recreativo
levaram a classificação como droga ilegal;
● Estudo de suas propriedades farmacológicas
prejudicado.

4. Uso medicinal
● Relatos históricos de canabinóides no
tratamento de diversas enfermidades;
● Interação entre endocanabinóides e os
fitocanabinoides;
● Uso do CBD em antiepilépticos,
antiinflamatórios, anticonvulsivantes e analgésicos;
● THC tem potencial efeito contra náuseas e
vômitos, e no alívio de dores

5. Métodos de extração
● Extração do componente em questão utilizando um solvente no qual tal
composto tenha alta solubilidade.
● Principais parâmetros:
○ Temperatura, pressão, pré-tratamento e natureza do solvente.
● Duas categorias de extração da Cannabis na literatura:
○ Métodos convencionais, como extração com solvente orgânico;.
○ Métodos inovativos, como extração com fluido supercrítico.

6. Métodos de extração com solvente orgânico
● Uso de solvente orgânico ao invés de água.
○ Baixa solubilidade dos compostos em solventes polares.
○ Solventes mais utilizados:
■ Etanol, éter, clorofórmio e metanol.
● Principais canabinóides estão presentes na forma de ácidos:
THCA (ácido tertrahidrocanabinólico) CBDA (ácido canabidiólico)

7. Métodos de extração com solvente orgânico
● Formação de compostos nitrogenados, fenóis não-canabinóides e terpenóides.
● Altas temperaturas levam à degradação de compostos termossensíveis, bem
como a descarboxilação dos ácidos.

8. Métodos de extração com solvente orgânico
● Método patenteado em 2001:
○ Controle da extensão da saturação durante a extração inicial:
■ Aumento da solubilidade das substâncias terapêuticas.
■ Diminuição da solubilidade das outras substâncias.
● Outro método reportado:
○ Cromatografia de partição com centrifugação.
○ Sistema hexano/metanol/água de duas fases.
○ THCA com 94% de pureza.

9. Métodos de extração com solvente orgânico
● International Conference on Harmonization (ICH):
● Regulação dos limites dos solventes devido à alta toxicidade de determinados solventes.
● Divisão em 3 classes:
● Classe 1:
○ Solventes a serem evitados por serem carcinogênicos e causarem danos ambientais:
○ Tetracloreto de carbono, benzeno e metil-clorofórmio.
● Classe 2:
○ Carcinogênicos para animais e que não danificam material genético, solventes com
toxicidade irreversível como neurogênicos e teratogênicos, ou com toxicidade
significante, as reversível:
○ Metanol e hexano.
● Classe 3:
○ Baixa toxicidade para seres humanos:
○ Etanol e acetato de etila.

10. ● É utilizado um solvente no estado supercrítico no qual tal os canabinóides tenham
alta solubilidade.
● Solvente comumente utilizado:
○ CO2
(sc) e CO2
(sc) com co-solventes
● Principais características do método :
○ Limitações de operação e otimização
○ Alta solubilização de canabinóides
○ Alta solubilização de certas substâncias indesejadas da cannabis
Métodos de extração com solvente supercrítico

11. ● SFE foi proposto para duas alternativas:
○ Produção de canabinóides por extração total
○ Remoção de componentes indesejáveis (extração parcial)
● Diagrama de um processo SFE:
Métodos de extração com solvente supercrítico

12. ● Experimentos e trabalhos utilizando SFE:
○ Perrotin-Brunell
Análise em diferentes condições de operação.
○ Rovetto e Aieta
Análise de co-solventes com o sf CO2
Métodos de extração com solvente supercrítico

13. Técnicas analíticas para determinação de
canabinóides: cromatografia de camada fina
➮ Korte et al: utilizaram a técnica para verificar os componentes CBDA, CBD, CBN e vários isômeros
do THC encontrados no haxixe. Eles foram separados com o uso de placas de sílica gel, tiveram
dimetilformamida/cicloexano como eluente e o Azul Instantâneo B como reagente revelador.
➮ De Faubert Maunder: utilizou dietilamina como um reagente de branqueamento mordente por
causa de seu baixo ponto de ebulição que permite que seja pulverizada como um líquido e difusa como
um vapor através do suporte cromatográfico. O Azul Instantâneo BB se mostrou mais eficiente que o
Azul Instantâneo B como reagente cromogênico. Tolueno ou xileno foram testados como fases
móveis.
➮ Misturas de eluentes citadas em literaturas que foram testadas (v/v):
isooctano/acetato de etila/ácido acético (30:10:1); éter de petróleo/éter dietílico (90:10);
acetona/cloreto de metileno/éter diisopropílico/hexano (1:1:3:20); tolueno/clorofórmio/metanol
(100:10:1,); hexano/dioxano (90:10) com dupla migração; and hexano/éter dietílico (80:20)

14. Técnicas analíticas para determinação de
canabinóides: cromatografia de camada fina
➮ Galand et al: utilizaram duas outras técnicas para aprimorar os resultados da TLC tradicional na
identificação e quantificação dos componentes do cânhamo: AMD e OPLC.
AMD: resolução mais alta, sem difusão ou alongamento de pontos, o que sugere a possibilidade de
realizar dosagens por densitometria scanner.
OPLC: maior eficiência, reprodutibilidade, menor consumo do eluente e menor retardo de análise,
também permitindo trabalhar de forma semipreparativa.
➮ Fischedick et al: utilizou a TLC de alta eficiência (HPTLC) após realizar uma descarboxilação para
converter THCA em delta9-THC através de placas de HPTLC de fase normal com um observador
automático e um scanner densitométrico e UV. A validação do método foi feita determinando os
limites de detecção e quantificação (LOD e LOQ).

15. Técnicas analíticas para determinação de
canabinóides: cromatografia líquida de alta eficiência
➮ Vantagens: evita a decomposição da amostra, uma vez que trabalha em temperatura ambiente,
permitindo a análise direta dos canabinóides ácidos.
➮ Atualmente as colunas são baseadas em fases estacionárias de fase reversa de troca aniônica
fraca (C18), entretanto, fases estacionárias de cromatografia líquida de interação hidrofílica
também têm sido usadas.
➮ Colunas feitas de partículas de diâmetro inferior a 2 mm (UHPLC) também foram testadas para
obter maior eficiência de separação e o método mostrou-se sensível e reprodutível e permitiu a
identificação e quantificação dos canabinóides presentes em comprimidos, cápsulas e outros.

16. Técnicas analíticas para determinação de
canabinóides: cromatografia líquida de alta eficiência
➮ Hung et al: realizaram a análise de uma amostra de Cannabis medicinal com alta concentração de
D9-THC por meio de três colunas diferentes embaladas com partículas superficialmente porosas de
carbono / nanodiamante / amina-polímero.
➮ De Backer et al: aplicaram HPLC e um detector de matriz de fotodiodo (DAD) com o objetivo de
identificar e quantificar as formas neutras e ácidas de canabinóides da Cannabis sativa. Eles foram
capazes de determinar o LOQ e o LOD para THCA, D9-THC, CBDA, CBD, CBGA, CBG e CBN. Esse
método pode vir a ajudar na identificação da origem de espécimes de Cannabis.
➮ Aizpurua-Olaizola et al: aplicou HPLC seguido da espectrometria de massa para análise dos
extratos de plantas de Cannabis. Diferenças significativas foram observadas entre plantas
cultivadas ao ar livre e internas, verificando as concentrações mais altas de D9-THC, CBN e CBD em
plantas cultivadas ao ar livre.

17. Técnicas analíticas para determinação de
canabinóides: cromatografia líquida de alta eficiência
➮ Na figura a seguir são apresentadas condições testadas para a separação de canabinóides por
HPLC:

18. Técnicas analíticas para determinação de
canabinóides: cromatografia gasosa
A cromatografia gasosa(CG) é uma das técnicas mais populares para a análise
de matrizes biológicas e extratos vegetais.
Os primeiros experimentos, que foram com colunas SE-30 de borracha de
silicone não polar não mostraram boa resolução para a separação de
canabinóides, posteriormente Melhorias foram alcançadas por Heaysman
Novas tecnologias como GC-VUV permitem superar o fato que o GC requer
análises extensivas para alcançar uma boa separação cromatográfica para
identificação devido às semelhanças estruturais entre os canabinóides.O
detector funciona na faixa espectral UV / VUV (120–240 nm). Os processos de
absorção são muito sensíveis em comparação ao MS para distinguir os
isômeros. Além disso, o GC-VUV tem a capacidade de deconvoluir a
sobreposição espectros, não apenas melhorando a diferenciação entre
estruturalmente semelhantes compostos, mas também reduzindo o tempo
experimental

19. Técnicas analíticas para determinação de
canabinóides: cromatografia gasosa

20. Técnicas analíticas para determinação de canabinóides:
Ressonância magnética nuclear
Os primeiros espectros de 13C NMR de canabinóides de C. sativa foram
realizados em 1972 por Wenkert et al.
Choi et. al. relatou o isolamento e atribuição de NMR dos canabinoides D9 -THC,
THCA,D8-THC, CBG, CBN, CBD e CBDA, e os flavonóides canaflavina B e
canaflavina A usando espectros de RMN 1D e 2D, como 1H e 13C NMR, 1H- 1H-
espectroscopia de correlação homonuclear (COSY), espectroscopia de correlação
quântica única heteronuclear (HMQC) e espectroscopia de correlação de ligação
múltipla heteronuclear (HMBC), bem como MS em ordem para comparar os
resultados. Esta técnica resultou em uma muito útil e confiável elucidação e
confirmação de canabinóides e flavonóides de Cannabis e é usada até hoje.

21. Propriedades físico-químicas dos canabinóides
● Sólidos à temperatura ambiente;
● Baixa solubilidade em água;
● Baixa constante de dissociação;

22. ● Um canabinoide pode alterar sua estrutura química quando submetido a determinadas
condições.
● Fatores que influenciam:
○ Temperatura;
○ Luz;
○ Presença de oxigênio;
○ Acidez do meio.
Propriedades físico-químicas dos canabinóides
Decomposição fotoquímica do Canabidiol.

23. ● Canabidiol (CBD)
○ Pouca influência no Sistema nervoso central;
○ Aplicações na medicina;
○ Antiepiléptico;
○ Antioxidante;
○ Combate a tumores.
● Tetrahidrocanabinol (THC)
○ Efeitos psicoativos e neurotóxicos;
○ Efeito relaxante, aumento do apetite, sonolência, vermelhidão nos olhos;
○ Intoxicações graves incluem letargia e diminuição da pressão arterial.
Propriedades físico-químicas dos canabinóides

24. Conclusão
● Movimento global de avaliação, aceitação e legalização de produtos da
Cannabis para fins terapêuticos.
○ Necessidade de melhorar e padronizar os métodos de extração e
caracterização dos compostos bioativos.
● Tendência da adoção de metodologias verdes para isolamento e
fracionamento de canabinóides.
○ Métodos convencionais são eficientes no rendimento dos principais
canabinóides, porém os produtos precisam de longos processos de
purificação, além da limitação dos solventes.
○ Fluido supercrítico tem potencial comercial, é seguro, não agride o meio
ambiente e tem bom custo-benefício.

25. Conclusão
● Técnicas de RMN são úteis para o esclarecimento de estruturas, mas não para
quantificação.
● Técnicas de cromatografia se mostraram úteis para identificação quantitativa
e qualitativa.
● Atenção especial para a pureza devido a possíveis processos de degradação.
● Capacidade antioxidante devido a efeitos medicinais dos extratos.
● Complexidade dos extratos requer mais pesquisas rigorosas e sistemáticas