Antraquinonas

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Antraquinonas

  1. 1.  Metabolitos secundarios vegetales con una funcionalidad p-quinoide en un núcleo antracénico
  2. 2.  Según su estado de oxidación : › Antraquinonas › Antronas › Diantronas › Antranoles › Oxantronas › Naftodiantronas › Antrahidroquinonas
  3. 3.  Las antraquinonas y demás compuestos antracénicos citados, son biosintetizados por la ruta de la malonilCoenzima A en el caso de los hongos, líquenes y plantas superiores de las familias Ramnáceas, Poligonáceas y Leguminosas. Y las Rubiáceas, las Gesneriáceas, las Escrofulariáceas, las Verbenáceas y las Bignoniáceas, se biosintetizan a partir de ácido shikímico y ácido mevalónico.
  4. 4. a. Biogénesis vía MalonilCoA Una molécula de AcetilCoA se condensa sucesivamente con 7 moléculas de MalonilCoA para producir una cadena policetídica de 16 carbonos u octacétido. Luego, el octacétido se pliega y se cicliza por condensaciones entre los grupos metilenos y sus vecinos carbonilos para dar el triciclo cetónico. Este intermedio enoliza para generar el núcleo de las antronas. El núcleo de las antronas puede dimerizarse enzimáticamente para producir diantronas, o puede oxidarse para dar antranoles y/o antraquinonas.
  5. 5.  b. Biogénesis vía ácido shikímico + ácido mevalónico Una molécula de ácido shikímico se condensa con una molécula de ácido a-cetoglutárico (proveniente del ciclo de los ácidos cítricos). Posteriormente, el anillo del ácido shikímico es deshidratado y aromatizado. Luego, ocurre una condensación intramolecular entre el carbonilo proveniente del ácido shikímico y el metileno a al grupo carbonilo proveniente del ácido a- cetoglutárico, para formar el biciclo. Después, al biciclo se une una cadena de 5 carbonos denominada isopentenilo (proveniente de AcetilCoA vía ácido mevalónico). Esta cadena se cicliza al anterior anillo formado, y luego de procesos de oxidación y aromatización se llega a las antraquinonas.
  6. 6.  En microorganismos, plantas, equinodermos e insectos. Las familias vegetales : antracénicos son las rubiáceas, las ramnáceas y las poligonáceas; y en una menor proporción las liliáceas, leguminosas, bignoniáceas, melastomatáceas, droseráceas, vismiáceas, etc. En las plantas inferiores como los líquenes se conoce una gran variedad de antraquinonas, incluyendo antraquinonas halogenadas como p.ej. la 7- cloroemodina. Pueden encontrarse en diferentes partes de la planta como: hojas, tallos, madera y frutos.
  7. 7.  Principalmente en forma de glicósidos (por ejemplo las senidinas y la barbaloína), y en menor proporción en forma libre o agliconas (por ejemplo alizarina y crisofanol). .Se han reportado compuestos antracénicos sulfatados. Se las pueda encontrar también en forma dimérica. Existen dudas del verdadero estado natural de estas sustancias, ya que en ciertas plantas, las antraquinonas no se encuentran como tales en ellas, sino que son productos de degradación enzimática de las correspondientes formas reducidas (es decir, las antronas y los antranoles). Según esto, las antraquinonas aisladas corresponden a productos de oxidación o dimerización de antronas o antranoles.
  8. 8.  Tienen grupos hidroxilos en C-4 y C-5. Generalmente contienen un grupo metilo, hidroximetileno o carboxilo sobre el carbono 2. Los carbohidratos ligados son principalmente glucosa, ramnosa y rutinosa. Los O-glicósidos tienen los carbohidratos ligados a través de C-6 o C-8. Los C-glicósidos tienen los carbohidratos ligados a través de C-10.
  9. 9.  El aislamiento dependen del tipo de núcleo de interés, es decir si se desea obtener las agliconas, los glicósidos, las formas reducidas, las formas oxidadas, etc. Para aislar efectivamente las agliconas, la muestra vegetal se extrae con solventes poco polares como éter etílico o benceno. Los compuestos glicosídicos se extraen ya sea con etanol, agua o mezclas de etanol-agua. Cuando se desee extraer las formas reducidas, debe tenerse precaución, ya que la sola presencia del oxígeno del aire produce la oxidación, en este sentido es aconsejable trabajar en atmósferas inertes como por ejemplo, una atmósfera de nitrógeno. El proceso de oxidación es también bastante rápido en soluciones alcalinas, y en estas condiciones se forman diantronas, poliantronas y por supuesto antraquinonas. Luego de la extracción, los glicósidos deben concentrarse bajo presión reducida para obtener los cristales crudos. Estos cristales pueden purificarse por recristalizaciones sucesivas en mezclas acetona-agua.
  10. 10.  Los O-glicósidos se hidrolizan fácilmente al calentarlos con ácido acético o clorhídrico alcohólico diluido (por ejemplo al 5%). La hidrólisis ocurre en una hora calentando a 70°C. Luego de la hidrólisis se añade una mezcla 1:1 de benceno-etanol, y se diluye con HCl al 0.5% acuoso. La capa bencénica que contiene las agliconas, se separa. Las agliconas obtenidas ya sea por hidrólisis o por extracción directa de la planta, pueden purificarse por extracción del benceno con un álcali diluido, seguido de precipitación con un ácido (las agliconas con grupos -COOH libres pueden extraerse desde el benceno haciendo una primera extracción con una solución de bicarbonato de sodio, y una segunda extracción con solución de KOH o NaOH, para remover las sustancias menos ácidas). Este precipitado crudo se cristaliza desde benceno o alcohol.
  11. 11.  Las mezclas de compuestos antracénicos pueden separarse por métodos cromatográficos como HPLC de fase reversa, utilizando un copolímero de estireno- divinilbenceno, el cual produce buenos resultados, especialmente para glicósidos, y para separar por grupos de compuestos. En los trabajos iniciales con estas sustancias, se utilizó la cromatografía en papel, tanto para los glicósidos como para las antraquinonas libres. La cromatografía en capa fina con sílica gel G y varios eluentes, ha sido una técnica muy útil especialmente en la valoración de drogas vegetales con compuestos antracénicos. Aquí es importante mencionar que se obtienen buenas separaciones de las antraquinonas con placas de sílica gel preparadas en una suspensión de 28 g de sílica gel GF en 72 ml de solución de ácido tartárico al 3.75% acuoso; y eluyendo con la mezcla Cloroformo-Metanol 99:116. Las antraquinonas se pueden detectar sobre las placas cromatográficas por sus colores visibles y bajo luz Ultravioleta. Al rociar las placas con KOH al 10% metanólico, los colores amarillos y pardos originales cambian a rojos, violetas, verdes o púrpuras.
  12. 12. a. Método fisico-químico La muestra vegetal seca y pulverizada se extrae exhaustivamente con agua o una mezcla etanol-agua. El filtrado se lava con un solvente orgánico apolar e inmiscible con el solvente de extracción. La fase orgánica se desecha si no se van a cuantificar las agliconas. La fase acuosa o acuoetanólica se somete a los siguientes tratamientos por reflujo: › Con cloruro férrico en medio ácido › Con un ácido mineral El tratamiento con el cloruro férrico en medio ácido, tiene como fin romper las uniones C-glicósido y ayudar a la oxidación de las formas reducidas hasta antraquinonas. El tratamiento con un ácido mineral es con el fin de hidrolizar todos los glicósidos, y dejar libres las agliconas. Luego de estos tratamientos, se recuperan las agliconas por extracción con un solvente orgánico como el benceno. La fase bencénica se separa y se elimina el solvente por evaporación bajo presión reducida. Las agliconas se redisuelven en una solución estándar de KOH o NaOH, y se lee colorimétricamente a 500 nm contra una curva patrón.
  13. 13. a. Ensayo de Borntränger El material vegetal se pone en ebullición con una solución de KOH acuoso diluido, durante varios minutos. Este tratamiento no solo hidroliza los glicósidos antracénicos, sino que también oxida las antronas y antranoles hasta antraquinonas. La solución alcalina se deja enfriar, se acidifica y se extrae con benceno. Cuando la fase bencénica se separa y se pone en contacto con una solución acuosa diluida de un álcali, la fase bencénica pierde su color amarillo, y la fase acuosa se torna de color rojo si la muestra contiene antraquinonas.
  14. 14.  El ensayo no es específico para las antraquinonas ya que las naftoquinonas también dan coloraciones rojas. Si la muestra contiene antraquinonas parcialmente reducidas, la solución original no se torna roja inmediatamente después de hacerla alcalina, pero se torna de color amarillo con una fluorescencia verdosa, y poco a poco se va tornando roja, a medida que ocurra la oxidación. Si se desea, la oxidación puede acelerarse añadiendo un poco de peróxido de hidrógeno al 3% acuoso. La reacción colorimétrica puede utilizarse también como base para la valoración cuantitativa de estas sustancias en diferentes muestras.
  15. 15. b. Ensayo con Acetato de Magnesio alcohólico Al tratar las soluciones que contienen antraquinonas puras con una solución de Acetato de magnesio en alcohol, se producen coloraciones características dependiendo del patrón de hidroxilación de la sustancia. Las sustancias m- hidroxiladas producen color amarillo naranja, las p- hidroxiladas color púrpura, y las o-hidroxiladas producen coloraciones violeta.c. Ensayo de reducción moderada Las antraquinonas se reducen fácilmente en presencia de un metal y un ácido mineral, perdiendo su coloración original; pero al dejar expuesto al aire el producto de reducción, este se oxida por el oxígeno del aire y reaparece la coloración original.d. Ensayo de reducción drástica Las antraquinonas pueden reducirse drásticamente hasta antraceno por destilación en seco con Zinc en polvo. Este tratamiento convierte los compuestos tipo antrona o antraquinona en antraceno, el cual es destilado y se puede identificar por su punto de fusión (216°C). Por su parte las 2- metilantronas y 2- metilantraquinonas forman 2- metilantraceno (P.F. 245°C), y pueden distinguirse fácilmente de las naftoquinonas, las cuales producen naftaleno (P.F. 80°C).
  16. 16.  Las naftoquinonas a diferencia de las antraquinonas, han sido menos estudiadas químicamente debido a que solo se han aislado en años recientes. Los métodos utilizados para su aislamiento, reconocimiento y caracterización son prácticamente los mismos de las antraquinonas. Al igual que las antraquinonas pueden biosintetizarse bien sea por la ruta de la malonilCoA o por la ruta del ácido shikímico conjugada con la del ácido mevalónico. Se las ha encontrado en diferentes partes vegetales (especialmente corteza de tallos y raíces)
  17. 17.  Familias Lythraceae, Bignoniaceae, Melastomataceae, Boraginaceae, Droseraceae, Juglandaceae, Plumbaginaceae, Polygonaceae, Ebenaceae, etc. En esta última familia se las encuentra en forma dimérica. Por otro lado, las características espectrales de las naftoquinonas son similares a las de las antraquinonas, aunque a diferencia de estas pueden observarse acoplamientos alílicos entre protones de un carbono ligado al carbono 2, y el protón ligado al carbono 3 (y viceversa). Varias de estas sustancias presentan actividad biológica, entre otras algunas tienen actividad antimalárica, antipsoriática, antitumoral y contra la lepra.
  18. 18.  Penca zábila (Acíbar, Aloe) La droga la constituye el jugo desecado de las hojas de varias especies de Aloe (Familia Liliáceas). Los principales productores son Sudáfrica (Aloe capensis, "Aloé del Cabo"), Kenia, Curazao, Aruba, Bonaire (Aloe barbadensis). Las farmacopeas describen varios tipos de Aloe ("Aloe del Cabo" y "Aloe de Curazao"), y como drogas comerciales ("Aloes de Uganda, Kenia y de la India"). Comercialmente se encuentran las drogas denominadas "Extracto de Aloe", "Aloe barbadenses", "Aloe capensis" y "Aloe perryi". El "Extracto de aloe" contiene aloína, aloinósidos A/B, y aloesinas A/B.
  19. 19.  Estas drogas se utilizan como purgantes y son componentes de la "tintura de Benjuí compuesta“ ("Bálsamo de Friari"). También se ha mencionado el uso del Aloe para el tratamiento de heridas, quemaduras e infecciones. Para el reconocimiento de estas drogas además de la cromatografía en capa fina, existen los siguientes ensayos: Ensayo de Schönteten: Al añadir bórax se forma una fluoerescencia verde. Ensayo con Bromo: Al añadir bromo se forma un precipitado amarillo pálido correspondiente a la tetrabromoaloína. Ensayo del ácido nítrico: Se obtienen diferentes colores de acuerdo a la especie de aloe. Ensayo del ácido nitroso: Se obtienen diferentes tonos de colores rojos de acuerdo a la especie de aloe (la reacción se debe a la aloína). Ensayo de Börntranger modificado: Se basa en la presencia de aloé-emodina. Se hace una hidrólisis oxidativa por tratamientocon FeCl3/HCl, y tratamiento con amoníaco diluido. Ensayo de Klunge (Para diferenciar entre A. capensis y A. barbadensis): Se adicionan 1 gota de una solución saturada de Sulfato de cobre, 1 g de NaCl y 10 ml de etanol al 90%, a 20 ml de una solución acuosa de la droga. Se produce un color rojo vino el cual es estable por lo menos 12 horas. Las soluciones de Aloe capensis se decoloran rápidamente a amarillo.
  20. 20. ANTRONAS ANTRANOLESANTRAQUINONAS OXANTRONAS
  21. 21. ANTRAHIDROQUINONASDIANTRONAS NAFTODIANTRONAS

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