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Flavonoides Universidade Federal de Minas Gerais Faculdade de Farmácia Farmacognosia I Profa.Priscilla Rodrigues Valadares Campana Compostos fenólicos de ampla distribuição Grande variedade de substâncias Núcleo fundamental C6C3C6 Flavus = “o amarelo” Pigmentos naturais 2-fenil-cromano Flavonoides Biossíntese Biossíntese Estrutura química Classificação Baseada no nível de oxidação do anel C Flavanona Flavona Flavonol Diidroflavonol Flavan-3,4-diol Flavan-3-ol Flavanona Flavona Flavonol Diidroflavonol Flavan-3,4-diol Flavan-3-ol Antocianidina Antocianidina Classificação diidroisoflavona isoflavona diidrochalcona chalcona aurona Flavonas e flavonóis Propriedades semelhantes Coloração branca a amarela Distribuição ampla no reino vegetal luteolina quercetina miricetina apigenina Diidroflavonoides Flavanonas, flavanonóis e diidrochalconas Apresentam centros de assimetria (exceto diidrochalconas) – ocorrência de isômeros Geralmente são brancos Isoflavonoides Anel B ligado ao carbono 3 Ocorrem em abundancia na família Fabaceae Variabilidade estrutural – estruturas ciclizadas Isoflavonoides Anel B ligado ao carbono 3 Ocorrem em abundancia na família Fabaceae Variabilidade estrutural – estruturas ciclizadas Atividade estrogênica - isoflavonas Atividade antifúngica e antibacteriana – isoflavonóis Atividade inseticida - rotenoides Chalconas Núcleo fundamental 1,3-diaril propano Não se forma o anel C Precursores dos flavonoides Coloração amarela – passa a vermelho em meio alcalino isoliquiritigenina buteína Auronas Possuem cor de ouro Possibilidade de isômeros geométricos Z-auronas e E-auronas maritimeína Antocianinas Pigmentos naturais Importantes na atração de insetos – polinização Estáveis na forma de sal Cianidina Biflavonoides Flavonoides diméricos Marcadores de certos gêneros Atividades biológicas Citotoxicidade Atividade no sistema cardiovascular agatisflavona Variações estruturais Grau de hidroxilação Heterosídeos O-glicosídeos hidrolisáveis com HCl diluído C-glicosídeos menos frequentes Vitexina gênero Passiflora Rutina Variações estruturais Prenilados Sulfatados Damalachawin – Dracaena cinnabari Mansoina A – Mansoa hirsuta 8-prenilnaringenina - Humulus lupulus Quercetina-3-sulfato – Cuphea carthagenensis Ligados a cadeias 1,3-diarilpropano Localização Heterosídeos: vacuolo de células epidérmicas de folhas e flores Agliconas: cutícula foliar Presentes na superfície – absorção de radiação UV Propriedades físico-químicas Sólidos de coloração branca a amarela Antocianinas: coloração azul-vermelho Os heterosídeos são solúveis em água e álcoois diluídos Agliconas – pouco solúveis em água, solúveis em solventes orgânicos menos polares Agliconas polihidroxiladas são mais solúveis em água. As antocianidinas só são estáveis como sais O aquecimento pode levar a hidrólise dos O-heterosídeos Propriedades físico-químicas São solúveis em solução alcalina e apresentam coloração amarela intensa neste meio Absorção característica no UV Ferramenta para identificação estrutural Proteção dos vegetais contra a incidência de raios UV e visível Proteção contra insetos, fungos, vírus e bactérias Atraentes de animais com finalidade de polinização Antioxidante Controle da ação de hormônios vegetais Inibição enzimática e agentes alelopáticos Utilizados como marcadores taxonômicos Funções Pigmentos naturais Tanagem do couro Composição de bebidas e alimentos: chá verde, cacau, vinhos, etc... Propriedades farmacológicas Interesse econômico Extração Agliconas: extração com CH2Cl2 Heterosídeos: Extração com etanol, metanol ou soluções hidroalcoolicas Partições sucessivas hexano ou eter de petróleo: eliminação de clorofilas e lipídeos Diclorometano ou eter etílico: extração de agliconas Acetato de etila: extração de agliconas polihidroxiladas, heterosídeos n-BuOH: proantocianidinas, heterosídeos mais polares Água residual: açúcares Caracterização na droga vegetal Análise histoquímica Observação em luz ultravioleta – reações com fluoróforos (ex. AlCl3) Reação com cloreto férrico Reação de Shinoda: Flavonas e flavonóis – geram a antocianidina correspondente – redução/eliminação Caracterização – reações cromáticas Reativo de Wilson: ácido bórico/ácido oxálico Flavonas Flavonois Caracterização Produtos fluorescentes Incluir reacao de caracterizacao de proantocianidinas 28 Caracterização cromatográfica CCD – sílica-gel; celulose; poliamida Reveladores: AlCl3, vapores de NH3, reagente de produtos naturais (NP – difenil borinato de aminoetanol) Caracterização cromatográfica CLAE-DAD Isolamento e purificação Cromatografia em coluna - sephadex LH-20, celulose, poliamida, sílica gel, RP-18 Cromatografia em contra-corrente CLAE em escala preparativa Reação da cianidina, de Shinoda ou hidrogenção: flavonóides amarelos se reduzem a vermelho e antocianidinas azul. Reação citro-bórica ou Reativo de Wilson: flavonas, flavonóis e chalconas adquirem tons amarelos e fluorescência amarelo-esverdeada. Reação de Marini-Bettolo: com o pentacloreto de antimônio em CCl4 as chalconas formam precipitado vermelho escuro ou violáceo e as flavonas precipitado amarelo ou laranja Reagente de Folin-Ciocalteau: solução comercial, no qual os flavonóides tornam-se azuis ou cinzas com vapores de amônia. COLOCAR???? 31 Doseamento CLAE método rápido e preciso Espectrofotômetro para substâncias isoladas Ensaios cromáticos – técnicas espectrofotométricas Reação da cianidina, de Shinoda ou hidrogenção: flavonóides amarelos se reduzem a vermelho e antocianidinas azul. Reação citro-bórica ou Reativo de Wilson: flavonas, flavonóis e chalconas adquirem tons amarelos e fluorescência amarelo-esverdeada. Reação de Marini-Bettolo: com o pentacloreto de antimônio em CCl4 as chalconas formam precipitado vermelho escuro ou violáceo e as flavonas precipitado amarelo ou laranja Reagente de Folin-Ciocalteau: solução comercial, no qual os flavonóides tornam-se azuis ou cinzas com vapores de amônia. COLOCAR???? 32 Elucidação estrutural Métodos espectroscópicos usuais: IV, RMN e EM (compostos puros) Métodos espectrofotométricos: UV com reagentes de deslocamento 33 Estrutura básica: Elucidação estrutural Deslocamentos característicos das bandas I e II flavonoides 250 300 350 400 450 500 nm Banda I Banda I Banda I Banda II Banda II Banda II Banda II Isoflavona (genisteina) Flavanona (narigenina) ou dihidroflavonol Flavona (apigenina) Flavonol (canferol) Banda I Banda II (nm) Banda I (nm) Tipo de flavonoide 250-280 310-350 Flavona 250-280 330-360 Flavonois(3OHsubstituídos 250-280 350-385 Flavonois(3OHlivres) 245-275 310-330 ombro Isoflavonas 275-295 300-330 ombro Flavanonasedihidroflavonois 230-270 (baixaintens.) 340-390 chalconas 230-270 (baixaintens.) 380-430 Auronas 270-280 465-560 Antocianidinase antocianinas Elucidação estrutural NaOMe – desprotonação das hidroxilas fenólicas Uso de reagentes de deslocamento Elucidação estrutural NaOAc – desprotonação das hidroxilas fenólicas de caráter ácido acentuado + H3BO3 – deslocamento batocrômico em relação a curva original – sistema o-dihidroxi Caracterização de flavonoides Uso de reagentes de deslocamento AlCl3 – deslocamento batocrômico – presença de sistema o-dihidroxi ou de OH-quelatogênica + HCl – desfaz apenas o complexo formado com o sistema o-dihidroxi Luteolina Elucidação estrutural Propriedades farmacológicas AnalgésicaAntialérgica Anticarcinogênica Anti-hemorrágica Anti-hipertensiva Anti-inflamatória Antioxidante Antiulcerogênica Antiviral Cardioprotetora Hepato-protetora Mecanismos de ação: Interação com macromoléculas (DNA, enzimas, receptores, etc...) Captação de radicais livres que têm influência no sistema NFκB, proteínas quinase Numero de entradas no pubmed!!! colocar 39 Ação antioxidante dos flavonoides A atividade antioxidante está altamente relacionada à capacidade de doação de elétrons e a transferência de hidrogênio A estabilização das espécies cátion-radical e radical formadas também deve ser considerada Relação estrutura atividade Drogas vegetais - Maracujá Passiflora incarnata espécie listada como segura pelo FDA Passiflora edulis – Maracujá azedo Farmacopeia Brasileira, 5ª ed Flavonoides C-glicosilados Droga vegetal: folhas secas contendo, no mínimo, 1,0% de flavonoides totais, expressos em apigenina Passiflora alata – Maracujá doce Farmacopeia Brasileira, 5ª ed Seguir a monografia incluindo o doseamento! Complementar e usar drogas da farmacopeia brasileira… 41 Maracujá Principais flavonoides do gênero Passiflora P. alata diferencia-se de P. edulis pela presença de isorientina Maracujá Outros constituintes de Passiflora Alcalóides indólicos (harman, harmol, harmalol, harmalina, etc) Cumarinas (maltol) Óleo essencial (álcool benzílico, linalool, hexanol, anetol, eugenol, etc.) maltol linalool harmol Maracujá Atividades farmacológicas de Passiflora Atividade ansiolítica e sedativa P. incarnata – mais estudada do ponto de vista farmacológico P. edulis – Ansiolítico leve, IN n°. 2, de 13/05/2014 Dose Diária 30 a 120 mg de flavonoides totais expressos em vitexina Sintocalm ache – olhar a especie 44 Maracujá - Autenticação da droga vegetal Beraldo, Kato, 2010 Farmacopeia Brasileira, 5ª edição Maracujá - Autenticação da droga vegetal Morfologia e padrão de flavonoides de P. incarnata e P. edulis f. flavicarpa. A: morfologia foliar; B: placa de CCD dos extratos de folhas de espécies de Passiflora e padrões de flavonoides. 1. P. edulis f. flavicarpa, 2. P. incarnata, 3. vitexina, 4. isoorientina, 5. orientina, 6. isovitexina. Eluente: Acetato de etila:ácido acético:ácido fórmico:água (100:11:11:27), revelador NP/PEG, visualização a λ =365 nm. Fonte: Adaptado de Silva, 2000. Drogas vegetais - Calêndula Calendula officinalis L. Parte utilizada: flores Flavonoides totais expressos em hiperosídeos Quercetina R = H Hiperosídeo R = b-D-galactosil Não deve conter menos que 0,4% de flavonoides totais, calculados como hiperosídeo, em relação ao material dessecado. Calêndula Flavonoides de Calêndula officinalis isoramnetina isoramnetina3-O-neohesperidosídeo quercetina-3-O-neohesperidosídeo isoquercitrina Calêndula Outros constituintes de Calendula officinalis Triterpenos – calendulosideos Saponinas Carotenóides Polissacarídeos – ramnose, arabinose, galactose Óleo essencial: amirina 1,6 a 5 mg de flavonoides totais expressos em hiperosídeos por 100 g ou 0,8 a 1 mg de flavonoides totais expressos em hiperosídeos por mL Calêndula Atividade farmacológica (IN n. 02, de 13/05/2014): Cicatrizante, anti-inflamatório Calêndula Autenticação da droga vegetal Calêndula - Autenticação da droga vegetal 1 μL Rutina, ácido cafeico, hiperosideo, ácido clorogênico ~ 0.1% em metanol 3 μL Calendula officinalis-1 3 μL Calendula officinalis-2 3 μL Calendula officinalis-3 3 μL Calendula officinalis-3 3 μL Calendula officinalis-4 3 μL Calendula officinalis-5 Rutina, ácido cafeico, hiperosideo, ácido clorogênico ~ 0.1% em metanol Amostras autenticadas por avaliação macro e microscópica Fase estacionária: Silica gel 60, F254, placas de HPTLC 10 x 10 cm Fase móvel: EtOAc: HCOOH: Acido acético: H2O [10/1.1/1.1/2.4] Detecção: NP + PEG -> UV 365 nm Plant Drug Analysis, Wagner, H., 1996 Ginkgo biloba L. - Ginkgoaceae Vivem há mais de 300 milhões de anos (fóssil vivo). Ultimo membro dessa família. Utilizada como espécie ornamental. Resistente a ataques de insetos, microrganismos e toxinas ambientais Primeira vegetação a crescer após a bomba atômica em Hiroshima Utilizada há 2000 anos na China e Ásia oriental para feridas e asma brônquica Drogas vegetais - Ginkgo Flavonóides de Ginkgo biloba 22-27 % Glicosídeos flavonoídicos (determinados como quercetina, canferol, isoramnetina e seus glicosídeos) Quercetina Canferol Isoramnetina Ginkgo Outros constituintes do Ginkgo biloba 2,8-3,4% de ginkgolídeos A, B e C 2,6-3,2% bilobalídeo < 5 ppm ácidos ginkgólicos Outros contituíntes: ácido vanílico, ácido p-hidroxibenzóicos, ácido chiquímico, etc Bilobalídeo Ginkgo Droga vegetal – folhas O maior conteúdo de flavonóides glicosilados são nas folhas frescas (colhidas em maio, após aparecimento da nova folhagem) Extrato padronizado: erva bruta/extrato (50:1) – H2O: acetona Esse tratamento elimina componentes indesejáveis: gorduras, ceras, taninos, proantocianidinas, biflavonóides, ginkgol, ácidos ginkgólicos e proteínas Os extratos comercializados não contêm ácidos gincólicos (< 5 ppm) e são designados na literatura técnica com EGb 761 e LI 370 Ginkgo Propriedades Farmacológicas Protege contra a hipóxia cerebral Reduz o edema cerebral pós-traumático ou induzido por toxinas Reduz edema e lesões da retina; Inibe a depleção de receptores muscarínicos e de receptores 2-adrenérgicos, promove a captação de colina no hipocampo; Melhora a memória e a capacidade de aprendizagem; Melhora as propriedades reológicas do sangue; Seqüestrador de radicais livres; Inibe o fator de ativação de plaquetas (PAF) e exerce efeito neuroprotetor. Ginkgo Atividade farmacológica (IN n. 02, de 13/05/2014): Vertigens e zumbidos (tinidos) resultantes de distúrbios circulatórios, distúrbios circulatórios periféricos (claudicação intermitente) e insuficiência vascular cerebral Dose Diária: 26,4 a 64,8 mg de ginkgoflavonóides e 6 a 16,8 mg de terpenolactonas Ginkgo Ginkgo - Autenticação da droga vegetal A – Epiderme superior com células longas e parede celular ondulada B – Epiderme superior com estômato anomocítico C – corte transversal mostrando célula guarda do estômato inferiorizada. Células da epiderme em forma papilosa proeminente D – Detalhe da epiderme inferior; cléluas da epiderme em forma papilosa E – região dos feixes vasculares com drusas grandes no mesófilo F – Corte bifacial. Detalhe da glandula secretora esquizogênica G – Parenquima paliçádico com gotas de lípides (amarelas) H – Idioblastos com taninos no parênquima esponjoso Características microscópicas do pó Agregados de oxalato de cálcio, epiderme superior, epiderme inferior Incluir doseamento da droga vegetal escolhida 60 Ginkgo - Autenticação da droga vegetal Rutina 0,6 mg/mL, ácido clorogênico 0,2 mg/mL, e quercetina Folhas de ginkgo - comercial Folhas de ginkgo - campo Folhas de ginkgo, pó comercial A Folhas de ginkgo, pó comercial A Tintura de folhas de ginkgo, comercial Fase estacionária: Silica gel 60, F254, placas de HPTLC 10 x 10 cm Fase móvel: EtOAc: HCOOH: Acido acético: H2O [100:11:11:26] Detecção: NP + PEG -> UV 365 nm Plant Drug Analysis, Wagner, H., 1996 1 2 3 4 5 6 Drogas vegetais - Crataegus Crataegus monogyna Jacq., Crataegus oxyacantha L., Crataegus laevigata (Poir.) DC., Crataegus pentagyna Waldst. et Kit., Crataegus nigra Waldst. et Kit., Crataegus azarolus L. Droga vegetal: ramos floridos, incluindo folhas e flores, contendo no mínimo 1,5% de flavonoides totais expressos como hiperosídeo. Hiperosídeo R = b-D-galactosil Crataegus Principais flavonoidesde Crataegus Flavonas, flavonois e O-heterosídeos Crataegus Flavonas C-heterosídicas Crataegus Proantocianidinas oligoméricas Crataegus Atividades farmacológicas de Crataegus adjuvante no tratamento da insuficiência cardiaca congestiva Extrato padronizado em 188,8 g/kg de proantocianidinas (calculado como epicatequina) (WS1442) ou 22 g/kg de flavonoides (calculados em hiperosídeo) (LI123) Dose Diária: 160-900 mg do extrato padronizado Crataegus- Autenticação da droga vegetal Farmacopeia Brasileira, 5 ed Farmacopeia Brasileira, 5ª edição Crataegus - Autenticação da droga vegetal Rutina, ácido clorogênico, hiperosídeo Vitexina-2”-ramnosídeo, vitexina Folhas de Crataegus Frutos de Crataegus Flores de Crataegus Folhas de Crataegus, fração 1 Folhas de Crataegus, fração 2 Folhas de Crataegus, fração 3 Fase estacionária: Silica gel 60, F254, placas de HPTLC 10 x 10 cm Fase móvel: A: EtOAc: HCOOH: Acido acético: H2O (100:11:11:26) B: EtOAc: Acido acético: H2O [100:20:30 – fase superior] Detecção: A: NP + PEG -> UV 365 nm B: Vanilina – ácido fosfórico 1 2 3 4 5 6 7 8 Drogas vegetais que contêm rutina Fagopyrum esculentum Poligonaceae Dimorphandra mollis Leguminosae Ruta graveolens Rutaceae Bibliografia ALMEIDA, E.R. 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