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Compostos Fenólicos • Possuem um ou mais núcleos aromáticos contendo substituintes hidroxilados ou seus derivados funcionais (ésteres, éteres, glicosídeos, etc.); • São amplamente distribuídos no reino vegetal e nos microrganismos possuem a capacidade de sintetizar compostos fenólicos; • Porém, os animais são incapazes de sintetizar o anel aromático obtendo o anel benzênico na dieta alimentar. Compostos fenólicos • Dentre os compostos fenólicos encontrados nos vegetais como resultantes do seu metabolismo secundário, temos: – Ácidos fenólicos; – Cumarinas; – Flavonoides; – Taninos; – Entre outros... Cumarina: 1,2 benzopirona Compostos fenólicos Esquema representativo da biossíntese de metabólitos secundários Compostos fenólicos A característica compostos é a básica destes presença de anel aromático, que é substiuído por uma ou mais hidroxilas. Neste grupo estão incluído derivados tais como ester, éter e glicosídeos R1,R2 = acil, alquil, glicosil Em virtude da grande diversidade estrutural dentro da classe, as propriedades físico-químicas não podem ser generalizadas. Exemplos: - fenóis lipofílicos de óleos voláteis - derivados glicosídicos polares - sais solúveis - macromoléculas (polímeros – taninos); Compostos fenólicos Podem ser classificados de acordo com o tipo de esqueleto principal: Compostos fenólicos Podem ser classificados de acordo com a ocorrência: • Compostos fenólicos amplamente distribuídos: derivados de ácidos benzoicos e de ácidos cinâmicos, cumarinas, flavonoides, taninos e ligninas. • Compostos fenólicos de distribuição restrita: demais classes Compostos fenólicos Derivados do ácido benzoico (C6-C1) Ligninas Ácido elágico Taninos hidrolisáveis Derivados do ácido cinâmico (C6-C3) • São amplamente distribuídos no reino vegetal; • Praticamente todos os tecidos vegetais possuem ao menos um desses ácidos. • Isômeros: conformação trans mais estável. (luz e meio aquoso) Posição orto -> cumarinas Odor nos vegetais Ésteres e heterosídeos de ácidos fenólicos e do ácido cinâmico • Grupo de substâncias com ampla distribuição no reino vegetal; • Encontrados na forma de ésteres, glicosídeos e amidas; • Derivados do ácido cafeico. Ésteres e heterosídeos de ácidos fenólicos e do ácido cinâmico • 1º composto dessa série: ácido clorogênico, obtido de grãos de café por Payen, 1846. Ésteres e heterosídeos de ácidos fenólicos e do ácido cinâmico • Também existem outros tipos de ésteres com ampla distribuição: – Derivados do ácido tartárico : ácido chicórico – Derivados do ácido láctico: ácido rosmarínico Alecrim, sálvia, melissa e orégano Biogênese • Compostos fenólicos podem ser formados por 2 vias: – Via shiquimato – Via mista • Compostos fenólicos formados 2 rotas: Via ác. Chiquímico; Mista (Acetil CoA); • Origem biogenética determina o padrão de substit.: o Via chiquimato grupos OH posição orto (formados a partir do ác. cinâmico); o Via Acetil CoA grupos OH meta; Biogênese Distribuição e quimiotaxonomia • Maioria fenois simples possuem distribuição restrita. - exceção: hidroquinona • Derivados do ácido benzoico: amplamente encontrados em angiospermas e gimnospermas. • Derivados do ácido cinâmico possuem ampla distribuição (importância taxonômica na família Lamiaceae). - exceção: o-cumárico e ferúlico Propriedades gerais • Maior parte não está na forma livre, mas sob a forma de ésteres ou de heterosídeos; • Solúveis em água e solventes orgânicos polares; • Por serem compostos fenólicos são muito reativos quimicamente; • Possuem, em geral, características ácidas, com solubilidade em soluções fracamente básicas; • Podem formar pontes de hidrogênio intramoleculares ou intermoleculares; Propriedades gerais • Ligações intermoleculares: ligação com proteínas - teste de identificação de taninos por precipitação de gelatina; • Complexação com metais; • Por serem aromáticos apresentam intensa absorção na região UV; • São facilmente oxidáveis por enzimas, metais (ferro e manganês), luz e calor, levando ao escurecimento das soluções. Obtenção, detecção e identificação • Podem ser obtidos a partir de extrato alcoólico de material fresco ou seco; • Visualizados em CCD diretamente - exposição à luz UV, vapores de amônia ou reagentes cromogênicos; • A solução alcoólica inicial pode ser fracionada utilizando-se solventes de polaridade crescente e, dessa forma obter separadamente os compostos. Obtenção, detecção e identificação • A análise é feita classicamente por CCD em celulose, gel de sílica ou poliamida; • Técnica útil na separação e identificação de diversos fenois, pois fornece outras informações associadas . – coloração da fluorescência sob UV – coloração com reagentes químicos – valores de Rf Propriedades biológicas • Compostos fenólicos: sabor, odor e coloração de diversos vegetais economicamente importantes como flavorizantes e corantes de alimentos e bebidas; • Agentes de defesa para as plantas; • Inibição da germinação de sementes; • Inibem crescimento de fungos ou outras plantas; • Proteção contra predadores. Drogas contendo derivados cinâmicos Melissa officinalis L. (Lamiaceae) - Erva-cidreira Conteúdo: - derivados hidroxicinâmicos (4 - 7%; pelo menos 4% calculado como ácido rosmarínico) - outros: clorogênico, ferúlico, p-cumárico e caféico Propriedades biológicas do extrato da folhas: - Calmante, carminativo, antibacteriano, espasmolítico, distúrbios do sono, distúrbios do TGI (intestino irritável) -Antiviral (provavelmente devido ao ac. rosmarínico e outros polifenóis) -Creme contra infecção por Herpes simplex (clinicamente comprovado) Ác. rosmarínico 1-5-O-dicafeoilquínico Cynara scolymus L. (Asteraceae) - Alcachofra Conteúdo: - ácidos cafeoilquínicos (2.4 - 6%): clorogênico, 1-5-O-dicafeoilquínico e 1-3-O- dicafeoilquínico (cinarina) Propriedades biológicas do extrato da folhas: -Colerético: produção hepática de bile -Antioxidante (proteção celular e inibição da oxidação LDL) -Redução da concentração saguinea de lipídeos Ác. clorogênico 1-3-O-dicafeoilquínico (cinarina) Drogas contendo derivados cinâmicos CUMARINAS Esquema representativo da biossíntese de metabólitos secundários Cumarinas • Amplamente distribuídas nos vegetais, podendo ser encontradas em fungos e bactérias; • São lactonas do ácido o-hidróxi-cinâmico, sendo o seu representante mais simples a cumarina (1,2-benzopirona). Cumarinas Frutos do fava-tonka (Dipteryx odorata – cumaru) • Cromonas: grupo de substâncias naturais cujas estruturas são isômeros de cumarinas. Ex: quelina (fruto de Ammi visnaga). • Xantonas: são derivados das dibenzo-γ-pirona. Nome proveniente do grego “xanthos” – amarelo. Formadas pela combinação das vias do shiquimato e acetato. Cumarinas Terminologia e classificação Terminologia e classificação Terminologia e classificação Quelina - furanocromona • A maioria das cumarinas são derivadas da via do ácido shiquímico, mas algumas podem derivar de uma via mista (ácido shiquímico e acetato). • As 4-n-propilcumarinasderivam totalmente da via do acetato. • As cromonas derivam dos policetídeos. • As xantonas derivam da via do ácido shiquímico e da via do acetato. Biogênese Biogênese Produção em resposta a um estresse biótico e abiótico Ocorrência e distribuição • Predominam nas angiospermas, sendo as estruturas mais simples as mais encontradas; • Estruturas mais complexas: em certas famílias, como Asteraceae, Amaranthaceae, Rutaceae, Apiaceae, Moraceae, dentr outras. • Xantonas: famílias Guttiferae e Gentianaceae. Propriedades, extração e caracterização • Em meio alcalino ocorre a abertura do anel lactônico, obtendo as substâncias na forma de sais solúveis em água; • A relactonização ocorre por acidificação do meio aquoso; • Espectro ultravioleta característico; • CCD sob ação da luz UV: manchas de cores diversas, como azul, amarela e roxa, podendo ser realçadas com vapores de amônia; • Xantonas na luz visível 400 nm: coloração amarela. Propriedades farmacológicas Propriedades farmacológicas Furanocumarinas e fototoxicidade • Absorvem fortemente na região do UV; (reativas – fotoativadas ) • Ligam-se às bases pirimídicas do DNA, causando mutações citoplasmáticas. • Fitofotodermatite: reação epidérmica caracterizada por erupções bolhosas, hiperpigmentação, eritema e formação de vesículas. • A reação depende da concentração das substâncias e de hipersensibilidade individual. • Ex: frutos cítricos. • Tratamento de enfermidades cutâneas – fotoquimioterapia LIGNANAS Esquema representativo da biossíntese de metabólitos secundários Lignanas • Formam de 15 - 35% da matéria seca dos troncos angiospermas e gimnospermas arborescentes; • As ligninas são macromoléculas, polímeros de unidades básicas C6-C3 (fenilpropânico); • Lignoides - moléculas cujo esqueleto é formado exclusivamente pelos grupos fenilpropânico (C6-C3)n, sendo n restrito a poucas unidades. Lignanas • Lignanas (do latim lignum = madeira, lenho): são dímeros formados através do acoplamento oxidativo de álcoois cinamílicos entre si ou destes com ácidos cinâmicos. Os dois resíduos n-propilbenzêncios apresentam o carbono (C9) oxigenado. Lignanas pinoresinol Ácido cinâmico • Neolignanas (do grego néos = novo, moderno): são dímeros oxidativos de alil fenois e de propenil fenois, entre si ou cruzados e não apresentam o carbono (C9) oxigenado. Lignanas grandisina • Alolignanas (do grego állos = um outro): são dímeros mistos de aril-propanoides, onde um dos monômeros apresenta o carbono (C9) oxigenado e o outro não. Lignanas • Norlignanas (“Nor” prefixo indica quimicamente remoção de um átomo de carbono de um esqueleto bem definido): qualquer substância pertencente a um dos grupos anteriores, com um átomo de carbono a menos em um dos precursores primários. Lignanas • Oligolignoides (do grego olígos = pouco): produtos resultantes da condensação de três a cinco unidades fenilpropanoídicas. Lignanas • Heterolignoides (do grego héteros = diferente): moléculas de estruturas diversas, como por exemplo, um lignoide acoplado a uma outra classe de produtos naturais. Lignanas Biogênese • Ampla distribuição entre angiospermas e gimnospermas lenhosas; • Plantas lenhosas ricas em lignanas - 75 famílias botânicas; • Vários arbustos são ricos em neolignanas, detectadas em Magnoliales, Laurales e Piperales; • A família Lauraceae foi mais estudada (gêneros: Aniba, Licaria, Nectandra e Ocotea, cerca 200 substâncias inéditas foram registradas na literatura). Ocorrência e distribuição • Essencial para o desenvolvimento do próprio vegetal em seu processo evolutivo; • Interações plantas, fungos, insetos e outras plantas; • A lignificação faz parte da reação hipersensitiva de plantas a patógenos, ex. a formação de lignina em folhas de Coffea arabica L., em resposta à inoculação do fungo Hemileia vastatrix (ferrugem-do-café). • Resposta a ferimentos mecânicos Atividades biológicas Atividades farmacológicas Espécie Lignanas Atividade detectada Podophyllum hexandrum Royle (Berberidaceae) podofilotoxina antineoplásica Steganotaenia araliaceae Hochst. (Apiaceae) estegnacina antileucêmica Ipomoea cairica (L.) Sweet (Convolvulaceae) arctigenina anti-HIV Plagiorhegma dubium Maxim. (Berberidaceae) glicosídeo do álcool di-hidrodiconiferil Anti-inflamatório • As neolignanas, que são dímeros fenilpropanoídicos, são solúveis em solventes apolares: éter de petróleo, ciclo hexano, benzeno, principalmente se a porção do anel aromático estiver metoxilado; • As neolignanas geralmente se apresentam como óleos de alta viscosidade; • As lignanas são sólidos incolores cujo ponto de fusão varia de 60 a 300 °C; • As lignanas glicosiladas (oligolignoides e heterolignoides) são extraídos efetivamente com álcoois: metanol, etanol e butanol; • GC-MS, LC-MS e CLAE. Extração e análise