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FACULDADE DE FARMÁCIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO F.F.U.P. – 04/05 1 1º ano, 2º semestre ÍNDICE 1. AÇUCARES SIMPLES .............................................................................................................. 5 2. POLIMERIZAÇÃO .................................................................................................................. 19 3. POLISSACARÍDEOS............................................................................................................... 22 1. AMIDO .................................................................................................................................... 22 2. CELULOSE .............................................................................................................................. 25 1) derivados de semi-síntese de celulose............................................................................... 25 2) algodão.............................................................................................................................. 25 3. GOMAS ................................................................................................................................... 26 3.1. Goma adraganta.............................................................................................................. 26 3.2. Goma arábica.................................................................................................................. 27 3.2. Goma caraia.................................................................................................................... 28 4. MUCILAGEM DE ALGAS .......................................................................................................... 29 4.1. Ácido algínico ................................................................................................................ 29 4.2. Carageninas .................................................................................................................... 31 4.3. Ágar-ágar ou celose........................................................................................................ 32 5. MUCILAGENS OBTIDAS POR PLANTAS SUPERIORES ................................................................. 32 5.1 “goma” de alfarroba ........................................................................................................ 32 5.2 “goma” guar .................................................................................................................... 33 6. POLISSACARÍDEOS PRODUZIDOS POR MICROORGANISMOS ...................................................... 34 6.1 “goma” xantana ............................................................................................................... 34 6.2 dextranos: ........................................................................................................................ 34 4. PLANTAS SUPERIORES PRODUTORAS DE MUCILAGENS........................................... 34 1. TANCHAGEM .......................................................................................................................... 35 2. LINHO ..................................................................................................................................... 35 3. MALVAS ................................................................................................................................. 35 4. ALTEIA ................................................................................................................................... 35 5. RESUMO DOS AÇÚCARES................................................................................................... 36 6.COMPOSTOS SINTETIZADOS VIA ACETATO................................................................... 37 QUINONAS .................................................................................................................................. 39 2.1 classes existentes:............................................................................................................ 39 Dimerização .......................................................................................................................... 43 Hidrólise ................................................................................................................................ 44 Extracção selectiva................................................................................................................ 45 Caracterização dos compostos .............................................................................................. 45 Acções farmacológicas.......................................................................................................... 47 6.1 Plantas contendo antraquinonas laxativas (4 plantas) ......................................................... 48 1. Amieiro negro ................................................................................................................... 49 2. Cáscara sagrada ................................................................................................................. 49 3. Sene. .................................................................................................................................. 50 4. Aloés.................................................................................................................................. 50 2 6.2 Plantas caract. Pela presença de quinonas não laxativas..................................................... 51 Hipericão ............................................................................................................................... 51 6.3 Plantas caract. Pela presença de naftoquinonas e orcinóis.................................................. 54 Orvalhinha............................................................................................................................. 54 6.4 Plantas com orcinóis (Cânhamo)......................................................................................... 54 7. GLICÓLISE .............................................................................................................................. 56 8. BIOSSÍNTESE DOS AÇÚCARES NO CICLO DE CALVIN ................................................ 57 9. SHIKIMATOS- BIOSSÍNTESE............................................................................................... 57 10. REDE BIOSSINTÉTICA DOS ÁCIDOS CINÂMICOS E BENZÓICOS ............................ 59 11. COMPOSTOS SINTETIZADOS VIA CHIQUIMATO......................................................... 60 1. FLAVONÓIDES ........................................................................................................................ 60 1.1. Classes dos flavonóides.................................................................................................. 61 1.1.1 flavonas .................................................................................................................... 62 1.1.2 flavonóis ................................................................................................................... 62 1.1.3 flavanonas................................................................................................................. 62 1.1.4 dihidroflavonóis ....................................................................................................... 63 1.1.5 flavanóis ................................................................................................................... 63 1.1.6 flavanodióis .............................................................................................................. 63 1.1.7 chalconas .................................................................................................................. 64 1.1.8 auronas ..................................................................................................................... 64 1.1.9 antocianidinas........................................................................................................... 64 Em relação à quercetina e cianidina...................................................................................... 65 Funções dos flavonóides nas plantas..................................................................................... 68 Utilização terapêutica............................................................................................................ 68 Propriedades biológicas......................................................................................................... 69 Especialidades farmacêuticas com flavonóides .................................................................... 70 Flavonóides nos alimentos .................................................................................................... 70 Plantas caracterizadas pela presença de flavonóides............................................................. 71 1) cardo mariano................................................................................................................ 71 2) ginko ............................................................................................................................. 71 3) maracujá........................................................................................................................ 73 Espécies caracterizadas pela presença de flavonóides .......................................................... 73 2. TANINOS ................................................................................................................................. 74 Tanagem ................................................................................................................................ 75 Massa molecular.................................................................................................................... 75 Definição clássica.................................................................................................................. 75 Classificação e estrutura dos taninos..................................................................................... 75 Taninos hidrolisáveis......................................................................................................... 75 Via biogenética dos taninos hidrolisáveis......................................................................76 Exemplos de taninos hidrolisáveis ................................................................................ 77 Taninos condensados (proantocianidinas) ........................................................................ 78 Via biogenética dos taninos condensados ..................................................................... 78 Exemplos de taninos condensados: ............................................................................... 79 Propriedades físico-químicas ................................................................................................ 80 Degradação das proantocianinas em meio ácido................................................................... 80 3 Adstringência ........................................................................................................................ 80 Extracção dos taninos............................................................................................................ 81 Reacções de identificação ..................................................................................................... 81 Doseamento........................................................................................................................... 82 Propriedades biológicas dos taninos ..................................................................................... 82 Principais fármacos com taninos........................................................................................... 83 3. FENÓIS E ÁCIDOS FENÓLICOS .................................................................................................. 84 1. Plantas com fenóis simples ............................................................................................... 84 2. Plantas com ác fenólicos ................................................................................................... 85 1. Alcachofra ..................................................................................................................... 85 2. Alecrim.......................................................................................................................... 86 3. Chá-de-java ................................................................................................................... 87 Ácidos fenólicos nos alimentos............................................................................................. 87 4. LENHINA E LENHANAS ............................................................................................................ 88 Função da lenhina.................................................................................................................. 88 Importância da fibra alimentar .............................................................................................. 89 Principais tipos de lenhanas .................................................................................................. 89 Plantas com lenhanas ............................................................................................................ 90 Podophylum peltatum ...................................................................................................... 90 Derivados da pofilotoxina ............................................................................................. 92 5. CUMARINAS ........................................................................................................................... 93 Biossíntese............................................................................................................................. 93 Esqueleto base e numeração.................................................................................................. 93 Plantas caracterizadas pela presença de cumarinas............................................................... 95 1) pilosela .......................................................................................................................... 95 2) aspérola- odorífera ........................................................................................................ 95 3) meliloto ......................................................................................................................... 96 4) angélica ......................................................................................................................... 96 5) castanheiro-da-índia...................................................................................................... 97 Furanocumarinas e toxicidade............................................................................................... 98 Aplicações em medicina........................................................................................................ 99 Cumarinas e coagulação sanguínea....................................................................................... 99 6. SALICILATOS ........................................................................................................................ 101 Plantas com derivados do ácido salicílico........................................................................... 103 1. Rainha dos prados ....................................................................................................... 103 2. Salgueiro...................................................................................................................... 103 3. Choupo ........................................................................................................................ 104 Vanilla planifolia............................................................................................................. 105 7. XANTONAS ........................................................................................................................... 107 12. RESUMO DOS COMPOSTOS SINTETIZADOS VIA....................................................... 107 CHIQUIMATO ........................................................................................................................ 107 ACETATO ............................................................................................................................. 107 13. ERROS MAIS COMUNS DO EXAME LABORATORIAL............................................... 107 EM RELAÇÃO AO PROTOCOLO DOS FLAVONÓIDES ................................................................. 108 EM RELAÇÃO AO PROTOCOLO DOS COMPOSTOS ANTACÉNICOS .......................................................108 4 1. AÇUCARES SIMPLES As plantas dependem: Luz; Água;  principalmente CO 2  A partir do CO2, as plantas obtêm o carbono (C). A partir da H2O, as plantas obtêm o hidrogénio (H) e o oxigénio (O). ↓ ↓ Redução do NADP à NaDPH para obter moléculas O CO2 é fixado no Ciclo de Calvin, por uma molécula (açúcar): ribulose 1-5 diP ↓ Tem 5 átomos de carbono e fixa um CO2,ou seja, um C Porém, sendo altamente instável, ela parte-se imediatamente em duas moléculas de ácido com três carbonos cada: 3-fosfoglicérico. A maior parte das enzimas são de natureza proteica, sendo a (proteína) mais abundante a: CARBOXIMUTASE (é o sistema enzimático que cataboliza esta reacção em causa). ⇓ porquê? 1) A biomassa vegetal é muito mais abundante que a biomassa animal, a face do planeta; 2) Todas as plantas fotossintéticas têm que ter a carboximutase. Então, pelo esquema: O ácido tri-fosfosglicérico dá origem a 3-fosfogliceraldeído ou aldeído-3-fosfoglicérico. Este último junta-se a uma molécula de hidroxocetona fosfato que também é uma molécula com três átomos de carbono. A frutose 1,6 difosfato passa a uma molécula com quatro carbonos, posteriormente esta passa a uma molécula de sete carbonos. Esta última passa para dez átomos de carbono e a ribulose-5-fosfato passa a ribulose 1,5 difosfato. 5 NOTA: Quando um ácido se transforma num aldeído, ocorre a seguinte reacção: CH 2 | H − C | CH 2 OH glicerina; glicerol; aldeído gliceríco; iupac: 1,2,3-propanotriol − OH → H − COOH | C | CH 2 OH ácido glicérico − OH A ribose vem do DNA e é um aldeído; A ribulose é uma cetona. CICLO DE CALVIN OU CHANG DAS PENTOSES ↓ ↓ Sintetiza açúcar, sendo embora haja açucares com 4,5,6 e 7 C. a mais importante: frutose ↓ Onde é que ela se encontra no esquema? Não se encontra no esquema porque: Ao fim de 6 voltas, há fixação de 6 C (, uma vez que há fixação de 1CO2, logo 1C em cada volta). Há formação de uma frutose 6-fosfato que sai do ciclo e vai ajudar na formação de outros açúcares. AÇUCARES: obrigatoriamente são cetonas ou aldeídos polihidroxiladas (porque tem vários hidroxilos) em que a proporção de H,O e C é a mesma que a dos hidrocarbonetos: 1C para cada H2O, ou simplesmente, C(H2O). Os açúcares podem ser: Pentoses; Hexoses; Cetoses; Aldoses. 6 COMPOSTO OU AÇÚCAR L OU D: segundo o último OH que se encontra antes do CH2OH (para a esquerda: L e para a direita: D), e não segundo a rotação da luz1 (isto são os açucares Levógenos e Detrógenos) REPRESENTAÇÃO DE FISHER D – glucose L - glucose ⇓ ATENÇÃO: em química em relação aos açúcares, os H não se representam para não sobrecarregar as estruturas. Nas outras moléculas que não são açúcares, um traço significa que é um grupo metilo. QUADRO DE ROSANOFF 1 Ver quadro de ROSANOFF 7 No meio (ou núcleo)1: L-glicerose e D-glicerose ⇓ Se se acrescentar um C (mais um H e OH, para respeitar a estrutura C(H2O), há duas possibilidades: 1) eritrose 2 a diferença será a orientação do OH que se acrescentou 2) triose  ↓ segundo o poder rotatório específico: A L desvia a luz -13º e a D desvia a luz +13º ISÓMEROS: moléculas que têm a mesma forma molecular bruta ↓ Todos os compostos que se podem encontrar em C20H27O3, todos eles são isómeros. ↓ Mas neste caso, são chamados de ENANTIÓMEROS 3 : isómeros que estão virados um para o outro, como um objecto está para a sua imagem, no espelho plano. Ex4.: Se a L-glucose desvia a luz –Xº para a esquerda, a D-glucose desvia +Xº para a direita. CICLICAÇÃO DOS AÇUCARES5 Ligações simples: sigma (+ estáveis) Ligações adicionais: pi (+ fracas) Á um aldeído, adiciona-se obrigatoriamente uma molécula de água a uma ligação dupla (ou pi), e posteriormente, à nova molécula retira-se outra molécula de água, afim de não alterar a estrutura. 1 2 Tem 3 átomos de carbono e não há mais açúcar que se possam fazer com 3 átomos de carbono. A triose e a eritrose não têm nada a ver uma com a outra. 3 No exame se aparecer “escreva o enantiómero de um composto” ter em atenção em fazer uma simetria em relação ao Oy, ou seja, inverter tudo. 4 Ver exemplos no quadro de Rosanoff 5 Na natureza os açúcares não existem abertos, a prof. fala deles para entender certos aspectos através da teoria. 8 Ex.: no caso da glucose têm apenas uma ligação dupla, logo é aí que se adiciona a H2O. ⇓ Como na Natureza não há ligações grandes e outras pequenas, mas sim todas com o mesmo tamanho, então representa-se assim: A representação de açucares em polígonos: 1 repres. de HAWORTH Não é possível haver ciclicação de um açúcar de 2 carbonos (, porque a fig. geométrica que se obteria era um triângulo, sendo na Natureza altamente instáveis). O polígono de maior estabilidade é o hexágono e posteriormente aceitável o pentágono (ligação do O com o carb. 4). Porquê? O hexágono é o que respeita mais o ângulo ( ± 108º) da formação tetraédrica do carbono, daí a água é posta com o carb.1 e o último. REGRA quando se passa da repres. de Fisher para a de Haworth: Os OH da direita representam-se para baixo, e os da esquerda para cima. 1 Ver pagina seguinte sobre o amido e a celulose 9 Os desvios da luz devem-se ao facto de haver carbonos assimétricos (carbonos esteriogénicos ou carbonos quirais) ↓ Um carbono é quiral se tiver os 4 radicais todos diferentes. Se o colocarmos num polarímetro, dá para saber se é quiral ou não, consoante o desvio da luz. Ex.: 1) Um aldeído NÃO é quiral porque tem 2 radicais iguais ( tem duas ligações para o mesmo O) H 2) CH2OH NÃO é quiral porque tem 2 radicais iguais. | K − C | OH − H 3) Se um composto tiver dois radicais mas com números de carbonos diferentes, É quiral. R ′′com 5C − H | C | R ′com 3C − OH A glucose tem 4 carbonos quirais (carbono 2,3,4 e 5), pelo que tem 161 (2nr de carbonos quirais ) isómeros para pentoses, na representação de Fisher. ⇓ nas outras: O carbono 1 passa a ser quiral (devido a existência das formas α e β ), pelo que se tem 32 (25) possibilidades de isómeros. Muito práticos Ex.: O amido é um polímero α − D − glu cos e A celulose é um polímero β − D − glu cos e importante em termos 1 Pode-se confirmar no quadro de Rosanoff na última coroa circular, existem 16 possibilidades diferentes de esteriogénicos, embora nem todos existem na natureza (alguns são teóricos). 10 A celulose e o amido são isómeros, mas são diferentes, uma é β e outra é α respectivamente, mas nós podemos ingerir amido e não podemos ingerir celulose. O açúcar mais abundante do mundo é a glucose que é uma aldohexose, ou seja, uma aldose. As aldoses têm 6 carbonos. As representações lineares com tracinhos ao alto: na ponta de cima aldeído; na ponta de baixo álcool primário, e depois os traços significam OH/álcoois. São as chamadas representações de Fisher que obviamente não servem para as cetoses. Apenas servem para as aldoses porque na ponta está um aldeído. As séries L e D que têm a ver com a orientação do último OH. Enantiómeros são isómeros muito especiais. Fazem parte do grande número de isómeros mas estão um para o outro, como um objecto para a sua imagem num espelho plano. A ciclização dos açúcares introduz uma molécula de água na dupla ligação, a partir de um aldeído, ficando com um hidrato de aldeído (aldeído com água). E depois por perda de água ele ciclizava. SÉRIES Α E Β. A introdução de água, cria-se um carbono com dois OH e um H, e com a perda de água, a ciclização. Enquanto que no outro açúcar tinha-se 4 carbonos espirais, agora existem 5. Existe mais um par possível, que é o correspondente ao carbono 1. 11 Na imagem há um traço para o lado porque pode ser α ou β conforme o traço estiver para cima ou para baixo. O da esquerda é α-D-glucose e o da direita é a β-D-glucose. Os carbonos são tetraédricos, têm 4 ligações quando são ligações simples e derivações SP3. Hibridações SP3. As S têm forma esférica e as P têm forma globular, o que significaria que os ângulos das ligações teriam 90º. Não têm 90º, por isso na Natureza as ligações não se fazem por orbitais P mas sim por híbridos de S e P. Daí terem ângulos de aproximadamente 108º. Num hexágono regular temos 120º como ângulo interno. Significa que há uma certa diferença entre 120 e 108, ou seja, as moléculas reais não são planas. A molécula de glucose não é plana porque os ângulos não são de 120º. Significa que as moléculas reais não são planas mas vistas de lado podem ter conformações diferentes. Os açúcares eram aldoses na maioria e alguns cetoses (que são menos frequentes na Natureza), mas há uma muito frequente que é a frutose (imagem à esquerda). É uma cetohexose (6C). A estereoquímica é idêntica à da glucose, ou seja, o terceiro carbono tem o OH para a esquerda, o quarto carbono e o quinto têm o OH para a direita. A diferença está em que a glucose tem a função aldeídica, a função CO está no extremo, na frutose a função CO está no segundo carbono. Significa que já não é um aldeído, é uma cetona. A diferença é que uns têm CO no extremo, outros têm-no no meio da cadeia. 1 1 Um exercício para fazer em casa: fazer com uma frutose o mesmo que à glucose, introduzir uma molécula de água na dupla ligação, fica CO. Introduzir uma molécula de água na dupla ligação que fica COH e do outro lado OH. Um OH para cada lado e retira-se uma molécula de água como se faz com a glucose. Para retirar a molécula de água pode-se fazer de duas maneiras: 1) Uma é retirar a molécula de água está entre o segundo carbono e o quinto. O polígono vai ter quatro lados, e o oxigénio vai ficar a fazer a ponte, cinco lados. O carbono dois é o que está do lado direito porque é o carbono que ficou com o OH pendurado. O dois é o que por um lado fez a ponte e por outro lado ficou com o OH daquele lado. A ponte está feita entre o 2 e o 5. Temos um pentágono. 2) Outra, é retirar da água entre o OH do carbono 2. A retirada da água faz-se obrigatoriamente com o carbono que tinha a dupla. 12 A ciclização faz-se sempre com o OH que tinha a dupla ligação, neste caso, sempre obrigatoriamente no carbono dois. Pode-se também retirar a água entre o OH do carbono dois e do seis, ficando com seis lados. O carbono 6 fez a ponte. A ponte feita entre o 2 ligado com o 6. Obtem-se um hexágono, isto tem implicações. Podem coexistir, mas os pentágonos estão mais longe dos ângulos de 108º, logo é mais instável. Os açúcares podem ser de dois tipos: abertos ou fechados. Estes últimos podem existir em duas formas: 1. Furanos1: A estas formas pentagonais que têm um oxigénio num ângulo (no vértice). 2. Pirano: é uma forma hexagonal com um oxigénio no vértice. PROJECÇÕES DE HAWORTH: HÁ FORMAS FURÂNICAS E PIRÂNICAS. Ciclo de Calvin, ciclo onde são fabricados os açúcares a partir da entrada de dióxido de carbono. Estas moléculas que aqui estão são todas açúcares com 3, 4, 5, 6, 7 átomos de carbono. Uns aldoses, outros cetoses. A ribulose é uma cetose, ribose é uma aldose, a frutose é uma cetose, etc. Todos eles estão em movimento mas, como se sabe isso? Como se sabe que estão activadas e comos e sabe qual é o activador? (Atenção: neste quadro só estão as hexoses mas as plantas também têm pentoses). 2 Ou hidrofurano, consoante o caso. 13 O activador destas moléculas é o fosfato. Estão todas ligadas ao ácido fosfórico que é também um activador de outras moléculas. As plantas começam por fabricar frutose e não glucose. Depois, têm de fazer todos os outros açúcares a partir da frutose. Há enzimas, e nem todas as plantas têm todas as enzimas. Nem todas produzem todos estes açúcares mas agora, a partir da frutose, pode ser transformado em glucose, manose xilose, etc. Há uma série de enzimas que as plantas têm, que servem para transformar o primeiro açúcar em vários outros açúcares conforme a necessidade da planta. Dos açúcares mais abundantes, um é sem dúvida a galactose que é um dos açúcares que vai constituir a lactose que é o açúcar do leite. Nas pontas do esquema, já não há fosfato, estas pontas já são moléculas arrumadas, armazenadas para usar quando necessários às plantas como fonte de energia, já não estão em movimento. Temos dois tipos de activadores: fosfato e UDP. Os açúcares existem preferencialmente na forma fechada o que não quer dizer que não possam abrir de vez em quando. E como se sabe isto? ↓ Uma frutose, um pirano e um furano; frutopiranose e frutofuranose. ↓ 14 Duas conformações diferentes de glucopiranoses, dois confórmeros: duas formas da βD-glucopiranose, que significa que também há α-D-glucopiranose e α-L-glucofuranose. A partir da glucose pode-se hipóteses de criar várias formas de açúcares. Isto, teoricamente porque na Natureza não há assim tantos. Isto é uma D-glucose. Tem-se de reconhecer que é logo um açúcar, um açúcar é um pirano ou um furano com OH’s pendurados em todos os carbonos. Já não há função aldeídica porque está ciclizada, recebeu água e perdeu água. Era um aldeído hidratado, que recebeu água e depois perdeu água, e agora já não é aldeído, é semi-aldeído. Não é um álcool porque este OH (do aldeído semi-hidratado) é completamente diferente de todos os outros OH’s. Este OH continua a ter grande parte das propriedades dos aldeídos, não todas, mas uma grande parte. É um OH super especial e diferente dos outros. É igual mas tem propriedades completamente diferentes. Na frutose, o OH especial é o do carbono 2. É o OH pendurado no carbono que tinha a função cetónica. Sabe-se que é uma glucose e não outro açúcar porque sei distinguir devido à orientação dos OH’s. Neste anel de fora, tudo isto são hexoses, aldohexoses, a única diferença está na orientação dos OH’s. Conforme esta orientação é uma glucose, ou manoses ou galactose. Só é necessário saber as orientações da glucose. O 2 é para baixo, 3 para cima, 4 para baixo. L ou D-glucose? Com as formas de Fisher, sabe-se que é uma D-frutose porque o último OH está para a direita. Uma D-frutose por convenção, porque o “último”carbono, CH2OH está para fora do anel, senão era um L-açúcar. α ou β açúcar? É β açúcar porque o OH da direita, está para cima. O de cima é α porque está virado para baixo. 15 No esquema está representado piranose. OH uma para baixo, para cima e para baixo. É uma D-glucose porque tem CH2OH para fora do anel. É um α porque o OH do carbono um está virado para baixo. Isto é α-D-glucopiranose (imagem da esquerda). Até tem um + no meio, o que significa que vira a luz para a direita. Se se comprar ao fornecedor α-D-glucopiranose, meter em água (faço uma solução), e meter num polarímetro, descubre-se que ela tem um ângulo de rotação de +112º. Se se comprar β-D-glucopiranose, e a meter num polarímetro, descubre-se que tem uma rotação de +18,7º. Trinta minutos depois, cada uma (α e β) estão ambas a desviar a luz a 52º (o acetato cortou). Isto aconteceu porque quer no tubo, quer nas soluções, o açúcar (α ou β), abriu, passou à forma aldeídica intermediária e tornou a fechar em forma β. Existe no fim um equilíbrio de 34% de um para 66% de β. Se fizermos as contas: (34% x 112º) + (66% x 18º) dá-nos 52º finais. Ou seja, quando se compra um açúcar no estado sólido ele vem α ou β, mas se o meter em solução ele abre e torna a fechar atingindo um equilíbrio em que tem as duas formas misturadas. Em solução, tem-se sempre α e β açúcar. A este fenómeno chama-se o fenómeno da mutarrotação ( a forma aberta é uma quantidade ínfima). Nota: Este equilíbrio de 66 para 33 é típico da glucose. Outro açúcar qualquer também faz equilíbrio mas com outras percentagens. Se se tiver um açúcar, não souber qual é, e o meter no polarímetro, através do desvio eu posso saber que açúcar lá tenho, porque cada açúcar tem o seu desvio típico, portanto é um método de identificação dos açúcares e de controlo de qualidade. Ex.: Se se comprar açúcar e o meter no polarímetro, se ao fim de meia hora eu não obtiver um desvio de 52º, ou não é glucose ou é glucose misturada com outra coisa qualquer. Daí ter interesse no controlo de qualidade das substâncias. 16 No secundário, para testarem vários Fehling. Ex.: Sabe-se que se tem em solução é uma mistura de α e β açúcar. Mas não interessa se é de α ou β porque qualquer um deles abre e reage com o licor de Fehling. O Fehling é uma coisa muito complicada mas pode-se dizer que é hidróxido de sódio 2+ (valência 2). Apenas as formas abertas reagem com Fehling (porém as formas fechadas abrem). Então a forma aberta reage com o Fehling e dá-se uma reacção de oxidação-redução. O cobre que é valência 2 vai passar a valência 1. O aldeído é oxidado a ácido. Este hidróxido cuproso (hidróxido de cobre 1) é instável e por aquecimento perde água e dá óxido cuproso que contém cor de tijolo. É assim que se sabe se se está perante um açúcar redutor ou não. Só a parte aberta reagiu, ou seja, será que só uma pequena parte reagiu? Quando a forma aberta se gasta, as fechadas abrem-se e assim gasta-se todo o açúcar. Isto dava muito bem com os monossacarídeos, alguns dissacarídeos mas não dava com polissacarídeos. A arabinose é dos mais abundantes. Há outro que também é muito abundante que é a ramnose que termina não em CH2OH mas em CH3. açúcares, usava-se licor de Ácidos urónicos: São produtos de oxidação dos açúcares ao nível do álcool primário que está no carbono 6, se for uma hexose. É o que ficar de fora (ou dentro do anel) mas a maior parte é de fora. Em vez de termos CH2OH, temos COOH, isto é, a função álcool está oxidada a ácido. Este é o ácido galactorónico e o ácido glucorónico. A diferença é a orientação do grupo OH, no carbono quatro, neste caso em vez de estar para baixo está para cima. 17 Este açúcar é o α-D-glucopiranóico. Estes açúcares são muito abundantes na Natureza, ácidos urónicos que é o nome das classes, mas depois cada um tem o seu nome próprio. Itóis (tb abundantes): que são os produtos da redução ao nível da função carbonílica.Esta é a glucose (direita, esquerda, direita, direita). Ex.: a função aldeídica da glucose foi reduzida a álcool, passando a ser glucitol. Se fosse galactose seria galactitol. É só tirar o “ose” e acrescentar “itol”. Este açúcar é mais conhecido por sorbitol, é o nome vulgar porque foi isolado das sorbas, frutos muito doces que se descobriu serem constituídos por estes açúcares. Obviamente o sorbitol já não reduz o Fehling porque já não tem função aldeídica. Utilização em farmácia de alguns açúcares e seus derivados A glucose- é o mais abundante e mais simples. Chama-se também dextrose porque vira a luz polarizada para a direita. Apesar de ser um nome antigo, ainda se encontra, sobretudo em rótulos. A frutose também chamada levulose por virar a luz para a esquerda, é também usada na alimentação parenteral e é muito usada como edulcorante. (Edulcorante é o nome farmacêutico para os adoçantes) O sorbitol é um excelente edulcorante e é também um bom humectante (manter determinadas preparações húmidas porque retém humidade). É aquilo que vemos nos rótulos como E-420 (“E” significa aditivo, e se começar por 4 significa que pertence à classe dos açúcares). Manitol é o primo da manose, o álcool correspondente ao açúcar da manose (aldohexose). Manitol é o E-421, também é um edulcorante. 18 Outros “primos” de açúcar também usados em farmácia: A vitamina C (ác.ascórbico e é feita a partir da glucose no organismo das plantas) é o E-300 (pertence à classe dos acidificantes) embora não seja só acidificante. Nos sumos, quase todos levam vitamina C, não para prevenir o escorbuto ou por falta de vitamina C, mas sim porque é um excelente anti-oxidante e também é acidificante. É usada para combater o escorbuto que é uma avitaminose. Então porque é que metade dos medicamentos que tomamos tem vitamina C? Porque além de ser anti-oxidante e acidificante, o médico quando encontra um doente que precisa de receitar qualquer coisa, receita vitamina C porque não lhe faz mal nenhum, As maiores fontes de vitamina C são as batatas e as couves. A indústria farmacêutica e sobretudo a indústria alimentar precisa de muita vitamina C. Como será que a vão buscar? Obviamente que ir buscar à Natureza fica cara. Actualmente são as bactérias que fazem vitamina C a partir de sacarose. Não é qualquer tipo de bactérias, são algumas que a produzem a partir de sacarose. 2. POLIMERIZAÇÃO Para que um açúcar esteja activo para se transformar noutro açúcar), tem que estar ligado a uma activador: fosfato e em alguns casos o UDP. Neste caso, para que o açúcar se ligue a qualquer coisa também tem que estar ligado ao UDP. Estas polimerizações são complexas e catalizadas por enzimas. Exemplo 1: A glucose: β -D-glucopiranose e a β -D-gulopiranose Um açúcar está ligado ao UDP. Este último leva um açúcar a outro casando, neste caso, com o carbono 4, ficando na mesma a gulopiranose com um radical qualquer CH2OH O O-UDP CH2OH O OH CH2OH O O CH2OH O OH + β -D-glucopiranose β -D-gulopiranose 4- β - D - glucopiranosil – D – gulopiranose 19 N.P.F1.: glucose: 4- β - D - glucopiranosil – D – gulopiranose ↓ radical ↓ produto base - A glucopiranose está ligada a gulose, mas esta está livre, porque não deixa de ser um açúcar. - Tem capacidade de mutarrotação, porque um deles pode abrir (tem duas formas α e β ) NOTA: a ligação faz-se sempre através de um OH proveniente da função carbonílica (na glucose, o carbono 1 redutor do grupo aldeído). Exemplo 2: Lactose2: β - D- galactopiranose e β -D-glucopiranose A ligação é feita através do carbono 4 (e por isso se chama lactose, se o carbono fosse outro, o nome seria diferente). + β - D- galactopiranose β -D-glucopiranose 4- β - D - galactopiranosil – D – glucopiranose OU OU 1 2 Nome do produto final Açúcar do leite 20 N.P.F: lactose: 4- β - D - galactopiranosil – D – glucopiranose ↓ Significa que a lactose continua a ter propriedades de açúcar. NOTA: Há exemplos que não diz de é β ou α , isto acontece devido ao fenómeno da mutarrotação. Quando já está numa das duas formas, não há como voltar atrás. NOTA 2: no papel coloca-se traços para baixos ou para cima, a fim de facilitar a compreensão dos açúcares. Na natureza não há problema se um traço está para baixo ou para cima, uma vez que as moléculas encarregam-se de se colocar em boa posição (podem se inverter) para se ligarem. Exemplo 3: Sacarose1: β - D- glucopiranose e β -D-frutofuranose A ligação entre a frutose e a glucose é feita através do OH do carbono 2 redutor da frutose e o OH do carbono 1 redutor da glucose. ⇓ Daí que: A sacarose não tem mutarrotação; Não reduz o Felhing CH2OH CH2OH O OH O O CH2OH O + β - D- glucopiranose glucopiranósido CH2OH β -D-frutofuranose HO2HC β -D-frutofuranosil- α -D- N.P.F: O nome seria β -D-frutofuranosil- α -D-glucopiranósido, desta vez aparece duas letras gregas, porque não há mutarrotação. Logo neste caso não se pode dizer que um seja radical da outra. Porém quem lhe deu o nome, escolheu uma como uma molécula base e outra como radical, ficando o nome: β - D- fructofuranosil – piranósido2. 1 2 Obtida industrialmente da cana do açúcar ou da beterrava (Europa). No laborat´rio é obita pelos dois açúcares acima referidos. Piranósido: está ligado a qualquer coisa. 21 Nota: Nos acetatos existe outra representação para: A glucose: A frutose: Concluindo, na Natureza vegetal não há muito dissacarídeos (sacarose) nem glissacarídeos, há sim muitos polissacarídeos. 3. POLISSACARÍDEOS 1.Amido (derivado de celulose) 2.Celulose 3.Gomas 4.Mucilagens de Algas 5.Mucilagens obtidas por plantas superior 6.Polissacarídeos obtidos por microorganismos Nota: Os humanos usam os seguintes polímeros de açúcar: • Todos os monoaçúcares; • Sacarose em se transforma em calorias; • Amido; • Lactose1 (em certas circunstâncias: a quem diga que se usa até os 6 anos); 1. AMIDO Polímero de α -D- glucopiranose (glicose) com ligação 1-4; Organiza-se em grãos de características diferentes conforme a espécie botânica; Não tem capacidade redutora; Planta com amido: canela, salsaparrilha; Amido (cereais): batata, trigo… → têm amido branco; é pelo tamanho e pelo feitio que se distinguem os diferentes tipos de amido. Ou seja, cada espécie vegetal organiza o amido de forma diferente e permite distinguir as espécies vegetais. Mistura de dois polissacarídeos: amilose e amilopeptina 1 as vezes nos medicamentos há referência da existência de lactose,porque algumas pessoas são alégiras. 22 DIFERENÇAS ENTRE A AMILOSE E A AMILOPEPTINA AMILOSE: • Polissacarídeo linear (250/300 unidades de α -D- glucopiranose) • Ligação sempre 1-4; • É sempre α ; • Constitui 20% do amido; • Mais solúvel em água que a amilopeptina • Tendência de enrolamento helicoidal (não tem forma linear) que é responsável pela coloração azul com iodo. ↓ porquê? O iodo é uma molécula grande (peso molecular 254) que se introduz na hélice, dando a coloração azul à solução. ↓ como se sabe se a solução tem iodo através de testes da farmacopeia. O amido, assim como os outros polímeros, não é solúvel em água, porque é demasiado grande. Quanto muito, faz-se uma suspensão de amido em água. De seguida, junta-se iodo e fica azul. Quando se aquece, a cor desaparece, pois a hélice desenrola-se. Quando se deixa arrefecer, a hélice enrola-se e a cor azul reaparece. AMILOPEPTINA: • Polímero ramificado; • Nas porções lineares, as ligações são do tipo 1-4; • Nos pontos de ramificação, as ligações são do tipo 1-6; • Constitui 80% do amido; • Menos solúvel, mas também retém mais a água. Explicação do mecanismo do acetato. Cada pontinho é uma glucose. A figura representa então um polímero de açúcar. Quando se coloca amido ou outro polímero de açúcar em água, ocorre certas alterações ou junções, até haver cruzamentos. Estando próximas, formam-se pontes de hidrogénio, formando assim uma rede. daí a molécula não ser solúvel e inchar (importante na industria farmacêutica: fabrico de espessantes) 23 Exemplo: Gelatina1 → as moléculas andam se uma lado para o outro enquanto mexemos. Quando deixamos em repouso, elas formas pontes de hidrogénio em vários pontos, formando uma rede. NOTA: Os açúcares ligam-se ao UDP para se poderem ligar a outros açúcares e formar dissacarídeos, tetra… polissacarídeos. Todas as plantas fazem amido em maior ou menor quantidade. O amido funciona como substância de reserva e quando precisa, hidrolisa-o através de enzimas. Acetal: produto de uma ligação de um aldeído e dois álcoois. 1 Esta ligação não é tão frágil como a éster. Nos laboratórios quebra-se essa ligação com ácido e aquecimento: hidrólise ↓ depois´ da  →   hidrólise  lise por acção da água, porque ao introduzir uma molécula de água, regenera-se os dois açúcares. ↓ Isto faz-se com a ajuda do ácido, porque se o amido hidrolisa com água, há que reparar que quando se cozia batatas teríamos no final uma solução de glucose. 1 Ter em atenção que a gelatina são proteínas 24 O AMIDO É USADO EM FÁRMACIA COMO: Diluente: dilui princípios activos (dá volume); Adjuvante em algumas formulações DERIVADOS SINTÉTICOS DO AMIDO Amido modificados; Ciclodextrinas: dextrinas ciclizadas usadas em ciências farmacêuticas Dextrinas1: são amidos mais curtos; são feitos no laboratório por quebra do amido (não existe na natureza). 2. CELULOSE (este açúcar são β , enquanto que o amido é α ) β -D- glucopiranose com ligação 1-4; Os humanos não são capazes de ingerir celulose, ao contrário do amido. A celulose é usada pelos ruminantes devido às bactérias que existem no intestino que a decompõem em açúcares utilizáveis. 1) DERIVADOS DE SEMI-SÍNTESE DE CELULOSE Álcool ligado ao radical. Este pode ser: CH2CH3; CH3;CH2COOH; ↓ Estes radicais são introduzidos no laboratório (não são naturais) Se o radical não tiver nada (CH2OH): celulose * * * Se o radical for CH3: metilcelulose Se o radical for CH2 CH3: etilcelulose Se o radical for CH2COOH: carboximetilcelulose ↓ Função ácida, logo está sob a forma de sal sódico ou cálcico. 2) ALGODÃO As flores murcham e dão frutos secos. Estes abrem e dão sementes. Estas possuem pêlos gigantescos (que podem ter vários centímetros) que correspondem aos fios do algodão. 1 Ex: a maltose não existe pratcamente na Natureza, existe como produto de degradação do amido. 25 3. GOMAS (3 tipos) Polissacarídeos heterogéneos (vários tipos de açúcares no mesmo polissacarídeos, ao contrário do amido e da celulose); Polissacarídeos ramificados (quase todos); Contém à mistura ác. iurónico (açúcares que no C6, em vez de ter CH2OH, têm COOH) Num modo geral não existem nas plantas; São produtos pastosos1 (nas primeiras horas é mole, com o passar do tempo vão endurecendo) São gerados normalmente por traumatismo (3 tipos): 1. Produtos patológicos: agressão de um vírus, bactérias; 2. Diferença de calor muito bruscas; 3. Traumatismo físicos (incisões): os trabalhadores dão golpes nas plantas e estas fazem gomas para cicatrizar os golpes. Resultam de vários polissacarídeos (peptinas) das paredes celulares ↓ nelas existem: Celulose; Emicelulose (celulose modificada, acepilada) Peptinas2 (nem todas as plantas têm (umas têm mais do que outras) Enquanto que, os amidos são produtos puros, porque resultam de um processamento industrial (100% glucose, praticamente), a gomas são tal e qual como saem das planas, por isso não são 100% puras. 3.1. GOMA ADRAGANTA3 produzida por espécies (leguminosa) do género Astragalus, principalmente A gummifer Tem forma de fragmentos achatados e estriados (porque o ferimento da planta não é perfeito), translúcido, córneos e claros. Tem: água, minerais, um pouco de amido4 e dois polissacarídeos; ↓ 30% de tragacantina com galactose (principalmente) e arabinosa; 1 2 Pastosos: porque vêm misturados com água (e outras coisas) Existem em abundâncias nas cascas dos marmelos. Quando se faz geleia, deixa-se ferver as cascas até obter uma certa consistência. É aí que as peptinas passam das cascas para a água. São também polissacarídeos com ácido uirónico. * exfoliantes espessantes 3 No exame: “Se se tiver uma solução de gomas, como se pode saber se é a aráia ou a adaganta?”; R: efectua-se o teste de iodo (detecta amido) 4 Este facto permite distinguir esta goma da goma arábia através da microscopia 26 70% de bassorina (ou ác tragacântico): ác galacturónico, xilose, galactose e fucose Em água tem pH ácido devido à presença de ác. galacturónico. Emprego: ligante → em pílula e comprimidos espessante 3.2. GOMA ARÁBICA (principal produtor: Arábia) Produzida por incisões no tronco de uma leguminosa: acácia (sendo a principal, a acácia Senegal); Tem forma de lágrima; Têm: água, sais minerais, taninos, oxidases e um polissacarídeo (antes era o ác. arábico) É heterogéneo; Contém: • 35% de galactose, • 30% L-arabinose • 10% L-ramnose (hexose que em vez de ter um CH2OH no C6, tem CH3); • 15% ác. Glucorónico ( ≠ da glucose; em vez de te um CH2OH no C6, tem um COOH; este ác. pode estar na forma salificada ou metilada); ⇓ resumindo o polissacarídeo: Possui uma coluna dorsal de β -D-galactose com ligações β 1-3, com ramificações de ramnose, laminose e ácido glucorónico ⇒ Quando se dissolve esta goma em água, ela vai ter um pH ácido, porque tem acido glucurónico (daí o nome precedente: ác. Arábico). ⇒ Este polissacarídeo não é digerido por nós. Emprego: emoliente → amolecedor (retém água): tosse, garganta, diareia (por vezes) Indústria alimentar: E414 27 Indústria farmacêutica: é usado como excipiente, espessante e estabilizante em tecnologia; excipiente: espessante e estabilizante em tecnologia farmacêutica e alimentar. Precaução: tem oxidases → enzimas que catalizam oxidação, daí que não se ode misturar goma arábia com produtos facilmente oxidavéis. 3.2. GOMA CARAIA Produzida por espécies (leguminosa) do género Sterculia principalmente S. urens e S. tomentosa; Contém um polissacarídeo ↓ Possui uma coluna vertebral com α -L-ramnose e ácido β -D-galacturónico, com ramificações de galactose e ácido glucorónico e algumas das unidades (8%) estão acetiladas. ↓ Este é um açúcar que está no meio de outros açúcares e de vez em quando, alguns OH estão ligados a um ác. Acético (parte verde) ↓ isto para explicar o seguinte: Se a goma fica muito tempo (anos) num frasco: Apanha humidade e a goma é hidrolisada (há quebra da ligação éster que é a mais fácil de quebrar) pelas próprias enzimas do microorganismo. Daí que se reconhece essa goma pelo seu cheiro a vinagre (ác.acético), quando está velha, senão não haveria cheiro. Emprego: . Laxativo mecânico1 (não digestível, não fermentáveis2) Laxativo: são polissacarídeos. Este tipo de polissacarídeos não são solúveis, mas incham na presença de água, e ao inchar vão aumentar o volume do conteúdo intestinal, forçando e pressionando as paredes, re-estimulando os movimentos peristálticos. 1 2 Os laxativos meanicos são os mais apropriados. Há polissacarídeos não digeríveis que chegam ao intestino grosso e são degradados por bactérias e há nutrientes que podem ser absorvidos aí ou senão pode haver libertação de gases. Ex.: os feijões têm penta e hexassacarídeos que são fermentáveis, há portando libertação de gases (pessoal, cuidado com a feijoada (“.). 28 Fermentação: desenvolvimento de microorganismo na ausência de O2. . Usadas como agente adesivo (funciona como ligante; moldes odontologia) . Adjuvante em regime de emagrecimento ↓ sua importância em regime emag. 1. não são absorvidos (logo os polissacarídeos não são transformados em ATP, isto porque: se eles não se transformam em açúcares, não são absorvidas pelo sangue, logo, não alimentam) 2. impedem que outras coisas sejam absorvidas 3.incham no intestino e no estômago, dando uma sensação de saciedade. Os polissacarídeos não são todos iguais: O tamanho da cadeia; O grau e tamanho de ramificação; Peso molecular Indústria farmacêutica e cosmética: usada como espessante 4. MUCILAGEM DE ALGAS (3 tipos) Acido algínico: principais produtos de espécie laminares Fucus ↓ género serratus ↓ espécie & fucus ↓ género vesiculosus ↓ espécie Estes polissacarídeos são mais escuros, porque são obtidos industrialmente (há purificações) 4.1. ÁCIDO ALGÍNICO 1 principais espécies produtoras: Laminaria sp, Macrocystis pyrifera, Fucus serratus·e F. vesiculosus 2 Polímeros lineares de unidades de ácido manrónico (manose), e de ácido gulurónico (gulose). Em ambos os casos em vez de terem CH2OH no carbono 6, têm um COOH. 1 2 Focus serratus L e Focus vesiculosus L. Laminaires: laminaria saccharina Lam e laminaria digitata Lam 29 composição: polímeros lineares de unidades de ác manurónico (M) e ác gulurónico (G), unidas por ligações b-(1 proporção entre eles varia com a espécies produtora. exemplo: G-G-G-M-M-M-G-G-M-G-G-M-M-G-G-G-G-M-G 4); a Utilização em farmácia Em patologia digestiva: protector; funciona como revestimento das paredes do estômago; têm forma de escovilhões, evitando que a parede corroía (evita úlceras); Adjuvante no tratamento de obesidade (fornece uma sensação de saciedade); São usados em pensos anti- hemorrágicos: o dentista usa algodão compactado com ácido algínico (retém água). Utilização em tecnologia Espessante; Ligante e ao mesmo tempo desintegrante: quando se faz um comprimido, as partículas do pó do princípio activo são muito difíceis de se ligarem entre elas (a não ser que seja provocada uma combustão muito grande). Logo, o que se faz é adicionar um ligante. Porém, é necessário que os comprimidos se desfaçam quando chegam ao intestino ou ao estômago ou outro órgão qualquer. Para tal, quando o comprimido tiver em contacto com a água, incha, e rebenta para libertar o princípio activo (papel desintegrante). Utilização em cosmética Amaciador; Filmogénico (ajuda a espalhar); Hidratante; Utilização em indústria alimentar E400, E401, E402, E403, E404 e E405; O ácido algínico e alginas como têm ácidos, podem dar sais de cálcio, nitro, sódio e potássio. 30 4.2. CARAGENINAS Principais espécies produtoras: Euchema sp, Gigartina sp , Chondrus crispus (Rhodophyceae) Composição: 1.Contém galactanas (polímeros de galactoses) lineares de elevado peso molecular; 2.Todas as unidades são sulfatadas, ou seja, os OH em vez de estarem ligados ao ác. acético, estão ligados ao ác. sulfúrico. 3.Algumas das galactoses estão substituídas por 3,6 anideagalactose. Entre o OH do carbono 3 e o OH do carbono 6, faz-se uma ponte por perda de H2O. Utilização em indústria alimentar E407; Espessante; Estabilizante; Muito usado em produtos lácteos (faz parte de cerca de metade da composição dos iogurtes, dá consistência) Utilização em tecnológica, farmacêutica e cosmética Espessante; Gelificante; Produtos de higiene; Amaciador; 31 Utilização em terapêutica Adjuvante em tratamento de obesidade; Protector; 4.3. ÁGAR-ÁGAR OU CELOSE (não é usado por bactérias) Principais espécies produtoras: Gelidium sp, Gigartina sp (Rhodophyceae) Composição: é uma galactona complexa (três polissacarídeos) com: unidades metiladas (algumas unidades em vez do OH têm CH3) unidades sulfatadas unidades pirosiladas (ác. pirúvico) algumas unidades 3,6 anideagalactose. Utilização terapêutica: Excelente laxativo mecânico; Formulas de protecção gastro-intestinal Utilização tecnológica Espessante E406; Serve para solidificar o meio de preparação de culturas sólidas. 5. MUCILAGENS OBTIDAS POR PLANTAS SUPERIORES (2 tipos) Constituintes celulares de certas espécies Localizam-se em formações histológicas especializadas Existem dois tipos de mucilagens: goma de alfarroba e goma guar. 5.1 “GOMA”1 DE ALFARROBA Produção: produto obtido pela pulverização do albúmen (endosperma) das sementes da alfarrobeira (ceratonia siliqua L.) 1 goma “entre aspas” porque não são obtidas pelos processos habituais embora sejam também polissacarídeos 32 Composição: Galactomana (galactose + manose) ramificada Ex: β-D-manose (1-4) β-D-manose (1-4)… (em cadeia linear e também pode haver algumas galactoses ligadas a manose no C6) Utilização terapêutica Espessante de leites (evita o regurgitamento dos bebés) e dietas hipocalóricas (porque não conseguimos digerir, o nosso organismo não as transforma em calorias) Utilização tecnológica Espessante Utilização em indústria alimentar Produtos lácteos NOTA. A farinha do mesocarpo é usada na diarreia dos lactentes; engrossa as fezes dos lactentes. 5.2 “GOMA” GUAR Produção: obtido pela pulverização do albúmen das sementes de Cyamopsis tetragonolobus. Composição: galactomana ramificada (estrutura muito semelhante à goma de alfarroba) Utilização dietética Interferência no metabolismo dos lípidos e glícidos, “moderador” do apetite porque incha em presença de água. (interfere no metabolismo porque intervém na absorção de outros produtos. Por exemplo, se se comer um bife com hortaliça, dá menos calorias do que comido sem hortaliça, porque a hortaliça impede que algumas gorduras sejam absorvidas, porque têm fibra solúvel (fibra que não são absorvidas pelo nosso organismo). Utilização em indústria alimentar espessante e gelificante (E412) 33 Utilização terapêutica Lubrificação intestinal em colopatias e obstipação (solidifica e amacia as fezes, sendo menos agressivo para o intestino) 6. POLISSACARÍDEOS PRODUZIDOS POR MICROORGANISMOS 6.1 “GOMA” XANTANA (basta saber o nome): Polissacarídeo aniónico de peso molecular elevado. Produzido pela fermentação de glúcidos por xanthomonas campestris. 6.2 DEXTRANOS: São polímeros homogéneos, só com glucose, mas não são de origem vegetal. São produtos de microorganismos, nomeadamente do Leuconostoc mesenterioides. Este microorganismo parte a sacarose em glucose e frutose. Despreza a frutose, mas aproveita as moléculas de glucose e une-as segundo ligações α (1-6) originando polímeros até ter um peso molecular aceitável. A enzima responsável por este processo é a transglucosidase. Estes polímeros têm alto peso molecular. Composição: glucana (homgéneo) obtido pela fermentação da sacarose por Leuconostoc mesenterioides. Ex.:Glu(1-6)- α -D-glu(1-6)- α -D-glu (1-6)- α -D-glu (1-6) (c/ ramificações em C3) Utilização: sucedâneo do plasma (solução isotónica a 6%), ou seja, quando se tem perda de sangue, é preciso repor o sangue, ou senão basta repor o volume de plasma sanguíneo. Isto faz-se administrando plasma que é em boa parte sintético (solução de polissacarídeos: dextranos). 4. PLANTAS SUPERIORES PRODUTORAS DE MUCILAGENS 1. tanchagens, 2. linho, 3. malvas, 4. alteia, 5. tília. (a prof só dá importância às duas primeiras). 34 1. TANCHAGEM Definição: Sementes de Plantago ovata (P. ispaghula), mais conhecidas como corojóis para os coelhos. 2. LINHO (não se refere ao linho de fazer toalhas, é o linho de farmácia) Definição: sementes de linum usitalissinum (não é fibra, são sementes); Utilização: antigamente usavam-se para cataplasmas (hoje em dia são emplastros). (sementes do linho moídas aquecida em água e posteriormente postas em panos e posteriormente nas costas contra as bronquites, constipações. Facilita a eliminação e congestionamento dos líquidos. Hoje em dia já não se faz isso) Emolientes. Laxativo mecânico: usadas para combater a obstipação, porque o linho tem as mucilagens nas células exteriores. NOTA: A farmacopeia obriga, como teste, a colocar o linho em água, medindo o volume e deixar durante quatro horas, voltando a medir o volume. O linho tem de crescer uma certa percentagem. Serve para obter óleo de linhaça (usado para pinturas) Semente muito gorda. 3. MALVAS Definição: Flor seca, inteira ou fragmentada, de Malva sylvestris L. ou das suas variedades cultivadas Utilização (via oral): - T. U. tratamento sintomático de digestões dolorosas e da tosse - tratamento sintomático da obstipação via local - T. U.amaciador e antipruriginoso - T. U. antálgico na afecções da cavidade bucal e da faringe 4. ALTEIA Definição: raiz seca ou folhas e flores de Althæa officinalis Utilização: as mesmas das malvas 35 5. TÍLIA Definição: Inflorescência inteira e seca de Tilia cordata Miller, de T. platyphyllos Scop, de Tilia x vulgaris ou de uma mistura destas espécies Utilização: amaciador e problemas menores do sono NOTA: O Salepo, o Plantago e o Satirião-macho são também plantas produtoras de mucilagens. 5. RESUMO DOS AÇÚCARES • • • • • • Os açúcares simples são fontes de energia. Celulose, hemi-celulose, peptina: substâncias estruturais. Amido: substância de reserva. Este último tipo de mucilagens também serve de substância de reserva de água e protecção para a planta. Diferença entre glicogénio (ligação 1,6) e amido (ligação 1,4). As plantas utilizam/precisam de açúcares, água e azoto (utilizam-no sob a forma de amónia ou nitrato, e nós sob a forma de proteínas). COMO É QUE AS PLANTAS UTILIZAM OS AÇÚCARES? As plantas fazem energia no ciclo de Krebs nas mitocôndrias e acumulam-na na fotossíntese sob forma de ATP. Porém, o que entra no ciclo de Krebs é o ácido pirúvico e o ácido acético CoA, produzida na glicólise. acetil Então: O açúcar tem de ser quebrado até se transformar em ác.acético: activador CoA e este entra no ciclo de Krebs. produto da polimerização de 8 unidades de ácido acético. Estando distribuídos de forma especial, obtém-se antraquinonas. 36 NOTA: • • • Benzeno: um anel aromático. Naftaleno: dois anéis aromáticos (vitamina K). Antaceno: três anéis aromáticos, se for em linha recta. um seu derivado Daí o nome de antraquinona, embora seja feito por via acetato, (através da CoA), embora haja quinonas sintetizadas de outra forma (que não vamos falar). ⇓ São 1,8 diidróxido, logo têm um OH no C1 e no C8, devido à redução dos respectivos grupos. Em C3 tem obrigatoriamente um substituinte carbonato. 6.COMPOSTOS SINTETIZADOS VIA ACETATO Nota: as oxigenações não são obrigatoriamente OH, podem ser OCH3, O-açúcar. Existem várias coisas que são sintetizadas por via acetato. 1. Ácidos gordos1 2. Quinonas 1 A prof não falou muito sobre eles. Disse que não ia dar essa matéria este ano. 37 Esquema: CH 3 − CO − CoA CH 3 − C − CoA + || O CH 3 − C − CoA + || O NOTA: O CoA não é o único transportador do acetil. Quando o organismo faz ácidos gordos, o CoA não é o transportador, é sim o ACP (acyl carrier protein) CH 3 − CO − ACP CH 3 − C − ACP + || O CH 3 − C − ACP + || O Todos os organismos dos seres vivos unem as moléculas de acetatos, uma vez que o CoA não é mais do que um transportador: CH 3 − C − CH 2 − C − CH 2 − C − || || || O O O Posteriormente, os s.v. reduzem os CO: ... CH 3 − CH 2 − CH 2 − CH 2 − CH 2 − C − OH || O ⇒ acido capróico (6 carbonos) A última não é reduzida. Logo, é um acido gordo que constitui as nossas gorduras. Os ácidos gordos, nos seres vivos são feitos por esta via. Dai que todos os ácidos têm o número de carbonos par e são normais1, porque são múltiplos do acido (ou seja, é feito a partir da união de unidades do acetato). Esta cadeia não fica aberta, mas sim vai ciclizar, ficando um anel com 3 unidades de acido acético: ↓ Composto aromático: trifenol (flouglucinol) 1 Carbonos não ramificados (este ano a prof não dá os ácidos gordos) 38 Resumo de compostos: (pirogalhol vem da palavra bugalhos = galhas) QUINONAS (há várias, dependendo dos radicais que se colocam) As quinonas derivam do ácido acético (compostos com ligações alternadas, são sintetizados via acetato, ou seja, via acetil CoA), sendo normalmente constituídas por 2 grupos cetónicos inseridos nos anéis benzénicos. 2.1 CLASSES EXISTENTES: • Antraquinonas (ácido carmínico: corante e muito usado em cosmética (baton). É um produto natural extraído de uma solução de álcool com insecto. As solução fica vermelha). • • • • • Naftoquinonas (chiconinas: corante vermelho, obtido através de células vegetais em cultura). Naftodiantronas Floroglucinóis Orcinóis Ubiquinonas Outros exemplos: O CH3O CH3O O 39 CH3 (CH2-CH=C-CH2)nH CH3 UBIQUINONAS O CH3 (CH2-CH=C-CH2)n H CH3 O OH O C H3 CH-C H 2 _C H=C OH O OH C H3 VITAMINAS K SHIKINONA/ALCALINAS OH glucose O CH 3 COOH OH HO OH O ÁC. CARMÍNICO NOTA: Com excepção do ácido carmínico e das chiconinas que são corantes vermelhos, os outros compostos são amarelados porque são solúveis em compostos orgâncicos. Benzoquinona, porque é uma quinona num anel benzeno. Existem várias benzoquinonas, tais como: p-benzoquinona e as o-benzoquinonas. 2.1.1 CLASSE ANTRAQUINONAS Formas possíveis dos compostos antraquinónicos: Os compostos antraquinónicos (3 anéis benzénicos) aparecem nos vegetais sob a forma livre (não glicosilada) ou sob a forma heterosídica; podem aparecer na forma oxidada (antraquinonas) ou reduzida (antronas e antranóis). 1. Formas reduzidas: As geninas derivam do antraceno que por oxidação pode originar antronas, antranóis e antraquinonas. Os geninas são compostos corados de vermelho. O antranol é produzido pela redução de uma antraquinona. 40 Qualquer que seja a natureza da antraquinona como genina, caracteriza-se por: Tem 2 OH fenólicos em C1 e C8; Tem um substituinte carbonado em C3; Tem eventualmente 1 OH ou 1 OCH3 em C6. Podemos então definir antraquinona como dicetonas aromáticas em que os 2 grupos cetónicos estão incorporados no mesmo anel aromático. NUMERAÇÃO DOS COMPOSTOS ANTRAQUINÓNICOS (OU POLÍMEROS POLICÍCLICOS) 1º numera-se o anel mais à direita no sentido dos ponteiros do relógio. Duplas ligações conjugadas Ligação dupla, ligação simples, ligação dupla, ligação simples…. Ex: Em cada carbono que fazem parte do sistema conjugado há um electrão que vai fazer parte de uma ligação pi, formando uma nuvem electrónica. NOTA: os compostos conjugados são compostos que possuem electrões que fazem parte de uma ligação pi. Ex: benzeno, antraceno, etc. ⇓ Ou seja Este tipo de electrão dá origem aos compostos corados. Ex.: os carotenóides (pigmentos das cenouras, salmões, flamingos, diospiros, camarões…),a clorofila, a hemoglobina são coradas porque são sistemas de duplas conjugadas. 41 As duas últimas são extremamente parecidas. Enquanto que a clorofila é verde e possui como metal Mg+, a hemoglobina é vermelha e possui como metal o ferro (as cores devem-se a uma pequena diferença de nanómetros) Em relação ao ácido carmínico, este não é sintetizado via acetato porque não é: 1,8 diidróxido. Se compararmos uma antrona com uma antraquinona, a mais corada será esta última são conjugado total (em todos os carbonos há um electrão que faz parte da nuvem electrónica). Em relação à antrona, há uma descombinação do sistema (o carbono 10, n tem electrão solto). Em relação ao antranol, também será menos corado devido à falta dos grupos cetónicos. No C3 existe obrigatoriamente um composto carbonato: CH3, COOH, CH2… No C6 podemos ter: H, OH ou H3CO. Estes compostos têm tds formas reduzidas equivalentes (são os mesmos mas reduzidos). Ex. O crisofanol em vez de ter duas funções cetónicas, tem um electrão no C10 tem 2H, passando a chamar-se: 3-crisofanolantrona. Olosídos: compostos que tinham unicamente açúcar (é o que temos vindo a falar desde o início do semestre) Heterósido: compostos que têm uma parte açúcar e outra parte não açúcar. (vamos falar disto até ao fim do ano). O nosso organismo torna os compostos mais solúveis em água, graças ao fígado que introduziu ác.glucorónico, para que saiam através da crina. 2. Formas heterosídicas Os compostos antraquinónicos sob a forma heterosídica sofrem glicosilação, que corresponde à introdução de oses de modo a tornar a molécula mais hidrossolúvel. Habitualmente, a ose mais adicionada, é a glucose, mas também aparecem outros açúcares. A ligação entre a parte osídica e a parte aglicónica estabelece-se, na maioria dos casos, entre o C1 42 de uma ose e átomos de oxigénio ou carbono de uma genina. Em função desta possibilidade de ligação, assim se podem estabelecer 2 grupos heterosídicos: O-heterósidos e Cheterósidos. NOTA: As plantas tanto precisam de compostos hidrossolúveis (partes aquosas das células: vacúolos) como compostos lipossolúveis (para membranas…). Genina ou Aglícona: parte não açúcar do heterósido. OH O CH3 COOH OH OH O glucose O ácido carmínico é um heterósido porque tem uma parte açúcar e tem uma genina. HO A chiconina não é um heterósido porque só se fala de genina por contraposição do açúcar. isto não é uma genina O-Heterósido (90% dos heterósidos: lig.semelhante à dos amidos- ponte de oxigénio*) C-Heterósido (lig.directa entre o C1 e o carbono da genina) Nota: podem existir moléculas simultaneamente C-heterósido e O-heterósido. DIMERIZAÇÃO As antronas possuem grande tendência para dimerizar, pois o seu C10 é muito reactivo, originando diantronas. 43 Os dímeros podem ser simétricos, se as 2 antronas forem iguais, ou assímetricos se forem diferentes. Exemplos de diantronas: Senidinas A e B Senidinas C e D Plamidina A Palmidina B Reidina B reina + reina; reina + aloé-emodina; emodina + aloé-emodina; erisofanol + aloé-emodina; erisofanol + reina A diferença entre a Seidina A e a B deve-se à estéreoquímica da ligação C-C, como o facto dos hidrogénios estarem na posição cis ou trans1 (no carbono 10). A e B são simétricas e C e D assimétricas. A diantrona tem uma ligação entre os carbonos 10 de cada antrona. NOTA: Faltam representar dois H na diantrona. HIDRÓLISE (serve para estudar os produtos de degradção) Meio ácido; A quente; Meio ácido; C-Heterósidos A quente; Com FeCl3- catalisador; Meio neutro; A quente; Dímeros Com FeCl3- catalisador. O-Heterósidos O FeCl3 catalisa a hidrólise e oxida os compostos, obtendo-se sempre uma antraquinona. Ex.: 1. Se se colocar um composto em meio ácido e água, corta o açúcar que está ligado no C1. 2. Mas se se juntar FeCl3, corta o açúcar ligado ao carbono 10. 3. Se se sujeitar senidinas a um meio neutro quente com FeCl3, obtém-se 2 reínas e não reinantrona, porque o Fe3+ oxida. 1 Também se pode dizer posição e ou z, respectivamente (porém a prof não liga muito a essa) 44 EXTRACÇÃO SELECTIVA A extracção destes compostos tem que ter em atenção à sua forma pois apresentam solubilidades diferentes: Os compostos não ligados a açúcares são insolúveis em água e solúveis em compostos orgânicos; Os compostos ligados a açúcares são solúveis em água; Nas plantas existem compostos ligados a açúcares (os que têm para nós mais interesse) e compostos não ligados a açúcares (livres ou aglicónicos), com agitação e, água (de preferência à ebulição), enquanto que os segundos são extraídos através de agitação da planta reduzida a pó, com solvente orgânico (ex.:éter). CARACTERIZAÇÃO DOS COMPOSTOS Reacção de Borntrager: 1. Um composto está solubilizado em éter. Se se juntar uma solução aquosa de amónia (NH4OH: gás borbulhado em H2O, logo não existe NH4 a 100%, mas no máximo a 27%). 2. Como os solventes orgânicos são mais leves (devido ao seu baixo peso molecular: C=12) que os solventes em água (O=16, com excepção daqueles que têm Cl= 35,5), o éter fica em cima e a solução de amónia em baixo. 3. Se agitarmos, o composto (fenóis que são ácidos) entram em contacto com o meio alcalino, os fenóis ionizam, perdem os protões, ficando o oxigénio com carga negativa. Nota: A reacção de borntrager tem de dar vermelha quando positiva; não é obrgatório usar como base a soda, pode-se usar outra. Em termos visíveis, nota-se uma intensificação de cores: de amarelo passa a vermelho porque há um maior número de electrões livres. OH O OH OH  →  O O O R O R' R O R' Meio alcalino provoca uma salificação, uma ionização, um aumento da intensidade electrónica com um desvio bactocrómico na absorção dos compostos (intensificação da corabsorção da luz em maior comprimento de onda). 45 Esta reacção de Borntrager só é positiva quando se atinge a coloração de vermelho, ou seja, quando os hidroxilos 1 e 8 estão livres e quando o composto está na forma antraquinónica (forma oxidada, com duas funções cetónicas) estas características são obrigatórias. Importante: os únicos compostos que reagem positivamente à reacção de Borntrager são: 1,8diidroxiantraquinonas livres (geninas e quinonas). NOTA: Pode haver uma intensificação de cor, embora esta não chegue ao vermelho, daí a reacção é negativa. 1. No laboratório, ao ferver a planta com água e ácido, extrai-se os compostos da planta para a solução e hidrolisar os O-heterósidos respectivamente. 2. Filtra-se o líquido e junta-se éter. Daí as geninas que provêm dos O-heterósidos passam para o éter, pega-se no éter e faz-se a reacção de Borntrager. 3. Na água ficam os C-heterósidos da planta. Esta água é aquecida, quebram-se os Cheterósidos. 4. Filtra-se e junta-se éter. Daí as geninas que provêm dos C-heterósidos passam para o éter e faz-se a reacção de Borntrager. DOSEAMENTO: é feito rigorosamente; é demorado ↓ 1) Extrair compostos das plantas; 2) Quebrar os compostos selectivamente (pode-se fazer doseamento de compostos livres, C-heterósidos, O-heterósidos, dímeros…) 3) Reacção Borntrager1 Tipos: titulação ácido-base; oxidação-redução; precipitação; colorimétricos 2 ↓ Permite medir uma cor através do espectofotómetro. Lei Lanber-Beer A : absorvância Conclusão: A é directamente proporcional ε : cons tan te de cada substância a c, l e ε , daí que se pode medir c em função de A. l : espessura da cuvete c : concentraç ão A = ε× l× c 1 2 Nas aulas usamos como base amónia, mas a farmacopeia recomenda sulfato de magnésio. ex: quinonas, porque o comprimento de onda é da zona do visível 46 ACÇÕES FARMACOLÓGICAS Os compostos 1,8 dihidroxiantraquinonas são compostos: Laxativos ou purgativos (são mais violentos): dependendo da natureza do composto e quantidade administrada Mecanismo totalmente dierente dos polissacarídeos: as quinonas não incham na presença de água (não são polímeros). Os compostos aglicónicos são isentos de actividade. Isto é, os compostos que não têm açúcares ligados, não fazem nada, sendo ingeridos apenas por via oral (efusões, feitas principalmente pela indústria), entram no tubo digestivo, passam no sangue, no intestino delgado são absorvidos e quando chegam ao fígado são eliminados. Estes compostos para ser activos têm que chegar ao intestino grosso. Os heterósidos não são absorvidos no intestino delgado, chegando assim ao intestino grosso, onde: 1) são hidrolisados (os heterósidos) pelas b-glicosidases da flora intestinal (hidrólise enzimática) 2) são reduzidos também por enzimas (processo oposto ao do Cl2Fe). Logo, as quinonas passam a antronas, sendo estas activas no organismo. ↓ actuam sobre: a motilidade intestinal: aumentam os moviemtos da parede intestinal, ajudando os movimentos da água e dos electrólitos nas células do intestino (liquefazem as feses) PRÓ-FÁRMACOS: ainda não são fármacos. São administrados por qualquer b«via (normalente oral), sendo posteriormente transformados em fármacos. Ex.: os heterósidos são pró-fármacos, porque não têm acção no organismo sendo por isso transformados em antronas. TEMPO DE LATÊNCIA: intervalo desde a ingestão até a acção (daí a recomendação de tomar este tipo de medicamentos á noite para o organismo funcionar bem de manhã. RISCO DOS COMPOSTOS REDUZIDOS (antronas): podem provocar efeitos secundários e têm uma acção mais violenta que os laxativos polissacarídicos (sendo por isso estes último normalmente recomendados pelos farmacêuticos). 47 UTILIZAÇÃO Usam-se extractos de plantas1 Por períodos não superiores a 10 dias Doses de 25 mg/dia Contra-indicados em crianças Situações em que devem ser aconselhados: intervenção cirúgica, stress, radiografia, desrugulação a vários dias no organismo Efeitos secundários Dependência: depois dum uso exagerado, pode deixar de fazer efeito. colite, diarreia dores abdominais, náuseas e vómitos: depende da dose utilizada e sensibilidade da pessoa hipocalémia: baixa de potássio no sangue 6.1 PLANTAS CONTENDO ANTRAQUINONAS LAXATIVAS2 (4 plantas) (F. P. VI, I.N.T 1999) Na Natureza, existem qinonas, antronas e antranóis. Às plantas que têm antronas (por exemplo, a cascara sagrada que nunca se usa de imediato após de ter sido colhida) pode ser feito: 1) Deixar secar durante 1 ano em casa a oxidar (amedurece) 2) Colocá-la num forno a 100º durante duas horas. ↓ (para 1 e2) isto para : Transformar as antronas em antraquinonas ↓ porquê, uma vez que as antronas é que são activas? Se se ingerir antronas todas de uma ve, dá-se uma violenta reacção no organismo, podendo provocar dores. Daí que as antraquinonas, no organismo, vão-se lentamente transformar em antronas através da flora. 1 Quando se toma uma efusão de chã, bebe-se com todos os compostos que passaram para a água, e não apenas um. Isto para dizer que nunca se deve tomar o composto puro (salvo excepções) 2 O Aloé não é muito usado como laxativo em Portugal. O mais usado é o Sene, embora o amieiro e a cascara também o sejam. 48 1. AMIEIRO NEGRO (NORMACOL)1 2. CÁSCARA SAGRADA (LAXOLEN, MUCINUM) 3. SENE2 4. ALOÉS3 1. AMIEIRO NEGRO Definição: casca seca, inteira ou fragmentada dos caules e dos ramos de Rhamnus frangula L.(= Frangula alnus Miller) Constituintes activos: 3 a 8% de derivados hidroxiantracénicos DROGA SECA (casca)*: frangulósido A (6-O-a-L-ramnosilemodina) frangulósido B (6-O-a-L-apiosilemodina) lucofrangulósido A (8-O-glucosil- 6-O-a-L-ramnosilemodina) glucofrangulósido B (8-O-glucosil- 6-O-a-L-apiosilemodina) NOTA: ≠ entre o frangulósido A e o frangulósido B ⇒ é o açúcar (A: ramnose; B: apiose) ≠ entre os frangulósidos e os glucofrangulósidos ⇒ este último tem dois açúcares. 2. CÁSCARA SAGRADA Na cascara sagrada predominam como heterosidos antracénicos os C-heterósidos (aloína e crisaloína), havendo também do grupo dos O-heterósidos (frangulósidos) Definição: cascas secas, inteiras ou fragmentadas de Rhamnus purshianus DC (= Frangula purshiana) Constituintes activos: 6 a 9 % de derivados antracénicos cascarósido A e B (8-O-glucosil-10-C-glucosilaloe-emodina-antrona) cascarósidos C e D (8-O-glucosil-10-C-glucosilcrisofanol-antrona) aloína (10-C-glucosilaloe-emodina-antrona) crisaloína (10-C-glucosilcrisofanol-antrona) 1 2 Nome de medicamentos As 4 espécie são fontes de estudo monográfico de algumas espécies com compostos deste tipo 3 Não é ,uito usado como laxativo 49 NOTA: O amieiro negro e a cascara sagrada são compostos pares, isto é, enquanto o primeiro tem emodina (quinona), o segundo tem emodina antrona (antrona). Daí que este últimos já não é um frangulósido (ou glucofrangulósido), mas sim um frangularósido (ou glucofrangularósido). 3. SENE Existem vários tipos na farmacopeia (2 que provem de folhas e 1 de frutos) Definição: FOLHAS DE CASSIA SENNA L (=C ACUTIFOLIA DEL.) TIPO: Sene de Alexandria ou de Cartum - FOLHAS DE CASSIA ANGUSTIFOLIA VAHL TIPO: Sene FRUTOS (cápsulas da Índia ou de Tinnevelly achatadas e acastanhadas) das mesmas espécies. Constituintes activos: 2 a 5% de derivados hidroxiantracénicos DROGA SECA*: senosidos A e B (8,8’-diglucósidos das senidinas A e B) senosidos C e D (8,8’-diglucósidos das senidinas C e D) heterósidos1 de antronas heterósidos de antraquinonas 4. ALOÉS O constituinte principal é um C-heterósido designado por aloína ou barbaloína aloés usados em farmácia, são sucos ricos em quinonas; Tem flohas carnudas e espinhosas EXEMPLOS2: ALOÉ DE BARBADOS Definição: Suco concentrado e seco proveniente das folhas de Aloe barbadensis Miller. Contém, no mínimo, 18,0 por cento de derivados hidroxiantracénicos, expressos em barbaloína (C21H22O9; Mr 418,4) calculado em relação ao fármaco seco 1 2 Os heterósidos não são específicos O aloé vera não é nenhum destes, porém é rico nestes componentes. Não é muito usado como laxativo em Portugal. 50 ALOÉ DO CABO Definição: Suco concentrado e seco proveniente das folhas de Aloe, principalmente Aloe ferox Miller e dos seus híbridos.Contém, no mínimo, 18,0 por cento de derivados hidroxiantracénicos, expressos em barbaloína (C21H22O9; Mr 418,4) calculado em relação ao fármaco seco Para obter compostos quinónicos: 1) Cortam-se as folhas e deixá-las escorrer; 2) O suco que se obtem deixa-se secar ao sol; 3) Origina um pó acastanhado: o aloé. A partir dos aloes que não as quinonas e por outros processos pode se obter polissacarídeos que são muito usados em cosméticos (excelentes amaciadores de peles), em queimaduras, … Nota: nem todas as quinonas são laxativas, as que são, são as das 4 plantas acima descritas. ↓ São os 1,8 dihidroxiantraquinonas. Estes são sitetizados por via acetato (derivados do aceti CoA) 6.2 PLANTAS CARACT. PELA PRESENÇA DE QUINONAS NÃO LAXATIVAS HIPERICÃO1 (hypericum perforatum) Muito abundante; Difícil de eliminar (na Austrália, importaram insectos para tal); Florescente no mês de Junho; Conhecida como erva de S. João em vários países. Porém, em França chama-se “mil perfurada”, porque as folhas têm muitos buraquinhos. Estes buraquinhos têm bolsas de essência (mas não são plantas aromáticas) que se vêm a vista desarmada; No bordo das folhas, pétalas e estames existem colorações de vermelho devido há presença de naftoquinonas (uma das característica que permite distinguir esta espécie de hipericão da do Gerês. Esta também possui folha largas ao contrário desta espécie); Em Portugal existem 14 espécies; Na Europa, 64; E, no mundo, 600; 1 Há quem diga que é o Prozac Natural 51 História: era usado para afugentar os espíritos, … Actividade: Anti-depressivo1 (depressões leves e médias) testado em ensaios clínicos, ou seja, em pessoas. Os doentes com Sida começaram a tomar doses elevadas) → ver Hiperforonas. Anti-retrovícos, testado em termos de tubos de ensaio. Composição: Naftodiantronas, hiperforinas, entre outras ↓ Naftaleno + duas antronas Não são solúveis em água, porque não têm açúcar; São moléculas planas, logo têm hibridações sp2 em todos os carbonos; A segunda molécula é uma Proto –, porque falta-lhe uma ligação em relação à primeira molécula (ligação com o ponto azul) ↓ logo, A primeira fica corada de vermelha com mais intensidade pois o sistema conjugado é mais complexo. Outros exemplos sobre esse assunto: Ex.1: 1 Provavelmente, a depressão será um das doenças predominantes daqui a uns anos 52 Sistema totalmente conjugado, porque tem todos os vértices com um e – solto. Ex. 2 (no Sene): Não cora de vermelho, porque não é um sistema conjugado Defeitos: 1. São fotosensibilizantes: depois de se tomar hipericão e se se for ao sol, pode-se ter problemas de pele (chegando por vezes serem graves) Os humanos tomam chã de hipericão neste caso, daí não se verificam problemas, ao contrário do gado albino que come o directamente, podendo ter irritações de pele, febre e vermelhão, podendo mesmo morrer1. 2. Pode haver interacções medicamentosas entre o hipericão e outros medicamentos. Ex.: os doentes com Sida começaram a tomar hipericão, porém este pode reagir com os medicamentos que os doentes tomam. Curiosidade: As moléculas puras e isoladas da planta são completamente insolúveis em água. Porém se se fizer um chã 40% das hipersinas são solúveis em água (não se sabe porquê) Sinergismo: a actividade de dois compostos é maior que a actividade deles em separados. Antagonismo: a actividade de um composto é anulada pela actividade de outro. HIPERFORINAS (compostos retro-víricas) ↓ ↓ Hypericum perforatum OH O O O 2 R=CH3, R'= Quando se faz um ensaio em animais, tem-se que referir a sua espécie, condições em que está, como por exemplo condição alimentar, que normalmente é quantum satis (significa que o animal come tudo que lhe apetece). R R' 1 R=H, R'= 1 53 Molécula tridimensional Molécula tripérnica Toda ela é um isopreno a excepção da parte central que não sendo aromático é considerado um floroglucinol, porque é um anel hexagonal com 3 oxigenações em posições alternadas. Antes pensava-se que os compostos responsáveis pela actividade de anti-depressivos eram as hipericinas puras; ↓ Não, após vários ensaios activos, descobre-se que existem compostos mais activos ↓ Porém, hoje sabe-se que todos os compostos participam (até os flavonóides) nesta actividade, logo é preferível usar o extracto todo. 6.3 PLANTAS CARACT. PELA PRESENÇA DE NAFTOQUINONAS E ORCINÓIS ORVALHINHA Caros coleguinhas, lamento imenso mas a professora mandou ler uma página de uma revista: OFFARM, nº 53 de Junho de 1994. Mas o número não é esse, por isso não a pudemos colocar aí. Desculpem-nos. 6.4 PLANTAS COM ORCINÓIS CÂNHAMO (Cannabis sativa1) Género: Cannabis Espécie: Cannabis sativa Plantas com vários tipos de pelos. 1 Sativa de satisfação 54 Há cânhamo rico em estimulantes e outros não. São da mesma espécie, porém há influências genéticas, geográficas, etc. O cânhamo cultivado no Paquistão e naquelas zonas é rico em estimulantes. O das zonas temperadas frias já não. A planta fornece: • • • • • resina óleo: usado na alimentação fibra1 (cânhamo têxtil) interesse terapêutico papel, porém não é muito produzido para esse fim, porque não se consegue distinguir muito bem qual é que tem alucinogénios e qual é que não tem. Compostos: OH O canabinol e Tetra-hidrocanabinol (composto mais importante; molécula estimulante) orcinol duas unidades isoprénicas 1 Em França, compra-se sementes ao governo s seprova que há comprador e que são para fim de texéis. 55 Há diferentes maneiras de preparar a droga, logo há vários graus de alucinogénios, ex.: A erva e a Maria Joana são preparadas de um modo semelhante ao tabaco, usam-se as folhas e a resina segredada pelos pêlos secretores e é fumada com o tabaco (acho que é esse o procedimento). O haxixe líquido é muito concentrado em canabinóis. Perguntas de pesquisa a ser feita pela net: 1) Tipos de preparações (ex.: haxixe, Maria Joana, erva,…) e respectivas composições. 2) Propriedades farmacológicas. 3) Possível interesse terapêutico. 7. GLICÓLISE Na glicólise, a glucose 1-fosfato é transformada em glucose 6-fosfato que, por sua vez, origina glucose 1,6-difosfato. Estes compostos, posteriormente irão dar origem ao acetyl-coenzima A. É através do enxofre da cisteína que o ácido se vai ligar ao acetil. (O ácido pirúvico, é para saber de cor, é um cetoácido) 56 enol, a função álcool está num carbono inactivado. Não tem todas as propriedades de um álcool. O activador disto é o fósforo (ácido fosfóricoé um triácido) 8. BIOSSÍNTESE DOS AÇÚCARES NO CICLO DE CALVIN O ciclo de Calvin é o ponto fulcral do ciclo da vida. Começa com o CO2, nas plantas. Um dos açúcares sintetizados mais importante é a Eritrose 4-Fosfato (4P), vem da frutose que também dá origem à glucose, aos açúcares. 9. SHIKIMATOS- BIOSSÍNTESE Do ciclo de Calvin obtemos a eritrose 4P, e da glicólise, um dos produtos possíveis é o ácido 2-P-enolpirúvico. Estes dois produtos juntam-se e ciclizam, obtendo-se um composto com 7 átomos de carbono que denominamos de ácido shikímico. Este ácido recebe outra molécula de ácido 2-P-enolpirúvico originando o ácido prefénico. Este, por sua vez, por várias transformações origina compostos aromáticos. 57 Chamamos shikímico/prefénico. de fenilpropanóides os compostos sintetizados via ácido 4-P-Eritrose + ác.P-enolpirúvico = ác.shikímico (não é fenol, tem 7 carbonos). O ác.shikímico recebe mais uma molécula de PEP e dá origem ao ác.prefénico. (também é aromático, ainda) A partir do ácido prefénico (há perdas de OH’s, COOH’s): 1. Tirosina/fenilalanina. 2. Parahidroxifenilpirúvico/fenilpirúvico. 3. Ác.p-cumárico/ác.cinâmicos (cinâmicos). 1- α-aminoácidos (provém dos α-cetoácidos, os únicos que conseguem fixar o azoto)podem desaminar oxidando e ficamos com compostos chan(…). 2- Compostos fenilpropanóicos 2- α- cetoácidos (fixam azoto, trocam cetona por amónia) 3- ácidos cinâmicos. 58 10. REDE BIOSSINTÉTICA DOS ÁCIDOS CINÂMICOS E BENZÓICOS Linha animal (azul): não interessa para a cadeira de Farmacognosia mas interessa para outras. (as plantas não fabricam isto!) Via vegetal (vermelha); Também chamados compostos C6-C3 para simplificar. C6 porque é fenil, C3 devido à cadeia. (as plantas fabricam isto!) Os shikimatos podem ser hidroxilados pela ordem seguinte: As hidroxilações dão-se primeiro no carbono oposto ao da cadeia carbonada (-para-) e depois nos carbonos adjacentes a este primeiro carbono (-meta-). Estes ácidos da coluna da direita (siríngico, vanílico, protocatéquico, parahidroxibenzóico), por perda de 2 carbonos ficam com 1 carbono só e fazem assim os ácidos benzóicos. 59 A síntese fácil é a que está mais próxima da origem. Quanto mais afastado da origem estiver um composto, mais difícil é a sua síntese. Um ác. que em termos de biogénese aproxima-se do ácido chiquímico é o ác. quínico. Este ácido esterifica-se com ácidos fenilpropanoides como o ácido cafeíco (a função d ácido cafeíco pode esterificar os OH do ácido quínico). Ácidos obtidos por este tipo de esterificação chamamos de acido domogénicos. Estes ácidos com pequenas transformações servem de compostos de defesa às plantas 11. COMPOSTOS SINTETIZADOS VIA CHIQUIMATO 1) Flavonóis 2) Taninos 3) Fenóis e ácidos fenólicos 4) Lenhanas 5) Cumarinas 6) Salicilatos . 1. FLAVONÓIDES São sintetizados por via mista: o anel A por via acetato e o anel B por via chiquimato. São moléculas mistas (tem 2 partes) e são o produto da junção de duas moléculas: HO OH + OH Junta através de 1a enzima especiífia HO O CoA O OH O Fluoroglucinol ác. Shinámico flavonóide 60 Esqueleto básico de um flavonóide: Sintetizados por dois taninos diferentes A legenda segue esta ordem, porque os primeiros anéis a serem feitos são o A e o B e o último a ser feito é o C e em recurso. Logo há um passo intermédio em que não existe o anel C. ↓ O anel vai ter 99% de OH no C5, C7, C4’, podendo também haver no C3’ (estes são os mais abundantes, porém pode haver OH noutros carbonos). 1.1. CLASSES DOS FLAVONÓIDES As várias classes distinguem-se pela Natureza do anel C. Todos têm OH em 4’ e em 3’. 61 1.1.1 FLAVONAS1 Se o radical for: O nome do composto é: H OH Aspigenina Luteolina Os dois compostos são os mais abundantes; Não têm grupo OH no C3; Tem função cetónica; 1.1.2 FLAVONÓIS Se o radical for: H OH O nome do composto é: Canferol Quercetina parente da luteolina um dos + abundantes na Natureza Geralmente são amarelos porém podem não ter cor (flavo = amarelo) Ex: a for branca não tem cor, mas tem muitos favonóis 1.1.3 FLAVANONAS Se o radical for: O nome do composto é: H OH Naringetina Eridictiol São mais rara que as favonas, porque é necessário eliminar uma ligação covalente dupla que é de nascença (é dos ác. Chinámicos); Também se poderiam chamar: dihidroflavonas, em relação às flavonas, porque têm 2 H. 1 as flavonas, flavonois , flavanonas, dihidroflavonois, flavanois e flavanodiois são compostos não corados, mas absorvem UV. 62 1.1.4 DIHIDROFLAVONÓIS Se o radical for: O nome do composto é: H OH Próximos das flavanonas, mas têm mais 1 OH. Dihidrocanferol Dihidroquercetina 1.1.5 FLAVANÓIS Se o radical for: O nome do composto é: H OH Alzélecol Catequina muito abundante Falta uma função cetónica em relação ao flavOnóis no C4, daí o nome flavAnóis. No acetato tem flava 3-ol, devido ao OH no C3. 1.1.6 FLAVANODIÓIS Se o radical for: O nome do composto é: H OH “Leucipélargonidol”1 “Leucicyanidol” FlavAnodióis, porque não tem função cetónica; Relativamente aos anteriores, têm mais um OH, um no C3 e no C4 (pelo acetato); São raros, aparecem principalmente no laboratório, por alterações dos outros; 1 Os nomes estão em francês, uma vez que a prof não os traduziu. 63 1.1.7 CHALCONAS Se o radical for: O nome do composto é: H OH Aparentemente são simples, porque não têm o anel C (não houve fecho no anel C por falta de um OH); Não há muitas plantas a acumular chalconas; Têm uma numeração diferente (não é preciso sabê-la) “Isoliquiritigénine” “Butéine” 1.1.8 AURONAS “Hispidol” Não são tão abundantes na Natureza; São amarelas; O anel A é sintetizado via acetato; A diferença é que ao ciclizar para o C3, cicliza para outro carbono. Daí o anel ficar pentagonal e não hexagonal. 1.1.9 ANTOCIANIDINAS (anto: flor; ciano: azul) Se o radical for: O nome do composto é: H OH Composto iónico; O anel C é + (anel catiónico), por isso o composto tem de estar ligado a um anião; São abundantes na Natureza; Têm oxigénio trivalente, por isso é +; Dão cor azul, vermelhas ou cores intermédias como rosa púrpura às flores; 64 “pélargonidol” “cyanidol” EM RELAÇÃO À QUERCETINA E CIANIDINA Pode-se dizer que a diferença das cianidinas e das quercetina está na falta da função cetónica e no reearrajo dos e-. A cianidina provem então da redução da quercetina Desaparece o O e os e- são rearranjados É o que se faz no laboratório: reacção da cianidinas (ou reacção xibato): 1) Pega-se no extrato; 2) Os flavonóis e as flavonas são reduzidas com H2 que é feito à custa do HCl e Mg metálico. Este reage com o HCl, formando o MgCl2, libertando H2 que reduz os compostos dando origem à cianidina. A natureza faz algumas antrocianidinas; NOTA: São os carotenóides que dão a cor amarelo na Natureza. Os flavonóis e as flavonas podem corar se tiverem muitos OH pendurados; A quercetina só cora em grande concentrações. carotenoides ⇒ amarelos antrocianicos ⇒ dão muitas cores as natureza algumas quinonas juntamente com carotenóides (casos mais raros) ⇒ dão cores escuras às folhas no Outono, a clorofila desaparece, aparecendo as outras cores. Sempre que as plantas precisa de compostos mais polares, os flavonóis poderão estar livres quando estão dissolvidos nas ceras das plantas. De um modo geral elas existem ligados a açúcares e existem armazenados em vacúolos. Os sítios preferenciais para ligar açúcar: carbono3 ⇒ origina os C-heterósido e os Ohetrósidos. 65 EXEMPLOS: Açúcar base: quercetina Se a OSE for: Ramnose Nome do flavonóide quercitrócido quercitrina Galactose Glucose hiperósido isoquercitrósido ou Açúcar base: apigenina Tem glucose (glc) pendurado no C6’’ Nome: ác. paratomárico Açúcar base: luteolina (flavona) Nome: orientina (é um C-heterósido) Açúcar base: apigenina Nome: “shaftoside” Açúcar base: apigenina Nome: saponarina (“7-0-glucosyl-isovitexine”). É um C-heterósido e um O-heterósido ao mesmo tempo . A Natureza há centenas de flavonóides devido: ao número de OH; à sua posição; aos açúcares que se ligam; Quando a Natureza precisa de um composto menos polar, implementa CH3COOH (solúvel em lípidos), caso contrário implementa um açúcar (solúvel em água). 66 EXTRAS: DIMEROS HINOKIFLAVONA com lig. no C6 e no C4’’ da outra flavona DÍMERO com ligação no C3’ e no C8’’ da outra flavona. CAJAFLAVANONA Outro grupo que as plantas usa para compostos menos polares: unidades isoprénica (unidades de 5 atómos de carbono em que o 3 ramifica) Extras: Reacções usadas para saber se tem ou não flavonóides: ensaios cromáticos: reacções atribuídas ao núcleo fundamental: reacção de cianidina reacção oxalo-bórica reacções atribuídas aos hidroxilos fenólicos: reacção com hidróxidos alcalinos reacção sais de metais ensaio cromatográfico (revelação em placas e diagnóstico em espectofotmetria) 67 Qual dos compostos absorve maior comprimento de onda? Este porque o sistema conjugado é maior (tem mais um grupo) Este é ainda maoir, porque o sisyema conjugado também o é. FUNÇÕES DOS FLAVONÓIDES NAS PLANTAS agentes de defesa radiações UV microrganismos insectos animais herbívoros agentes de coloração antocianinas quelatação de metais co-pigmentação São ainda importantes para: Interacção com radicais livres. Responsáveis pela coloração das plantas (flavo= amarelo, antocianinas) UTILIZAÇÃO TERAPÊUTICA • Tratamento de sintomas relacionados com a insuficiência venolinfática • Tratamento de problemas da fragilidade capilar ao nível da pele e das mucosas • Tratamento dos sinais funcionais da crise hemorroidária (usada em problemas de varizes) • Metrorragias (a nível do útero - dilatações) 68 PROPRIEDADES BIOLÓGICAS • • Vitamínicos P → propriedade mais importante Actividade antioxidante → todos os fenóis são antioxidantes (uns mais do que outros) relação estrutura/actividade toxidade das ROS • Inibidores enzimáticos 1. hialuronidase 2. catecol-O-metiltransferase 3. 5-lipoxigenase 4. cicloxigenase • Outras propriedades - anticancerígenos - anti-inflamatórios - anti-alérgicos - hepatoprotectores - hipocolesterolemiantes - diuréticos - anti bacterianos - antivíricos - os flavonóides conseguem diminuir a permeabilidade dos capilares e reforçar a sua resistência (daí haver medicamentos com flavonóides). A propriedade vitamínica é a mais importante dada aos flavonóides – a natureza vitamínica destes compostos é duvidosa (daí a nominação de vitamínicoP ou por factorP). São vários os clínicos que admitem o seu efeito benéfico em diversas patologias circulatórias. Historicamente, a noção de factor P deve-se às seguintes observações: certas manifestações hemorrágicas do escorbuto, curadas administrando-se sumo de limão, não cedem por administração unicamente de ácido ascórbico. Este não pode actuar sem ser na presença de um factor P ou C2 (a citrina). Se bem que na experiência inicial, não foi possível repetir, as propriedades do factor P tem sido atribuídas a diversos polifenóis: flavonóides, antocianósidos, oligómeros flavánicos. 69 ESPECIALIDADES FARMACÊUTICAS COM FLAVONÓIDES Diosmina (5,3’-OH-4’-OMe-7-rutinosilflavona) Veno-V; Venex; Daflon Hidrosmina (diosmina hidroxietilada) Fleboton Hesperidina (5,3’-OH-4’-OMe-7-rutinosilflavanona) Daflon; Actilan Rutina (5,7,3’,4’-OH-3-rutinosilflavonol) Rutinicê Hidroxietilrutosido (rutina hidroxietilada) Venoruton Antocianósidos do Mirtilo Difrarel; Varison FLAVONÓIDES NOS ALIMENTOS quercetina-3-gluc, miricetina-3-gluc, kampferol-3-gluc, isoramnetina-3-gluc derivado da delfinidina (R1= OH, R2 = OH) da cianidina (R1= OH, R2 = H) da petunidina (R1= OH, R2 = OCH3) da peonidina (R1= OCH3, R2 = H) da malvidina (R1= OCH3, R2 = OCH3) EXEMPLOS: 1) uvas /vinho R1 OH HO O OH OH OH HO OH R2 OH O 2) maçãs quercetina-3-ram, quercetina-3-xil, quercetina-3-rutinosido, floretina-2’-glucósido, floretina-2’-xilgluc 70 PLANTAS CARACTERIZADAS PELA PRESENÇA DE FLAVONÓIDES 1) CARDO MARIANO • fruto de Silybum marianum actividade1: anti-hepatóxica: prevenção dos efeitos tóxicos do tetracloro de carbono, da galactosamina, e outros tóxicos a nível de hepático. ; Protecção; Inbidor da peroxidação dos lípidos membranares; Inbidor da formação da “leucotriène B4”; Aumanta a taxa de sobrvivência dos doente com cirrose etílica. Nota: pouco absorvido à nível intestinal, a sua biodisponibilidade pode ser aumentada por complexação com a silipe. constituintes: silimarina 1,5 a 3% (silibina + silicristina + .... ) → LEGALON O HO O OH OH O OH O OH OMe O HO O OH OH CH2OH HOH2C O OMe OH silibina silicristina “flavolenhanas” (vamos falar mais à frente) 2) GINKO Ginkgo biloba, folhas Uma espécie pré-histórica, porque é um fóssil vivo. tem uma circulação de seiva da pré-história; não sabia fazer sementes. Constituintes activos: flavonóides (0,5 - 1%): derivados da quercetina e kaempferol; biflavonas (C-3’ → C-8’’) terpenos (1%) 1 Pharmacognosie, J. Bruneton 71 Acção farmacológica Inibidor do PAF1 (terpenos): fig. de cima à direita. mediador fosfolipídico implicados na agregação plaquetária, na formação de trombos, reacção inflamatória, alergia, broncoconstrição, etc Antioxidante (flavonóides) Acções fisiológicas2: O ginkgolide é um inibidor do PAF. Mediador fosfolípidico intercelular secretado pelas plaquetas, leucócitos, macrófagos e células endotiliais vasculares; Diminui a permeabilidade capilar. Utilização Usa-se um extracto estandardizado (24% flavonóides e 6% terpenos) no tratamento cerebral. ABOLIBE FORTE; BILOBAN; GINCOBEN; VASACTIFE FORTE (venotrópicos, vasodilatadores) Situações em que pode ser usado3: Tratamentos: Tratamento da “claudication” intermitente das artereopatias crónicas dos membros inferiores. Melhoramento da doença de Raynaud; Em sintomas do défice intelectual patológico 1 2 PAF: plated agregating factor Pharmacognosie, J. Bruneton 3 Pharmacognosie, J. Bruneton 72 3) MARACUJÁ Passiflora incarnata1, partes aéreas Acção farmacológica: sedativo Constituição Vitexine Isovitexine Orientine Iso- Orientine Saponarine Schaftoside isoschaftoside Vicénine-2 R1 R2 H H glc H H H glc H glc glc glc H ara H glc H R3 R4 glc H H H glc OH H OH H H ara H glc H glc H ESPÉCIES CARACTERIZADAS PELA PRESENÇA DE FLAVONÓIDES (F. P.) Anthemis nobilis, Vaccinium myrtillus, baguinha vermelha que serve para fazer compota Vitis vinifera (videira) Crataegus spp Calendula spp, muito usada em cosmética Betula spp Sambucus nigra, (sabogueiro) Informação extra sobre benzenos 1 “primo” do maracujá; tem ligação histórica com a Paixão de Cristo (5 chagas, espinhos, …) 73 2. TANINOS Abundantes na Natureza; Substâncias adstringentes (sensação de travo; ex.: quando se come um diospiro verde); São produtos vegetais polifenóicos; Historicamente, são importantes devido às propriedades tanantes; Transformação da pele fresca em material imputrescível, o couro. ↓ Processo lento (tanagem) Os taninos são capazes de se fixar nas proteínas da pele (são substâncias fenólicas) por ligações covalentes através de radicais livres, fazendo uma molécula muito grande, tornando a pele resistente aos microorganismos, humidade, etc. NOTA: A formação dos radicais livres é feita por acção da luz e do ar (importante para a oxidação). As radiações UV de menor comprimento de onda são as mais energéticas, capazes de detectar radicais livres. Logo tem tendência a ligar-se. Ex.: Quando se põe uma folha de jornal ao sol, ela fica amarrada ao fim de algum tempo porque ela tem lenhinas ricas em fenóis que são sensíveis à formação de radicais livres. Pelo contrário, quando se pões uma folha corada ao sol, ela perde a cor, pois o sol rebenta com as ligações pi (que são fracas) deixando a folha descorada. Actualmente, a maior parte dos couros já não são feitos usando taninos, mas sim metais de cobre. Recursos vegetais em Portugal: o Castanheiros; o Carvalho o Anacardiáceas: sumagre o Leguminosas: acácia, sobretudo as mimosas 74 TANAGEM Estabelecimento de ligações entre as fibras de colagénio (proteínas da pele) e os polifenóis resistente à água e ao calor. Combinação entre taninos e macromoléculas explica: Precipitação da celulose, pectinas e proteínas Adstringência: precipitação das glicoproteínas da saliva, daí a perda do poder lubrificante desta. MASSA MOLECULAR Os taninos não podem ter: Elevada massa molecular porque não se interligam entre os interfibrilares da macromolécula (colagénio), não se formando ligações (MM =>300) Baixa massa molecular porque integram-se nos espaços interfibrilares, mas não formam ligações suficientes (MM =< 500) DEFINIÇÃO CLÁSSICA • • • • Compostos fenólicos hidrossolúveis com uma massa molecular entre 500 e 3000 Apresentam todas as reacções características dos fenóis (ex.: todos os fenóis dão cor azuis/verde, com o FeCl2, e com a soda dão cor amarelada) Precipitam alcalóides (ligação entre o OH dos fenóis e o NH das proteínas ou alcalóides) Precipitam gelatina e outras proteínas CLASSIFICAÇÃO E ESTRUTURA DOS TANINOS Distingue-se, classicamente, dos grupos de taninos: 1. Condensados 2. Hidrolisáveis, que diferem pela sua estrutura e origem biogenética. 2.1)TANINOS HIDROLISÁVEIS Ésteres de um açúcar e de um nº variável de ácidos fenólicos Açúcar: geralmente a glucose Ácido fenólico: ácido gálhico ou ácido hexa-hidroxidifénico Ác.gálhico- Taninos Gálhicos 75 Ácido gálhico: 3 funções fenólicas 1 função ácida para passar a éster junta-se a uma glucose. Taninos Elágicos (denominação imprópria) Ácido hexahidroxidifénico ác. elágico (ainda é um primário de tanino, pois a sua MM não chega aos 500) Mono e digalhoilglucósidos não apresentam propriedades tanantes: MM baixa. VIA BIOGENÉTICA DOS TANINOS HIDROLISÁVEIS (NOTA: a professora não falou deste acetato) 76 EXEMPLOS DE TANINOS HIDROLISÁVEIS o Tanino muito simples, constituída por uma glucose e em cada um dos deus OH (excepto o do C5) está um ácido gálhico. o Tanino porque a sua MM está acima dos 500 e abaixo dos 3000. o Quando colocado em ácido a ferver, obtém-se: 2 glucose 5 ác. Gálhicos 1 dímero, o ác.hexahidrodifénico (quando os ác.gálhicos estão muito próximos, podem formar uma ligação entre dois carbonos): Nunca se encontra este dímero porque rapidamente se transforma no ác.elágico. o Se se colocar o tanino em ácido a ferver, obtém-se: 1 molécula de glucose 5 ácidos gálhicos o tanino complexo A 1ª molécula roda em torno do eixo castanho ficando os 3OH para cima e o COOH para baixo Daí que ocorre 2 ligações ésteres: o COOH de um monómero com o OH do outro. O ác.elágico não faz parte dos taninos, é sim um artefacto. (daí o “nome impróprio” no acetato). O nome “ác.elágico” vem da hidrólise dos dímeros e posterior esterificação.) 1 trímero (que não é hidrolisável com ácido) 77 2.2) TANINOS CONDENSADOS (PROANTOCIANIDINAS) Polímeros flavânicos: unidads de 3-flavanóis ligados entre eles por ligações C-C, em 4 8; e 4 6. Polímero tratado com ácido, a quente Antocianidol. VIA BIOGENÉTICA DOS TANINOS CONDENSADOS Oriundos do metabolismo dos flavonóides (Via acetato + Via chiquimato) 3-hidroxilação de uma flavanona 2,3-dihidroflavonóis redução 3,4 – flavanodióis Os 3,4 – flavanodióis são muito reactivos, devido ao carácter benzílico do hidroxilo em 4. Reacção com os carbonos nucleofílicos 6 ou 8 de um flavanol ou 3,4-flavanodiol. Repetição do mecanismo ↓ Polímeros ← Adições sucessivas de unidades flavânicas. 78 EXEMPLOS DE TANINOS CONDENSADOS: 1). dímero de dois flavonóis, especificamente, dímero de duas catequinas (ligação entre o C4 e o C8’)- oito linha porque é de outra catequina cada catequina tem actividade óptica porque tem 2 carbonos quirais (C2 e C3, logo existem 4 possibilidades diferentes. Daí os nomes catequina e epicatequinas que se distinguem pelos S e R. Aliás, o mm tipo de molécula distinguese pelo desvio químico (uma é mais catequina [ou epicatequina] que a outra). Porém, na Natureza não existem os 4 isómeros, existe apenas uma epicatequina e uma catequina. Simplificando, os taninos condensados são polímeros de catequinas. ↓ São condensados porque não são hidrolisados devido à ligação C-C. ⇓ Em meio ácido, há quebra apenas de uma ligação, havendo precipitação do resto da molécula. (Isto pode também acontecer quando há 15, 20… moléculas.) Actualmente, o termo mais usado para taninos condensados é proantocianinas. Isto porque, em meio ácido, dá origem a uma antocianina (molécula da ponta). 2). 4 unidades de catequina tem ligações C-C tem ligação entre o 4 e o 8’ ligação éter 79 PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Dissolvem-se em água sob a forma de soluções coloidais: não são soluções perfeitas devido ao elevado peso molecular Solúveis em álcoois e acetona Reagem com o cloreto férrico São precipitados das suas soluções aquosas por sais de metais pesados, gelatina e alcalóides Comportamento em meio ácido, a quente → Distinção entre condensados e hidrolisáveis DEGRADAÇÃO DAS PROANTOCIANINAS EM MEIO ÁCIDO ADSTRINGÊNCIA Quando se ingere produtos com taninos, não se formam ligações covalentes porque não há tempo suficiente. Formam-se sim pontes de hidrogénio entre o OH do fenol e o azoto das proteínas: Há animais que não gostam de taninos devido ao paladar. Porém há outros que mesmo não tendo paladar, não gostam porque os taninos acabam por precipitar as proteínas. Funcionam como Antinutrientes; antidigestivos À medida que os frutos amadurecem perdem taninos e um pouco de ácidos orgânicos, mas aumentam os açúcares. Isto acontece à medida que a semente se desenvolve preparando-se para a sua dispersão. 80 EXTRACÇÃO DOS TANINOS Tecidos frescos, ou conservados por congelação ou liofilização ⇓ Melhor rendimento, (porque no fármaco seco, uma parte dos taninos combina-se irreversivelmente com outros polímeros) 1. Mistura de água e acetona 2. Eliminação de acetona por destilação 3. Eliminação de pigmentos e lípidos por um solvente 4. Extracção com acetato de etilo (Proantocianidinas diméricas e taninos hidrolisáveis). Na fase aquosa, figam proantocianidinas poliméricas e taninos hidrolisáveis de MM elevada.) Moléculas puras: Cromatografia de exclusão em gel e Cromatografia em fase inversa REACÇÕES DE IDENTIFICAÇÃO Actualmente, já não se chegam a estas conclusões, só bem mais complicadas. 1 Aquecimento com ácidos minerais Hidrolisáveis Decompõem-se em substâncias mais simples: ác.gálhico, derivados do ácido gálhico e açúcares (provavelmente a glucose). Precipitados Produtos corados de azul escuro Condensados Precipitados vermelhos Flobafenos Há quebra de uma ligação e o resto da molécula precipita Não originam precipitados Produtos corados de verde Originam precipitados Originam precipitados Originam pirocatecol e ácido protocatéquico Solução acética de acetato de chumbo Solução de sais 3 férricos (faz-se nas 2 práticas) Aquecimento com Não originam precipitados s. formol-clorídrico Não originam precipitados 5 Água de bromo Degradação Originam pirogalhol 6 térmica ou fusão alcalina 1. ácidos minerais: ác.clorídrico, ác.sulfúrico, etc. 4 ácidos orgânicos: ác.acético, ác.metanóico, ác.benzóico, etc. 2. e 4. chamada reacção empírica (a professora não sabe o porquê dos resultados). 6. Os taninos hidrolisáveis originam pirogalhol, porque há uma descarboxilação “violenta”: Pirogalhol (piro = calor; produto originado dos ácidos gálhicos por acção do calor) 81 Se este composto for sujeito a uma fusão térmica, o que pode sobrar é o anel B: DOSEAMENTO Método da pele em pó (Farmacopeia Portuguesa) 1) Infuso do fármaco (extracção com água quente. Esta adquire não só os taninos como também outros compostos.) 2) Numa alíquota, adicionar R. Fosfomolibdotúngstico + carbonato de sódio (reacção típica de fenóis. A solução adquire a cor de todos os fenóis.) 2.1) Determinação da Absorvência a 760 nm: A1 – Polifenóis totais (absorve tds os fenóis). 3) Noutra alíquota, adicionar pele em pó (precipitam os taninos). Filtrar. No filtrado adicionar R. Fosfomolibdotúngstico + carbonato de sódio. 3.1. Determinação da Absorvência a 760 nm - A2 (absorvência de todos os fenóis, excepto os taninos pois estes precipitaram). A1-A2 = teor em taninos, expresso depois em pirogalhol PROPRIEDADES BIOLÓGICAS DOS TANINOS Via externa: Vasoconstrição dos pequenos vasos superficiais; Hemostático: precipitam as proteínas do soro sanguíneo; Antídotos dos alcalóides e sais de metais pesados: precipitam, impedindo a sua absorção; Diminuem a transpiração: fecham os poros da pele (logo usados em desodorizantes); Como precipitam proteínas (enzimas), são anticépticos (antibacterianos e antifúngicos) ↓ São inibidores da actividade enzimática: Daí que os taninos conseguem ter as duas características ao mesmo tempo: são adstringentes1 e inibem a actividade bacteriana e vírica. Via interna: efeito antidiarreico2 NOTA: daí a geleia não ganhar bolor quando está ao ar (devido à presença de taninos). 1 Adstringentes: porque precipitam as proteínas das células superficiais das mucosas e dos tecidos descobertos, formando revestimentos protectores. Diminuem por isso o volume das secreções e impedem a absorção de substâncias irritantes e tóxicas. 2 daí a recomendação de comer marmelada. Antes comia-se chá preto (devido aos taninos) e bebia-se água com gás devido à rehidratação. 82 PRINCIPAIS FÁRMACOS COM TANINOS 1. Galhas dos Carvalhos Taninos hidrolisados; Adstringente por via externa (queimaduras e dermatoses) Hemostático 2. Hamamélia Folhas secas; Poligalhoilglucose, hamaméliatanino, flavanas (monómeros e esterificadas (galhato de epicatecol), proantocianidinas. Propriedades adstringentes e vasoconstritoras Insuficiência venosa; Sintomatologia hemorroidal raramente usado em cosmética proantocianidinas (são as mais pequenas: 2 ou 3 moléculas) 3. Ratânia do Peru Raiz; Taninos condensados Via oral/via local a. Tratamento sintomático de fragilidade capilar cutânea (equimoses) b. Sintomatologia hemorroidal c. Manifestações subjectivas de insuficiência venosa Via local a. Higiene bucal 4. Salgueirinha Sumidades floridas; Taninos gálhicos; Via oral – antidiarreico; apresenta fluorescência roxa. 5. Pirliteiro Sumidades floridas; Taninos condensados; (-)-epicatecol em grandes quantidades Activa em disfunções do miocárdio (Sinergia de vários p.a.). 83 3. FENÓIS E ÁCIDOS FENÓLICOS (2 tipos) 1. PLANTAS COM FENÓIS SIMPLES UVA URSINA (nome vem do aspecto dos frutos: uvas) • Planta rasteira, com bagas azuladas. Definição: folhas secas de Arctostaphylus uva-ursi Composição química: Árbutina (= arbutósido) 6-10% Metilarbutina Taninos Flavonóides Triterpenos ↓ NOTAS: Este fenol é complexo, é difícil de sintetizá-lo e falta a cadeia carbonada (daí a dúvida se ele é ou não sintetizado via shikímica). Não é um shikímico, nem benzóico; não é muito abundante. Para distinguir os marmelos, as pêras e as maçãs, é precipitando a arbutina, uma vez que a maçã e o marmelo não o têm e a pêra tem. PROPRIEDADES FARMACOLÓGICAS E EMPREGO: diurético; anti-séptico das vias urinárias; Tradicionalmente utilizada como adjuvante das curas de diurese das infecções urinárias benignas e para favorecer a eliminação renal da água. OH Hidroquinona e mequinol (este é metilado): inibidores da síntese da melanina. Também usado em alguns produtos cosméticos para inibir a síntese da planta. OH 84 ÁCIDOS FENÓLICOS R = R’ = H; Ácido p-cumárico R = OH, R’ = H; Ácido cafeico R = OCH3 ,R’ = H; Ácido ferúlico R = R’ = OCH3; Ácido sinápico R = R’ = H; Ácido p-hidroxibenzóico R = OH, R’ = H; Ácido protocatéquico R = OCH3, R’ = H; Ácido vanílico R = R’ = OH; Ácido gálhico R = R’ = OCH3; Ácido siríngico 2. PLANTAS COM ÁC FENÓLICOS (3 plantas) 1. ALCACHOFRA Definição. folhas radicais, secas, inteiras ou fragmentadas, de Cynara scolymus Composição química: Flavonóides Lactonas sesquiterpénicas Ésteres do ácido cafeíco (sobretudo o ácido clorogénico [5-cafeioilquínico] que existe em quase tudo o que é vegetal.) EXTRACÇÃO Com metanol ou com álcool etílico. ACÇÃO FARMACOLÓGICA Colerético; facilita a expulsão da bílis Diminui o colesterol e triglicerídeos Favorece a eliminação renal e digestiva (diurético) 85 2. ALECRIM Definição: sumidades floridas secas de Rosamarinus officinalis (são usadas em farmácia de oficina, daí o nome). Nota: Rosmaninho é uma planta mais baixa; é a lavanda teca (prima das alfazemas) Rosmarino é o alecrim, uma planta mais alta. Composição química: 1- 2,5% de óleo essencial 2- derivado de ácidos fenólicos p. e ác.rosmarínico 3- flavonóides 4- diterpenos cíclicos *1 O 3’,4’-dihidroxifenillácteo é sintetizado via shikimato; não é um C6C3, ou seja, não é um cinâmico porque lhe falta a dupla (ver quadro da rede biossíntese dos ác.cinâmicos e benzóicos). Esta molécula quebra em 2 partes, pois a ligação éster quebra facilmente com uma base. *1- como é o ác.lacteo, já possui os 3 e 4, logo na nomenclatura do composto é com 3’ e 4’. ACÇÃO FARMACOLÓGICA, EMPREGO: Óleo essencial (porque é uma planta aromática): espasmolítico, antioxidante. Colagogo Colerético Diurético Antioxidante Aromatizante função dos compostos polares que se encontram num chá de alecrim Nota: Se se fizer um chá de alecrim, os compostos que obtemos na água são: 1- fenóis (derivados: ác.rosmanico) 2- flavonóides 3- um pouco de óleo. 86 3. CHÁ-DE-JAVA Definição: folhas e extremidades dos caules de Orthosiphon stamineus Composição química: sais de potássio di- e triterpenos óleo essencial flavonóides ésteres do ác cafeico (ác rosmarínico, ác cafeioiltartáricos, ác litospérmico etc) Emprego: diurético e digestivo Em meio básico, se se hidrolizasse este composto, obter-se-iam duas partes: 3’,4’dihidroxifenil-lacteo e a outra parte. Teoricamente, obter-se-iam 3 partes: 1- 3’,4’ dihidroxifenillacteo 2- ác.cafeico 3- ác.cafeico s/dupla ÁCIDOS FENÓLICOS NOS ALIMENTOS Vinho: siríngico, ferúlico, p-cumárico, cafeico, cis-COUTA, trans-COUTA, trans-CAFTA, gálhico, 3,4-diOH-benzóico. café (5%): ác quínico, cafeico, ferúlico, clorogénico, feruloilquínico. chá: clorogénico, cafeico. 87 4. LENHINA E LENHANAS Uma molécula muito abundante e que resulta da ligação de fenilpropanóide é a lenhina. É uma molécula gigante, não corada, que aparece no xilema e no esclerênquima como tecido de suporte. A sua abundância vem provar que a via chiquimato é utilizada em quase todas as plantas. Sintetizando via shikimato Álcool cinâmico (tem a dupla a meio) Muito abundante na natureza Nome: álcool coniferílico (porque é tirado das coníferas- plantas gimnospérmicas com frutos em forma de cones) Hipotética molécula: Álcool polifenílico e aparentados: lenhina (faz parte da fibra alimentar) Esta molécula não tem ligações ésteres O composto é constituído de C6C3, OMe; O que dá variabilidade à molécula é: existência de uma dupla ou não; tipo ligações que se formam entre as unidades. *1 função aldeído e não função álcool *2 a ligação entre a molécula 1 e 2 (partes fenil) é feita através de uma ligação tripla (C-C e duas de éter). Isto não é hidrolisável nem no laboratório nem no organismo. FUNÇÃO DA LENHINA Dá resistência e existe nas paredes vegetais de algumas células (esclerênquima e xilema). Nota: Uma planta com celulose é rasteira ao contrário de uma planta com lenhina. 88 IMPORTÂNCIA DA FIBRA ALIMENTAR (LENHINA) Prevenção do cancro do tubo digestivo (sabe-se através de estudos estatísticos: estudase uma população, a sua alimentação e os seus tipos de doença). Lenhina: polímero de peso molecular muito elevado (pode ser uma molécula que envolve a célula toda). Lenhana: produtos da condensação de dímeros fenilpropanóides (fenil + 3 carbonos), com ligações B-B ou 8-8’ (são sinónimos). Esqueleto base: Nota: o C7 e 9, em alguns livros podem ser chamados de α e β respectivamente .Explicando o que são Cα, Cβ, Cδ. Os nossos aminoácidos das proteínas são aminoácido α, ou seja, têm a função amina no carbono α. São aminoácidos que vêm dos alfacetoácidos. PRINCIPAIS TIPOS DE LENHANAS 2a. Ligação 8-8’ (para além desta ligação obrigatória para ser uma lenhana, existe também uma ligação éter). 3. Ligação 8-8’; ligação éster 4a. Ligação 8-8’; ligação C-C entre 7’ e 2. 5. ligação 8-8’; ligação 22’; gerou um anel octogonal. 6. ligação 8-8’; ligações éter. duas 89 Atenção: 1- a professora no exame costuma pedir que se façam estruturas de lenhanas, flavonóides, taninos e justificar. Ex.: desenhamos uma lenhana e para justificar dizemos que tem a ligação 8-8’ e são dímeros de fenilpropanóico. Agora cuidado com o número de carbonos. 2- a professora também pode pedir em que classe se encaixa um composto Ex.: - não é uma lenhana porque não tem ligação 8-8’, embora tenha o número certo de carbonos. - não se encaixa em lado nenhum. A natureza não faz isto. PLANTAS COM LENHANAS Podophylum peltatum (planta americana, daí o nome em latim, pois a planta não tem nome no nosso país, logo “aportuga-se” o nome latino). Tem duas folhas e na axila das folhas tem uma flor branca. Parte utilizada – rizoma com 3 a 6% de resina (“podofilino”). Forma de utilização: resina extraída pelo álcool e precipitada pela água (o que precipita é um pó amarelo que se chama resina podofilina) Utilização tradicional • • • • • Laxativo estimulante: do tipo das antraquinonas. Colagogo: substância que estimula produção da bílis Emético e vermífugo: expulsa vermes Muito usado para a produção do vinho Tratamento de condilomas (excesso de pele. Ex.: cravo) externos: hoje é substituída por uma solução a 0,5% de podofilotoxina, pois o pó dissolvido em álcool queima mesmo, que destruía a pele. 90 Principais constituintes da resina podofilotoxina1 (20%): R1 = CH3; R2 = OH; R3 = H a-peltatina (5%): R1 = H; R2 = H; R3 = OH b-peltatina (15%): R1 = CH3; R2 = H; R3 = OH desoxipodofilotoxina: R1 = CH3; R2 = H; R3 = H A molécula é uma lenhina porque: • • • Tem ligação 8-8’ Ligação éster Ligação C-C entre o 7 e o 2’. Actividades biológicas Antimitóticos por acção ao nível da tubulina (impede a formação de microtúbulos que é necessária para a formação do fuso acromático). Ou seja, estes compostos impedem a divisão celular, daí serem usados no tratamento de certos tipos de cancro. Toxicidade: Por vezes usados no tratamento de determinados tipos de cancro. Informação extra: - 1,2-dihidroxibenzeno (pela IUPAC); - 1-hidroxi-2-metoxibenzeno (pela IUPAC); tolueno (nome vulgar) 1 Ver pág. seguinte 91 O reino vegetal tem milhares de anticancerígenos, porém muitos não são usados devido à sua toxicidade. Então os cientistas manipulararm estes compostos de modo a serem menos tóxicos. Das centenas de compostos que fizeram, sobraram dois: etopósido e tenopósido. DERIVADOS DA POFILOTOXINA Os cientistas usaram a podofilotoxina, à qual acrescentaram um açúcar. Fizeram uma ponte à qual se pode acrescentar um radical (CH3 ou tienil) O etopósido e o tenipósido são dois anticancerígenos, porém não têm nada a ver com a tubulina. Impedem o funcionamento das isotopomerase (impedem a replicação na fase S). NOTA: Os compostos mais simples são os mais abundantes. Os que são menos abundantes vão tendo funções específicas. Estes são muito mais activos farmacologicamente. Revisão sobre benzenos e piranos Nota: Usa-se “para, orto e meta” no caso dos compostos aromáticos. 92 5. CUMARINAS Sintetizadas via ác.O-cumárico Pouco abundantes1 (menos ainda que os flavonóides e existem, por exemplo, na alfazema) Foi revelada pela primeira vez na “fava conca” (semente usada em medicina africana) Nota: Se no exame a Prof. nos pedir para desenhar uma cumarina, temos que pôr obrigatoriamente em C7, porque é o carbono que está oposto à cadeia carbonada. BIOSSÍNTESE ESQUELETO BASE E NUMERAÇÃO Nota: Não existem apenas estes dois heterósidos, existem muitos outros, basta acrescentar moléculas no esqueleto base. 1 Não são tão abundantes, porque o OH (no resto dos chiquimatos está na posição oposta à cadeia) e perda de um carbono. 93 EXEMPLOS DE CUMARINAS SIMPLES.: No osthol, seubenanse e peucédanol, o pernil está ligado directamente à estrutura base Na auraptène está ligado ao O do C7 No peucèdanol, a dupla ligação do pernil recebeu um OH, deixando de existir a dupla Ligação pela cauda: osthol, subérosina, peucèdanol Ligação cabeça e cauda: auraptène. EXEMPLOS DE CUMARINAS MAIS COMPLEXAS.: 94 Ligação pela cauda – impératorine, angélicine, xanthylétine, visnadine e obliquine; Ligação pela cabeça: chapelensine. PLANTAS CARACTERIZADAS PELA PRESENÇA DE CUMARINAS (5 PLANTAS) 1) PILOSELA Hieraciu pilosella (planta inteira) Constituintes cumarínicos: umbeliferona (bacteriostático) Utilização: digestivo e diurético. 2) ASPÉROLA- ODORÍFERA Asperula odorante (parte aérea) Constituintes cumarínicos: cumarina Utilização: Sonífero ligeiro Problemas digestivos 95 3) MELILOTO (leguminosa); sumidade florida seca de Melilotus officinalis Constituintes cumarínicos: melilotósido (este é fabricado pelo laboratório) Utilização: Também semelhantes à utilização dos flavonóides de modo geral Anti-edematoso (anti-inchaço) problemas de circulação venosa ( > débito venoso e linfático) menor permeabilidade capilar tratamento sintomático da crise hemorroidária. 4) ANGÉLICA Cepas radiantes (parte subterrânea) de Angelica archangelica Constituintes cumarínicos: angelicina, ostol. Utilização: Problemas digestivos 96 Colites espasmódicas 5) CASTANHEIRO-DA-ÍNDIA Castanea sativa significa satisfação; Aesculus hipocastanum (castanhas da traça, dada aos cavalos, para os humanos são tóxicas); Cascas de Aesculus hipocastanum; Constituintes cumarínicos: Esculósido → Muitos outros compostos Utilização: É um exemplo de fitoterapia, ou seja, usam-se os extractos das plantas cuja acção é leve (5 plantas pouco activas senão teria de ser feito um doseamento), logo não são usadas em casa. (a indústria farmacêutica coloca o extracto [não o esculósido] nas drageias); Problemas circulatórios menores; Fragilidade capilar cutânea BIO-STRATH nº1 (produto farmacêutico com extracto de castanheiro da índia) Nota: Os extractos que tomamos e que a farmácia vende, são extractos aquosos e/ou hidroalcoólicos de baixo título (álcool a 20/30%). Não se tomam extractos álcool, porque aquilo que o álcool tira à planta é diferente daquilo que a água tira da planta. (isto pode ser uma pergunta de exame) EXERCÍCIO SOBRE CUMARINAS: “Qual ou quais dos seguintes compostos são cumarinas?” 97 Resposta: A cumarina base tem um OH no C7 e a Natureza introduz um isopreno. Porém a oxigenação (o oxigénio do pentano) tem que estar do lado oposto à cadeia carbonata, o que só acontece na primeira estrutura, FURANOCUMARINAS E TOXICIDADE Fotoxicidade: as pessoas que lidam normalmente com as mãos em determinados tipos de plantas (folhas de figueira, angélica, aipo, salsa, canabrás, arruda, citrus ssp) aparecem-lhes peles vermelhas com bolinhas que crescem fazendo bolhas que, com o contacto com o sol, aparecem manchas (pigmentação). Ou seja: Contacto exposição solar dermatite pigmentação Curiosidade.: Antigamente, os egípcios usavam uma planta com estes fenómenos a fim de disfarçar as manchas brancas provocadas pelo lupus. A fotoxidade é devida à presença nas plantas de compostos deste tipo: Ex.: (compostos muito parecidos) R1= H ; R2= H → psoraleno (aparece nas plantas do género suralheio, usadas em problemas de pigmentação em medicina) R1= OCH3 ; R2= H → bergateno (aparece nas folhas do citrus) R1= H ; R2= OCH3 → xantotoxina (aparece na arruda) As furanocumarinas lineares (têm os anéis todos em linha) apresentam fenómenos de fotoxidade. As furanocumarinas angulares (dois anéis apresentam um ângulo diferente em relação ao terceiro anel) não apresentam fenómenos de fotoxicidade. 98 As furanocumarinas interferem com o DNA: 1. fazem ligações às bases pirimidicas, podendo formar redes. 2. podem activar certas zonas do DNA, daí poderem ser cancerígenas. APLICAÇÕES EM MEDICINA Apsuríase vs Cancro A apsuríase aparece mais sob a forma de manchas nos cotovelos e joelhos. Aparece quando há uma fricção contínua sob a pele. Já o cancro, embora mais fatal, é também mais facilmente curado. O tratamento da apsuríase é feito por PUVAterapia: 1) administração oral de Psoraleno e depois 2/3 horas 2) sujeita-se o indivíduo a radiação UV (do tipo A: 320nm a 380 nm) Ao fim de 20 sessões começa a haver sinais de pigmentação (induz uma síntese de melanina mas ainda não se sabe como funciona). Este tipo de tratamentos não é feito em crianças, grávidas e evita-se fazê-los em jovens pois pode provocar cancros de pele. Daí este tratamento ser constantemente vigiado por médicos. CUMARINAS E COAGULAÇÃO SANGUÍNEA DESVANTAGENS DO DICUMAROL 99 O pasto do gado tinha, por vezes, meliloto. Este é constituído em grande parte por melilotósido que é transformado em dicumarol, provocando, devido a este composto, hemorragias no gado. VANTAGENS DO DICUMAROL Certas pessoas têm o sangue espesso (sangue que coagula muito depressa), logo maior risco de trombose (entupimento das artérias). Assim, o dicumarol é usado em certos tipos de medicamentos para contrariar esse efeito. ↓ Análogos do dicumarol: A Varfine e o Sintron são medicamentos perigosos vendidos no mercado. Perigosos porque têm imensas contra-indicações, daí os doentes terem que ter um acompanhamento do farmacêutico e do médico. Este faz um ajuste perfeito dos medicamentos ao tipo de coagulação do doente a fim de evitar a sua morte. Daí que se diga por vezes que se morre da cura e não da doença. Nota: A indústria introduz radicais por vários motivos: 1) ou para diminuir a sua toxicidade 2) ou para aumentar o controlo 3) ou para aumentar a facilidade de fazer o medicamento 4) ou para aumentar a facilidade de ser assimilado 100 6. SALICILATOS Compostos naturais Composto não-natural: 101 Curiosidade: O ácido acetil-salicílico surgiu há 100 anos, em que já se usavam compostos puros como anti-inflamatórios. Hoffmann (funcionário da Bayer) salificou o ácido salicílico formando o salicilato de sódio para o seu pai que precisava de grande quantidade de anti-inflamatório, mas ainda não tinha os resultados desejados, pois ainda era agressivo às paredes do estômago. Daí que tenha produzido/inventado o ácido acetil-salicílico (actual aspirina) que tinha como principal função diminuir a agressividade da parede do estômago, mantendo as suas outras funções de analgésico, anti-inflamatório… Origem do nome “Aspirina”: Acetil: SPIRealumaria: INA: Acetil: porque foi introduzido Spireaulmaria: porque provavelmente foi a parte dela que foi feito a aspirina Ina: porque tudo acaba em “ina” (!) ex: cocaína, heroína, etc. PRODUTOS COMERCIALIZADOS (INT 1999) Salicilato de 2-hidroxietilo Salicilato de colina Salicilato de dietilamina Salicilato de fenilpropilo Salicilato de metilo Ác. acetilsalicílico Acetilsalicilato de lisina 102 Uso interno: antipiréticos; analgésicos; anti-inflamatórios Uso externo: analgésicos, anti-inflamatórios, anti-reumatismais, rubefacientes (provoca vermelhão) PLANTAS COM DERIVADOS DO ÁCIDO SALICÍLICO (3 plantas) 1.RAINHA DOS PRADOS (OU FILIPENDULA) Definição: sumidades floridas de Spirea ulmaria (Filipendula ulmaria) tem a ver com o aspecto dos frutos: espiral Quando se faz uma extracção obtemos (composição): Flavonóides Taninos Monotropitósido COOMe O-Gluc-xil Heterósido do aldeído salicilico Utilização: Febrífugos Analgésicos Anti-inflamatório 2.SALGUEIRO (existe junto dos rios) Definição: cascas de Salix alba ↓ Deu origem ao nome salicílico Composição Flavonóides Taninos CH2OH O-gluc 103 Salicortina Salilósido (salicina) Utilização: Febrífugos Analgésicos Anti-inflamatório 3. CHOUPO Definição: gemas foliares de Populus nigra ↓ Gominhos que dão origem às folhas adultas Composição: Populósido Salicilpopulósido No fundo, o salicilpopulósido, é o populósido com uma esterificação do ác.salicílico na função álcool Utilização: Febrífugo Analgésico 104 Anti-inflamatório PERGUNTA DE EXAME: “Como é que a partir de choupo se chega a acetil salicílico?” Resp: 1. Colher a planta 2. Secar a planta 3. Extrair o extracto c/água pura e metanol (álcool) 4. HCl e ferver, porem aí tenho muitos compostos: taninos, heterósidos, flavonóides 5. Extracção com éter 6. Isolar compostos (pode demorar muito tempo) 6.1- no fim temos o composto puro que tem álcool e ácido salicílico (é preciso oxidá-lo) 7. Esterificação do ácido com ácido acético a fim de obter ác.Acetil salicílico. Nota: Vai-se buscar às plantas (medicinais ou não) modelos para que a partir deles se fazem novos medicamentos. Até se podem encontrar modelos interessantes para fazer medicamentos em plantas tóxicas. Os antibióticos são geralmente produtos naturais, produtos de microorganismos da terra ou do lixo, de vários sítios. VANILLA PLANIFOLIA: um caso paradigmático Planta não portuguesa Características: Cápsulas (qualquer fruto deiscente), “vagens verdes”: - Medem de 15 a 20 cm - Isentos de aroma - Completamente desenvolvidos, mas incompletamente maduro 105 Fruto aromático de cor verde escura Reacções envolvidas: Fermentação das vagens que dá origem a: -Formação de produtos corados - Formação de compostos odoríferos (vários ex.vanilina) Formação da Vanilina: Fontes de vanilina: O que tem a ver vanilina com lenhina? Introdução: A lenhina existe nas plantas com fibras, principalmente nos caules e cascas. A lenhina é também um dos vários sub-produtos da pasta de papel (constituída por celulose). 106 Os compostos de enxofre fazem a hidrólise das paredes, libertando pectinas, células, celulose (que também é parcialmente quebrada) são estes compostos de enxofre que dão o cheiro desagradável. ↓ Logo é possível obter vanilina a partir de lenhina, porque os compostos de enxofre rebentam com as ligações necessárias, incluindo a dupla que é fraca e posteriormente um dos C é oxidado a aldeído (C CHO), originando a vanilina. 7. XANTONAS A prof só se referiu à estrutura, porque parte dela é sintetizada via chiquimato. parte vermelha: sintetizada por via chiquimato 12. RESUMO DOS COMPOSTOS SINTETIZADOS VIA: CHIQUIMATO: 1. Flavonóides: C6 – C3 – C6 2. Taninos Gálhicos, elágicos e primos: C6 – açúcar Condensados (polímeros de flavanas, logo parentes dos flavonóides) 3. Ác. Fenólicos cinamatos: C6 – C3 benzoatos: C6 – C1 4. Cumarinas: C6 – C3 ACETATO: 1. Ác. Gordos: têm número par de carbonos 2. Quinonas (há também quinonas sintetizadas via chiquimato) 13. ERROS MAIS COMUNS DO EXAME LABORATORIAL 107 A professora disse que a parte laboratorial poderá sair novamente no exame teórico, por isso cuidadinho (“.). Porém os alunos dos outros anos não se lembram de sair parte laboratorial no exame teórico, logo deve ser bluff da professora. Mais, na aula ela citou vários erros, na sebenta são estarão aqueles cujo conteúdo não é o mais explícito no manual laboratorial. EM RELAÇÃO AO PROTOCOLO DOS FLAVONÓIDES: No exame usou-me como fármaco o Sene. REACÇÃO DA CIANIDINA (PAG.23): HCl + fita de magnésio A reacção da positiva (aparecimento de uma cor vermelha). Significa que no tubo de ensaio existem flavonóides (excepto as classes chalconas e isoflavonas), mas também existe outros compostos (a planta é uma mistura de compostos). REACÇÃO COM HIDRÓXIDOS ALCALINOS: hidróxido de sódio (soda) A reacção também dá positivo, pois os OH- da base vão “roubar” os H dos grupos fenólicos livres, reduzindo-os. EM RELAÇÃO AO PROTOCOLO DOS COMPOSTOS ANTACÉNICOS: Ao aquecer o fármaco com água, todos os heterósidos (são polares) passam para ela. Cloreto férrico: quebra dos dímeros. Adicionando HCl: quebra dos C-heterósidos e dos O-heterósidos dos flavonóides, taninos, cumarinas, … Clorofórmio/etanol: passa tudo o que possuía açúcares (aparecimento de uma cor vermelha): geninas antracénicas, geninas dos flavonóides, geninas das cumarinas,… Todas estas moléculas provinham dos C-heterósidos, dos O-heterósidos ou dímeros. Mais, não é o clorofórmio que cora de vermelho, mas sim a base. Os fenóis reagem com esta. Nota: se não se o cloreto férrico, só funcionaria com os O-heterósidos. Perguntas: Este composto reage positivamente à reacção da soda? Resp.: NÃO, não tem nenhum OH nu anel benzeno. 108 Este composto reage positivamente à reacção da cianidina? Resp.: NÃO. E reage positivamente à reacção da soda? Resp: NÃO, porque o OH não é nenhum fenol. Este composto reage positivamente à reacção da soda? Resp: SIM. E reage positivamente à reacção da cianidina? Resp.: NÃO. Nota: A primeira e a segunda reacção podem dar positivo, porém não é obrigatório serem os mesmos compostos que fazem com que as reacções dêem positivos, podem ser compostos diferentes quase encontram no mesmo fármaco. Os fenóis são ácidos muito fracos que reagem com uma base forte. Esta rouba um protão ao ácido, libertando assim uma molécula de água. 109