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NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA OBTENCIÓN DE MARCADORES QUÍMICOS PARA SU IDENTIFICACIÓN POR CLAE EN LA ESPECIE MEDICINAL Alnus acuminata subsp. arguta (Betulaceae). T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: QUÍMICA FARMACÉUTICA BIÓLOGA P R E S E N T A : MARCELA ANGÉLICA DE LA FUENTE HERNÁNDEZ MÉXICO, D.F. 2010 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO PRESIDENTE: Dra. Yolanda Caballero Arroyo VOCAL: Dra. María Isabel Aguilar Laurents SECRETARIO: Dra. Mabel Clara Fragoso Serrano PRIMER SUPLENTE: Dr. José Fausto Rivero Cruz SEGUNDO SUPLENTE: Dra. Isabel Del Carmen Rivero Cruz SITIO DONDE SE DESARROLLÓ LA TESIS LABORATORIO 125, DEPARTAMENTO DE FARMACIA, CONJUNTO “E”, DIVISIÓN DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE QUÍMICA, UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO ASESOR DRA. MARÍA ISABEL AGUILAR LAURENTS SUSTENTANTE MARCELA ANGÉLICA DE LA FUENTE HERNÁNDEZ AGRADECIMIENTOS A la Universidad Nacional Autónoma de México por darme la oportunidad de pertenecer a ella y estudiar una carrera universitaria así como todos los beneficios otorgados durante mi permanencia. Es un orgullo ser egresado de la UNAM A la Facultad de Química de la UNAM por todos los conocimientos, aptitudes, habilidades, actitudes y valores que me brindó e impartió a través de su cuerpo docente, aulas, y servicios, para servir a la sociedad como una profesionista. A la Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA) por el apoyo económico otorgado a través de una beca (Proyecto IN210709). Al personal académico de la Unidad de Servicios de Apoyo a la Investigación (USAI), especialmente a la Dra. Nuria Esturau, M. en C. Rosa Isela Del Villar, Q. Margarita Guzmán, Q. Georgina Duarte, Q. F. B. Marisela Gutiérrez y Q. Alejandrina Acosta por el registro de los espectros para los análisis espectroscópicos y espectrométricos de los compuestos obtenidos. Al Dr. Andrés Navarrete Castro por proporcionar la materia prima para el desarrollo de esta investigación. A los sinodales Yolanda Caballero y Mabel Fragoso por el tiempo otorgado para la revisión del manuscrito de esta tesis y las pertinentes correcciones efectuadas. Un especial agradecimiento a la Dra. Isabel Aguilar, mi tutora, por haberme permitido el desarrollo de este tema en el laboratorio a su cargo, por todas las recomendaciones, acertados comentarios y conocimientos que aportó durante la realización y revisión del proyecto, sin olvidar el apoyo que siempre me otorgo en diversos sentidos y sobre todo por su gran calidad humana. Muchas Gracias. A mis compañeros de laboratorio que hicieron muy agradables los días largos y agotadores de trabajo con sus comentarios, compañía y ocurrencias, muy especialmente a Marco, Irías y Arturo que fueron mi equipo de trabajo durante un largo tiempo y a quienes auguro mucho éxito, sin olvidar a Celia, Marisol, Ileana, Alfredo, a los “niños Breatoff”, a los “Elenitas” y a todos aquellos que conocí durante la realización de mi tesis, con los cuales tuve una gran convivencia. DEDICATORIAS Y AGRADECIMIENTOS PERSONALES A Dios por estar siempre a mi lado y permitirme concluir esta etapa de mi vida. A mi mamá, por todo tu esfuerzo, cariño, apoyo, confianza, regaños, expectativas y consejos. Siempre te preocupas porque nunca me falte lo necesario y siempre haces cuanto puedes para que realice mis proyectos y sueños. Hoy en día la persona que soy es gracias a ti. Te amo y dedico mi esfuerzo. A mis hermanos Mayra, Vero y José, por ser un ejemplo para mí. Gracias por soportar esa etapa de mi vida, a veces de gran ausentismo y de poco tiempo para estar juntos. Ustedes, junto con mi mamá, son el motor que me impulsa a seguir siempre adelante y quiero que sepan que aunque este es un pequeño logro en mi vida, fue posible gracias a cada uno de nosotros. Los quiero y siempre están en mis pensamientos. A mi abue Carlota, mi ejemplo a seguir. Simplemente eres la persona más bella y maravillosa que he conocido. Te quiero muchísimo. Dios no me permitió conocer a mis abuelitos paternos, pero vaya que se lució al compensarme con una abuelita como tú y con mi abuelito Carlos, al cual extraño demasiado. A todos mis tíos que en momentos difíciles siempre han demostrado que contamos con ellos y que por eso somos una familia. Espero algún día compensarles lo mucho en lo que nos han ayudado a mí y mis hermanos. Los quiero muchísimo. Una mención especial a mi tío Gustavo quien la ha hecho de padre y a quien quiero como tal. Estoy en deuda con ustedes. A Luis, mi gran amigo, cómplice y compañero. ¿Quién mejor que tú puede conocer como fue de largo y agotador estos años?, Gracias por tu apoyo, cariño, complicidad, comprensión y consejos. Por las largas y tantas noches de desvelo, de estudio, las palabras de aliento, los momentos difíciles, los días enteros en la escuela, por soportar mi personalidad estresante y darme la estabilidad que muchas veces necesité para no rendirme en el intento. Eres una persona importante en mi vida y por todo eso también es tuyo este logro. Ya sabes cuánto te quiero. Al Sr. Luis Velasco, quien me brindó apoyo económico durante toda mi carrera sin razón alguna. Mi mamá y yo estamos muy agradecidas. A todos aquellos amigos, casi hermanos, con los que pase ratos interminables en la escuela, muchas veces más tiempo que el que podría haber estado en mi casa. Gracias a todos ustedes por permitirme conocerlos en especial a Luis, Rodolfo, Quique, Alex, Alina, y Emma, por su amistad, asesorías, ayuda en la escuela, consejos, compañía, tardes, noches, madrugadas de estudio y porque simplemente hicieron que todo se hiciera más llevadero, sin olvidar a tantas personas que conocí durante la carrera y que sería imposible mencionarlas pero que ahora forman parte de mi vida. A mis grandes amigos de la vida que siempre han estado conmigo. Este solo es el comienzo. “La vida no es fácil para ninguno de nosotros. Pero… ¡Que importa! Hay que perseverar y, sobre todo, tener confianza en uno mismo. Hay que sentirse dotado para realizar alguna cosa y que esa cosa hay que alcanzarla, cueste lo que cueste.” Marya Sklodowska "El sentido de las cosas no está en las cosas mismas, sino en nuestra actitud hacia ellas" Antoine De Saint Exupery “Hermoso es lo que vemos. Más hermoso es lo que sabemos. Pero mucho más hermoso es lo que no conocemos” Niels Steensen ÍNDICE ÍNDICE Pagina Índice I-IV Lista de esquemas V Lista de figuras VI Lista de tablas VII Abreviaturas VIII-X 1. Justificación 1 2. Antecedentes 3 2.1 Generalidades de Alnus acuminata subsp. arguta 3 2.1.1 Familia Betulacea 3 2.1.2 Género Alnus 3 2.1.3 Alnus acuminata subsp. arguta 4 2.1.3.1 Descripción 5 2.1.3.2 Usos 8 2.1.3.3 Usos Medicinales Populares 8 2.2 Composición Química 9 2.2.1 Terpenos 10 2.2.1.1Síntesis de Terpenos 11 2.2.1.2 Triterpenos 13 2.2.1.3 Familias de Triterpenos 13 2.3 Cromatografía 15 2.3.1 Clasificación 15 2.3.2 Cromatografía líquida 18 2.3.3 Cromatografía de líquidos de alta resolución 19 2.3.3.1 Funcionamiento general 19 2.3.3.2 Instrumentación 20 3. Objetivos 24 3.1 Objetivo general 24 3.2 Objetivos particulares 24 4. Material, equipo y reactivos 25 4.1 Obtención de los metabolitos secundarios mayoritarios 25 4.1.1 Fragmentación 25 4.1.2 Columna de percolación 25 4.1.3 Columna preparativa 25 4.2 Purificación de los metabolitos secundarios aislados 25 4.3 Identificación molecular de los metabolitos 26 4.4 Desarrollo del método por cromatografía de líquidos de alta resolución 26 5. Metodología 27 ÍNDICE 5.1 Obtención de los metabolitos secundarios mayoritarios 27 5.1.1 Recolección 27 5.1.2 Secado 27 5.1.3 Fragmentación 27 5.1.4 Extracción 27 5.1.5 Fraccionamiento cromatográfico 28 5.2 Purificación de los metabolitos secundarios aislados 29 5.2.1 Recristalización 29 5.2. 2 Placas preparativas 30 5.3 Identificación molecular de los metabolitos 30 5.4 Desarrollo del método por cromatografía de líquidos de alta resolución 32 5.4.1 Optimización de la obtención de la muestra 32 5.4.2 Preparación de los estándares 33 5.4.3 Obtención del cromatograma de líquidos del extracto diclorometánico 33 5.4.4 Cambio de columna 34 5.4.5 Obtención del cromatograma de los estándares 34 5.4.5 Identificación de los estándares en el cromatograma del extracto 35 5.4.6 Obtención del cromatograma con los siete estándares obtenidos. 35 6. Resultados y discusión 37 6.1 Obtención de los metabolitos secundarios mayoritarios 37 6.1.1 Obtención del extracto hexánico y fraccionamiento cromatográfico 37 6.2 Purificación de metabolitos secundarios aislados 38 6.3 Identificación molecular de los metabolitos 39 6.3.1 Identificación de 3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14- eno (A2) 40 6.3.2 Identificación de 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona (A) (Taraxerona) 42 6.3.3 Identificación de 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al (B) 44 6.3.4 Identificación de 3 - Lup-20(29)-en-3-ol (D) 46 6.3.5 Identificación de 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al (E) 48 6.3.6 Identificación de -sitosterol (F) 50 6.3.7 Identificación de 3 - Lup-20(29)-en-diol (G) 52 6.4 Desarrollo del método de cromatografía de líquidos de alta resolución 54 6.4.1 Optimización de la obtención del extracto 54 ÍNDICE 6.4.2 Preparación de los estándares 55 6.4.3 Obtención del cromatograma de líquidos del extracto diclorometánico 56 6.4.4 Cambio de columna 59 6.4.5 Obtención del cromatograma de los estándares 60 6.4.5 Identificación de los estándares en el cromatograma del extracto 63 6.4.6 Obtención del cromatograma con los siete estándares obtenidos. 66 7. Conclusiones 67 8. Perspectivas 68 9. Bibliografía 69 Anexo I (Espectros) 74 1. IR del compuesto 3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14-eno 75 2. RMN 1H del compuesto 3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14- eno 76 3. RMN 13C del compuesto3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14- eno 77 4. HSQC del compuesto 3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14- eno 78 5. HMBC del compuesto3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14-eno 79 6. COSY del compuesto 3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14- eno 80 7. EMIE del compuesto3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14-eno 81 8. IR del compuesto 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona 82 9. RMN 1H del compuesto 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona 83 10. RMN 13C del compuesto 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona 84 11. HSQC del compuesto 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona 85 12. HMBC del compuesto 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona 86 13. COSY del compuesto 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona 87 14. EMIE del compuesto 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona 88 15. RMN 1H del compuesto 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al 89 16. RMN 13C del compuesto 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al 90 17. HSQC del compuesto 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al 91 18. HMBC del compuesto 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al 92 19. COSY del compuesto 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al 93 20. EMIE del compuesto 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al 94 21. IR del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-3-ol 95 22. RMN 1H del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-3-ol 96 ÍNDICE 23. RMN 13C del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-3-ol 97 24. HSQC el compuesto 3 - Lup-20(29)-en-3-ol 98 25. COSY el compuesto 3 - Lup-20(29)-en-3-ol 99 26. EMIE del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-3-ol 100 27. IR del compuesto 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al 101 28. RMN 1H del compuesto 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al 102 29. RMN 13C del compuesto 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al 103 30. HSQC del compuesto 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al 104 31. HMBC del compuesto 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al 105 32. COSY del compuesto 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al 106 33. EMIE del compuesto 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al 107 34. IR del compuesto -sitosterol 108 35. RMN 1H del compuesto -sitosterol 109 36. RMN 13C del compuesto -sitosterol 110 37. HSQC del compuesto -sitosterol 111 38. HMBC del compuesto -sitosterol 112 39. COSY del compuesto -sitosterol 113 40. EMIE del compuesto -sitosterol 114 41. IR del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-diol 115 42. RMN 1H del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-diol 116 43. RMN 13C del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-diol 117 44. HSQC del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-diol 118 45. HMBC del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-diol 119 46. COSY del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-diol 120 47. NOESY del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-diol 121 48. EMIE del compuesto 3 - Lup-20(29)-en-diol 122 Anexo II (Cromatogramas) 123 1. n-Propanol 124 2. Tetrahidrofurano 124 3. Extracto Hexánico 125 4. Coelución de los estándares “A” y “D” en n-propanol. 125 Anexo III (Glosario) 126 ÍNDICE LISTA DE ESQUEMAS Página 2.1 Biosíntesis de metabolitos secundarios. 8 2.2 Síntesis de Terpenos 12 2.3 Síntesis de la molécula de escualeno. 14 2.4 Familias de triterpenos con conformación silla-silla-silla-bote. 15 2.5 Tipos de cromatografía según la naturaleza de la fase móvil y estacionaria. 17 5.1 Desarrollo general del procedimiento de aislamiento e identificación de los metabolitos secundarios 31 5.2 Metodología para la obtención del estándar del extracto CH2Cl2 32 5.3 Etapas del desarrollo del método para la identificación de los metabolitos secundarios por CLAE. 36 ÍNDICE LISTA DE FIGURAS Página 2.1 Distribución de Alnus acuminata subsp. Arguta en América. 4 2.2 Distribución de la especie Alnus acuminata en la República Mexicana. 5 2.3 Alnus acuminata subsp arguta (Cd. Universitaria, UNAM). 7 2.4 Estructura de la molécula de isopreno. 10 2.5 Principales componentes de un Cromatógrafo de Líquidos 20 5.1. Corteza de Alnus acuminata 27 5.2Columna de percolación. Columna cromatografica. 28 5.3 Cromatógrafo de líquidos utilizado para el desarrollo del método 35 6.1 Cromatograma de extracción con hexano y con DCM 54 6.2 Cromatoplaca de los 7 estándares con sus respectivos Rf. 55 6.3 Cromatograma de líquidos del extracto DCM a 254 nm. 57 6.4 Cromatograma de líquidos del extracto DCM a 233 nm. 57 6.5 Cromatograma de líquidos del extracto DCM a 200 nm. 57 6.6 Cromatograma de líquidos del extracto DCM a 200 nm con el sistema de gradiente elegido 58 6.7 Cromatograma de líquidos del extracto DCM bajo las nuevas condiciones. 59 6.8 Cromatograma del estándar 3 -O-acetil-13 metil-27-norolean-14- eno. 60 6.9 Cromatograma del estándar 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona. 60 6.10 Cromatograma del estándar 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al. 61 6.11 Cromatograma del estándar 3 - Lup-20(29)-en-3-ol. 61 6.12 Cromatograma del estándar 3 -Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al. 61 6.13 Cromatograma del estándar-sitosterol. 62 6.14 Cromatograma del estándar 3 - Lup-20(29)-en-diol. 62 6.15 Cromatograma del extracto DCM en coelución con el estándar 3 - O-acetil-13 metil- 27-norolean-14-eno. 63 6.16 Cromatograma del extracto DCM en coelución con el estándar 13 - -27-norolean-14-en-3-ona. 64 6.17 Cromatograma del extracto DCM en coelución con el estándar 3 - Acetiloxi-olean-12-en-28-al. 64 6.18 Cromatograma del extracto DCM en coelución con el estándar 3 - Lup-20(29)-en-3-ol. 64 6.19 Cromatograma del extracto DCM en coelución con el estándar 3 - Hidroxi-lup-20(29)-en-28-al. 65 6.20 Cromatograma del extracto DCM en coelución con el estándar - sitosterol. 65 6.21 Cromatograma del extracto DCM en coelución con el estándar 3 - Lup-20(29)-en-diol. 65 6.22 Cromatograma de la coelución de los 7 estándares en n-Propanol. 66 ÍNDICE LISTA DE TABLAS Página 5.1 Sistema de elución del fraccionamiento cromatográfico 28 5.2 Fraccionamiento primario del extracto hexánico de A. acuminata 29 5.3 Condiciones cromatográficas iniciales para la separación de los componentes del extracto diclorometánico de A. acuminata. 33 5.4 Condiciones cromatográficas para el gradiente en la separación de los componentes del extracto diclorometánico de A. acuminata 34 5.5 Condiciones establecidas en la nueva columna 34 6.1 Metabolitos secundarios presentes en el fraccionamiento primario del extracto hexánico de A. acuminata. 37 6.2 Compuestos obtenidos del fraccionamiento cromatográfico del extracto hexánico y su rendimiento. 38 6.3 Solubilidad de los metabolitos secundarios aislados frente a distintos disolventes. 38 6.4 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “a2” 41 6.5 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “A” 43 6.6 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “B” 45 6.7 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “D” 47 6.8 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “E” 49 6.9 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “F” 51 6.10 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “G” 53 6.11 Elección del disolvente adecuado para la preparación de los estándares 55 6.12 Gradiente utilizado en la separación de los componentes del extracto DCM de A. acuminata. 58 ABREVIATURAS VIII ABREVIATURAS % Porciento max Frecuencia máxima °C Grados Celsius Å Armstrong AcOEt Acetato de etilo AIST Advanced Industrial Science and Technology C Carbono CC Cromatografía en columna CCF Cromatografía en capa fina CDCl3 Cloroformo deuterado CG Cromatografía de gases CL Cromatógrafo de Líquidos CP Cromatografía en papel CH2Cl2 Diclorometano CHCl3 Cloroformo CH3CN Acetonitrilo CLAE Cromatografía de líquidos de alta eficiencia cm Centímetros COSY Espectroscopía Bidimensional de Correlación Homonuclear CP Cromatografía en papel Unidades de desplazamiento químico d Doblete dd Doble de dobles DCM Diclorometano DMAPP Dimetilalil difosfato DMSO Dimetil sulfóxido EM Espectrometría de Masas EMIE Espectro de masas por impacto electrónico Et al Y otros FM Fase móvil ABREVIATURAS IX FPP Farnesil difosfato g Gramos GGPP Geranil geranil difosfato GPP Geranil difosfato H Hidrógeno h Horas HCl Ácido clorhídrico Hex Hexano H2O Agua HMBC Espectroscopía Bidimensional de Correlación Heteronuclear de Múltiples Ligaduras HPLC Espectroscopia de correlación heteronuclear de carbono-hidrogeno Hz Hertz Int. Rel. Intensidad Relativa IPP Isopentenil difosfato IR Infrarrojo J Constante de acoplamiento kg Kilogramos Lit Literatura m Metros M Multiplete MEP Metileritritol fosfato min Minutos mg Miligramos MHz MegaHertz mL Mililitros mm Milímetros mV MiliVoltz m/z Relación masa-carga L Microlitros m Micrómetros nm Nanómetros ABREVIATURAS X NOESY Espectroscopía Bidimensional Incrementada por el Efecto Nuclear Overhauser OH Hidroxilo OMS Organización Mundial de la Salud P. f. Punto de fusión ppm Partes por millón R. A. Reactivo Analítico Rf Factor de retención RMN Resonancia Magnética Nuclear s Singulete Td Triplete dobleteado TMS Tetrametilsilano t. r. Tiempo de retención THF Tetrahidrofurano anhidro UV Ultravioleta v/v Relación volumen-volumen (NH4)4Ce(SO4)42H2O Sulfato cérico amoniacal JUSTIFICACIÓN 1 1. JUSTIFICACIÓN Más del 80% de la población mundial depende de las plantas silvestres para la atención de sus enfermedades. México es un país con amplia tradición en el uso de preparados medicinales provenientes de plantas, para el alivio de enfermedades, sin embargo, éstas no son inocuas y en la mayoría de los casos su utilización no está respaldada por los estudios pertinentes implicando un riesgo para el consumidor (De Smet, 1997; Hersh, 1996; Lozoya, 1993). Dentro de las plantas medicinales de amplio uso en nuestro país, se encuentra Alnus acuminata subsp. arguta (popularmente llamada “Aile”), perteneciente a la familia Betulaceae. Esta especie, distribuida principalmente en el sureste de México, es apreciada por las propiedades antiinflamatorias y antiescrofulosas que exhiben los preparados de su corteza (Argueta, 1994; De la Cruz, 1962; Miranda, 1952). De hecho, existen una patente y varias invenciones registradas en nuestro país para diversos tratamientos como para la psoriasis, diabetes y vitíligo. A la fecha, en nuestro laboratorio se han realizado estudios farmacológicos que sustentan el uso de esta planta como antiinflamatoria (Gómez, 2007), y por otra parte, estudios preliminares sobre la composición química de la misma (Illescas, 2008). El análisis de la composición química de una planta medicinal permite obtener información acerca de su contenido metabólico secundario, y alternativamente de su comportamiento farmacológico, mediante los estudios químicos y farmacológicos pertinentes. Sin embargo, para el aprovechamiento racional de una materia prima vegetal medicinal, es necesario realizar pruebas de control de calidad que aseguren la composición de los contenidos químicos de las mismas. Esto se logra mediante el desarrollo y validación de métodos analíticos apropiados. La cromatografía de líquidos de alta eficiencia (CLAE) es una herramienta contemporánea, idónea para la cuantificación de principios químicos (marcadores) presentes en extractos de plantas, una vez que éstos se han aislado e identificado químicamente. JUSTIFICACIÓN 2 El conocimiento generado a partir de dichos estudios se puede emplear en la elaboración de una monografía farmacopéica, en este caso de Alnus acuminata, de acuerdo a los lineamientos de la Organización Mundial de la Salud (WHO, 1998) y a futuro, basándose en estudios que comprueben su eficacia y seguridad, la especie vegetal puede ser utilizada en el desarrollo de un producto medicinal herbolario para el tratamiento de algunos de los padecimientos para los que se prescribe. ANTECEDENTES 3 2. ANTECEDENTES 2.1 GENERALIDADES DE Alnus acuminata subsp. arguta 2.1.1 Familia Betulacea A esta familia pertenecen plantas leñosas, árboles o arbustos dicotiledóneos caducifolios y monoicos que se encuentran preferentemente en regiones templadasy frías de zonas de montaña en los trópicos. (http://alergomurcia.com/pdf/01BETULA.pdf) Su clasificación botánica es: Subreino: Tracheobionta División: Magnoliophyta Clase: Magnoliopsida Subclase: Hamamelidae Orden: Fagales Familia: Betulaceae Los géneros pertenecientes a esta familia son: Alnus Betula Carpinus Corylus Ostrya Ostryopsis Palaeocarpinus 2.1.2 Género Alnus Este género contiene 25 especies en todo el mundo. La clasificación de las especies presentes en México es un tanto confusa. Rzedowski describe al género Alnus con 6 especies: A. acuminata, A. arguta, A. alabrata, A. jorullensis, A. firmifolia y A. lutea. Furlow da otra clasificación: A. acuminata subsp. arguta, A. http://es.wikipedia.org/wiki/Dicotiled%C3%B3nea http://es.wikipedia.org/wiki/Caducifolio http://es.wikipedia.org/wiki/Monoico http://es.wikipedia.org/wiki/Tracheobionta http://es.wikipedia.org/wiki/Divisi%C3%B3n_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Magnoliophyta http://es.wikipedia.org/wiki/Clase_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Magnoliopsida http://es.wikipedia.org/wiki/Hamamelidae http://es.wikipedia.org/wiki/Orden_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Fagales http://es.wikipedia.org/wiki/Familia_%28biolog%C3%ADa%29 http://es.wikipedia.org/wiki/Alnus http://es.wikipedia.org/wiki/Betula http://es.wikipedia.org/wiki/Carpinus http://es.wikipedia.org/wiki/Corylus http://es.wikipedia.org/wiki/Ostrya http://es.wikipedia.org/wiki/Ostryopsis http://es.wikipedia.org/wiki/Palaeocarpinus ANTECEDENTES 4 acuminata subsp. glabrata, A. jorullensis subsp. jorullensis y A. jorullensis subsp. lutea. El mismo Furlow sugiere la necesidad de profundizar más en la investigación taxonómica del género. (http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/info_especies/arboles/doctos/9- betul1m.pdf) 2.1.3 Alnus acuminata subsp. arguta La planta medicinal Alnus acuminata subsp. arguta es conocida con el nombre común Aile (proviene del vocablo náhuatl a-yli), Abedul (Tamaulipas, Veracruz, Oaxaca y Chiapas), Aliso (Sinaloa, Hidalgo, Veracruz, Oaxaca, Chiapas y Tamaulipas), Elite (Tamaulipas, Veracruz, Oaxaca, Chiapas y Chihuahua) y Palo de águila (Oaxaca) (Martínez, 1937). Alnus acuminata es una especie originaria de México y Centroamérica. Se extiende desde el noroeste de México, Guatemala, Panamá, Ecuador, Costa Rica hasta el norte de Argentina, los Andes de Perú y de Bolivia (Figura 2.1) (CATIE, 1995). Figura 2.1 En gris, distribución de Alnus acuminata subsp. arguta en América. ANTECEDENTES 5 2.1.3.1 Descripción Hábitat El género Alnus es propio de cañadas y laderas húmedas aunque se puede encontrar en laderas montañosas muy inclinadas con condiciones secas. Vive en cualquier terreno, de tierra húmeda, barreal, arenosa y arcillos, en lomas, laderas, barracas junto a los arroyos y ríos. Se desarrolla en áreas de nubosidad, con neblina frecuente. Su rango de temperatura va de 4 a 27 ºC y puede soportar temperaturas que bajen temporalmente a 0 ºC. Se distribuye altitudinalmente desde los 1400 – 3200 m sobre el nivel de mar. Dentro de México se encuentra en los estados de Durango, Chihuahua, Sinaloa, Sonora, Jalisco, Hidalgo, Morelos, San Luis Potosí, Veracruz, Michoacán, Nayarit, Puebla, Guerrero, Tlaxcala, Querétaro, Oaxaca, Chiapas y el Distrito Federal (Figura 2.2). (http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/info_especies/arboles/doctos/9- betul1m.pdf; Miranda, 1952). Figura 2.2 En gris se representa la distribución de la especie Alnus acuminata en la República Mexicana. http://es.winelib.com/wiki/Ca%C3%B1adas http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/info_especies/arboles/doctos/9-betul1m.pdf http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/info_especies/arboles/doctos/9-betul1m.pdf ANTECEDENTES 6 Árbol. Árbol perennifolio / caducifolio, de 20 m hasta 30 m de altura. Algunos individuos llegan a superar los 42 m de altura en plantaciones. Tronco de color gris cilíndrico o ligeramente ovalado, con un diámetro de 35 a 40 cm de grosor. Generalmente con varios troncos. De sexualidad monoica. Corteza. Corteza lisa o ligeramente rugosa, escamosa en individuos viejos, con frecuencia marcada con arrugas transversales o constricciones circundantes. Hojas. Hojas alternas con la lámina ovada o elíptica, de 6 a 15 cm de largo y 3 a 8 cm de ancho, los nervios laterales paralelos bien marcados y bordes agudamente aserrados (Miranda, 1952). Flor. Flores unisexuales, masculinas y femeninas sobre un mismo árbol, pero en inflorescencias diferentes. Flores masculinas agrupadas en amentos de 5 a 10 cm de largo, generalmente en agrupaciones de 3. Flores femeninas con brácteas formando un cono estrobiliforme, 3 a 4 en racimos, de 3 a 8 mm de largo en antesis; conos de 11 a 28 mm de largo y de 8 a 12 mm de diámetro. La flor es blanca y en forma de gusano. Fruto. Fruto elíptico a obovado, papiráceo a coriáceo, marrón oscuro cuando están maduros, con el margen alado y estilo persistente. Las alas angostas de 2 a 2.3 mm de largo y 0.2 a 1 mm de ancho, el cuerpo de 1.5 a 3 mm de largo y 1.5 a 1.8 mm de ancho. Raíz. Sistema radical poco profundo (de 1 a 2 m), amplio y extendido (2 a 3 m). http://es.winelib.com/wiki/Inflorescencia http://es.winelib.com/wiki/Br%C3%A1ctea http://es.winelib.com/wiki/Estr%C3%B3bilo ANTECEDENTES 7 Figura 2.3 Alnus acuminata subsp arguta (Cd. Universitaria, UNAM). Flor Fruto Raíz Hoja Corteza ANTECEDENTES 8 2.1.3.2 Usos La madera se emplea en la fabricación de varios artículos artesanales, puertas, pisos, cercas, muebles rústicos, cabos de fósforos, lápices, madera en rollo, aserrío, embalajes, mangos para herramientas, ebanistería, instrumentos musicales y como pulpa para fabricación de papel. Resulta un buen combustible y en construcción se emplea para puentes y pilotes (Miranda, 1952). La corteza contiene taninos que suelen emplearse en el curtido de cueros, además de teñir la lana de color marrón y las hojas dan un color amarillo. (http://aty.hipatia.net/elgg/news/weblog/2342.html). Es una especie forestal que tiene la propiedad de mejorar la fertilidad del suelo debido a que sus raíces fijan el nitrógeno atmosférico por lo que gracias a su rápido crecimiento y ventajas ecológicas, tiene un enorme potencial entre las especies leñosas y le da la facultad de colonizar suelos pobres (Marulanda, 2006). 2.1.3.3 Usos Medicinales Populares Combatir las escrófulas, afecciones cutáneas y las enfermedades venéreas como sífilis (Miranda, 1952). La decocción de los frutos se utiliza para quitar la calentura, para desinflamar la garganta (Argueta, 1994), disminución del peristaltismo durante episodios de diarrea, disentería y para tratar la dispepsia (De la Cruz, 1552, 1962). Las hojas maceradas se usan en aplicaciones medicinales para dolores musculares y de articulaciones, reumatismo e infecciones cutáneas. Como infusión se recomienda como parte de un tratamiento para la inflamación de próstata. Las hojas molidas y combinadas con grasa sirven para contener las hemorragias y cicatrizar heridas. Las hojas tiernas en infusión son recomendables para reumatismo y resfríos. Para el dolor de cabeza por insolación se colocan hojas en la frente y sien, sujetas con una venda. Para malestares antes del parto se toma un vaso caliente del cocimiento de la corteza (Argueta, 1994). Existe una patente y varias “invenciones de preparados farmacéuticos” a base de A. acuminata, para tratamientos de psoriasis, vitíligo y diabetes (PA/a/2004/007567). http://aty.hipatia.net/elgg/news/weblog/2342.html ANTECEDENTES 9 2.2 COMPOSICIÓN QUÍMICA Las plantas destinan una cantidad significativa del carbono asimilado y de la energía a la síntesis de una amplia variedad demoléculas orgánicas que no parecen tener una función directa en procesos fotosintéticos, respiratorios, asimilación de nutrientes, transporte de solutos o síntesis de proteínas, carbohidratos y lípidos, que se denominan metabolitos secundarios. Estos compuestos derivados del metabolismo se distribuyen diferencialmente entre grupos taxonómicos; muchos de ellos presentan propiedades biológicas, otros desempeñan funciones ecológicas y se caracterizan por sus diferentes usos e importante valor medicinal o económico como en la industria cosmética, alimentaria, farmacéutica entre otros. Estos compuestos reciben también el nombre de productos naturales. El Esquema 2.1 representa un modelo simplificado de la biosíntesis de los metabolitos secundarios (Vanaclocha, 2003). Esquema 2.1 Biosíntesis de metabolitos secundarios. ANTECEDENTES 10 El género Alnus biosintetiza diversos tipos de metabolitos secundarios como taninos, terpenos, azúcares, flavonoides, esteroles, saponinas y compuestos fenólicos (Illescas, 2008). 2.2.1 Terpenos Constituyen el grupo más numeroso de metabolitos secundarios. La ruta biosintética de estos compuestos da lugar tanto a metabolitos primarios como secundarios. Entre los metabolitos considerados primarios se encuentran hormonas (giberelinas, ácido abscísico y citoquininas), carotenoides, clorofilas y plastoquinonas (fotosíntesis), ubiquinonas (respiración) y esteroles (ergosterol, sitosterol, colesterol de gran importancia en las estructura de membranas) (http://eprints.ucm.es/9603/1/Metabolismo_secundario_de_plantas.pdf). Los terpenos son moléculas muy abundantes en los vegetales, suelen ser insolubles en agua y derivan todos ellos de la unión de unidades de isopreno (5 átomos de C) (Figura 2.4). Figura 2.4 Estructura de la molécula de isopreno. De esta forma, los terpenos se clasifican por el número de unidades de isopreno (C5) que contienen: a) Monoterpenos: Terpenos de 10 átomos de carbono que contienen dos unidades de isopreno. Son ejemplos los aceites esenciales de muchas plantas a las que dan su olor y sabor característicos como el mentol, geraniol, limoneno, pineno, alcanfor etc. http://eprints.ucm.es/9603/1/Metabolismo_secundario_de_plantas.pdf ANTECEDENTES 11 b) Sesquiterpenos: Terpenos de 15 átomos de carbono con tres unidades de isopreno. Entre ellos se encuentran el ácido abscísico que tiene un papel importante en la defensa de la planta debida a su sabor amargo. c) Diterpenos: Terpenos de 20 átomos de carbono por lo que tienen cuatro unidades de isopreno. Es de destacar las giberelinas y el fitol, un diterpeno de cadena abierta que forma parte de la estructura de las clorofilas. Las vitaminas A, E y K también son diterpenos. Uno de los diterpenos más importantes en aplicaciones médicas es el taxol por sus propiedades anticancerígenas. d) Triterpenos: Terpenos de 30 átomos de carbono que poseen seis unidades de isopreno, como ejemplos tenemos esteroides y esteroles derivados del escualeno. e) Tetraterpenos: Terpenos de 40 átomos de carbono con 8 estructuras de isopreno. En este grupo son abundantes las xantofilas y carotenos, pigmentos vegetales amarillo y anaranjado respectivamente. Dan color a los frutos, raíces como la zanahoria, flores, etc. f) Politerpenos: Cuando las moléculas contienen más de 8 unidades de isopreno. Son los hidrocarburos de alto peso molecular. La gutapercha y el caucho contienen varios miles de unidades de isoprenos y se usan en la fabricación de objetos de goma. 2.2.1.1 Síntesis de Terpenos Se sintetizan a partir de metabolitos primarios por dos rutas: La del ácido mevalónico, activa en el citosol, en la que tres moléculas de acetil-CoA se condensan para formar ácido mevalónico que reacciona hasta formar isopentenil difosfato (IPP), o bien la ruta del metileritritol fosfato (MEP) que funciona en cloroplastos y genera también IPP. El isopentenil bifosfato y su isómero dimetilalil difosfato (DMAPP) son los precursores activados en la biosíntesis de terpenos en reacciones de condensación catalizadas por prenil transferasas para dar lugar a prenil bifosfatos como geranildifosfato (GPP), precursor de monoterpenos, farnesil difosfato (FPP) precursor de sesquiterpenos y geranilgeranil difosfato (GGPP) precursor de diterpenos (Esquema 2.2) (Ávalos, 2009). ANTECEDENTES 12 Esquema 2.2 Síntesis de Terpenos erpenoides ANTECEDENTES 13 2.2.1.2 Triterpenos Los triterpenos son una familia de terpenos que contienen 30 átomos de carbono, procedentes de la incorporación biosintética de seis unidades de isoprenilo. Se han descrito provenientes de fuentes naturales, más de 40 triterpenos cíclicos con fórmula C30H50, alrededor de 150 con fórmula C30H50O y además numerosos compuestos relacionados. Se piensa que tienen un origen biosintético resultado de la ciclación enzimática de escualeno (C30H50) o del óxido de escualeno (C30H50O) y se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza tanto en animales, vegetales y microorganismos (Rosellon, 2005; Dewick, 2002; http://eprints.ucm.es/9603/1/Metabolismo_secundario_de_plantas.pdf) (Esquema 2.3). Los triterpenos constituyen un interesante grupo de moléculas naturales, no solo por su relativa ubicuidad, su fácil extracción y aislamiento, sino también por sus actividades biológicas y aplicaciones. 2.2.1.3 Familias de Triterpenos Dentro de los triterpenoides se encuentran distintas familias de compuestos como: Prostotanos, Lanostanos, Curcubitanos, Cicloartanos (con configuración silla-bote- silla-bote), Dammaranos, Shionanos, Germanicanos, Taraxasteranos, Lupanos Oleananos, Taraxeranos, Phyllanthanos, Ursanos, Glutinanos, Friedelanos, Baueranos (con conformación silla-silla-silla-bote) (Esquema 2.4). Esquema 2.3 Síntesis de la molécula de escualeno http://eprints.ucm.es/9603/1/Metabolismo_secundario_de_plantas.pdf ANTECEDENTES 14 Óxido de escualeno silla – silla - silla- bote Dammaranos Bacarenos Lupanos Oleananos Germanicanos Taraxasteranos a b A -H + Ursanos b Phyllanthanos Taraxeranos Friedelanos Glutinanos Baueranos Esquema 2.4 Familias de triterpenos con conformación silla-silla-silla-bote. ANTECEDENTES 15 2.3 CROMATOGRAFÍA La cromatografía es un método físico de separación basado en la distribución de los componentes de una mezcla entre dos fases inmiscibles, una fija o estacionaria y otra móvil (Skoog, 1994). Los componentes de la mezcla son transportados por la fase móvil (gas o líquido), y retenidos selectivamente por la fase estacionaria (líquido o sólido). Ambas fases son inmiscibles entre ellas (FEUM, 2008). Esta técnica fue creada por el botánico ruso Michael Tswett en 1906, el cual llamó a su método cromatografía, palabra griega que significa escritura a color. Tswett llevó a cabo la extracción de una mezcla de pigmentos de hojas verdes utilizando éter de petróleo y descubrió que era capaz de separar los pigmentos al hacer pasar el extracto a través de una columna rellenada con carbonato de calcio. Tswett utilizó como detector del experimento la simple observación, ya que los compuestos que separó tenían color y era posible detectar bandas o zonas de distintas materias por su color en la columna, demostrando que la clorofila es sólo uno de los muchos pigmentos que se encuentran en las hojas de las plantas (Rubinson, 2001; Skoog, 2001). En la cromatografía, la separación de las moléculas se logra porque la movilidad de cada soluto depende de un equilibrio en la distribución entre la fase móvil y la estacionaria, y esta separación se puede realizar en función de sus cargas, masas, tamaños moleculares, la polaridad de sus enlaces, afinidad por un sustrato y/o sus potencialesredox. Como resultado hay una gran variedad de técnicas para llevar a cabo la separación de una sustancia, según el mecanismo de separación y según el estado de la fase móvil (Skoog, 2001). 2.3.1 Clasificación La cromatografía puede clasificarse de acuerdo al tipo de equilibrio involucrado, mismo que es gobernado por el tipo de fase estacionaria utilizada. ANTECEDENTES 16 Según el mecanismo de separación Cromatografía de adsorción: La fase estacionaria es un sólido en el que los componentes de la mezcla son retenidos de acuerdo a su diferente afinidad de adsorción sobre la superficie del sólido activo. La fase móvil puede ser un líquido o un gas (Fuerzas de Van der Waals). Cromatografía de reparto (partición): Depende de la diferente solubilidad de los componentes de la mezcla en la fase estacionaria o fase móvil. Cromatografía de exclusión (o de geles): La fase estacionaria es un gel formado por polímeros no iónicos porosos que retienen las moléculas según su tamaño y habilidad de penetrar en la matriz. La cromatografía de exclusión por tamaño se usa extensivamente para las separaciones preparativas de macromoléculas de origen biológico, así como para la purificación de polímeros orgánicos sintéticos. Cromatografía de intercambio iónico. La separación depende de la diferente afinidad para el intercambio de iones y la adsorción reversible de moléculas cargadas de los componentes de las muestra, a una resina con grupos iónicos de carga opuesta (fuerzas electrostáticas). Puede ser de dos tipos según la naturaleza electrostática de la fase sólida. Intercambio iónico. La fase estacionaria con carga positiva, une aniones. Intercambio catiónico. La fase estacionaria con carga negativa, une cationes. Cromatografía de afinidad. La separación se basa en la especificidad biológica entre un componente de la muestra y otra molécula unida a la fase estacionaria. En este tipo de cromatografía existen interacciones altamente específicas. ANTECEDENTES 17 Según el estado de la fase móvil (Esquema 2.5) Si es un líquido Cromatografía liquido−liquido: Ambas fases son líquidas. Es una cromatografía de partición o reparto. Cromatografía líquido−sólido: La fase estacionaria es sólida. Es una cromatografía de adsorción, intercambio iónico, exclusión y afinidad. Si es un gas Es la técnica a elegir para la separación de compuestos orgánicos e inorgánicos térmicamente estables y volátiles (Skoog, 2001). Cromatografía gas−líquido: La fase estacionaria es líquida. Es una cromatografía de reparto o partición. Cromatografía gas−sólido: La fase estacionaria es un sólido. Es una cromatografía de adsorción. Si es un fluido supercrítico (fluido calentado a una temperatura superior a la temperatura crítica y simultáneamente comprimido a una presión mayor que su presión critica): Puede ser de partición o de adsorción Plana Esquema 2.5 Tipos de cromatografía según la naturaleza de la fase móvil y estacionaria. GAS FLUIDO SUPERCRÍTICO LÍQUIDO Líquido Sólido Líquido Líquido Sólido Sólido Adsorbente Tamices Moleculares Resina de intercambio iónico Adsorbente Tamices Moleculares Columna Columna Columna Columna Columna Columna Columna Columna ANTECEDENTES 18 2.3.2 Cromatografía líquida La cromatografía de líquidos puede llevarse a cabo en columnas o sobre superficies planas Cromatografía plana Los métodos de cromatografía plana incluyen la cromatografía en papel (CP) y la cromatografía en capa fina (CCF) (Skoog, 1994). Cromatografía en papel: El papel actúa como soporte de la fase estacionaria.. Es una forma combinada de cromatografías de partición y adsorción en la que la fase estacionaria es un disolvente absorbido presente en el papel. La fase móvil es una solución que consiste de un disolvente o de una mezcla de varios (Skoog, 2001) Cromatografía en capa fina: La fase estacionaria es una capa de adsorbente de unos milímetros de espesor, fijado sobre un soporte sólido generalmente de aluminio, plástico o vidrio. Por ella se desplaza el eluyente transportando los componentes individuales de la mezcla de sustancias más o menos lejos dependiendo de su solubilidad y/o de su comportamiento frente a la adsorción (Rubinson, 2001; Skoog, 2001). La mancha en una placa de TLC se caracteriza por la distancia que recorre con relación a la distancia recorrida por la fase móvil. El grado de retención en cromatografía plana de superficie se expresa como el factor de retención (Rf). El frente del disolvente es el límite alcanzado por la fase móvil y representa la distancia de desplazamiento del disolvente. El valor de Rf depende de las mismas ANTECEDENTES 19 condiciones experimentales como lo es la composición de la fase móvil, el tipo de fase estacionaria, la temperatura y el tipo de compuestos separados. Cromatografía en columna Fue la forma original de cromatografía líquida realizada por primera vez por Tswett. Se utilizan muchas clases de materiales de empaque con propiedades adsorbentes que van desde la alúmina, gel de sílice, tierra de diatomeas, hasta resinas sintéticas y derivados polisacáridos (Rouessac, 2000). La elección del disolvente es crucial para una buena separación. Dicho disolvente pasa a través de la columna por efecto de la gravedad o por aplicación de presión. Se introduce la muestra por la parte superior de la columna y se eluye con el disolvente elegido, recogiéndose las fracciones salientes. 2.3.3 Cromatografía de Líquidos de Alta Resolución (CLAE) Este método es el más sofisticado y moderno de la cromatografía líquida, utiliza columnas con diámetros muy pequeños para aumentar la eficiencia y la alta presión permite usar relleno de tamaño de partícula reducido para lograr la separación de los componentes a flujos razonables. http://www.jascofrance.fr/pdf/hplc.pdf 2.3.3.1 Funcionamiento General La bomba envía al disolvente a través de tuberías de diámetro pequeño, generalmente de acero inoxidable, hacia la válvula inyectora. El analito pasa a través de la columna bombeando la fase móvil líquida con alta presión. La muestra se introduce en pequeños volúmenes a la corriente de la fase móvil. Luego de que se produzca la separación en la columna, los componentes de la mezcla llegan al detector. Este produce una señal eléctrica proporcional a la cantidad de materia y esa señal es enviada al registrador que realiza un gráfico de intensidad en función del tiempo (cromatograma). Idealmente, se trata de picos gaussianos y cada pico corresponde a un componente de la muestra original. El integrador calcula el área correspondiente a cada pico, la cual es proporcional a la cantidad de sustancia. http://www.jascofrance.fr/pdf/hplc.pdf ANTECEDENTES 20 Dado que los detectores de HPLC son no destructivos, es posible recuperar los productos que salen de él (Rubinson, 2001; Skoog, 2001). 2.3.3.2 Instrumentación Este sistema está compuesto básicamente de un reservorio de fase móvil, bomba, inyector, columna de separación y detector (Figura 2.5). Figura 2.5 Principales componentes de un Cromatógrafo de Líquidos Bombas La bomba tiene la función de proveer un flujo continuo del eluyente a través del inyector, la columna y el detector. Los requisitos de una bomba para HPLC son: - Rango de flujo: de 0.01 a 10 mL/min - Rango de presión: de 1 a 5000 psi Existen distintos tipos de bombas: - De presión constante: Fáciles de usar y bajo mantenimiento, evitan los pulsos de presión. Requiere una vigilancia constante del flujo, puesto que las variaciones pueden producir fallos. - De flujo constante: Capaces de mantener el flujo. Fase Móvil Bomba Inyector Columna Residuos Procesador de Datos DetectorANTECEDENTES 21 Reservorios de disolvente Se pueden tener varios reservorios dependiendo del número de disolventes con el que se conforma la fase móvil. Van acompañados de filtros de acero inoxidable poroso que evitan la entrada de sólidos a la columna. La fase móvil puede ser un disolvente puro o una mezcla de disolventes. Cuando se trata de una mezcla, puede programarse la bomba para que tome disolventes de diferentes botellas en una proporción determinada y realice la mezcla en una cámara de mezclado generando una elución en gradiente en la cual varía la composición en forma continua o mediante etapas escalonadas. Si durante toda la separación se utiliza siempre el mismo disolvente o una mezcla de composición constante de varios disolventes, se denomina elución isocrática. Inyectores Los inyectores introducen muestras líquidas en un rango de volumen de 5 L a 500 L con una alta precisión y alta presión. Normalmente se usan inyectores que poseen válvulas de 6 puertos con un serpentín que permite la inyección de muestra, la purga del sistema y la eliminación de burbujas. Columnas Las columnas de HPLC están hechas de acero inoxidable, con un diámetro interno de 2-5 mm y una longitud variable de 10 a 30 cm, dependiendo del diámetro de las micropartículas que contiene la columna, que puede ser de 3- 10µm. Existe una gran variedad de materiales de relleno de las columnas según las distintas separaciones (generalmente sílice, aluminio o resina). Según la polaridad de columna a utilizar se tiene: Cromatografía de fase Normal La fase estacionaria es polar (grupos ciano, amino y diol). El componente menos polar de la mezcla es el que eluye primero. ANTECEDENTES 22 Cromatografía de fase Reversa Este tipo de HPLC es el más común. En esta técnica se usa una fase estacionaria no polar y una fase móvil moderadamente polar. La fase estacionaria típica es silicio tratado con RMe2SiCl, donde R es una cadena lineal con un grupo alcalino. Algunas consisten en silicatos alcalinos. El componente más polar de una mezcla es el primero en eluir. Termostatos de columna: Controlan la temperatura desde la cercana al ambiente hasta 150 ºC. Son importantes para mantener la columna a una temperatura constante durante todo el análisis puesto que las variaciones de temperatura pueden cambiar la viscosidad del eluyente e influir en el volumen retenido. Detectores Para HPLC se emplean distintos detectores dependiendo de la naturaleza de la muestra. Detectores selectivos: Responden a una propiedad del soluto en disolución. Son los detectores ultravioleta/visible (UV/Vis), detector de fluorescencia y detector electroquímico. o De fluorescencia: Es el detector más usado y el más preciso. Las sustancias al ser excitadas con ciertas longitudes de onda, emiten en longitudes de onda en el espectro ultravioleta únicas para cada sustancia. o Electroquímicos: Se basa en la reacción de oxidación/reducción del analito con un electrodo, el nivel de reacción es proporcional a la concentración de analito, midiendo esto y comparándolo con el electrodo de referencia, da datos que se pueden usar para cuantificar. o De luz visible/ultravioleta: El detector es básicamente un espectrofotómetro que mide el cambio que sufre un haz luminoso al atravesar la muestra, midiendo la absorbancia de las sustancias. ANTECEDENTES 23 Detectores universales: Responden cuando una propiedad de la fase móvil es cambiada por la presencia de un soluto. Son el detector del índice de refracción (RI) y el detector de conductividad. o De índice de refracción: La detección implica la medida del cambio del índice de refracción de la columna de eluyente. Se mide la diferencia entre el índice de refracción de la fase móvil y la muestra. o De conductividad electrolítica: El flujo pasa a través de un capilar con dos electrodos, la conductividad varía en función de la composición del eluyente y se obtiene una lectura. Es muy común en combinación con el HPLC de intercambio iónico. (García 2008; Rubinson, 2001; Skoog, 2001; (http://www.library4science.com/eula.html). OBJETIVOS 24 3. OBJETIVOS 3.1 Objetivo general Determinar la estructura química de los componentes mayoritarios (marcadores) presentes en la corteza de la especie medicinal Alnus acuminata subsp. arguta (Betulaceae) para su identificación cromatográfica por CLAE. 3.2 Objetivos particulares 1. Aislar los metabolitos mayoritarios (marcadores químicos) presentes en la corteza de la planta Alnus acuminata subsp. arguta a partir del extracto hexánico. 2. Comprobar y elucidar la estructura molecular de los marcadores químicos aislados por medio de métodos espectroscópicos y espectrométricos. 3. Obtener el perfil cromatográfico del extracto hexánico de A. acuminata por CLAE. 4. Identificar a los marcadores químicos dentro del extracto hexánico. MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS 25 4. MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS 4.1 Obtención de los metabolitos secundarios mayoritarios 4.1.1 Fragmentación Molino de cuchillas modelo Thomas Willey 4. Tamiz malla 5 mm de diámetro. 4.1.2 Columna de percolación Columna de vidrio con una longitud de 75 cm x 5 cm de diámetro. Balanza gravimétrica OHAUSR modelo ScoutTM Pro. Cámaras de elución. Hexano destilado. Hexano RA. Acetato de Etilo RA. 4.1.3 Columna preparativa Columna de vidrio con una longitud de 110 cm x 13 cm de diámetro. Sílica gel (0.063-0.200 nm) Merck®. Cromatoplacas de aluminio (0.20 mm Sílica gel 60 con indicador UV254 fluorescente) MN®, Macherey-Nagel. Cromatografía analítica. Rotaevaporador BÜCHI Waterbath modelo B-480. Cámaras de elución. Hexano RA. Acetato de etilo RA. Solución reveladora de (NH4)4Ce(SO4)42H2O Lámpara de luz UV Spectroline 4.2 Purificación de los metabolitos secundarios aislados Placas de vidrio preparativas con 0.250 mm de Sílica gel 60 con indicador fluorescente UV 254 Merck ®, 20x20 cm. Placa de vidrio preparativa con 0.250 mm de Sílica gel 60 con indicador fluorescente UV 254 Merck ®, 12x20 cm. MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS 26 4.3 Identificación molecular de los metabolitos Análisis Infra Rojo: Espectrofotómetro FTIR-Modelo Spectrum RX –I Perkin Elmer. Resonancia Magnética Nuclear: 1H: VARIAN INOVA 400MR Mod; 13C: VARIAN INOVA 400/100.5 VNMRS Mod. Cromatografía de gases/Espectrometría de Masas: Thermo electron corporation. Trace GC Ultra. High Resolution Magnetic Sector M3DFS; Leco Pagasos III. Agilent Tecnologies 689DN Network GC System. Software MestRec para el análisis de espectros. Medidor de punto de fusión Fisher-Jhons. 4.4 Desarrollo del método por cromatografía de líquidos de alta resolución Filtro GHP 0.45 m Pall Corporation. Sonicador Sonicor modelo SC200TH. Centrífuga LABNET modelo 2200. Controlador Automated Gradient Controller WATERS-MILLIPORE. Bombas WATERS modelo 515. Termostato modelo TCM WATERS-MILLIPORE. Horno BECSA modelo 403099. Inyector Jassco AS-2055 Plus. Columna PrincetonSPHER-100 C18 100 Å 150 x 4.6 mm. Columna Simmetry C18 250 x 4.6 mm Waters. Detector Waters modelo 2487 Dual absorbance. Balanza analítica modelo Sartorius analítica. Equipo de cómputo con el software Millennium32. Matraces aforados de 5, 2 y 1 mL. Isopropanol grado HPLC. Acetonitrilo grado HPLC. n-Propanol grado RA. Tetrahidrofurano grado RA. METODOLOGÍA 27 5. METODOLOGÍA 5.1 Obtención de los metabolitos secundarios mayoritarios 5.1.1 Recolección Se obtuvo una muestra de corteza de la planta medicinal Alnus acuminata subsp. arguta recolectada en el municipio de Huistán, Chiapas (Figura 5.1). La identificación del material vegetal fue realizada por el Dr. Mario Ishihara del Herbario del Colegio de la Frontera Sur en Chiapas, donde se encuentra depositada unamuestra de referencia. El material vegetal fue donado por el Dr. Andrés Navarrete Castro. 5.1.2 Secado El material vegetal se sometió a un proceso de secado a temperatura ambiente y bajo la sombra. 5.1.3 Fragmentación La materia prima se trituró en un molino de cuchillas empleando como tamiz una malla de 5 mm de diámetro. Figura 5.1. Corteza de Alnus acuminata 5.1.4 Extracción 1162 g de la materia vegetal se empacaron en una columna de vidrio y se sometió a percolación por la acción sucesiva de hexano destilado a temperatura ambiente hasta agotar la extracción (Figura 5.2). METODOLOGÍA 28 Figura 5.2 Columna de percolación (izquierda). Columna cromatografica (derecha). El extracto hexánico resultante se concentró a presión reducida hasta sequedad, obteniendo un residuo de 13.071 g, de los cuales se reservaron 240 mg para pruebas posteriores de actividad antimicrobiana. 5.1.5 Fraccionamiento cromatográfico Partiendo de 12.831 g del extracto hexánico se realizó una columna preparativa abierta (Figura 5.2) con una relación de 1 g de extracto para 15.6 g sílica gel, empleando el siguiente sistema de elución y obteniéndose un total de 212 fracciones. Tabla 5.1 Sistema de elución del fraccionamiento cromatográfico. Se aplicaron a cromatoplacas analíticas, cada uno de los eluatos para el monitoreo de la columna, utilizando como revelador sulfato cérico amoniacal (NH4)4Ce(SO4)42H2O y se juntaron aquellos que mostraron poseer los mismos componentes mayoritarios para obtener las siguientes fracciones primarias. Sistema de elución Relación Eluatos (100 mL) Hexano 100 1-11 Hexano/AcOEt 95:5 12-60 Hexano/AcOEt 90:10 61-98 Hexano/AcOEt 85:15 99-123 Hexano/AcOEt 70:30 124-145 Hexano/AcOEt 65:35 146-165 Hexano/AcOEt 60:40 166-173 Hexano/AcOEt 50:50 174-182 Hexano/AcOEt 40:60 183-186 Hexano/AcOEt 20:80 187-190 AcOEt 100 191-199 CHCl3 100 200-207 Acetona 100 208-212 METODOLOGÍA 29 Tabla 5.2 Fraccionamiento primario del extracto hexánico de A. acuminata Eluatos Fracciones 1-7 I 8-19 II 20-29 III 30-32 IV 33-37 V 38-40 VI 41-58 VII 59-64 VIII 65-69 IX 70-77 X 78-84 XI 85-90 XII 91-101 XII 102-111 XIV 112-121 XV 122-126 XVI 127-132 XVII 133-139 XVIII 140-154 XIX 155-158 XX 159-169 XXI 170-187 XXII 188-193 XXIII 194-202 XXIV 202-212 XXV 5.2 Purificación de los metabolitos secundarios aislados 5.2.1 Recristalización De la gran cantidad de los componentes presentes en el extracto hexánico, los compuestos “A2”, “A”, “B”, “D”, “E”,” F” y “G” cristalizaron espontáneamente de las fracciones agrupadas. Esos cristales se purificaron por recristalización METODOLOGÍA 30 principalmente por par de disolventes hexano-acetato de etilo. Su pureza se analizó por cromatografía en capa fina. Los compuestos “A2”, “E” y “F” se purificaron de manera independiente por CCF preparativa. El compuesto H se intento aislar por reacciones de acetilación, no obteniéndose un resultado satisfactorio. 5.2. 2 Placas preparativas Para aislar “A2”, fue necesario realizar una placa preparativa que ayudó a separarlo de una parte de “A”, por lo que se utilizó una placa de 0.250 mm de espesor con sílica gel 60 con una aplicación de 18 cm (122 mg de mezcla). Se dejó correr con una fase móvil compuesta de cloroformo 100%. Posteriormente se rasparon las bandas con Rf 0.75 y 0.50; se desadsorbieron de la gel de sílice con CH2Cl2 para su posterior separación de la sílica por filtración obteniendo “A2” y “A”, respectivamente. Adicionalmente, para lograr la separación adecuada entre “E “y “F” se realizó una placa preparativa del mismo espesor con una aplicación de 10 cm (20 mg). Se dejó correr por duplicado utilizando como fase móvil cloroformo 100%. Después los compuestos con Rf 0.7 y 0.8 fueron raspados y desadsorbidos con CH3Cl para posteriormente concentrarlos obteniendo “E” y “F” respectivamente. 5.3 Identificación molecular de los metabolitos Los compuestos obtenidos se analizaron por métodos espectroscópicos, y por cromatografía de gases/espectrometría de masas para elucidar su estructura molecular. En el esquema 5.1 se resume el procedimiento general que se siguió para la extracción, aislamiento, purificación e identificación estructural de los metabolitos contenidos en el extracto hexánico de A. acuminata. METODOLOGÍA 31 Esquema 5.1 Desarrollo general del procedimiento de aislamiento e identificación de los metabolitos secundarios Colecta e identificación botánica de la planta Alnus acuminata subsp arguta. Fragmentación de la corteza. Secado de la corteza. Obtención del extracto hexánico por percolación. Aislamiento de los componentes mayoritario del extracto por procesos cromatográficos. Purificación de los componentes obtenidos en el extracto (cristalización, CCF y CCP). Determinación de la estructura molecular de los compuestos. Desarrollo del método por HPLC para la identificación de los componentes. CG Métodos espectroscópicos. Métodos espectrométricos. METODOLOGÍA 32 5.4 Desarrollo del método por cromatografía de líquidos de alta resolución 5.4.1 Optimización de la obtención de la muestra Se pesaron por duplicado 5 g de la corteza de A. acuminata triturada y tamizada por malla 5 de mm de diámetro. Se le agregaron 65 mL de hexano y 65 mL de CH2Cl2 de manera independiente. Se sometió a sonicación por 30 min. Los extractos obtenidos fueron concentrados hasta sequedad a presión reducida. De los extractos sólidos obtenidos se pesaron por separado 25 mg de cada uno en matraces volumétricos de 5 mL, se disolvieron y aforaron con n-propanol. Estas soluciones se filtraron con un Filtro GHP 0.45 m y se inyectaron al CL (10 L) para identificar los componentes del extracto. La extracción se comparó por CCF (Figura 6.1) y posteriormente por inyección al CL (Cromatograma 3). De acuerdo a los resultados obtenidos, se eligió al CH2Cl2 como el disolvente idóneo para trabajar. (Esquema 5.2) Esquema 5.2 Metodología para la obtención del estándar del extracto CH2Cl2 5000 mg de Materia Prima 65 mL de CH2Cl2 Sonicar 30 min Evaporar a presión reducida Pesar 25 mg del extracto Aforar con n-propanol a 5 mL METODOLOGÍA 33 5.4.2 Preparación de los estándares De cada uno de los compuestos de referencia obtenidos por purificación se prepararon estándares de concentración (1 mg/mL) los cuales fueron disueltos en el disolvente más apropiado (en el que presentaron una solubilidad total dentro de isopropanol, acetonitrilo, tetrahidrofurano y n-propanol) y éstos se inyectaron al CL (10 L) previa filtración con un Filtro GHP 0.45 m. 5.4.3 Obtención del cromatograma de líquidos del extracto diclorometánico Para desarrollar el método cromatográfico (Figura 5.3) fue preciso determinar las condiciones ideales en las que se trabajaría el extracto. Como primer paso se realizó una búsqueda bibliográfica sobre métodos para cuantificar o identificar por HPLC compuestos triterpénicos parecidos a los obtenidos en este trabajo y que ayudaran en la toma de decisiones sobre las condiciones en las que se trabajaría. Tabla 5.3 Condiciones cromatográficas iniciales para la separación de los componentes del extracto diclorometánico de A. acuminata. Variables Condiciones Columna PrincetonSPHER-100 C18 100A 3u 150 x 4.6 mm 200 nm Modo de inyección Isocrático Fase móvil CH3CN 100% Flujo 0.6 mL/min Temperatura 40°C A partir de los cromatogramas obtenidos,se propuso el generar un gradiente para mejorar la separación, la resolución de los picos y acotar su tiempo de retención. Las condiciones cromatográficas y el gradiente con que se trabajó se muestran en las tablas 5.4 y 5.5 respectivamente. METODOLOGÍA 34 Tabla 5.4 Condiciones cromatográficas para el gradiente en la separación de los componentes del extracto diclorometánico de A. acuminata Variables Condiciones Columna PrincetonSPHER-100 C18 100A 3u 150 x 4.6 mm 200 nm Modo de inyección gradiente Fase móvil CH3CN: H2O (95:5) Temperatura 40°C 5.4.4 Cambio de columna Debido a la poca reproducibilidad e inconsistencias que se presentaron a lo largo del tiempo trabajando con la columna PrincetonSPHER-100 C18 100A 3u 150 x 4.6mm, se propuso el cambiar a una Symmetry C18 250 x 4.6 mm y reajustar el método ya antes propuesto a esta nueva columna. Las condiciones para esta columna se reportan en la tabla 5.5. Tabla 5.5 Condiciones establecidas en la nueva columna Variables Condiciones Columna Symmetry C18 250 x 4.6 mm 200 nm Modo de inyección Isocrático Fase móvil CH3CN 100% Flujo 1 mL/min Temperatura 40°C 5.4.5 Obtención del cromatograma de los estándares Una vez obtenidas las condiciones ideales para la obtención del cromatograma del extracto y que este fuera reproducible, se procedió a la obtención de los cromatogramas correspondientes a cada uno de los estándares de los metabolitos aislados (A2, A, D, E, F y G) a las condiciones determinadas anteriormente. METODOLOGÍA 35 5.4.5 Identificación de los estándares en el cromatograma del extracto Se registró el cromatograma de líquidos de cada uno de los metabolitos aislados por cromatografía en columna abierta y posteriormente se realizó la coinyección de las mezcla 1 a 1 v/v (10 L) de los mismos sobre una muestra del extracto preparado según el apartado 5.4.1. 5.4.6 Obtención del cromatograma con los siete estándares obtenidos. Se obtuvo un cromatograma que presentó solo los siete estándares para lo cual se realizó una solución con 20 L de cada uno de los estándares cuya concentración es de 1 mg/mL. Posteriormente se inyectaron (10 L) y se confirmaron los tiempos de retención. Figura 5.3 Cromatógrafo de líquidos utilizado para el desarrollo del método. A continuación, en el esquema 5.3, se muestra la metodología general utilizada para el desarrollo del método para la identificación de los metabolitos secundarios por cromatografía de líquidos de alta resolución. METODOLOGÍA 36 Esquema 5.3 Etapas del desarrollo del método para la identificación de los metabolitos secundarios por CLAE. Desarrollo del método por cromatografía de líquidos de alta resolución. Optimización de la obtención del extracto Determinación de la solubilidad para la preparación de los estándares. Búsqueda bibliográfica de las condiciones. Selección de columna, fase móvil, velocidad de flujo, temperatura y longitud de onda. Obtención del perfil cromatográfico del extracto Determinación del cromatograma de cada uno de los estándares aislados. Obtención y mejoramiento del cromatograma del extracto utilizando modo gradiente de elución. Identificación de cada uno de los estándares en el cromatograma del extracto por medio de coeluciones. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 37 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 6.1 Obtención de los metabolitos secundarios mayoritarios 6.1.1 Obtención del extracto hexánico y fraccionamiento cromatográfico El objetivo principal de este trabajo es la determinación de la estructura química de los componentes mayoritarios (marcadores) presentes en la corteza de la especie medicinal Alnus acuminata. Es por esto que 1162 g de materia prima se sometieron a percolación a temperatura ambiente con hexano destilado obteniéndose 13.07 g de extracto hexánico seco, del cual 12.83 g se fraccionaron en sus componentes a través de una columna abierta de gel de sílice. En la Tabla 6.1 se muestran los resultados obtenidos del fraccionamiento, el número de fracciones reunidas, así como las claves de los metabolitos encontrados. La Tabla 6.2 muestra los rendimientos de los mencionados compuestos. Tabla 6.1 Metabolitos secundarios presentes en el fraccionamiento primario del extracto hexánico de A. acuminata. Eluatos Fracciones Compuesto presente Eluatos Fracciones Compuesto presente 1-7 I Ceras 85-90 XII D 8-19 II Ac. Grasos 91-101 XIII D, E 20-29 III A2 + A 102-111 XIV E, F 30-32 IV A 112-121 XV F 33-37 V A, B 122-126 XVI F 38-40 VI A, B 127-132 XVII F, G 41-58 VII A, B, C 133-139 XVIII G 59-64 VIII A, B, C 140-154 XIX G, H 65-69 IX C, D 155-158 XX G, H 70-77 X D 159-169 XXI H 78-84 XI D 170-202 XXII-XXV - RESULTADOS Y DISCUSIÓN 38 Tabla 6.2 Compuestos obtenidos del fraccionamiento cromatográfico del extracto hexánico y su rendimiento. Compuesto Cantidad recuperada (mg) Rendimiento (%) (mg recuperados/mg extracto x100) A2 6 0.046 A 234 1.823 B 23 0.179 D 1012 7.887 E 14 0.109 F 20 0.156 G 79 0.616 6.2 Purificación de metabolitos secundarios aislados Para purificar los compuestos obtenidos reportados en la tabla 6.1, se hizo uso de técnicas de recristalización, lavados con diferentes disolventes grado R. A. y con el uso de placas preparativas, obteniéndose los siguientes resultados en cuanto a solubilidad de los metabolitos mayoritarios. Tabla 6.3 Solubilidad de los metabolitos secundarios aislados frente a distintos disolventes. DISOLVENTE A2 A B D E F G Hexano ++ + + - - - - AcOEt ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ CH3CN + + +++ ++ ++ ++ ++ Isopropanol + + ++ +++ ++ ++ ++ n-Propanol ++ ++ +++ +++ +++ +++ +++ CH2Cl2 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ CDCl3 ++ ++ ++ ++ ++ ++ + -: Insoluble; +: Poco soluble; ++: Medianamente soluble; +++: Totalmente soluble RESULTADOS Y DISCUSIÓN 39 6.3 Identificación molecular de los metabolitos Una vez purificados los metabolitos aislados, se tomaron muestras de cada uno para realizar análisis espectroscópicos (IR), espectrométricos (RMN-1H, 13C, y experimentos COSY, HSQC, HMBC y NOE) y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas para llevar a cabo la elucidación de su estructura molecular. Los compuestos aislados de las fracciones de menor polaridad, consistieron en ceras y ácidos grasos de acuerdo con sus características físicas y espectroscópicas (IR y RMN-1H). RESULTADOS Y DISCUSIÓN 40 6.3.1 Identificación de 3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14-eno (A2) De las fracciones primarias 30 a 32, se aisló un sólido cristalino con punto de fusión 289-291 °C que fue caracterizado de acuerdo a las siguientes constantes espectroscópicas (Tabla 6.4): 1. En el espectro de IR (Espectro 1) se observan absorciones para grupo carbonilo de éster (1729 cm -1) , en 2924, 1560, 1460 cm-1, bandas para grupos C-H alifáticos, en 1266 y 1121 cm -1, bandas intensas para la vibración C-O. 2. El espectro de RMN de carbono 13 (Espectro 3), mostró 30 señales, que sugirieron la presencia de un compuesto triterpenoide. En estas señales, de acuerdo a las correlaciones encontradas en el espectro HSQC (Espectro 4) se observaron señales para 8 metilos, 10 metilenos, 5 metinos y el resto (8) debían corresponder a carbonos cuaternarios. En esas señales se corroboró el carbonilo de éster (170.9ppm), un doble enlace trisubstituído (157.9 ppm, carbono singulete y 116 ppm carbono doblete con H 5.532). En 81.0 ppm se localizó un carbono doblete ( H 4.46) asignado a un carbono base de un oxígeno de éster. En el espectro de RMN-1H (Espectro 2) en la zona entre 0.821 y 1.091 ppm se apreciaron 8 señales singulete intensas de grupos metilo. De acuerdo a las señales observadas en el espectro HMBC y COSY (Espectro 5 y 6 respectivamente), el doble enlace debía estar situado entre las posiciones 14 y 15 de la molécula, por sus correlaciones con los metilos 26 y 27 y con el metileno en 16 ( H 1.957 y 1.64). El esquema de señales en los espectros sugirió la estructura de un compuesto con esqueleto de tipo oleanano y el espectro de masas corroboró el peso molecular del 3 -O-acetil- 13 metil- 27-norolean-14-eno (A2) (M+ 468) y coincidió para una fórmula molecular de C32H52O2, además de corroborar las pérdidas de un grupo metilo en m/z 453 (M+ - 15) y el grupo acetilo en m/z 393 (M+ - 60) (Tabla 6.3, espectro 7). Las características físicas y espectroscópicas resultaron de acuerdo con lo encontrado en la literatura (Beaton, 1955; AIST). RESULTADOS Y DISCUSIÓN 41 Tabla 6.4 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “A2” A2. 3 -O-acetil-13 metil- 27-norolean-14-eno C32H52O2 P. f. experimental = 289-291°C (303-305 °C lit.) R máx (pastilla KBr) cm -1 (Espectro 1): 3419, 2924, 1729, 1605, 1560, 1460, 1354, 1266, 1121, 969 y 721. RMN 1H (CDCl3, 400 MHz) ppm (Espectro 2), : 5.53 (1H, dd, J = 3.4, 8.2 Hz, H- 15), 4.46 (1H, dd, J = 5.8, 9.8 Hz, H-3), 2.04 (3H, s, CH3-CO-), 1.95 (1H, dd, J = 3.0, 14.4 Hz, Ha 16), 1.64 (m, H-b16), 1.58 (m, H-2), 1.09 (3H, s, CH3), 0.95 (6H s, CH3), 0.90 (3H, s, CH3), 0.90 (3H, s, CH3), 0.87 (3H, s, CH3), 0.85 (3H, s, CH3) 0.82 (3H, s, CH3). RMN 13C (CDCl3) ppm (Espectro 3): 170.9 (CH3CO-), 157.9 (C-14), 116.9 (C-15), 81.0, 55.6, 49.1, 48.7, 41.2, 37.8, 37.6, 37.5, 37.3, 36.6, 35.7, 35.1, 33.6, 33.3, 33.0, 29.9, 29.8, 29.7, 28.8, 27.9, 25.9, 23.4, 21.3, 21.2, 18.6, 17.5, 16.5 y 15.5. CG: 14.44 min EMIE m/z (Int. Rel) (Espectro 7): 468 [M+] (8.3), 453 (11.1), 393 (19.4), 365 (11.1) 344 (38.8), 329 (27.7), 316 (11.1), 284 (22.2), 269 (55.5), 257 (16.6), 241 (13.8), 231 (11.1), 218 (22.2), 205 (36.1), 204 (100), 189 (52.7), 175 (22.2), 161 (22.2), 147 (36.1), 133 (50), 121 (41.6), 107 (36.1), 95 (27.7), 81 (19.4), 69 (19.4), 55 (11.1). RESULTADOS Y DISCUSIÓN 42 6.3.2 Identificación de 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona (A) (Taraxerona) De la fracción primaria IV se aisló un sólido cristalino (P. f. 232-335 °C) que se purificó por recristalización de hexano-acetato de etilo. Este compuesto también se identificó por CCF como componente en mezcla hasta la fracción 64. Su estructura química se confirmó por las siguientes constantes espectroscópicas (Tabla 6.5). 1. En el espectro de IR (Espectro 8) se observaron bandas intensas para numerosos grupos hidrocarbonados alifáticos en 3048, 2939, 2863 y 2853, así como en 1473, 1463 cm-1, entre otros. En este mismo espectro se observa una banda en 1709 cm-1 para la vibración de grupo carbonilo de cetona. La banda en 3048 cm-1 denotó la presencia de dobles enlaces. 2. El espectro de carbono-13 (Espectro 13) mostró 30 señales lo que sugirió una estructura triterpenoide. De acuerdo a las correlaciones encontradas en el espectro HSQC (Espectro 11) se observaron señales para 8 metilos, 10 metilenos, 4 metinos y el resto (8) debían corresponder a carbonos cuaternarios. Este mismo espectro corroboró la existencia de un grupo cetona ( C 217.4), un doble enlace trisubstituído (de acuerdo a sus correlaciones en el espectro HSQC), en 157.5 y 117.1 ( H.5.56). El espectro de RMN- 1H (Espectro 9), mostró además un grupo metileno alílico en 1.653 (Hb) y 1.923 (Ha) ppm y un metileno vecino a un carbonilo en 2.57 ppm. El doble enlace en el esqueleto se situó entre las posiciones 14 y 15, debido a que en el espectro de masas correspondiente (Espectro 14) se observaron fragmentos de gran intensidad en m/z 300 (pico base) y 204 que en la literatura se describen como diagnósticos para la fragmentación de un esqueleto de tipo taraxerano (Yamaguchi, 1970) El espectro de masas estuvo de acuerdo para una fórmula molecular de C30H48O. El análisis de las características anteriores condujo a la confirmación de la estructura de la 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona (taraxerona) para el compuesto A. Las características físicas y espectroscópicas están de acuerdo con lo encontrado en la literatura (Nobuko, 1987; Ueda, 1961; Valente, 2004). RESULTADOS Y DISCUSIÓN 43 Tabla 6.5 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “A” A. 13 -Metil-27-norolean-14-en-3-ona C30H48O P. f. experimental= 232-235°C (240-241 °C lit.) R máx (pastilla KBr) cm -1 (Espectro 8): 3400, 3048, 2939, 2863, 2853, 1709,1640, 1473, 1463, 1450, 1385, 1376, 995. RMN 1H (CDCl3, 400 MHz) ppm (Espectro 9), : 5.56 (2H, dd, J = 2.8, 6.62 Hz, H- 15), 2.57 (1H, m, H-2), 2.32 (1H, m, H-1), 2.03 – 2.12 y 1.1 – 1.85 (m, H- restantes en la molécula), 1.92 (m, Ha-16), 1.86 (1H, m, H-5), 1.65 (1H, m, Hb-16), 1.14 (3H, s, CH3-26(27)), 1.08 (s CH3-23(24)), 1.06 (s CH3-23(24)), 0.95 (3H, s, CH3), 0.91 (3H, s CH3-26(27)), 0.83 (s CH3). RMN 13C (CDCl3) ppm (Espectro 10): 217.4 (C-3), 157.5 (C-14), 117.1 (C-15), 55.7, 48.7, 48.5, 47.5, 40.6, 38.8, 38.3, 37.6, 37.5, 36.6, 35.7, 35.0, 34.1 (C-1), 33.5, 33.3, 33.0, 29.9, 29.8, 29.6, 28.7, 26.1, 25.5, 21.4, 21.3, 19.9, 17.4 y 14.8. CG: 11.80 min EMIE m/z (Int. Rel) (Espectro 14): 424 [M+] (28), 409 (26), 300 (100), 285 (72), 272 (14), 257 (12), 243 (10), 217 (16), 204 (84), 189 (24), 175 (10), 161 (14), 149 (22), 133 (54), 121 (28), 109 (32), 95 (30), 81 (22), 69 (28), 55 (20). RESULTADOS Y DISCUSIÓN 44 6.3.3 Identificación de 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al (B) El compuesto “B” se aisló de las fracciones primarias V a VIII agrupadas en 4 cosechas de cristales (Tabla 6.1). Se encontró en mezclas con los compuestos “A” y “C” para purificarse mediante sucesivos lavados en caliente con hexano y acetato de etilo al tratar de aislar el compuesto “A”, quedando como remanente en las aguas madres y se identificó de la forma siguiente. 1. Al estar en mínima concentración en el extracto (6 mg), no se realizó espectro de IR (Tabla 6.6). Sin embargo, el espectro de 13C (Espectro 16), mostró señales para 32 átomos: 8 metilos, 10 metilenos, 5 metinos y el resto (8) se asignaron a carbonos de tipo cuaternario. Dos señales se asignaron a grupos carbonilo ( C.207.5 y 171.0), adjudicados a un carbonilo de aldehído o cetona y a un grupo éster (acetilo por su desplazamiento químico en RMN-1H: 2.02 ppm). La confirmación del aldehído se mostró en el espectro 15 correspondiente de RMN-1H ( H.9.37). Un doble enlace trisubstituído se encontró por las señales en 5.32 ppm y en C.142.9 y 123.1), mismas que correlacionaron en el Espectro HSQC (Espectro 17). Las posiciones relativas tanto del grupo aldehído en C-28 como del acetilo en C-3 y el doble enlace entre C-12 y C-13, se elucidaron mediante la observación del espectro HMBC (Espectro 18) y la estructura para el compuesto B correspondió al 3 -acetiloxi- olean-12-en-28-al. Las características físicas y espectroscópicas están de acuerdo con lo encontrado en la literatura (Kim, 2004; Shamma, 1959) RESULTADOS Y DISCUSIÓN 45 Tabla 6.6 Datos físicos y espectroscópicos del compuesto “B” B. 3 -Acetiloxi-olean-12-en-28-al C32H50O3 P. f. experimental= 232-235°C (225-228 °C lit.) RMN 1H (CDCl3, 400 MHz) (Espectro 15), : 9.37 (1H, s, -CHO), 5.32 (1H, m, H- 12), 4.46 (dd, J = 8, 8.4 Hz, H-3), 2.60 (1H, dd, J = 4.2, 13.8, H-18), 2.02 (3H, s, CH3-CO-), 1.11 (3H, s, CH3-27), 0.91 (s,
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