The goal of this manuscript is provide to students of Chemistry and related areas an alternative experiment in which they can obtain a compound and learn to observe and interpret properties and predict organic structure by obtaining furfural from biomass. Furfural is an organic compound, obtained through acid hydrolysis of pentosans, commonly used in the chemical and pharmaceutical industries. Students are guided to get furfural through extractive procedures and chemical reactions adapted to semi-micro laboratory scale. Characterization of furfural was done by chemical tests and physical properties. Identification was accomplished by a series of spectroscopic and spectrometric techniques.

INTRODUÇÃO: Dengue é um importante problema de saúde pública, em vários países, e tem como principal vetor o Aedes aegypti, mosquito mais adaptado às áreas urbanizadas. Apresenta-se, pela primeira vez, as alterações ultraestruturais em larvas de 3º estádio, desse mosquito, causadas pelos larvicidas naturais, um diterpeno labdano, extraído de Copaifera reticulata, e uma fração rica em taninos catéquicos, extraída de Magonia pubescens, evidenciando o mecanismo de ação dessas substâncias. MÉTODOS: Os experimentos foram realizados com larvas de 3º estádio em solução de 0,9ppm, do diterpeno (3-β-acetoxylabdan-8(17)-13-dien-15-óico) e de 3,7ppm, da fração majoritária de tanino catéquico de massa molecular 864Da. Obtiveram-se as substâncias através de fracionamentos cromatográficos sucessivos, identificadas por ressonância magnética nuclear de hidrogênio e espectrometria de massas. As larvas que atingiram estado letárgico foram coletadas e dissecadas e seus tubos digestórios fixados, desidratados, emblocados e polimerizados. Cortes ultrafinos foram feitos e contrastados com acetato de uranila 3% e citrato de chumbo, posteriormente, levados ao microscópio eletrônico. RESULTADOS: As principais alterações ultraestruturais provocadas pelos diterpeno e tanino sobre larvas de Aedes aegypti foram vacuolização citoplasmática, desorganização e degeneração celular, mudança estrutural dos microvilos e deslocamento das células da lâmina basal. CONCLUSÕES: O diterpeno e a fração rica em taninos catéquicos provocaram a morte das larvas de Aedes aegypti através da destruição celular no intestino médio.

INTRODUCTION: Dengue is an important public health problem in many countries and its main vector Aedes aegypti, is the mosquito most adapted to urban areas. For the first time, the mechanism of action of labdane diterpenoid extracted from Copaifera reticulata and the fraction enriched of catechin tannins extracted from Magonia pubescens is demonstrated through ultrastructural alterations of Aedes aegypti larvae. METHODS: Experiments were performed using a 0.9ppm solution of diterpenoid and 3.7ppm of the fraction as the main catechin tannin of molecular mass 846Da. The compounds were obtained by thin layer chromatography and identified by nuclear magnetic resonance of hydrogen and mass spectrometry. Larvae that achieved lethargic state were collected and dissected. Next, they were contrasted with 1% uranyl acetate, dehydrated, embedded and polymerized. Ultrathin sections were made, mixed with 3% uranyl acetate and lead citrate and placed in an electron microscope. RESULTS: The main ultrastructural alterations caused by the diterpenoid and by tanins in larvae of Aedes aegypti were: cytoplasmic vacuolation, alteration of microvilli, cellular aging, cell disruption and degeneration, formation of secretion vesicles and structural changes in microvilli, irregular nuclei and displacement of cells in the basal lamina. CONCLUSIONS: The fraction containing tannins and the diterpenoid caused the death of Aedes aegypti larvae by cell destruction in the midgut.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade larvicida de diterpenos isolados do óleo-resina de Copaifera reticulata sobre Aedes aegypti, principal vetor de dengue e febre amarela urbana. Quatro diterpenóides foram obtidos a partir da extração do óleo-resina com solventes orgânicos e, subseqüentes procedimentos cromatográficos e espectroscópicos permitiram o isolamento e a identificação desses compostos como ácido 3-b-acetoxylabdan-8(17)-13-dien-15-óico (1), ácido alepterólico (2), ácido 3-b-hidroxylabdan-8(17)-en-15-óico (3) e ácido ent-agático (4). Cada um desses compostos foi previamente solubilizado em dimetilsulfóxido, acrescentando-se água, até se obterem as concentrações desejadas. Em cada bioensaio foram utilizadas 20 larvas de 3° estádio de Ae. aegypti colocadas em 25 mL da solução-teste. Foram feitas cinco repetições, e a mortalidade avaliada 48 h após a exposição, indicada pela ausência de movimentos e escurecimento da cápsula cefálica. Os dados obtidos da mortalidade x concentração (ppm) foram analisados, em gráfico de Probit para avaliar as concentrações letais (CL50 e CL90). Este estudo revelou que os diterpenóides 1 e 2 mostraram atividade larvicida com CL50 de 0,8 e 87,3 ppm, respectivamente, sendo o diterpeno 1 o composto mais promissor a ser usado como larvicida para o controle de Ae. aegypti.

The objective of this study was to evaluate the larvicidal activity of diterpenoids obtained from the oil-resin of Copaifera reticulata against Aedes aegypti larvae, the principal vector of dengue and urban yellow fever. Four diterpenes were obtained from oil-resin extraction with organic solvents and subsequent chromatographic and spectroscopic procedures allowed to isolation and identification of these compounds as 3-b-acetoxylabdan-8(17)-13-dien-15-oic acid (1), alepterolic acid (2), 3-b-hidroxylabdan-8(17)-en-15-oic acid (3), and ent-agatic acid (4). Each compound was previously dissolved in dimethylsulphoxide, and distilled water was added to obtain the desired concentrations. Twenty larvae of third instars were placed into plastic beckers, containing the solution test (25 mL), in a five repetitions scheme, and their mortality, indicated by torpor and darkening of the cephalic capsule, was recorded after 48h. Probit analyses were used to determine lethal concentrations (LC50 and LC90) and their respective 95% confidence intervals. This study showed that only diterpenoids 1 and 2 exhibited larvicidal properties with LC50 of 0.8 ppm and 87.3 ppm, respectively, revealing the former as the most toxic compound against third instars of Ae. aegypti. Therefore, this compound seems to be an interesting source for new metabolite to be exploited.

The transesterification procedure of triacylglycerides from soybean oil (in natura and waste oil) to give biodiesel was adapted to semi-micro laboratory scale as an additional experimental technique of nucleophilic acyl substitution for undergraduate courses in Chemistry and related areas.

A atividade larvicida das frações do óleo-resina de Copaifera reticulata Ducke (Leguminosae-Caesalpinoideae) foi avaliada em larvas de 3º estádio de Aedes aegypti, na busca de alternativas para o controle desse mosquito. As frações bioativas foram monitoradas quimicamente através de cromatografia de camada delgada, analisada por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (¹H e 13C) e espectrometria de massas. Os bioensaios foram realizados à temperatura de 28±1°C, 80±5% de umidade relativa e fotofase de 12h, com cinco repetições. A mortalidade foi determinada através do escurecimento da cápsula cefálica, após 24h de exposição das larvas às soluções. As frações mais ativas foram CRM1-4 (sesquiterpenos) e CRM5-7 (diterpeno labdano), que mostraram os valores de CL50 de 0,2 e 0,8ppm, respectivamente.

Oil-resin fractions from Copaifera reticulata Ducke (Leguminosae-Caesalpinoideae) were evaluated for larvicidal activity on third larval instars of Aedes aegypti, in searching for alternative control methods for this mosquito. The bioactive fractions were chemically monitored by thin-layer chromatography, ¹H and 13C nuclear magnetic resonance and mass spectrometry. Bioassays were performed using five repetitions, at a temperature of 28 ± 1°C, relative humidity of 80 ± 5% and light and dark cycles of 12h. Mortality was indicated by darkening of the cephalic capsule after 24h of exposure of the larvae to the solutions. The most active fractions were CRM1-4 (sesquiterpenes) and CRM5-7 (labdane diterpenes), which showed LC50 values of 0.2 and 0.8ppm, respectively.

Apresenta-se, pela primeira vez, o estudo fitoquímico das frações larvicidas, isoladas da Magonia pubescens, monitorado pelo estudo de eficácia sobre larvas de 3º estádio de Aedes aegypti, na busca de alternativas para o controle desse mosquito e obtenção de estruturas químicas passíveis de aprimoramento da atividade pela via sintética de outros derivados. As frações bioativas foram monitoradas quimicamente através de cromatografia de camada delgada, utilizando como revelador uma solução ácida de vanilina, e analisadas por ressonância magnética nuclear de hidrogênio e espectrometria de massas. Os bioensaios com as frações foram realizados em quintuplicata, à temperatura de 28±1ºC, 80±5% de umidade relativa e fotofase de 12 horas. As concentrações letais encontradas da fração MP-9, que apresentou o maior potencial larvicida, CL50 e CL90, foram de 3,1 e 36,6ppm, respectivamente. Todos os experimentos foram acompanhados por uma série controle, contendo o mesmo número de larvas.

Phytochemical study of the larvicidal fractions wich were carried out for the first time, isolated of the Magonia pubescens, monitored by the study of efficacy against the 3rd larval instar of Aedes aegypti, in the search of alternatives for the control of that mosquito and to obtain structures susceptible to chemical improving of the activity for the synthetic via of other deriveds. The fractions with biological activity were monitored chemically through chromatography of thin layer, using as revealing a solution acid of vanillin, analyzed by nuclear magnetic resonance of hydrogen and spectrometry of masses. The bioassays with the fractions were accomplished wit five replications, controlled at the temperature of 28±1ºC, 80±5% of relative humidity and 12 h light. The found lethal concentrations of the fraction that it presented the largest potential larvicidal, MP-9, LC50 and LC90, were of 3,1 and 36,6ppm, respectively. All the experiments were accompanied by a control series, containing the same number of larvae.

O fungo Penicillium sp foi isolado do córtex das raízes de Melia azedarach após a esterilização da superfície de seus tecidos e foi cultivado durante três semanas sobre arroz previamente esterilizado. Um novo meroterpeno, denominado austinoneol, e os meroterpenos já conhecidos 7-b-acetoxi-de-hidroaustina, neoaustina e de-hidroaustina foram isolados do extrato metanólico desta cultura. Suas estruturas foram identificadas através de extensivos estudos espectroscópicos, principalmente RMN 1D e 2D, que permitiram ainda a revisão das atribuições de sinais para alguns dos meroterpenos conhecidos.

The fungus Penicillium sp was isolated from the root bark of Melia azedarach after surface sterilisation and cultivated for three weeks on sterilised rice. A new meroterpene, named austinoneol, and the known meroterpenes 7-b-acetoxy-dehydroaustin, neoaustin and dehydroaustin were isolated from the methanol extract of this rice culture. Their structures were identified after extensive spectroscopic studies, which also helped on the revision of ¹H and 13C chemical shift assignment for some of the known meroterpenes.