Constituintes químicos voláteis e não-voláteis de Moringa oleifera Lam., Moringaceae

Volatile and non-volatile chemical constituents of Moringa oleifera Lam., Moringaceae

ARTIGO

Constituintes químicos voláteis e não-voláteis de Moringa oleifera Lam., Moringaceae

Volatile and non-volatile chemical constituents of Moringa oleifera Lam., Moringaceae

Milena B. Barreto^I; João Vito B. de Freitas^I; Edilberto R. Silveira^I; Antônio Marcos E. Bezerra^II; Edson P. Nunes^III; Nilce V. GramosaI, ^*

^ILaboratório de Fitoquímica de Plantas Medicinais, Departamento de Química Orgânica e Inorgânica, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Caixa Postal 6021, 60455-760 Fortaleza-CE, Brasil

^IIDepartamento de Fitotecnia, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Caixa Postal 12168, 60356-001 Fortaleza-CE, Brasil

^IIIDepartamento de Biologia, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Caixa Postal 6021, 60455-760 Fortaleza-CE, Brasil

RESUMO

O estudo fitoquímico do extrato etanólico das folhas de Moringa oleifera Lam., Moringaceae, resultou no isolamento dos derivados benzilnitrilas niazirina, niazirinina e 4-hidroxifenil-acetonitrila, enquanto que das cascas dos frutos somente o octacosano foi obtido. Os óleos essenciais das folhas, flores e frutos foram analisados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa. Os constituintes principais identificados foram: fitol (21,6%) e timol (9,6%) nas folhas, octadecano (27,4%) e ácido hexadecanóico (18,4%) nas flores e docosano (32,7%) e tetracosano (24,0%) nos frutos. As estruturas dos compostos isolados foram identificadas a partir de técnicas espectroscópicas (RMN, IV e EM). A 4-hidroxifenil-acetonitrila está sendo citada pela primeira vez para o gênero Moringa e os óleos essenciais das flores e frutos estão sendo citados pela primeira vez para a espécie M. oleifera.

Unitermos:Moringa oleifera, Moringaceae, óleos essenciais, nitrilas, niazirina, niazirinina.

ABSTRACT

Phytochemical analysis of the ethanol extract from leaves of Moringa oleifera Lam., Moringaceae, yield the benzylnitriles: niazirine, niazirinine and 4-hydroxyphenylacetonitrile, while of fruit shells only octacosane was isolated. The essential oils from leaves, flowers and fruits were examined by gas chromatography-mass spectrometry. The major constituents identified were: phytol (21.6%) and thymol (9.6%) in the leaves oil, octadecane (27.4%) and hexadecanoic acid (18.4%) in the flowers oil, docosane (32.7%) and tetracosane (24.0%) in the fruits oil. The structures of all compounds were identified by spectroscopic analyses (NMR, IR and MS). 4-hydroxyphenylacetonitrile is reported for the first time to the Moringa genus and the essential oils of flowers and fruits are reported for the first time to the species M. oleifera.

Keywords:Moringa oleifera, Moringaceae, essential oils, nitriles, niazirine, niazirinine.

INTRODUÇÃO

O gênero Moringa, único representante da família Moringaceae, é constituído por quatorze espécies amplamente distribuídas nas regiões tropicais do planeta (Anwar et al., 2007; Gassenschmidt et al., 1995; Abdulkarim et al., 2004). Dentre as espécies descritas para o gênero, destaca-se a Moringa oleifera Lam., Moringaceae conhecida popularmente por "moringa", "quiabo-de-quina" ou "lírio" (Matos, 2002). Originária do noroeste da Índia, é amplamente distribuída nos países da Ásia e da África (Makkar & Becker, 1996; Matos, 2002; Bezerra et al., 2004).

No Brasil, a moringa foi introduzida como planta ornamental por volta de 1950 (Matos, 2002) e desde então, tem sido amplamente cultivada devido ao seu alto valor alimentício, principalmente das folhas, ricas em caroteno, ácido ascórbico e ferro (Makkar & Becker, 1996; Bezerra et al., 2004). Os cotilédones e tegumentos das sementes de M. oleifera contêm proteínas com alta capacidade de coagulação e, portanto, são usados na purificação e clarificação de águas naturais (Gassenschmidt et al., 1995; Okuda et al., 2001; Bennett et al., 2003; Bezerra et al., 2004; Ghebremichael et al., 2005). Variadas propriedades terapêuticas são atribuídas à moringa, das quais incluem o uso como estimulante cardíaco e circulatório (Anwar et al., 2007; Faizi et al., 1994), antitumoral, antipirética, antiepilética, antiespasmódica, diurética, hepatoprotetora (Anwar et al., 2007), no combate a inflamações, hipertensão arterial (Anwar et al., 2007; Faizi et al., 1994; Guevara et al., 1999) e diarréia (Faizi et al., 1994; Bennett et al., 2003). Algumas atividades biológicas foram descritas na literatura para M. oleifera, dentre estas, destacam-se: antimicrobiana (Faizi et al., 1994; Matos, 2002), antitumoral (Guevara et al., 1999), hepatoprotetora (Bennett et al., 2003), antiespasmódica, diurética (Cáceres et al., 1992) e antifúngica (Chuang et al., 2007). Os relatos sobre estudos químicos de Moringa descrevem que plantas deste gênero são ricas em α- e γ-tocoferóis (Sánchez-Machado et al., 2006), glicosinolatos, nitrilas, glicosídeos (Guevara et al., 1999; Abdulkarim et al., 2004), quercetina, canferol (Anwar et al., 2007), ramnosídeos, isotiocianatos e esteróides (Eilert et al., 1981; Guevara et al., 1999). Chuang et al. (2007) relataram que os componentes principais do óleo essencial das folhas de Moringa oleifera eram: fitol (7,66%), pentacosano (17,41%) e hexacosano (11,20%).

O variado espectro de propriedades terapêuticas e nutricionais atribuídas a M. oleifera tem motivado vários grupos de pesquisa a estudar esta espécie. Neste trabalho são descritos os resultados obtidos na investigação química das folhas, frutos e flores de M. oleifera Lam.. O estudo do óleo essencial das flores e frutos está sendo relatado pela primeira vez para o gênero Moringa, bem como o isolamento da substância 4-hidroxifenil-acetonitrila.

MATERIAIS E MÉTODOS

Instrumentação e procedimentos experimentais gerais

Os pontos de fusão foram determinados em aparelho de microdeterminação MQPAF - 301 (Microquímica) provido de placa aquecedora modelo FP 52 e unidade de controle FP-5. As cromatografias de adsorção em coluna foram realizadas em colunas de vidro de comprimentos e diâmetros variados, com gel de sílica 60 (0,063-0,200 mm; 70-230 mesh, VETEC) como fase estacionária. Para as cromatografias em camada delgada analítica (CCD) foram utilizadas lâminas de vidro contendo gel de sílica 60 GF₂₅₄ Fluka. A revelação das placas CCD foi feita pela exposição das mesmas à lâmpada de irradiação na faixa do ultravioleta (UV), com dois comprimentos de onda (254 e 365 nm), bem como, por aspersão das placas com solução de vanilina seguida de aquecimento por 5 min em placa aquecedora a aproximadamente 100 °C.

Os espectros na região do IV foram obtidos em Espectrômetro Perkin Elmer, modelo FT-IR Espectrum 1000 utilizando pastilhas de KBr. Os espectros de RMN ¹H e ¹³C foram obtidos em espectrômetros Bruker Avance DPX-300 e DRX-500 operando na freqüência de hidrogênio-1 a 300,13 MHz e a 500,13 MHz e na freqüência do carbono a 75,47 MHz e a 125,75 MHz, respectivamente. Os experimentos unidimensionais de RMN ¹³C foram efetuados sob desacoplamento total de hidrogênios. As amostras foram dissolvidas em 0,5 mL de CDCl₃. Os deslocamentos químicos (δ) foram expressos em partes por milhão (ppm) e referenciados para RMN ¹H pelo pico do hidrogênio pertencente a fração de clorofórmio não deuterada (δ 7,27) e para RMN ¹³C pelo pico central do tripleto em δ 77,23 do clorofórmio deuterado. O padrão de hidrogenação dos carbonos em RMN ¹³C foi determinado a partir da utilização da técnica DEPT com o ângulo de nutação (θ) de 135°.

Material vegetal

As partes aéreas de M. oleifera Lam., Moringaceae foram coletadas no Setor de Horticultura do Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará. A identificação botânica foi realizada pelo Prof. Edson P. Nunes do Departamento de Biologia da mesma universidade. A exsicata da planta encontra-se depositada no Herbário Prisco Bezerra do Departamento de Biologia da UFC, registrada sob número 38.195.

Obtenção e análise dos óleos essenciais

As folhas (2,1 kg), as flores (95 g) e os frutos frescos (805 g) foram moídos e submetidos ao processo de arraste com vapor utilizando um aparelho tipo Clevenger durante 3 h. Os óleos essenciais obtidos foram acondicionados em frascos de vidro e mantidos sob refrigeração até serem analisados. A análise dos óleos foi realizada utilizando cromatógrafo gasoso Shimadzu QP5050 equipado com coluna capilar de sílica fundida OV-5 (30 m; 0,25 mm; 0,25 μm) acoplado a espectrômetro de massa. O espectro de massa foi obtido com a voltagem de ionização de 70 eV (temperatura da fonte 250 °C). A rampa de temperatura foi programada de 40-180 °C a 4 °C/min e de 180-280 °C a 20 °C/min e mantido um isoterma por 7 min. O gás de arraste utilizado foi o hélio num fluxo de 1,0 mL/min. Os constituintes foram identificados por comparação de seus espectros de massa com aqueles do banco de dados WILEY229 e confirmados por seus índices de retenção calculados em relação aos tempos de retenção de uma série homóloga de n-alcanos comparados com os dados relatados na literatura (Adams, 2001).

Extração e isolamento dos constituintes químicos

As folhas (2,0 kg) após extração dos óleos essenciais foram secas ao ar e maceradas com etanol:água 9:1 por 7 dias. O extrato obtido foi concentrado em evaporador rotatório à pressão reduzida, resultando em 49,3 g (2,5%) de extrato (MOF-E). Uma alíquota de 44,3 g de MOF-E foi dissolvida em água destilada e extraída (3x 50 mL) com clorofórmio (195 mg) e em seguida com acetato de etila (920 mg). A fração clorofórmica foi cromatografada sobre gel de sílica e eluída com os solventes: éter de petróleo, acetona e metanol puros ou em misturas binárias em ordem crescente de polaridade. As subfrações 1-7 e 24, eluídas com éter de petróleo e éter de petróleo:acetona 1:3, forneceram, respectivamente, as substâncias 1 (4,4 mg) e 3 (56,1 mg). Uma alíquota de 877,4 mg da fração acetato de etila foi submetida a cromatografia sobre gel de sílica e eluída com os solventes n-hexano, clorofórmio, acetato de etila e metanol, puros e em misturas binárias, em ordem crescente de polaridade. As frações obtidas foram analisadas por CCD e reunidas de acordo com suas semelhanças. A subfração 117-123 eluída com clorofórmio:acetato de etila 1:1 forneceu a substância 2 (38,0 mg).

As cascas dos frutos secas (130 g) foram moídas e maceradas com n-hexano, resultando no extrato MOV-H (1,7 g) após concentração em evaporador rotatório. Uma alíquota de 934,3 mg de MOV-H foi submetida a cromatografia sobre gel de sílica com éter de petróleo, clorofórmio, acetato de etila e metanol. A fração 6 (20,6 mg) eluída com éter de petróleo foi identificada como sendo a substância 4 após análise espectrométrica (IV, RMN, EM).

As substâncias isoladas 1-4 foram caracterizados através dos métodos espectrométricos IV, RMN e EM, bem como, por comparação com os dados descritos na literatura (Adams, 2001; Faizi et al., 1994; Sekhar et al., 2002; Silverstein et al., 2005).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Fracionamentos cromatográficos sucessivos da fração clorofórmica do extrato etanólico das folhas de M. oleifera Lam., Moringaceae resultaram no isolamento das nitrilas 1 e 3 (Figura 1). A substância 2 foi isolada da fração acetato de etila do extrato etanólico das folhas e identificadas a partir da análise de seus dados espectrométricos, bem como, pela comparação dos dados descritos na literatura (Faizi et al., 1994).

No espectro de RMN ¹³C de 2 foram observados quatorze sinais, dentre os quais, um sinal indicativo de carbono de nitrila em δ 120,0 ppm e seis sinais associados aos carbonos do anel heterocíclico da ramnose em δ 100,1 (C-1'); 72,4 (C-2'); 72,2 (C-3'); 74,0 (C-4'); 70,9 (C-5') e 18,2 (C-6') ppm. No mesmo espectro foram observados ainda sinais característicos de benzeno p-dissubstituído em δ 157,6 (C-1), 118,2 (C-2,6), 130,5 (C-3,5) e 126,0 (C-4) ppm. O sinal em δ 22,9 ppm foi atribuído ao carbono benzílico alfa à nitrila. No espectro de RMN ¹H de 2 foram observados dois dubletos em δ 7,08 (8,7 Hz) e 7,29 (8,7 Hz) ppm que foram inferidos a hidrogênios orto-acoplados num sistema AA'BB' de aromático p-dissubstituído. No mesmo espectro foi observado ainda um singleto em δ 3,82 (H-7) ppm do grupo metileno benzílico alfa à nitrila, bem como, sinais característicos dos hidrogênios da ramnose, permitindo a identificação de 2 como a niazirina (Faizi et al., 1994). Os sinais observados nos espectros de RMN da substância 3 apresentaram-se bastante semelhantes aos observados nos espectros de 2. No espectro de RMN ¹H de 3 foi observado um singleto largo indicativo de hidrogênio do carbono anomérico de carboidrato em δ 5,41 (H-1') ppm, bem como, os sinais dos hidrogênios dos carbonos oxigenados do sistema heterocíclico em δ 3,93 (dd; J 9,7; 3,5 Hz; H-3'), 3,99 (dd; J 3,5; 1,8 Hz; H-2'), 4,87 (t; J 9,7 Hz; H-4') e 3,73 (qd; J 9,7; 6,2 Hz; H-5') ppm. O singleto em δ 2,04 ppm foi atribuído a um grupo acetil ligado ao carbono 4'. A posição deste grupo foi proposta a partir dos dados de deslocamento químico e constantes de acoplamento do H-4'comparadas com os dados da literatura (Faizi et al., 1994). Os hidrogênios orto-acoplados em δ 7,17 (d; J 8,6 Hz) e 6,99 (d; J 8,6 Hz) ppm foram associados ao sistema AA'BB' de anel benzênico p-dissubstituído. No espectro de RMN ¹³C foram observados sinais característicos de carbonos de carboidratos em δ 99,5 (C-1'); 75,8 (C-4'); 72,0 (C-2'); 71,0 (C-3') e 68,4 (C-5') ppm para os carbonos monohidrogenados e em δ 18,8 (C-6') ppm para o carbono metílico. A presença do grupo acetil neste composto foi justificada pelos sinais em δ 22,4 e 173,1 ppm, indicativos do carbono metílico e da carbonila, respectivamente. Os carbonos aromáticos monohidrogenados foram observados em δ 116,9 (C-2,6) e 129,3 (C-3,5) ppm, e os não-hidrogenados em δ 156,0 (C-1) e 131,7 (C-4) ppm. A presença da nitrila foi proposta a partir do sinal em δC 119,7 (C-8) ppm e confirmada pela absorção característica da deformação axial CaN em 2260 cm^-1 no espectro no infravermelho. Os dados obtidos para a substância 3 são comparáveis aos dados descritos na literatura para 4-O-acetil-alfa-ramnosídeos (Faizi et al., 1994) e sugeriram que 3 trata-se da 4-[4'-O-acetil-α-L-ramnosiloxibenzil]nitrila denominada por niazirinina.

A substância 1 foi identificada como a 4-hidroxifenil-acetonitrila após comparação de seus dados de RMN com os dados observados para 2 e 3, bem como com os dados descritos na literatura (Faizi et al., 1994; Silverstein et al., 2005). No espectro de RMN ¹H em CDCl₃ de 1 foram observados dois dubletos em δ 7,07 (J 8,5 Hz) e 6,75 (J 8,5 Hz) ppm característicos dos hidrogênios orto-acoplados do sistema AA'BB' no anel aromático p-dissubstituído, e ainda, um singleto em δ 3,60 ppm indicativo do grupo metileno da acetonitrila alfa-substituída.

A substância 4 foi isolada a partir do fracionamento cromatográfico do extrato hexânico das cascas dos frutos de M. oleifera. No espectro de RMN ¹³C de 4 foram observadas cinco linhas espectrais, dentre estas, uma em δ 14,1 ppm indicativa de carbono metílico e as outras quatro relativas a carbonos metilênicos em δ 22,7; 29,4; 29,7 e 32,9 ppm. No espectro de RMN ¹H de 4 foram observados dois sinais característicos de hidrocarboneto saturado não ramificado em δ 0,91 (t; J 6,4 Hz) e 1,28 (m) ppm. Os dados obtidos do espectro de massa (m/z 394, 379, 113, 99, 85, 71, 57, 43), acrescidos do p.f. 61,35 ºC contribuíram substancialmente para a proposição da estrutura do composto 4 como sendo o octacosano (Adams, 2001; Sekhar et al., 2002).

O estudo da composição química dos óleos essenciais das folhas, flores e frutos de M. oleifera, obtidos por arraste com vapor, foi realizado a partir das análises dos seus respectivos dados de CG-EM, levando-se em consideração os índices de retenção e as percentagens relativas de cada pico do cromatograma, bem como por comparação com os dados descritos na literatura (Adams, 2001). Foram identificados 21 componentes nestes óleos, distribuídos entre compostos não-terpenóides (ácidos, álcoois e hidrocarbonetos) e terpenóides oxigenados (monoterpenos, sesquiterpenos e diterpenos) (Tabela 1). O óleo essencial das folhas de M. oleifera mostrou ser rica em monoterpenos e sesquiterpenos oxigenados, dentre estes, o componente majoritário identificado foi o timol (9,7%). Os componentes majoritários do óleo essencial das folhas foram fitol (21,9%) e ácido hexadecanóico (13,8%). De acordo com Chuang et al. (2007), no óleo essencial das folhas de M. oleifera foram identificados 44 componentes, dentre os quais, os constituintes principais foram: pentacosano (17,41%), hexacosano (11,20%) e fitol (7,66%), já o ácido hexadecanóico (1,08%) foi descrito como constituinte minoritário. O óleo essencial das flores de M. oleifera em estudo mostrou ser rico em constituintes não-terpenoídicos, principalmente tetracosano (27,4%), acetato de hexadecila (21,0%) e ácido hexadecanóico (18,4%). Já no óleo dos frutos, predominaram os hidrocarbonetos não-terpenoídicos, destacando-se: docosano (32,7%), tetracosano (24,0%) e octacosano (19,1%). A presença do octacosano no óleo essencial dos frutos corrobora com a identificação deste composto no extrato hexânico das cascas dos frutos descrita anteriormente.

AGRADECIMENTOS

Ao CNPq e FUNCAP pelas bolsas concedidas e apoio financeiro (FUNCAP/CNPq/PPP). À Central analítica do Departamento de Química Orgânica e Inorgânica pelas análises por IV e CG/EM. Ao CENAUREMN pelos espectros de RMN.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  19 Maio 2010
• Data do Fascículo
  Dez 2009