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Química Nova

versão impressa ISSN 0100-4042versão On-line ISSN 1678-7064

Quím. Nova v.23 n.1 São Paulo jan./fev. 2000

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422000000100010 

ARTIGO

Constituintes químicos das raízes de Pyrostegia Venusta e considerações sobre a sua importância medicinal


Dalva Trevisan Ferreira, Paulo Sérgio M. Alvares
Departamento de Química - Universidade Estadual de Londrina - Londrina - PR
Peter J. Houghton
Department of Pharmacy - King's College - London University - London - UK
Raimundo Braz-Filho
Setor de Química de Produtos Naturais - LCQUI-CCT - Universidade Estadual do Norte Fluminense - 28015-620 - Campos - RJ

Recebido em 27/1/99; aceito em 29/6/99


 

 

Chemical constituents from roots of Pyrostegia venusta and considerations about its medicinal importance. This paper describes the chemical constituents isolated from roots of Pyrostegia venusta. From ethanol extract of the roots allantoin, b-sitosterol, 3b-O-b-D-glupyranosylsitosterol and hesperedin were isolated. The structures of these natural products were identified on the basis of spectral data, including 2D NMR of the peracetyl derivative of hesperidin.

Keywords: Pyrostegia venusta; Bignoniaceae; allantoin; steroids; hesperedin.

 

 

INTRODUÇÃO

O gênero Pyrostegia Presl., família Bignoniaceae, é representado na América do Sul tropical por um máximo de quatro espécies. A espécie Pyrostegia venusta (Ker.) Miers (sinonímia Pyrostegia ignea e Bignonia venusta), conhecida popularmente como cipó ou flor de São João, é uma liana trepadeira com expressiva dispersão em quase todo o sul do Brasil, sendo encontrada nas orlas das matas, nos campos, no litoral e na beira das estradas1. Esta planta é invasora de pastos, onde foram registrados casos de envenenamento de bovinos após a sua ingestão2. As suas flores são utilizadas na medicina popular para tratamento de manchas brancas no corpo (leucoderma, vitiligo)3. O caule é utilizado como tônico, antidiarréico e na confecção de cestos. Trata-se de uma planta ornamental que se multiplica rapidamente, servindo para revestir muros e caramanchões.

A literatura não registra estudo químico das raízes de Pyrostegia venusta, encontrando-se relatados estudos fitoquímicos das flores e do caule. Estudos do néctar das flores conduziram ao isolamento de aminoácidos e de açucares4,5. Das flores foram isolados b-sitosterol, n-hentriacontano (n-C31H64), 7-O-b-D-glicopiranosilacacetina e meso-inositol (myo-inositol)6.

Um artigo avaliando o estudo de 40 espécies de Bignoniaceae, entre elas a Pyrostegia venusta, revelou resultados uniformes e compatíveis com a presença de fenóis livres e grupos siringila7. O padrão floral contendo antocianinas exibe pequena variação nas plantas da família Bignoniaceae8.

Duas teses de Mestrado descreveram resultados sobre o padrão de floração associado à biologia e reprodução1 e palinológicos (estudo do polén)9 da espécie Pyrostegia venusta.

O estudo químico das raízes de Pyrostegia venusta foi desenvolvido em continuidade à investigação fitoquímica que vem sendo realizada com a família Bignoniaceae. O extrato etanólico das raízes forneceu quatro substâncias, que foram identificadas com base na interpretação de dados espectrais, principalmente RMN1H e 13C, como alantoína (1), os esteróides b-sitosterol (2) e 3b-O-b-D-glicopiranosilsitosterol (3) e a flavanona hesperidina (4). Os dados de RMN uni- (1D) e bidimensional (2D) do derivado peracetilado 4a foram usados para a confirmação estrutural, atribuição dos deslocamentos químicos dos átomos de hidrogênio (dH) e carbono (dC). Assim, foi possível também identificar a estrutura da flavanona natural 4 isolada de Pyrostegia venusta e confirmar a existência de duas estruturas para esta substância na literatura.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A alantoína (1) foi isolada de precipitado fornecido pelo extrato bruto e das frações cromatográficas 607, 614, 629 e 631 eluidas com CH2Cl2-AcOEt (2:8). Este constituinte foi identificado com base nos dados espectrais (DMSO-d6) de RMN1H e 13C comparados com valores descritos na literatura10. O espectro de RMN1H revelou três singlêtos largos correspondentes aos grupos HN-1 (dH 10,54), HN-3 (dH 8,05) e H2N-8 (dH 5,82) e dois sinais duplos (J=8,1 Hz) em dH 6,91 e 5,21 representantes dos hidrogênios HN-6 e H-5, respectivamente. O espectro bidimensional (2D) de correlação homonuclear 1Hx1H-COSY apresentou picos transversais correspondentes aos acoplamentos vicinais entre H-5 e HN-6 e tipo W entre H-5 e HN-3, em acordo com uma conformação inserindo estes átomos de hidrogênio num mesmo plano (1). A ausência de pico correspondente à interação spin-spin de H-5 (dH 5,21) e HN-1 (dH 10,54) sugere conformação mantendo ângulo diedro em torno de 90o entre estes átomos de hidrogênio, já que parece improvável a existência de troca química do hidrogênio do HN-1 (ponte de hidrogênio intramolecular com o átomo de oxigênio do grupo carbonílico localizado no carbono C-7) no solvente utilizado (DMSO-d6, ainda sem H2O), como evidenciado pela interação do HN-6 (sem troca química) e H-5 (Vide supra). O espectro de RMN13C apresentou três sinais correspondentes a átomos de carbono dos grupos carbonílicos C-2 (dC 157,7), C-4 (dC 173,4) e C-7 (dC 156,7) e um de carbono metínico em dC 62,65 atribuído ao CH-5. Estes dados espectrais revelaram-se em pleno acordo com valores descritos na literatura10.

O b-sitosterol (2) foi isolado da fração cromatográfica 33-46 eluida com hexano. A identificação deste esteróide foi realizada por comparação direta com amostra autêntica.

A fração cromatográfica 486 eluida com CH2Cl2 forneceu o 3b-O-b-D-glicopiranosilsitosterol (3), que foi caracterizado com base nos dados espectrais de RMN1H e RMN13C, envolvendo principalmente a comparação dos dC dos átomos de carbono com valores descritos na literatura11.

A flavanona hesperidina (4, 7-O-b-D-rutinosil-3',5-diidroxi-4'-metoxiflavanona) foi isolada pura (menor quantidade, fração 622) e em uma mistura com alantoína (1). A estrutura deste flavonóide foi identificada com base nos dados fornecidos pelos espectros de RMN1H e 13C (PND e DEPT). A confirmação desta estrutura foi obtida através de comparação dos deslocamentos químicos com valores descritos na literatura para os átomos de hidrogênio12 e carbono13 (Tabela 1), após a superação de obstáculos produzidos pela existência na literatura de estrutura errada usando o nome correto (Vide infra). Esta situação encontrada na literatura conduziu-nos para uma análise espectral mais detalhada e exigiu a preparação do derivado peracetilado 4a para confirmação estrutural.

 

 

A presença do anel A 5,7-dioxigenado foi reconhecida pelos dois singletos largos em dH 6,05 (H-6) e 6,91 (H-8) revelados pelo espectro de RMN1H de 4 em DMSO-d6. O sinal do grupo metoxila foi observado em dH 3,85 (s). Os sinais em dH 4,50 (s) e 4,98 (d, J=8,0 Hz) foram atribuidos aos hidrogênios anoméricos H-1''' e H-1'', respectivamente. O sinal múltiplo entre dH 6,95 - 6,75 foi correlacionado com os hidrogênios aromáticos H-2' , H-5' e H-6', sugerindo anel B 3'-hidroxi-4'-metoxi- ou 4'-hidroxi-3'-metoxi-. Outros sinais observados no espectro foram correlacionados com HO-3' (dH 9,10), HO-5 (dH 12,00, hidroxila quelatogênica), H-2 (dH 5,50, dl, J=9,0 Hz), 2H-3 (dH 2,50 - 2,90, m), 3H-6''' (dH 1,10, d, J=6,8 Hz) e os demais hidrogênios carbinólicos da unidade glucosídica entre dH 3,20 - 3,90. A principal dificuldade enfrentada para caracterizar a estrutura deste flavonóide glucosilado, utilizando principalmente os dados de RMN13C (Tabela 1), envolveu a confirmação dos grupos hidroxílicos e metoxílicos nos átomos de carbono C-3' e C-4', podendo a aglicona correspondente ser caracterizada hesperetina (5, 3',5,7-triidroxi-4'-metoxiflavanona) ou seu isômero homoeriodictiol (6, 4',5,7-triidroxi-3'-metoxiflavanona). A comparação dos dC (em DMSO-d6) dos átomos de carbono quaternários C-1' (dC 131,0), C-3' (dC 146,1) e C-4' (dC 148,0) e metínicos CH-2' (dC 114,2), CH-5' (dC 112,0) e CH-6' (dC 118,0) da flavanona glucosídica (Tabela 1) isolada de Pyrostegia venusta com dados descritos na literatura para a hesperidina13,14 revelou dados praticamente idênticos, sugerindo a mesma substância. No entanto, as estruturas incorporadas nas referências consultadas13,14 aparecem com anel B 4'-hidroxi-3'-metoxi- (em tabela contendo também o nome hesperedin13 ou a estrutura completa no próprio espectro14). Em outras palavras, os autores dos capítulos descritos nos livros citados13,14 utilizaram equivocadamente a unidade aglicônica homoeriodictiol (6) na estrutura da hesperedina, em desacordo com os dC C-1', CH-2', C-3', C-4', CH-5' e CH-6' compatíveis com os valores da aglicona hesperetina (5). Esta confusão foi esclarecida definitivamente após encontrar a estrutura correta da hesperidina (4)15,16 e das flavanonas hesperetina (5, 3',5,7-triidroxi-4'-metoxiflavanona, aglicona da hesperidina) e homoeriodictiol (6, 4',5,7-triidroxi-3'-metoxiflavanona), inclusive os dados de RMN13C registrados em DMSO-d6 como solvente14, o mesmo solvente utilizado para obtenção do espectro do flavonóide glicosilado isolado da Pyrostegia venusta. A comparação dos valores dos dC dos carbonos C-1', CH-2', C-3', C-4', CH-5' e CH-6' permite assegurar a distinção entre os dois padrões de substituição 3'-hidroxi-4'-metoxi- e 4'-hidroxi-3'-metoxi- do anel B, como revelam os valores descritos para as flavanonas 5 e 6 em DMSO-d6 (Tabela 1). Com base na posição ocupada pelo grupo metoxila (carbono C-3' ou 4') pode-se verificar modificações significativas nos valores dos dC dos sinais correspondentes aos átomos de carbono C-1', CH-2', C-3', C-4', CH-5' e CH-6' das flavanonas 5 e 6: i) desproteção (maior dC) nos carbonos ipso [DdC = 147,5 (6) - 146,7 (5) = 0,8 ppm no C-3' e DdC = 148,1 (5) - 146,9 (6) = 1,2 ppm no C-4', efeito b] e para [DdC = 131,4 (5) - 129,4 (6) = 2,0 ppm no C-1' e DdC = 119,6 (6) - 118,3 (5) = 1,3 ppm no CH-6', atenuação do efeito mesomérico protetor devido a maior eletronegatividade do carbono em relação ao hidrogênio] e proteção (menor dC, efeito g) nos carbonos localizados em posição orto [DdC = 112,1 (5) - 115,2 (6) = - 3,1 ppm no CH-5' e DdC = 111,1 (6) - 114,3 (5) = - 3,2 ppm no CH-2']; ii) as diferenças intramoleculares observadas entre os dC CH-2' e CH-5' de 5 [DdC = 114,1 (CH-2') - 112,1 (CH-5') = 2,0 ppm] e 6 [DdC = 115,2 (CH-5') - 111,1 (CH-2') = 4,1 ppm] e C-3' e C-4' de 5 [DdC = 148,1 (C-4') - 146,7 = 1,4 ppm] e 6 [DdC = 147,5 (C-3') - 146,9 (C-4') = 0,7 ppm]. Dados adicionais referentes aos dC destes átomos de carbono nas flavanonas 7, 8 e 9 (Tabela 1), obtidos de espectros registrados em CDCl3 + MeOH-d4 (7) e CDCl3 (8 e 9), permitem confirmar a validade destas deduções e servem também para a avaliação de efeito de solventes.

Os dados de RMN1H e 13C obtidos de espectros uni- (1D: RMN1H, RMN13C-HBBD e RMN13C-DEPT) e bidimensionais [2D: 1Hx1H-COSY, 1Hx13C-HMQC-1J CH, 1Hx13C-HMBC-nJ CH (n=2 e 3) e 1Hx1H-NOESY] do derivado peracetilado 4a, registrados em aparelho que trabalha a 500 MHz para 1H e 125 MHz para 13C, permitiram confirmar definitivamente a estrutura 4 para a flavanona isolada de Pyrostegia venusta (Tabelas 2 e 3). A comparação dos espectros de RMN13C-HBBD (Hydrogen Broad Band Decoupled) e RMN13C-DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer) foram usados para reconhecer os sinais correspondentes a átomos de carbono quaternários, metínicos, metilênicos e metílicos (Tabela 2). O espectro 1Hx13C-HMQC-1J CH [interação spin-spin de hidrogênio e carbono através de uma (1JCH) ligação] foi utilizado para a atribuição dos dH e dC de carbonos hidrogenados e o 1Hx13C-HMBC-nJ CH [n=2 e 3, interação spin-spin de hidrogênio e carbono através de duas (2JCH) e três (3JCH) ligações] dos quaternários e confirmação de hidrogenados (Tabela 2). Os dC dos átomos de carbono CH-2' (dC 121,2), C-3' (dC 140,0), C-4' (dC 151,6), CH-5' (dC 112,5) e CH-6' (dC 124,9) de 4a (Tabela 2) caracterizaram a presença do grupo acetoxila no carbono C-3' (não em C-4'), já que os dC dos átomos de carbono localizados em posição orto (CH-2' e C-4') e para (CH-6') revelam claramente a atenuação do efeito mesomérico doador de elétrons do grupo acetoxila, como revela a comparação com os dC destes carbonos em 4 (Tabela 1). O dC do carbono CH-5' (dC 112,5), meta em relação ao grupo acetoxílico, não revelou modificação significativa como previsto (Tabelas 1 e 2). O valor de J=11,1 Hz deduzido do sinal do H-2 (dH 5,41, dd, J=11,1 e 2,8 Hz) observado no espectro de RMN1H de 4a indica interação axial-axial e, consequentemente, pode-se postular a conformação 4b com H-2 em posição axial.

 

 

 

O espectro 1Hx1H-NOESY de 4a (Tabela 3) revelou a interação espacial (dipolo-dipolo) dos hidrogênios metoxílicos MeO-4' (dH 3,81, s) e H-5' (dH 6,97, d, J=8,5 Hz), confirmando que mantêm entre si relação orto; a presença de picos transversais correspondentes às interações espaciais (NOE) do H-1'' (dH 5,13) com H-6 (dH 6,28) e H-8 (dH 6,44) confirmaram a presença da unidade b-D-glicopiranosila (H-1'' em posição axial, dH 5,13, d, J=6,7 Hz) no átomo de carbono C-7 e permitiu postular a existência das duas conformações mostradas em 4/4a (duas formas topoméricas médias com interconversão lenta na escala de tempo da RMN), que podem ser justificadas pela reduzida liberdade de rotação em torno da ligação entre o átomo de oxigênio do carbono C-7 e CH-1'' na temperatura e concentração usadas para registro do espectro, justificando-se também a presença de sinais correspondentes nas proximidades dos descritos na Tabela 2; a interação dipolar do hidrogênio H-1''' (dH 4,68) com os dois hidrogênios 2H-6'' (dH 3,80 e 3,60) confirmaram a localização da unidade a-L-ramnopiranosila no átomo de carbono CH2-6'' da unidade b-D-glicopiranosila; outras interações espaciais reveladas pelo espectro 1Hx1H-NOESY encontram-se resumidas também na Tabela 3.

Com base no [a]D + 4,5 (c 1,76 em CHCl3) revelado pelo derivado acetilado 4a pode-se postular a configuração (-)-hesperedina (4) isolada de Pyrostegia venusta. Esta dedução baseou-se nos resultados de [a]D - 37,6 (c 1,8 em EtOH) para 5 e [a]D + 21,1 (c 1,28 em CHCl3) para seu derivado triacetilado16.

Assim, a flavanona isolada de Pyrostegia venusta foi caracterizada definitivamente como (-)-hesperedina {4, 7-O-rutinosil-3',5-diidroxi-4'-metoxiflavanona = 7-O-[a-L-ramnopiranosil (1® 6)-b-D-glicopiranosil]-3',5-diidroxi-4'-metoxiflavanona}, substância natural já descrita na literatura (vide infra) e registrada pela primeira vez neste artigo como bioproduzida por espécie da família Bignoniaceae. Esta substância natural (4), [a]D - 47,3 (piridina)16, foi isolada de muitas espécies das famílias Rutaceae (e.g. Citrus spp e Roncinus trifoliata) e Labiatae (e.g. Mentha longifolia e Hussopus spp)15.

Os flavonóides têm sido reconhecidos como responsáveis por atividade antialérgica, antiinflamatória, antiviral, antiproliferativa e anticarcerígena, além de afetar alguns aspectos do metabolismo de mamíferos17. Uma mistura de hesperetina (5) e homoeriodictiol (6), conhecida como citrin, revelou atividade vitamínica, sendo por isto denominada vitamina P durante algum tempo17. Algumas indústrias farmacêuticas utilizam flavonóides puros, inclusive hesperedina (4), isolados de citrus (citroflavonóides)18. Os resultados de estudo da relação estrutura - atividade de flavonóides como inibidores de xantina oxidase e eliminadores de superóxidos foram publicados recentemente19.

O rendimento obtido de alantoína (6,89%), isolando-se 6,30 g de 91,44 g de extrato bruto, revelou-se significativo quando comparado com o produzido pelas raízes e folhas da espécie Symphtum officinale (Linn.). Esta espécie, conhecida como confrei, é muito utilizada como fitofármaco, contendo como um dos princípios ativos a alantoína (1) numa concentração de 0,6 a 0,8%20, rendimento muito menor do que o encontrado nas raízes de Pyrostegia venusta. A alantoína (1) possui atividade antiinflamatória, antipéptica, antipsioríase, antiúlcera, imunoestimulante e queratolítica, além de ser muito utilizada em dermatologia21,22.

Assim, a quantidade de alantoína (1) isolada das raízes da Pyrostegia venusta permite sugerir esta espécie vegetal como fonte natural para comercialização desta substância, além de possibilitar outras investigações práticas e científicas. As raízes desta planta poderiam ser testadas e utilizadas no tratamento do vitiligo, além de oferecer oportunidade adicional para investigar o seu provável mecanismo de ação. O vitiligo é uma doença que ocorre com frequência significativa e permanece ainda com a causa precisa desconhecida, podendo ocorrer com a participação de fatores genéticos, imunológicos e neurais na sua etiopatogenia23. Essa enfermidade apresenta-se também associada à falta de melanina, substância dependente da presença de melanócitos funcionais nos seres humanos24. A (S)-alantoina (1), encontrada entre os metabólitos da Pyrostegia venusta, foi tambem isolada de Platamus orientalis16.

O isolamento de 7-O-b-D glicopiranosilacacetina (10) e meso-inositol (11) das flores de Pyrostegia venusta6, também requer atenção especial dos pesquisadores envolvidos em investigações de atividade biológica de produtos naturais. A flavona acacetina, aglicona de 10, revelou atividade antiinflamatória, protetora capilar e espasmolítica16.

Publicação relativamente recente17 relata a utilização clínica do meso-inositol (11) para minimizar neurite diabética e formação de catarata, sem revelar toxicidade. Investigações adicionais revelaram que esta substância natural também inibe a formação de adenoma (tumor geralmente benigno, formado pela proliferação dos elementos próprios de uma glândula) pulmonar em camundongas A/J17.

 

EXPERIMENTAL

Procedimentos experimentais gerais. Os espectros de RMN1H (200 e 500 MHz) e de 13C (50 e 125 MHz) uni- (1D) e bidimensional (2D) foram obtidos nos espectrômetros Bruker AC-200 e Avance DRX 500 existentes, respectivamente, no Curso de Pós-graduação em Química Orgânica da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, e no Centro Nordestino de Aplicação e Uso da Ressonância Magnética Nuclear (CENAUREMN), Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará.

Material vegetal. As raízes de Pyrostegia venusta foram coletadas por Celso Magri, na cidade de Cambé, Paraná, Brasil. A espécie foi identificada pela Professora Dra. M. C. Dias, Departamento de Biologia Animal e Vegetal da Universidade Estadual de Londrina, Londrina, Paraná, Brasil. Uma exsicata foi catalogada (FUEL - no 11599) e depositada no Herbário desse Departamento.

Extração e isolamento de constituintes. As raízes (1,7 kg) foram secas em estufa (60o C), trituradas e submetidas a extração exaustiva com etanol 95 % na temperatura ambiente. O solvente foi destilado em evaporador rotatório sob vácuo, obtendo-se 91,44 g de resíduo. O resíduo (91,44 g) foi cromatografado em coluna de sílica gel (274 g), utilizando-se hexano, misturas de hexano-CH2Cl2 com polaridades crescentes, CH2Cl2, misturas de CH2Cl2-AcOEt com polaridades crescentes, AcOEt, misturas de AcOEt-MeOH com polaridades crescentes e MeOH como eluentes. Foram coletadas 1500 frações de 500 mL cada uma. O b-sitosterol (2, 0,50 g), p. f. 125oC, foi isolado das frações 33-46 eluídas com hexano. A fração 486, eluída com CH2Cl2-EtOAc(1:1), forneceu 3 (1,10 g). As frações 607, 614 (eluídas com CH2Cl2-AcOEt, 2:8), 629 e 631 (eluídas com (AcOEt), forneceram a alantoína (1, 6,30 g), p. f. 240oC. Da fração 622, eluída com AcOEt, foi isolada a hesperidina (4, 1,03 g). A fração 623, eluida com AcOEt, forneceu uma mistura (1,02 g) contendo a alantoína (1) e a flavanona hesperidina (4).

Derivado peracetilado 4a. O flavonóide 4 (20 mg) foi acetilado com anidrido acético (1,5 mL) na presença de piridina (1,5 mL) como usual para obter o derivado peracetilado 4a (18 mg), após filtração em coluna de sílica gel.

 

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao CNPq, CAPES e PADCT/FINEP pelos auxílios e bolsas concedidas. Agradecemos também aos Professores Mário Geraldo de Carvalho, Curso de Pós-graduação em Química Orgânica da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, e Edilberto Rocha Silveira, Centro Nordestino de Aplicação e Uso da Ressonância Magnética Nuclear (CENAUREMN), Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará, pela obtenção dos espectros de RMN uni- (1D) e bidimensionais (2D) e à Professora Telma L. G. Lemos, Curso de Pós-graduação em Química Orgânica, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará, pela leitura da rotação ótica específica.

 

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