Metabólitos especiais isolados de Laseguea erecta (Apocynaceae)

Special metabolites isolated from Laseguea erecta (Apocynaceae)

Resumos

Do caule de Laseguea erecta foram isolados o lupeol, a cumarina escopoletina, o lignóide pinoresinol e o glicosil-cardenoídeo, alfa-L-tevetosil-digitoxigenina. As estruturas foram identificadas com o uso de técnicas espectroscópicas de IV, RMN ¹H e 13C, incluindo técnicas especiais 1D e 2D, espectroscopia de massas e comparação com dados da literatura.

Laseguea erecta; Apocynaceae; glicosil-cardenoídeo; escopoletina; lignana

From the stem of Laseguea erecta the triterpene lupeol, the cumarine scopoletin, the lignoid pinoresinol and digitoxigenin alpha-L-tevetoside, known as thevetioside, were isolated. The structures were identified by IR, mass, ¹H and 13C NMR spectroscopy, including 1D and 2D techniques, together with comparison with literature data.

Laseguea erecta; Apocynaceae; cardenolide glycoside; scopoletin; lignan

ARTIGO

Metabólitos especiais isolados de Laseguea erecta (Apocynaceae)

Special metabolites isolated from Laseguea erecta (Apocynaceae)

Mario G. de Carvalho^I,*; Cássia C.F. Alves^{I, II}; Alceni A. Werle^III; Raimundo Braz-Filho^IV

^IDepartamento de Química, ICE, Uiversidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 23851-970, Seropédica, RJ, Brasil

^IIDepatamento de Química, Campus de Arraias, Universidade Federal do Tocantins, 77330-000, Arraias, TO, Brasil

^IIIDepartamento de Química, ICEB, Universidade Federal de Ouro Preto, 35400-000, Ouro Preto, MG, Brasil

^IVSetor de Química de Produtos Naturais, Universidade Estadual Norte Fluminense, 28013-603, Campos, RJ, Brasil

RESUMO

Do caule de Laseguea erecta foram isolados o lupeol, a cumarina escopoletina, o lignóide pinoresinol e o glicosil-cardenoídeo, a-L-tevetosil-digitoxigenina. As estruturas foram identificadas com o uso de técnicas espectroscópicas de IV, RMN ¹H e ¹³C, incluindo técnicas especiais 1D e 2D, espectroscopia de massas e comparação com dados da literatura.

Unitermos:Laseguea erecta, Apocynaceae, glicosil-cardenoídeo , escopoletina, lignana.

ABSTRACT

From the stem of Laseguea erecta the triterpene lupeol, the cumarine scopoletin, the lignoid pinoresinol and digitoxigenin a-L-tevetoside, known as thevetioside, were isolated. The structures were identified by IR, mass, ¹H and ¹³C NMR spectroscopy, including 1D and 2D techniques, together with comparison with literature data.

Keywords: Laseguea erecta, Apocynaceae, cardenolide glycoside, scopoletin, lignan.

INTRODUÇÃO

Espécies de Apocynaceae são conhecidas como bioprodutoras de alcalóides, terpenóides e iridóides (Carvalhaes et al., 2002; Vanderlei et al., 1991; Barreto et al., 1998), ocorrendo com menor frequência os flavonóides glicosilados (Carvalho et al., 2001a). O estudo fitoquímico de espécies representantes dos gêneros desta família, e cuja química ainda é pouco conhecida, pode conduzir à descoberta de novas fontes de substâncias naturais ativas uma vez que são frequentemente citadas em trabalhos de revisão sobre plantas com atividades farmacológicas e medicinais (Barbosa-Filho et al., 2006; Falcão et al., 2005; Morais et al., 2005). Este é o primeiro trabalho relacionado a estudo fitoquímico de uma espécie do gênero Laseguea e revela-o como bioprodutor de diferentes classes de metabólitos especiais, como lignóides, cumarinas e glicosídeos cardiotônicos. A presença dessas classes de compostos neste gênero revela o seu potencial para ser investigado através de estudos farmacognósticos. Isto se caracteriza não só devido às atividades dos arilpropanóides, como antibacterial das cumarinas e inibição da AMP fosfodiesterase cíclica do pinoresinol e derivados (Nishibe, 1989) mas, também, pela presença da digitoxina. A presença deste heterosídeo reforça a atenção a este gênero nesta área de conhecimento, uma vez que é um representante dos heterosídios esterólicos que são estimulantes e tônicos do coração (Souza et al., 2004).

MATERIAL E MÉTODOS

Equipamentos

Os dados espectrométricos no infravermelho foram obtidos em aparelho Perkin-Elmer FT-IR-1600/1605 usando pastilha de KBr ou filme de NaCl e as freqüências de absorção foram medidas em cm^-1. Os espectros de RMN foram obtidos em espectrômetro Bruker 200 MHz (¹H) e 50 MHz (¹³C) e Jeol JNM-GX-400 400 MHz (¹H) e 100 MHz (¹³C), usando CDCl₃ e D₃CCOCD₃ como solventes e tetrametilsilano (TMS) com referência interna. Os espectros de massas foram obtidos no aparelho CG/EM Varian Saturn 2000 com ionização de impacto de elétrons.

Material botânico

O material vegetal foi coletado no Morro de São Sebastião, Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil, e autenticado através de comparação com exsicata (Nº 6732) depositada no Herbário OUPR-UFOP, curadora do herbário Dra Maria Cristina Trivelato Messias, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas da Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto-MG, Brasil.

Extração e Isolamento dos constituintes químicos

O caule seco e triturado (500,0 g) de Laseguea erecta foi submetido a extração através de maceração com hexano e em seguida com metanol até exaustão. Os solventes das soluções dos extratos foram retirados através de destilação em evaporador rotativo, obtendo-se, após total evaporação do solvente, os resíduos dos extratos LECH (30,8 g) e LECM (11,6 g). A análise dos espectros IV e RMN ¹H de LECH revelou ser constituído apenas de hidrocarbonetos alifáticos saturados. O extrato LECM foi submetido a partição com solventes orgânicos. Para isso foi dissolvido em metanol:água (9:1), extraído sucessivamente com hexano, diclorometano e acetato de etila, fornecendo, respectivamente, as frações LECMH (197,0 mg), LECMD (2,0 g), LECMA (270,0 mg) e LECMM (3,0 g).

O resíduo LECMA revelou-se pouco solúvel em clorofórmio. Acetilação com anidrido acético na presença de piridina (1:1) forneceu 236,0 mg de produto acetilado. Este produto foi submetido a filtração em coluna de sílica gel, recolhendo-se 6 frações. As frações reunidas 1-3 (30,0 mg) foram analisadas através de espectros de IV e RMN ¹H e foi identificado como derivado acetato de lupelila (1a); as demais frações revelaram-se constituídas de mistura de álcoois alifáticos. O resíduo obtido com diclorometano (2,0 g) foi submetido a fracionamento em coluna de sílica gel, recolhendo-se 24 frações que foram analisadas com CCDA e reunidas em grupos de acordo com a semelhança na revelação com vapor de iodo. A fração 1-4 foi submetida a fracionamento em coluna de Sephadex LH-20, obtendo-se 12 frações; nas frações LECMD-1-4/3 e LECMD-1-4/6 foram identificados 1 (8,0 mg) e 2 (6,0 mg), respectivamente. E a fração 5-10 (das 24 frações da primeira coluna) foi submetida também a uma coluna de Sephadex LH-20, obtendo-se nas primeiras frações a substância 3 (3,0 mg). A análise dos espectros de IV e RMN ¹H das últimas frações desta coluna permitiu reconhecer a presença de mistura de 3 com outros álcoois alifáticos. O tratamento de 1 com anidrido acético/piridina (1:1) forneceu 1a , que serviu para confirmar a estrutura proposta para 1.

3-(3-O-metilrhamnosil)-digitoxigenina ou a-L-tevetosil-digitoxigenina (2): RMN ¹H (CDCl₃, 400 MHz): d_H (multiplicidade, J em Hz, atribuição): 1,25-1,26 (m, H-1 e H-2), 4,05 (sl, H-3), 1,49 (sl, H-4), 1,66 (m, H-5), 1,87 (m, H-6), 1,64 e 1,20 (H-7), 1,54 (H-8), 1,58 (H-9), 1,97 e 1,43 (2H-11), 1,39 (H-12), 2,08 e 1,68 (2H-15), 1,70 e 1,54 (2H-16), 2,77 (dd, J =9,2 e 4,5, H-17), 0,87 (s, 3H-18), 0,94 (3H-19), 4,80 e 4,98 (dd, J =18,2 e 1,6 Hz, 2H-21), 5,88 (s, H-22), 4,25 (d, J =7,8 Hz, H-1’), 3,65 (t, J =9,0 Hz, H-2’), 3,22 (dd, J =9,2 e 3,4 Hz, H-3’), 3,85 (dl, J =3,0 Hz, H-4’), 3,57 (q, J =6,4 Hz, H-5’), 1,35 (d, J =6,4 Hz, H-6’), 3,53 (s, MeO-3’).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O lupeol 1 foi identificado através da análise do espectro de IV e RMN ¹H e ¹³C do derivado acetilado (1a) envolvendo a comparação com os dados do derivado isolado de Parahancornia amapa (Sobrinho et al., 1991 e Carvalho et al., 2001b).

O espectro no IV da substância 2 apresentou bandas de absorção de hidroxila (n_máx 3468 cm^-1), grupamentos CH₂ e CH₃ (n_máx 2934 e 2861 cm^-1), carbonila de g-lactona a,b-conjugada (n_máx 1745 cm^-1), C=C conjugada (n_máx 1625 cm^-1) e C-O (n_máx 1263-1071 cm^-1). O espectro de RMN ¹H desta substância apresentou sinais de hidrogênio olefínico em d_H 5,88 (s, 1H), dois duplo dubletos em d_H 4,80 e 4,98 (J =18,2 e 1,6 Hz, 1H cada) de um grupo metileno oxigenado, um dubleto em d_H 4,25 (J =7,8 Hz) e um singleto largo em d_H 4,05. Um grupo de sinais adicionais foi usado para caracterizar a presença de uma unidade de carboidrato. A análise comparativa dos espectros de RMN ¹³C-HBBD e RMN ¹³C-DEPT (100 MHz) permitiu identificar o número de CH₃, CH₂, CH e C, e o espectro 2D HMQC foi usado para a correlação heteronuclear dos valores de deslocamentos químicos dos carbonos hidrogenados correspondentes. Além do sistema g-lactonônico a,b-insaturado, representado pelos sinais correspondentes aos átomos de carbono em d_C 174,5 (C-23 ou C-20), 174,4 (C-20 ou C-23) e 117,7 (CH-21, ligado ao H com d_H 5,88) e 73,4 (CH₂, ligado aos hidrogênios com d_H 4,80 e 4,98), os espectros de RMN ¹³C (HBBD) e HMQC apresentaram sinais que permitiu identificar um CH em 73,9 (ligado ao H com d_H 4,05) e os sinais da 3-O -metilrhamnose: d_CH 101,2 (CH-1’), 70,8 (CH-4’), 82,8 (CH-3’), 68,2 (CH-2’), 70,4 (CH-5’), e d_CH3 16,5 (H₃C-6’) ligados aos respectivos hidrogênios em d_H 4,25 (d, J =7,8 Hz, H-1’), 3,65 (t, J =9,0 Hz, H-4’), 3,22 (dd, J =9,0 e 3,4 Hz, H-3’), 3,85 (dl, J =3,0 Hz, H-2’), 3,57 (m, H-5’), 1,35 (d, J =6,4 Hz, 3H-6’)]. A ausência de sinal de acoplamento a uma ligação (¹J _CH) permitiu identificar um carbono oxigenado quaternário com d_C 85,6. Além destes sinais, foi ainda possível identificar as absorções adicionais de dois grupos metílicos [(CH₃)₂], nove metilênicos [(CH₂)₉], quatro metínicos [(CH)₄], e confirmar a presença de dois carbonos quaternários [(C)₂] e um grupo metoxílico (MeO-3’). Todos os dados espectrais acima interpretados, incluindo-se a comparação com valores da literatura (Abe et al., 1992), permitiram propor a estrutura do heterosídeo esterólico 2 [3(3-O-metilrhamnosil)-digitoxigenina) e a completa atribuição dos deslocamentos químicos dos átomos de hidrogênio e carbono. O espectro de massas apresentou picos em m/z 357 ([M – C₇H₁₃O₅]⁺, 2a , 40 %), 339 ([357-H₂O]⁺, 2b , 45 %), 177 ([C₇H₁₃O₅]⁺, 2c , 15%), que contribuíram para a confirmação da estrutura proposta. O pico em m/z 177 (2c) foi também utilizado para a caracterização da presença da unidade O -metilrhamnose.

O espectro no IV de 3 apresentou bandas em n_máx 3442 (OH), 1270 (C-O), 1721 (C=O) e 1642, 1517 e 918 (aromático e ligação dupla olefínica) cm^-1. O espectro de RMN ¹³C (HBBD) apresentou quatro sinais intensos de carbonos metínicos em d_CH 143,8, 113,3, 107,4 e 103,2, um sinal em d_OMe 56,4 representando uma metoxila, além de absorções em d_C 161.5, 149,7, 150,0, 144,0, 111,0 de carbonos quaternários. O espectro de RMN ¹H (200 MHz, CD₃OD) apresentou dois singletos em d_H 7,09 (H-8) e 6,75 (H-5), e dois dubletos (J =9,4 Hz) em d_H 6,20 (H-3) e 7,80 (H-4). Estes dados permitiu caracterizar um esqueleto de uma cumarina (3) contendo dois substituintes no anel aromático, um OH (sl, 8,5 ppm) e uma metoxila (d_H 3,89, s, 3H) nas posições 6 e 7. Esta estrutura revelou-se compatível com o valor do pico (m/z 192, 100 %) correspondente ao íon molecular ([M]^+.) e os picos adicionais em m/z 177 ([M-Me^.]⁺, 60 %), 164 ([M-CO]^+., 40 %), 149 ([M-Me^. – CO]⁺ e/ou [M - CO – Me]⁺, 50 %) e 121 (([m/z 149 - CO]⁺, 30 %). Os deslocamentos químicos de hidrogênio e carbono-13 de 3 foram comparados com os valores corrigidos através de técnicas especiais de RMN e registrados na literatura (Vasconcelos et al., 1998). Esta comparação confirmou a proposta da escopoletina para 3 . O tratamento de 3 com diazomentano forneceu 3a cujo espectro de RMN ¹H (200 MHz, D₃CCOCD₃) apresentou sinais em d_H 7,87 (d, J =9,6 Hz, H-4), 7,17 (s, H-5), 6,95 (s, H-8), 6,21 (d, J =9,6, H-3), 3,94 (s, MeO) e 3,86 (s, MeO). Os espectros obtidos com NOEDIFF (200 MHz) com irradiação em: a) em d_H 3,85 (MeO-6) revelou NOE em d_H 7,17 (H-5); b) em d_H 3,93 (MeO-7) apresentou NOE em d_H 6,95 (H-8); c) em d_H 7,17 (H-5) gerou NOE em d_H 7,87 (H-4). Esta análise permitiu fazer atribuição inequívoca dos deslocamentos químicos das metoxilas d_H 3,93 (MeO-7), 3,85 (MeO-6) e dos hidrogênios H-5 e H-8 em 7,17, e 6,95, respectivamente. Sendo, assim, a estrutura de 3 foi definida como 7-hidroxi-6-metoxi-2H-1-benzopiran-2-ona, isolada anteriormente de Guarea rhophalocarpa (Camacho et al., 2001) e de Artemisia campestris subsp. maritima (Vasconcelos et al., 1998) conhecida como escopoletina.

A substância 4 foi identificada através da análise dos espectros de hidrogênio (400 MHz) incluindo NOESY, espectro de massas e comparação com dados da literatura (Cuenca, Catalan, 1991). A presença de sistema aromático 1,2,4-tri-substituído foi reconhecida pelos sinais em d_H 6,98 (d, J =2,0, Hz, H-2/H-2’), 6,78 (d, J =8,0 Hz, H-5/H-5’) e 6,82 (dd, J =8,0 e 2,0 Hz, H-6/H-6’) no espectro de RMN ¹H. Este espectro apresentou também um sinal de grupo metoxílico em d_H 3,84. Os demais sinais em d_H 4,66 (d, J =4,4 Hz, H-7/H-7’), 4,19 (dd, J =9,0 e 7,0 Hz, H-9a/H-9’a), 3,80 (dd, J =9,0 e 4,4 Hz, H-9b/H-9’b) e 3,08 (m, H-8/H-8’). Os picos em m/z 151 (4a , 100 %), 137 (4b , 50 %) e 123 (4c , 19 %) no espectro de massas permitiram sugerir a presença de anel aromático sustentando um grupo hidroxila e uma metoxila. O pico M^+. em m/z 358 (29 %) revelou-se compatível com a fórmula molecular C₁₈H₁₄O₂(OH)₂(OCH₃)₂, em acordo com lignana furofurânica contendo dois grupos guaiacila (4). A posição da metoxila em 3’,3 foi deduzida pelo sinal de NOE revelado pelo espectro de NOESY, revelando interação entre a metoxila (MeO-3’/MeO-3) e os hidrogênios H-2/H-2’. A comparação desses dados com valores da literatura para lignanas furofurânicas permitiu definir a estrutura de 4 como o pinoresinol (Cuenca, Catalan, 1991)

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao CNPq, CAPES e a FAPERJ pelas bolsas e suporte financeiro concedidos.

Recebido em 16/03/06. Aceito em 08/08/06

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  17 Maio 2007
• Data do Fascículo
  Dez 2006

Histórico

• Recebido
  16 Mar 2006
• Aceito
  08 Ago 2006