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Universidad Nacional de Colombia
2016
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© Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá
Facultad de Ciencias, Departamento de Química
© Editorial Universidad Nacional de Colombia
© Luis Enrique Cuca Suárez
Víctor Enrique Macías Villamizar
Primera edición: marzo de 2016
ISBN 978-958-775-685-2 papel)
ISBN 978-958-775-687-6 (IPD)
ISBN 978-958-775-686-9 (digital)
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Colección Textos
Facultad de Ciencias
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Editorial Universidad Nacional de Colombia
direditorial@unal.edu.co - www.editorial.unal.edu.co
Coordinación editorial: Andrea Coronado
Diagramación: Olga Lucía Cardozo Herreño
Ilustración de cubierta
Magda Hernández Arévalo
Reservados todos los derechos. Prohibida la reproducción total o parcial
por cualquier medio sin la autorización explícita del titular de los
derechos patrimoniales.
Impreso y hecho en Bogotá, D. C., Colombia
Catalogación en la publicación Universidad Nacional de Colombia
Cuca Suárez, Luis Enrique, 1946-
Metabolitos secundarios presentes en algunas plantas de Colombia / Luis Enrique Cuca Suárez, Victor Enrique Macías Villamizar. -- Primera edición. -- Bogotá : Universidad Nacional de Colombia (Sede Bogotá). Facultad de Ciencias. Departamento de Química, 2016
104 páginas : ilustraciones (a color), 12 figuras. -- (Colección textos)
Incluye referencias bibliográficas e índice temático
ISBN : 978-958-775-685-2 (rústico). -- ISBN : 978-958-775-686-9 (e-book). --
ISBN : 978-958-775-687-6 (impresión bajo demanda)
1. Metabolito secundario 2. Taxonomía vegetal 3. Morfología de las plantas
4. Espectroscopía infrarroja 5. Ensayos biológicos 6. Especies nativas 7. Colombia
I. Macías Villamizar, Víctor Enrique, 1969- II. Título III. Serie
CDD-21 581.9861 / 2016
Figura 1. Myristica fragrans
Figura 2. Citrus vulgaris
Figura 3. Laurus nobilis
Figura 4. Piper nigrum
Figura 5. Illicium anisatum
Figura 6. Caperonia palustris
Figura 7. Anthocercis viscosa
Figura 8. Saccopetalum horsfieldi
Figura 9. Tephrosia virginiana
Figura 10. Rubia tinctorum
Figura 11. Rivina humilis
Figura 12. Calolisianthus pulcherrimus
En este escrito se presentan los diferentes metabolitos secundarios vegetales, resultado de trabajos de investigación iniciados en los años 70 por el grupo de Productos Naturales Vegetales de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá. Se incluye estudios de especies de las familias Myristicaceae, Rutaceae, Lauraceae, Piperaceae, Magnoliaceae, Euphorbiceae, Solanaceae, Annonaceae, Fabaceae, Rubiaceae y Phytolaccaceae, con énfasis en la determinación estructural de metabolitos secundarios, en especial de los compuestos que, en su momento, no habían sido reportados en la literatura, mediante la explicación global de algunas de las consideraciones espectroscópicas, que incluyen aspectos relacionados con la resonancia magnética nuclear (1D y 2D), espectrometría de masa, entre otras (incluso para algunos compuestos se describe la combinación de estas técnicas para la explicación de la elucidación estructural).
Los resultados de la actividad biológica también se incluyen como parte del escrito y, en ese sentido, se mencionan algunos de los valores de las diferentes dosis aplicadas en los ensayos biológicos y los resultados observados. Se mencionan aspectos generales sobre la taxonomía y la morfología vegetal de cada una de las familias mencionadas, contribuyendo de esta forma al conocimiento fitoquímico y, en particular, de los metabolitos secundarios presentes en algunas especies de plantas de Colombia.
Figura 1. Myristica fragrans
Fuente: Köhler, 1896.
La familia Myristicaceae la conforman árboles (por lo general con savia roja) monoicos o dioicos, que contienen aceites esenciales y son mesofíticos. Habitan en la región tropical y presentan hojas perennes (con estomas paracíticos), alternas, coriáceas, pecioladas, sin revestimiento y punteada. Flores femeninas sin estaminodio y gineceo, flores masculinas ausentes y con flores agregadas en “inflorescencia” tipo cima, fascículos o racimos, con la última unidad de inflorescencia cimosa o racemosa. Frutos carnosos o coriáceos con carpelo, por lo general dehiscente con semillas endospérmicas; generalmente oleosa y con embrión bien diferenciado. La germinación es de tipo criptocotilar (Watson y Dallwitz, 1992). En la imagen se muestra la especie Myristica fragrans.
La taxonomía a la que pertenece la familia Myristicaceae comprende la subclase dicotiledónea (Crassinucelli). Superorden Magnoliiflorae; annonales (Dahlgren). Subclase Magnoliidae; Magnoliales (Cronquist). Núcleo de las angiospermas; superorden Magnolianae; orden Magnoliales (APG 3) [del inglés, Angiosperm Phylogeny Group III system]; y los géneros que la conforman son: Bicniba, Brochoneura, Cephalosphaera, Coelocaryon, Compsoneura, Endocomia, Gymnacranthera, Haematodendron, Horsfieldia, Iryanthera, Knema, Mauloutchia, Myristica, Osteophloeum, Otoba, Pycnanthus, Scyphocephalium, Staudtia y Virola (Watson y Dallwitz, 1992).
Son variados los tipos de extractos vegetales (hojas, corteza y madera) y las especies de la familia Myristicaceae estudiados por el grupo de investigación en Productos Naturales Vegetales de la Universidad Nacional de Colombia, que en su mayoría pertenecen a los géneros Iryanthera y Virola (sin dejar de mencionar el Osteophloeum) de los que se han aislado diversos tipos de metabolitos (diarilpropanos, derivados indólicos, lignanos y neolignanos, ciclohexenonas y dihidrochalconas), y que merecen la atención, especialmente las especies Virola sebifera, Virola calophylloidea (Markgraf), Virola venosa, Iryanthera tricornis, Iryanthera ulei, Iryantehera laevis y Osteophloeum sulcatum. A continuación, se presentan los metabolitos secundarios vegetales de especies estudiadas de la familia Myristicaceae.
De los metabolitos secundarios presentes en la familia Myristicaceae se mencionan inicialmente los identificados de V. Sebífera, en la cual se ha reportado la existencia de diversos metabolitos; por ejemplo, del extracto bencénico de madera se aislaron tres diarilpropanos conocidos como: 1-(4’-hidroxi-2’-metoxifenil-3-(3’’-hidroxi-4’’-metoxifenil)-propano (1), virolanol B (2) y virolanol C (3) (Rotz et al., 1990). En el extracto toluénico de hojas se encontraron dos nuevos lignanos del tipo dibencilbutano, diacetato de rac-(8α,8βß)-4,4’-dihidroxi-3,3’-dimetoxilignan-9,9’-diil (4) y diacetato de rac-(8α,8βß)-4-hidroxi-3-metoxi-3’,4’-metilenodioxilignan-9,9’-diil (5), junto con el conocido (8R,8’R)-4’-hidroxi-3’-metoxi-3,4-metilenodioxilignan-9,9’-olida, llamado haplomyrfolina (6) (Martínez et al., 1999). En otro reporte del mismo tipo de extracto (toluénico), hojas y corteza, se evidenció la presencia de lignanos furofuránicos, (+)-sesamina (7), (+)-kobusina (8) y (+)-eudesmina (9) (Martínez et al., 1985; Rotz et al., 1987). No obstante, como se mencionó anteriormente, la lista de metabolitos incluye a otras especies del género, como lo es V. calophylla (Warb) [V. calophylloidea (Markgraf)] en la cual se nombra la presencia de dos nuevos neolignanos, calofina (10) y calofilina (11), y dos conocidos, ácido meso-dihidroguayarético (12) y austrobailignano (13) (Álvarez et al., 1985).
Consideraciones espectroscópicas de los compuestos 4 y 5
Los compuestos 4 y 5 exhiben una absorción IR de 1735 cm-1 y un UVmax de 232 y 235. Las señales del espectro de RMN 1H indican la presencia de dos grupos acetilos (δH 2.06, s, 6H) y las señales a δH 4.0-4.2 (4H) que son consistentes con el grupo CH2OH; estas asignaciones están soportadas por las señales de RMN 13C, δc 171, 64 y 21. El análisis de las señales a δH 2.61 (δc 34.8) muestra la presencia de dos grupos metilenbencílicos y las presentes a δH 2.05 (δc 39.5) son generadas por grupos metinos; todas estas señales son características de lignanos del tipo dibencilbutano. La espectrometría de masa muestra que el compuesto 4 posee una fórmula molecular de C24H30O8 [calculada por espectrometría de masa de baja resolución] (M+446 (30%), [M+1]+ (82%) y [M+2]+ (1,6%); mientras que el compuesto 5 posee un M+444 correspondiente a la fórmula molecular C24H28O8 (Martínez et al., 1999).
Consideraciones espectroscópicas de los compuestos 10 y 11
El análisis de los datos espectroscópicos de 10 indicó que se trataba de un neolignano del mismo tipo que el ácido dihidroguayarético, pero sustituidos en el anillo aromático con un grupo metilenodioxi (δH 5.85, s, 2H), un -OH (δH 5.28, s, 1H) y un grupo metoxilo (δH 3.75, s); además de los hidrógenos de la posición bencílica (δH 2.10-2.90, m, 4H) y los hidrógenos metílicos (δH 0.85, d, 6Hz, 6H). Los iones principales mostrados por el análisis por espectrometría de masas fue m/z 328 (60%), 137 (100%) y 135 (100%). Por su lado, el compuesto 11 presenta, de acuerdo con el análisis del RMN 1H, señales a (δH 1.03, d, J=6.0 Hz, 6H), correspondientes a los grupos metilos ubicados en las posiciones 8 y 8’; a (δH 2.30, m) para los hidrógenos de las posiciones 8 y 8’; mientras que para los hidrógenos de las posiciones 7 y 7’ mostraron desplazamiento de (δH 4.50, d, J=6.0 Hz, 2H) (Álvarez et al., 1985).
Otros metabolitos secundarios encontrados en el extracto etanólico de hojas y corteza de Virola calophylla fueron hidroxiotoboina (14), sistosterol (15), otobaeno (16); 2’,4’-dihidroxi-4,6’-dimetoxidihidrochalcona (17), vainillina (18), safrol (19) y metilparabeno (20) (Ruge, Cuca S., y Martínez V., 1998). Estudios independientes en la madera de esta especie denotan la presencia de derivados indólicos como 3-indolcarboxaldehído (21) (Rotz et al., 1990).
