Transferencia de materia hacia la solución en la extracción de productos bioactivos de vegetales y su degradación en mezclas de solventes

A quantitative analytic evaluation of the extraction of the natural antimalarial drug artemisinin, in wild plants of Artemisia annua L., using mixtures of ethanol 70% (v/v)-water has ben carried out. This study has been performed in order to find a justification of the reduced recovery of that drug in their isolation processes previously reported, not corresponding to the values of its dosage in the fresh plant material. The results of this work could be useful to interpret similar situations in the isolation of plant natural products.Se ha realizado una evaluación analítica cuantitativa de la extracción de la droga antimalárica natural artemisinina, presente en plantas silvestres de Artemisia annua L., utilizando mezclas de etanol 70% (v/v) - agua. El objetivo ha sido encontrar una justificación de la reducida recuperación de esa droga en los procesos de su aislamiento ya indicados en la literatura y que conducen a la obtención de rendimientos que no corresponden con el dosaje inicial de la droga en el material vegetal fresco. Los resultados de este trabajo podrían ser de utilidad para interpretar situaciones análogas en el aislamiento de productos naturales provenientes de vegetales

Cinètica de la reacció de descomposició tèrmica de l’ascaridol en dissolució

Existen diferencias entre los valores de algunas propiedades físicas de ascaridol natural aislado del vegetal denominado vulgarmente «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae) y la sustancia sintética obtenida mediante la reacción de fotooxigenación de α-terpineno. Es más, el uso de decocciones de dicha planta, utilizadas como medicina antihelmíntica en los humanos, ha despertado un debate científico debido a las propiedades tóxicas atribuídas a su principio activo (ascaridol), el cual sería responsable de la muy conocida acción beneficiosa. En este trabajo se ha realizado la preparación de esa sustancia por el método de Schenck, pero trabajando a 0 ºC con alcohol isopropílico como solvente y efectuando su separación y purificación a temperatura ambiente por cromatografía en columna preparativa, a fin de prevenir su degradación térmica. De esta manera se obtuvieron excelentes rendimientos de ascaridol (ca. 99% GC-FID), de un alto grado de pureza (> 98% GC; RP-HPLC; 1H y 13C RMN). Además, se informan aquí los parámetros de activación de la reacción de descomposición térmica de ascaridol en solución de n-hexano, alcohol isopropílico y metanol, en el ámbito de temperaturas de 120ºC a 170ºC. Es evidente también un efecto de solvente en la homólisis unimolecular de esa sustancia.Discrepancies exist between the values of some physical properties of ascaridole isolated from the vegetal named «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae) and the synthetic substance obtained by the photoxygenation reaction of α-terpinene. Moreover, the use of decoctions of the above mentioned plant as anthelmintic medicine in humans arouse a scientific debate because of toxic properties attributed to its main active drug (ascaridole), which would be responsible of the well-known beneficial action. This lead to perform here the preparation of that substance by Schenck’s method, but working at 0 ºC with isopropyl alcohol as solvent and doing its separation and purification at room temperature by preparative column chromatography to prevent its thermal degradation. Thus, excellent yields of ascaridole were obtained (ca. 99 % GC-FID) of high degree of purity (> 98% GC; RP-HPLC; 1H and 13C NMR). Furthermore, the kinetics of the thermal stability of ascaridole in solution is now advanced, reporting the activation parameters values for their decomposition reactions in n-hexane, isopropyl alcohol and methanol, in the 120º170 ºC temperature range. A solvent effect on the unimolecular homolysis of that substance is also evident.Hi ha diferències entre els valors d’algunes propietats fisiques de l’ascaridol natural, aïllat del vegetal dit vulgarment «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae), i la substància sintètica obtinguda mitjançant la reacció de fotooxigenació d’α-terpinè. Encara més, l’ús de decoccions de l’esmentada planta, emprades com a medicina antihelmíntica en humans, ha despertat un debat científic, donades les propietats tòxiques atribuïdes al seu principi actiu (ascaridol), que seria el responsable de la molt coneguda acció beneficiosa. En aquest treball, s’ha realitzat la preparació d’aquesta substància pel mètode de Schenck, però treballant a 0 ºC amb alcohol isopropílic com a dissolvent i efectuant la seva separació i purificació a temperatura ambient mitjançant cromatografia de columna preparativa, per tal de prevenir la seva degradació tèrmica. D’aquesta manera, s’obtenen excel.lents rendiments d’ascaridol (ca. 99% GC-FID), d’un alt grau de puresa (> 98% GC; RP-HPLC; 1H i 13C RMN). A més, es presenten els paràmetres d’activació de la reacció de descomposició tèrmica de l’ascaridol en dissolució de n-hexà, alcohol isopropílic i metanol, en el marge de temperatures de 120ºC a 170 ºC. Així mateix, és evident un efecte del dissolvent en l’homòlisi unimolecular d’aquesta substància.Facultad de Ciencias ExactasLaboratorio de Estudio de Compuestos OrgánicosCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Cinètica de la reacció de descomposició tèrmica de l’ascaridol en dissolució

Existen diferencias entre los valores de algunas propiedades físicas de ascaridol natural aislado del vegetal denominado vulgarmente «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae) y la sustancia sintética obtenida mediante la reacción de fotooxigenación de α-terpineno. Es más, el uso de decocciones de dicha planta, utilizadas como medicina antihelmíntica en los humanos, ha despertado un debate científico debido a las propiedades tóxicas atribuídas a su principio activo (ascaridol), el cual sería responsable de la muy conocida acción beneficiosa. En este trabajo se ha realizado la preparación de esa sustancia por el método de Schenck, pero trabajando a 0 ºC con alcohol isopropílico como solvente y efectuando su separación y purificación a temperatura ambiente por cromatografía en columna preparativa, a fin de prevenir su degradación térmica. De esta manera se obtuvieron excelentes rendimientos de ascaridol (ca. 99% GC-FID), de un alto grado de pureza (> 98% GC; RP-HPLC; 1H y 13C RMN). Además, se informan aquí los parámetros de activación de la reacción de descomposición térmica de ascaridol en solución de n-hexano, alcohol isopropílico y metanol, en el ámbito de temperaturas de 120ºC a 170ºC. Es evidente también un efecto de solvente en la homólisis unimolecular de esa sustancia.Discrepancies exist between the values of some physical properties of ascaridole isolated from the vegetal named «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae) and the synthetic substance obtained by the photoxygenation reaction of α-terpinene. Moreover, the use of decoctions of the above mentioned plant as anthelmintic medicine in humans arouse a scientific debate because of toxic properties attributed to its main active drug (ascaridole), which would be responsible of the well-known beneficial action. This lead to perform here the preparation of that substance by Schenck’s method, but working at 0 ºC with isopropyl alcohol as solvent and doing its separation and purification at room temperature by preparative column chromatography to prevent its thermal degradation. Thus, excellent yields of ascaridole were obtained (ca. 99 % GC-FID) of high degree of purity (> 98% GC; RP-HPLC; 1H and 13C NMR). Furthermore, the kinetics of the thermal stability of ascaridole in solution is now advanced, reporting the activation parameters values for their decomposition reactions in n-hexane, isopropyl alcohol and methanol, in the 120º170 ºC temperature range. A solvent effect on the unimolecular homolysis of that substance is also evident.Hi ha diferències entre els valors d’algunes propietats fisiques de l’ascaridol natural, aïllat del vegetal dit vulgarment «Paico» (Chenopodium ambrosioides L., Chenopodiaceae), i la substància sintètica obtinguda mitjançant la reacció de fotooxigenació d’α-terpinè. Encara més, l’ús de decoccions de l’esmentada planta, emprades com a medicina antihelmíntica en humans, ha despertat un debat científic, donades les propietats tòxiques atribuïdes al seu principi actiu (ascaridol), que seria el responsable de la molt coneguda acció beneficiosa. En aquest treball, s’ha realitzat la preparació d’aquesta substància pel mètode de Schenck, però treballant a 0 ºC amb alcohol isopropílic com a dissolvent i efectuant la seva separació i purificació a temperatura ambient mitjançant cromatografia de columna preparativa, per tal de prevenir la seva degradació tèrmica. D’aquesta manera, s’obtenen excel.lents rendiments d’ascaridol (ca. 99% GC-FID), d’un alt grau de puresa (> 98% GC; RP-HPLC; 1H i 13C RMN). A més, es presenten els paràmetres d’activació de la reacció de descomposició tèrmica de l’ascaridol en dissolució de n-hexà, alcohol isopropílic i metanol, en el marge de temperatures de 120ºC a 170 ºC. Així mateix, és evident un efecte del dissolvent en l’homòlisi unimolecular d’aquesta substància.Facultad de Ciencias ExactasLaboratorio de Estudio de Compuestos OrgánicosCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Extracción con solventes de artemisinina y otros metabolitos de <i>Artemisia annua</i> L. silvestre

Se han llevado a cabo metodologías alternativas para la extracción de artemisinina de hojas e inflorescencias del comunmente denominado ajenjo dulce ("sweetwormwood", Artemisia annua L.), ya sea de ejemplares de crecimiento expontáneo (silvestre) como de aquellos expresamente cultivados en regiones ubicadas en las Provincias de Buenos Aires y de Entre Ríos de la República Argentina. Fueron experimentalmente ensayadas y al mismo tiempo optimizadas, las diferentes condiciones de extracción, algunas si bien ya conocidas, de esa eficaz droga antipalúdica natural. Los extractos correspondientes fueron preparados en distintos solventes y condiciones, ya sea para el análisis de sus contenidos de artemisinina o bien, para el aislamiento de los principales metabolitos presentes en Artemisia annua L. Estos extractos se obtuvieron por operaciones de maceración, percolación o decocción de partes aéreas del vegetal fresco o previamente secado y molido, colocado ya sea en viales de Pyrex o en recipientes cerrados, en presencia de solventes puros o sus mezclas, con distintas características físicoquímicas, ejerciendo vigorosa agitación mecánica y colocados a temperaturas convenientes. Para el dosage de artemisinina en los correspondientes extractos y también poder evaluar su calidad analítica se empleó, según su conveniencia experimental para la obtención de resultados confiables, cromatografía planar en capa delgada (CCD, TLC), cromatografía líquida de alta eficiencia en fase reversa (CLAE, RP-HPLC) y cromatografía capilar en fase gaseosa (CG). La reproducibilidad y exactitud de los procedimientos analíticos utilizados se comprobó comparando los resultados obtenidos con los provenientes de aplicar métodos clásicos para la extracción exhaustiva de artemisinina del material vegetal con n-hexano a reflujo (i.e. Soxhlet). La metodología llevada a cabo permitió obtener conclusiones relativas a la eficiencia de los solventes utilizados, lo cual resulta de utilidad para poder adaptar los procedimientos seguidos en la extracción de artemisinina a una mayor escala como también de otras sustancias naturales estructuralmente relacionadas o con similares propiedades fisicoquímicas.Departamento de Químic

Thermal stability of 1, 2, 4-trioxanes: a new antimalarial generation

Se han evaluado las estabilidades térmicas en solución de sustancias que funcionalmente poseen el anillo molecular de 1,2,4-trioxano: trans-3,3-dimetil-5,6-tetrametilen-1,2,4-trioxa-ciclohexano(lla) y cis-6-fenil-5,6-(2-fenilpropiliden)-3,3-tetrametilen- 1,2,4-trioxaciclohexano (llb), relacionándolas con datos de la termólisis de la droga antimalárica natural artemisinina (l). De esta manera la estabilidad térmica de l en etanol a 78ºC resulta ca.54 veces menor que la de lla y ca. 5 veces mayor que la de llb en metanol. Se consideran también otros procesos que modifican la estabilidad de este tipo de sustancias en solución y que determinan la mejor forma de administrarlas con fines terapéuticos.The thermal stabilities in solution of compounds with the molecular ring of 1,2,4-trioxane: trans-3,3-dimethyl-5,6-tetram ethylene-l,2,4-trioxacyclohexane(IIa) and cis-6-phenyl-5,6-(2-phenylpropiliden-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane(II b) were related to data for the thermolysis of the natural antimalarial drug artemisinine (I). Thus the thermal stability of I in ethanol at 78ºC is ca. 54 times lower than IIa and ca. 5 times higher than IIb in methanol. Other processes that modify the stabilities of those type of substances in solution, which determine the best way to supply them for therapeutic purposes, are also considered.Colegio de Farmacéuticos de la Provincia de Buenos Aire

Thermal stability of 1, 2, 4-trioxanes: a new antimalarial generation

Se han evaluado las estabilidades térmicas en solución de sustancias que funcionalmente poseen el anillo molecular de 1,2,4-trioxano: trans-3,3-dimetil-5,6-tetrametilen-1,2,4-trioxa-ciclohexano(lla) y cis-6-fenil-5,6-(2-fenilpropiliden)-3,3-tetrametilen- 1,2,4-trioxaciclohexano (llb), relacionándolas con datos de la termólisis de la droga antimalárica natural artemisinina (l). De esta manera la estabilidad térmica de l en etanol a 78ºC resulta ca.54 veces menor que la de lla y ca. 5 veces mayor que la de llb en metanol. Se consideran también otros procesos que modifican la estabilidad de este tipo de sustancias en solución y que determinan la mejor forma de administrarlas con fines terapéuticos.The thermal stabilities in solution of compounds with the molecular ring of 1,2,4-trioxane: trans-3,3-dimethyl-5,6-tetram ethylene-l,2,4-trioxacyclohexane(IIa) and cis-6-phenyl-5,6-(2-phenylpropiliden-3,3-tetramethylene-1,2,4-trioxacyclohexane(II b) were related to data for the thermolysis of the natural antimalarial drug artemisinine (I). Thus the thermal stability of I in ethanol at 78ºC is ca. 54 times lower than IIa and ca. 5 times higher than IIb in methanol. Other processes that modify the stabilities of those type of substances in solution, which determine the best way to supply them for therapeutic purposes, are also considered.Colegio de Farmacéuticos de la Provincia de Buenos Aire

A Simple and rapid method for ascaridole determination in aqueous solution using RP-HPLC

Ascaridol es un endoperóxido cíclico que constituye el principal principio farmacológicamente activo de la planta medicinal conocida popularmente como “Paico” (Chenopodium ambrosioides L.). Sus infusiones y decocciones continúan aplicándose como antihelmíntico aunque existen discrepancias sobre su efectividad terapéutica y grado de toxicidad. Dada la importancia de la estabilidad térmica de ascaridol en medio acuoso para su uso medicinal, se presenta aquí un procedimiento analítico simple y rápido basado en la cromatografía líquida de alta eficiencia en fase invertida (RP-HPLC) para su determinación en medio acuoso. La fase móvil utilizada es una mezcla de metanol y agua (65:35, v/v). El método emplea una columna Spherisorb Superpack C-18 (4,0 mm de d.i. y 100 mm de longitud, con partículas de 3 μm), flujo de 0,7 mL/min, con un detector de índice de refracción diferencial, operando a temperatura ambiente. La validación del método analítico produjo resultados con una desviación estándar relativa de 1,8% y exactitud del 96%. La curva de calibración presentó una linealidad satisfactoria (coeficiente de correlación ≤ 0,9989) en el ámbito de concentraciones de ascaridol comprendidas entre 10 y 120 μmoles/mL. La preparación y purificación del ascaridol utilizado como patrón, se realizó mediante una modificación de la reacción de fotooxigenación de -terpineno a temperaturas cercanas a 0°C usando alcohol isopropílico como solvente. El método analítico se aplicó a la evaluación del contenido de ascaridol en decocciones, maceraciones e infusiones en agua destilada. de Paico recientemente cosechado. PALABRAS CLAVE: Ascaridol, CLAE, Solución acuosa                   Ascaridole, a cyclic endoperoxide, is the main pharmacologically active constituent of the medicinal plant named “Paico” (Chenopodium ambrosioides L.). The utilization of infusions and decoctions of the above mentioned vegetal as antihelmintic medicine in humans arouse a scientific debate on the toxic properties and therapeutic effect of ascaridole. The thermal stability of that substance in water is considered important to evaluate the above therapeutic action. A simple and rapid high-performance liquid chromatographic (RP-HPLC) assay for the ascaridole determination in water is here advanced. The mobile phase was a mixture of methanol and water (65:35, v/v). The chromatographic system employed a Spherisorb Superpack RP-18 column (100 mm length, 4.0 mm i.d,. 3 μm of particle size), 0.7 mL/min flow rate and a differential refraction index detector, at room temperature. The validation method yielded a 1.8 % relative standard deviation (RSD) and 96 % accuracy. The calibration plot was practically linear between 10 and 120 μmoles / mL of ascaridole, with correlation coefficient ≤ 0.9989. The preparation and purification of ascaridole employed as standard was performed by a modified photooxygenation reaction of -terpinene at temperatures near 0°C using isopropyl alcohol as the reaction solvent. The analytical method was used to evaluate the ascaridole content in maceration, decotion and infusion of recently harvested Paico, prepared in destilled water.Fil: Cafferata, Lazaro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas ; ArgentinaFil: Jeandupeux, René. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química; ArgentinaFil: Rimada, Rubén S.. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química; Argentin

Thermal stability of Ascaridole in aqueous solution

Ascaridol es un endoperóxido cíclico que constituye el principal principio farmacológicamente activo de la planta conocida popularmente como "paico" (Chenopodium ambrosioides L.). Sus infusiones y decocciones acuosas se aplican como antihelmíntico, aunque existen discrepancias sobre el grado de efectividad terapéutica y toxicidad. Se considera que el conocimiento de la estabilidad térmica de ascaridol en medio acuoso constituye un aporte a una más exacta evaluación de su acción terapéutica, dado que entre los productos de reacción a las temperaturas en que se preparan usualmente sus decocciones,se encuentran presentes sustancias hidroperoxídicas potencialmente tóxicas. En este trabajo se analizan los productos y la cinética de la estabilidad térmica de ascaridol en un ámbito de temperatura comprendido entre 100 °C y 150 °C. Asimismo se informan los parámetros de activación de la homólisis unimolecular de esa sustancia en solución acuosa.Ascaridole, a cyclic endoperoxide, is the main pharmacologically active constituent of the medicinal plant named "paico" (Chenopodium ambrosioides L.). The use of infusions and decotions of the above mentioned vegetal as antihelmintic medicine in humans arouse a scientific debate on the toxic properties and therapeutic effect of ascaridole. The thermal stability of that substance in water is considered important to assess its activity because between their products reaction at the decoction temperatures are found hidroperoxydic substances potencially toxic. Thus, the kinetic of the thermal stability of ascaridole was investigated in the 100 °-150 °C temperature range. The activation parameters values for the initial unimolecular homolysis of that molecule in aqueous solutions have been evaluated.Colegio de Farmacéuticos de la Provincia de Buenos Aire

Matter transference towards the solution during the extraction of plant bioactive products and its degradation in solvent mixtures

Se ha realizado una evaluación analítica cuantitativa de la extracción de la droga antimalárica natural artemisinina, presente en plantas silvestres de Artemisia annua L., utilizando mezclas de etanol 70% (v/v) - agua. El objetivo ha sido encontrar una justificación de la reducida recuperación de esa droga en los procesos de su aislamiento ya indicados en la literatura y que conducen a la obtención de rendimientos que no corresponden con el dosaje inicial de la droga en el material vegetal fresco. Los resultados de este trabajo podrían ser de utilidad para interpretar situaciones análogas en el aislamiento de productos naturales provenientes de vegetales.A quantitative analytic evaluation of the extraction of the natural antimalarial drug artemisinin, in wild plants of Artemisia annua L., using mixtures of ethanol 70% (v/v)-water has ben carried out. This study has been performed in order to find a justification of the reduced recovery of that drug in their isolation processes previously reported, not corresponding to the values of its dosage in the fresh plant material. The results of this work could be useful to interpret similar situations in the isolation of plant natural products.Colegio de Farmacéuticos de la Provincia de Buenos Aire