En un reestudio de Zanthoxylum coco Gill. (sinónimoFagara coco Gill. (Engl.)), especie de Bolivia y Argentina de la familia de las Rutáceas, se han aislado la piranoquinolina angular jlindersina y la cumarina prenilada aurapteno. Estos resultados apoyan el criterio que las cumarinas se acumulan también en las especies sudamericanas de Zanthoxylum. La validez de estos datos como marcadores quimiosistemáticos es discutida

Cassels, B. K.

Muñoz, Miguel A.

Torres G., René

Contribuciones Científicas y Tecnológicas

Contribuciones Científicas y Tecnológicas Nº 65 - Área Química XX - Marzo de 1984 * ** reestudio de Zanthoxylum Coco Gill* Miguel A. Muñoz, B.K. Cassels y René Torres G.** RESUMEN: En un reestudio de Zanthoxylum coco Gil/. (sinó-nimo Fagara coco Gill. (Engl.)), especie de Bolivia y Argentina de la familia de las Rutáceas, se han aislado la piranoquinolina angular jlindersina y la cumarina prenilada aurapteno. Estos resultados apoyan el criterio que las cumarinas se acumulan también en las especies sudamericanas de Zanthoxylum. La validez de estos datos como marcadores quimiosistemáticos es discutida. SUMMARY: In a reexamination study of Zanthoxylum coco Gill. (syn. Fagara coco Gill (Engl.)) a Rutaceae specie from Argentina and Bolivia, the angular pyranoquinoline jlindersine and the prenylated coumarin aurapten were isolated. These results lend further support to the notion that coumarins are rather widespread in South-American species of Zanthoxylum. The validity of data as chemosystematic markers is discussed . Manuscrito revisado y aprobado en forma definitiva en noviembre de 1982. Departamento de Química, Facultad de Ciencia, Universidad de Santiago de Chile. INTRODUCCION ElZanthoxylum coco Gill. (Sinónimo Fagara coco (Gill.) Engl. ) es un pequeño árboi de la familia de las Rutáceas que crece en la región occidental seca del Gran Chaco en Bolivia y Argentina, extendiéndose hacia el sur hasta las Sierras de Córdoba 1• Su morfología y ecología la separan de la mayoría de sus congéneres sudamericanas, lo cual ha sido ratificado por los estudios químicos . En efecto, en la literatura química ella ha sido considerada tradicionalmen-te como una especie no característica de la subsección Paniculatae (Neogaeae), creada por Engler7, ya que aparece acumulando alcaloides furoquinolínicos y protopinas, los cuales estarían ausentes del resto de los miembros del grupo2. En el transcurso de los últimos cincuenta años, se han caracterizado los alcaloides de la corteza como del follaje de Zanthoxylum coco habiéndose descrito: la feniletilamina cuaterna-ria candicina (l), las aporfinas cuaternarias magnoflorina (2) y N-metilisocoridina (3), las benzofenant1 ;dinas queleritrina ( 4) y nitidina (5), las protoberberinas berberina (6) y palmatina (7) , las protopinas alocriptopina (8) y fagarina 11 (9) y las furoquinolinas skimmianina (10) y -y-fagarina (11)3.4·5 ·6 . Por otra parte, no se tiene evidencias de que se hayan buscado otras substancias no alcaloidales en los extractos polares alcohólicos ni en los menos polares de éter de petróleo. Contribuciones recientes a la química deZanthoxylum s. l. (incluye los géneros Fagara y Zanthoxylum s.s.) han cuestionado la validez de la clasificación de Engler7 . Por ejemplo, los alcaloides bishordeninilterpenoidales , los cuales han sido aislados como metabolitos secunda-rios de cuatro especies de Zanthoxylum, geográficamente afines, han sido encontrados en la sección considerada " primitiva" Pterota y en la considerada "avanzada" Tobinia8 . Por su parte, el alcaloide de un camino biogenético considerado " moderno", como es el caso de la skimmianina, se sabe ahora que se acumula en especies de subsecciones "primitivas" como Pterota, con ejemplos como Z.fagara9 y Z. culantrillo' º y en la rama americana de Paniculatae (Neogaeae), con especies como Z. limoncello9 , Z. belizense 11 , z. monophyllum 12 , Z. caribeum9 y Z. microcarpum8 , siendo que hasta hace pocos años, Z . coco era la única especie de este último grupo del cual algún alcaloide de tal tipo había sido aislado. Cuando se publicó el trabajo de Fish y Waterman , fundamental en la quimiosistemática del complejo Fagara!Zanthoxylum2, ninguna cumarina había sido descrita en Pterota y Z. elephantiasis y Z.flavum eran las únicas fuentes conocidas en Paniculatae (Neogaeae). Desde entonces, se han encontrado cumarinas en Z.fagara9 y en Z. belizense 11 • Si estas especies son de verdad primitivas, como se puede concluir de sus afinidades en el sistema de Engler7 , parecería que la presencia de alcaloides derivados biogenéticamente del ácido antranílico y de cumarinas simples y preniladas, no son buenos indicadores de progreso evolutivo en el género Zanthoxylum s. l. A la inversa, si dichos caracteres químicos son tomados como signos de especialización en el género, entonces, las subsecciones Pterota y Paniculatae (Neogaeae) son más avanzadas que lo que se suponía, o bien son heterogéneas. Como parte de una búsqueda específica de componentes menos polares y neutros en especies de Zanthoxylum de Sudamérica, hemos analizado un extracto de hexano de hojas de Z. coco. Además de skimmianina (10) presente en los extractos alcohólicos de la especie3 , se encontraron la cumarina aurapteno (12) y la piranoquinolona angular flindersina (13). Dado que dichos compuestos fueron aislados mediante técnicas en las cuales no se utilizaron soluciones acuosas ácidas, se puede concluir que ~n Z. coco la flindersina se encuentra como tal y por consiguiente no es un "artefacto" producto de la hidrólisis ácida de un precursor, como ha sido descrito en Z. monophyllum 12• Nuestros resultados apoyan una hipótesis de trabajo anterior, de que las cumarinas estarían presente en los tejidos vegetales de otras especies de Zanthoxylum sudamericanas 13 • Que no se hubiesen descrito en los materiales estudiados, era debido solamente a la falta de una búsqueda sistemática de ellas. Sin embargo, el aurapteno continúa siendo un metabolito secundario poco común en Zanthoxylum , habiendo sido aislado previamente sólo en Z. ovalif olium 14 de la rama asiática de Paniculatae (Gerontogaeae). Es , además, el único ejemplo 30 de una cumarina 0-prenilada, pero parece necesario disponer de mayor información antes de extraer alguna conclusión de interés quimiosistemático. Las piranoquinolonas angulares, como es el caso de flindersina, son también excepcio-nales en Zanthoxylum, donde han sido encontradas solamente en Z. monophyllum 12 y Z. chalybeum 15 de las Paniculatae de América y Africa respectivamente . Asimismo, un análogo lineal relacionado ha sido aislado de Z. mayu 16 y Z. williamsii11 . De este resultado, aunque interesante, tampoco se puede extraer una conclusión valedera de tipo sistemático, ya que el número de especies estudiado no es muy grande y algunas de las estudiadas, no lo han sido en forma exhaustiva. Queda, sin embargo, presente el potencial valor quimiosistemático que tales estructuras poseen. Los estudios futuros en estas plantas deberán prestar especial atención a la búsqueda de cumarinas, alcaloides derivados del camino biogenético del ácido antranílico y bases protopí-nicas. Con respecto a estas últimas, Z. coco continúa siendo la única especie de las americanas estudiadas que las acumula, a menos que se considere un informe de la presencia de alocriptopina en un extracto que se creía que fuese la muy variable Z. rhoifolium 11 , lo cual no se confirmó en un trabajo posterior6 . PARTE EXPERIMENTAL Material vegetal Las hojas de Zanthoxylum coco fueron recolectadas cerca de Bialet Massé, Córdoba, Argenti-na, en febrero de 1978 e identificadas por el Prof. A.T. H unziker. Muestras de ella fueron depositadas en los Herbarios del Museo Botánico de Córdoba y en el del Museo de Historia Natural de Santiago de Chile. Extracción y fraccionamiento Una muestra de 650 g de hojas secas y molidas, fueron extraídas en forma continua con hexano (3 litros) . El extracto se concentró a un volumen de 300 mi y se dejó en refrigerador por 24 horas, obteniéndose un abundante precipitado, que fue filtrado y secado ( l .5 g). 700 mg de tal precipitado fueron cromatografiados en una columna de silica gel (columna A) preparada en cloroformo y eluida con el mismo solvente. El filtrado fue extraído con una mezcla de metanol-agua (85: 15) y la fase acuosa fue concentrada a presión reducida dando un residuo oleoso oscuro, que tratado con cloroformo, dio un sólido blanco-amarillento (430 mg) que mostraba dos manchas importantes al realizar un análisis cromatográfico en capa fina (Sílica-gel Merck GF254 , cloroformohexano (9:1)). Este producto (360 mg) fue cromatografiado en una columna de sílicagel en cloroformo-hexano (9: 1)) (columna B). La columna se eluyó con el solvente en el cual se preparó y luego con cloroformo, se recogieron fracciones de 15 mi que se juntaron de acuerdo a su comportamiento cromatográfico, en capa fina. Skimmianina (10) La columna A entregó primero una mezcla compuesta principalmente de ésteres de ácidos grasos (espectros de ir y de rmn protónica) y luego un residuo alcaloidal del cual por tratamiento con metano!, se logró la cristalización de skimmianina (39 mg) , identificada por comparación con una muestra auténtica (cromatografía en capa fina , punto de fusión mixto, espectros de ir , uv y rmn protónica) . Aurapteno (12) Las fracciones 3-10 de la columna B fueron concentradas y el residuo se recristalizó de metano! , dando 120 mg de cristales blancos, p.f. 68°. Espectro uv >.. máx (metano!) 220 (h), 252 t 320 nm. Espectro ir -y máx (KBr) 1720, 1610 y 1510 cm- 1• Espectro de rmn protónica 31 H3CO ~ " NLCH3b -m ,, EB ] N(CH3b / H ~ EB R HO HO 1 r-1 H 2 H3CO CH33 4 7 32 ( o R 1 H o 13 ,.-..J 12 ,-....; R1 R2 OCH3 H 8 H OCH3 9 R H 10 11 33 (90 MHz) 8 (CDC1 3) 1.65 (s,3H), 1.75 (s,3H), 1.80 (s,3H), 2.0-2.2 (m,4H) , 4 .63 (d,J=7,2H), 5.10 (m, lH), 5.50 (t,J=7,1H), 6,25 (d,J=lO , lH), 6.82 (d,J=3,1H), 6,87 (dd,J=7 y.J=3 , lH), 7.43 (d,J=7, lH), 7 .65 (d ,J= 10, lH). Espectro de masa miz (intensidad relativa) 299. 1629 (1.4%) (M + , C 19H22N03 da un valor de 299.1647). Los Rfs en cromato-grafía en capa fina y los datos de los espectros de uv, ir y rmn protónica, fueron idénticos para el compuesto aislado y para muestra auténtica de aurapteno. Flindersina (13) Las fracciones 37-48 de la columna B fueron concentradas, lográndose un residuo que se recristalizó de metano! dando cristales blancos (98 mg). p.f. l 98°. Espectro uv X. máx (metanol) 258 (h), 310 (h) , 333,348 y 364 nm. Espectro de ir -y máx (KBr) 3400, 1660 and 1625 cm- 1• Espectro de nnn protónica (90 MHz) 8 (CDC l3) l.55 (s,6H), 5.53 (d,J = 10, lH), 6.80 (d,J= 10, lH) , 7 .05-7.49 (m,3H), 7 ,84 (dd,J=7 .5 J =2, lH), l 1,55 (s, IH), Espectro de masa miz (intensidades relativas) 227.0946 (21.6%) (M+, C 14H 13N02 , valor calculado 227 .0946), 212.0707 (100%) (M+ -CH3,C13HioN02 , valor calculado 212.071 l) . Los datos de espectros fueron idénticos con los de muestra auténtica de tlindersina. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la Organización de Estados Americanos y a DIPLAN II DICYT (USACH) por el apoyo financiero otorgado al Proyecto en cuyo marco se efectuó el trabajo. Asimismo, se agradece a los Drs. F.R. Stennitz y A. San Martín por el envío de muestras auténticas de flindersina y de aurapteno respectivamente. 34 BIBLIOGRAFÍA 1. M.G. EscALANTE, Bol. Soc. Argentina 8 01. , 9,291 (1961) . 2. F. F1sH y P.G . WATERMAN, Taxon. 22. 177 ( 1973). 3. V . DEULOFEU, R. LABRIOLA y J. DE LANGHE, J . Am. 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