Del extracto etanólico de la parte aérea de Solanum cornifolium, utilizando técnicas cromatográficas para la separación y purificaciónde cada uno de los compuestos, fueron aislados dos esteroles, B-sitosterol y Estigmasterol, un triterpeno pentacíclico,Lupeol, y un nuevo alcaloide esteroidal 2-(-metil-tetrahirofurano)-Solanidina.Sus estructuras fueron elucidadas por RMN, incluyendo técnicas 2D y por comparación con datos de la literatura

Coy, Carlos Andres

Cuca, Luis Enrique

Orozco, Clara Ines

Spanish

Universidad Nacional De Colombia - Repositorio Institucional UN

Aislamiento y elucidación estructural de algunos metabolitos mayoritarios del extracto etanólico de solanum cornifolium. sección geminata

LAReferencia - Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas Latinoamericanas

AISLAMIENTO Y ELUCIDACIÓN ESTRUCTURAL DE ALGUNOSMETABOLITOS MAYORITARIOS DEL EXTRACTO ETANÓLICODE Solanum cornifolium. SECCIÓN GEMINATAISOLATION AND STRUCTURAL ELUCIDATION OF SOME MAJORMETABOLITES IN ETHANOLIC EXTRACT FROMSolanum cornifolium. SECTION GEMINATALuis Enrique Cuca S.*, Carlos Andrés Coy B. y Clara Inés Orozco**Recibido: 12/03/04 – Aceptado: 25/05/04RESUMENDel extracto etanólico de la parte aérea deSolanum cornifolium, utilizando técnicascromatográficas para la separación y pu-rificación de cada uno de los compuestos,fueron aislados dos esteroles, -sitosteroly Estigmasterol, un triterpeno pentacícli-co, Lupeol, y un nuevo alcaloide esteroi-dal 2-(-metil-tetrahirofurano)-Solanidi-na. Sus estructuras fueron elucidadas porRMN, incluyendo técnicas 2D y por com-paración con datos de la literatura.Palabras clave: Solanum cornifolium,Solanaceae, fitosteroles, alcaloides este-roidales, sección Geminata.ABSTRACTFrom the ethanolic extract of Solanumcornifolium using chromatographic tech-niques for the isolation and purification ofthose compounds, were isolated two ste-rols, -sitosterol, Stigmasterol, apentacyclic triterpenoid, Lupeol, a newsteroidal alkaloid 2-(-Methyl-tetrahi-drofuran)-Solanidine. The structureswere elucidated by NMR, incluiding 2Dtechniques and for comparison with lite-rature data.Key words: Solanum cornifolium, Sola-naceae, phytosterols, steroidal alkaloids,section Geminata.INTRODUCCIÓNEl género Solanum es uno de los génerosmás grandes de plantas con flores, repre-sentativo de la familia Solanaceae; mun-dialmente se estima un total de 1250 espe-cies, de las cuales cerca de 950 seencuentran en el nuevo mundo.Una de las secciones más grandes delgénero Solanum es la sección Geminata,con cerca de 126 especies, las cuales han7REVISTA COLOMBIANA DE QUÍMICA, VOLUMEN 33, No. 1 DE 2004* Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Química. Correo electrónico: lecucas@unal.edu.co** Universidad Nacional de Colombia, Instituto de Ciencias Naturales, Herbario Nacional Colombiano. Correo electróni-co: ciorozcop@unal.edu.cosido subdivididas en 16 grupos, 13 deellos existentes en Colombia. Solanumsección Geminata es neotropical (1), seencuentra distribuida en todo el país, cre-ciendo desde las selvas húmedas hasta lospáramos entre 0 y 3500 metros de altitud.Como en otros grupos de Solanaceae,surge la necesidad de estudiar Solanumsección Geminata para Colombia debido ala ausencia de un estudio químico y taxo-nómico, esto se refleja en los aproximada-mente 500 ejemplares indeterminados queexisten en los principales herbarios delpaís; de Solanum sección Geminata sólo seha realizado una investigación química enSolanum nudum, donde se reporta la pre-sencia de 5 esteroides (2).En este trabajo reportamos el aisla-miento e identificación de dos esteroles 1y 2 y un triterpeno pentacíclico 3 ya cono-cidos, pero reportados por primera vez enesta especie, y un nuevo alcaloide esteroi-dal 4 (Figura 1).El género Solanum es conocido por laproducción de alcaloides esteroidales(3-6), alcaloides tropánicos (7), withanó-lidos (8), flavonoides (9); de igual formasus especies son utilizadas para el trata-miento de una gran variedad de enferme-dades: antimaláricas (10), anticoncepti-vas (11), antimicrobianas (12), enferme-dades cardíacas (8), enfermedades sexua-les (13), entre otras.PARTE EXPERIMENTALGeneralRMN-1H, 400 MHz, en CDCl3, con TMScomo patrón interno, RMN-13C, 100MHz, en CDCl3, con TMS como patróninterno, CC; sílica gel 60 (Kieselgel 60,Merck), CCF; sílica gel HF254 (Merck);las placas de CCF fueron visualizadas conluz UV y expuestas a vapores de I2.Material vegetalEn el santuario de fauna y flora de Igua-que en Villa de Leyva se colectó unamuestra de hojas, tallo y fruto de Solanumcornifolium, el día 12 de junio del año2002, clasificada por Clara Inés Orozco,bióloga de la Universidad Nacional de Co-lombia. Un espécimen está depositado enel Herbario Nacional Colombiano bajo elN° COL-500102.Extracción y aislamientoEl material vegetal seco y molido (691 g)fue sometido a extracción por percolaciónen etanol a temperatura ambiente; el extrac-to viscoso obtenido (30,0 g) se sometió afraccionamiento con CC (sílica gel: Tol:AcOEt en polaridad creciente), se obtuvie-ron 25 fracciones las cuales se denomina-ron fracción poco polar del extracto; en lafracción número 12 se obtuvo el sólido A(12 mg) que corresponde a la mezcla de loscompuestos 1 y 2.8REVISTA COLOMBIANA DE QUÍMICA, VOLUMEN 33, No. 1 DE 2004Figura 1. Estructura compuesto 4.La parte polar del extracto, obtenidapor el lavado de la columna con EtOH:H2O (8:2), (22,8 g), fue sometida a hidró-lisis ácida con HCl al 20%, posteriormen-te se hizo la extracción L-L con CHCl3,hasta obtener el extracto clorofórmico A(8,99 g), al cual se le hizo CC (sílica gel:CHCl3: MeOH en polaridad creciente), ob-teniendo 8 fracciones, la fracción 7 (128,1mg) es de nuevo sometida a CC (sílica gel:CHCl3:MeOH; 8:2,7:3) para obtener elcompuesto 3 (18 mg).La fracción 4 de la parte polar (48 mg)fue sometida a un lavado con EtOH, y pos-terior filtración, el sólido obtenido es denuevo sometido a hidrólisis ácida con 10ml de HCl al 20% por 30 minutos y luegoneutralizado con 15 ml de NaOH al 40%hasta pH básico, luego se realizó la extrac-ción L-L con CHCl3, la posterior concen-tración de la capa clorofórmica en rotava-por, lavado con metanol y filtración,permitió la obtención del compuesto 4.RESULTADOS Y ANÁLISISDE RESULTADOSEl compuesto 4 es un sólido blanco conPF, 278 °C (metanol), el ensayo de Dra-gendorff dá positivo, lo cual indica que esun alcaloide.El espectro IR (pastilla de KBr) pre-senta las siguientes señales característi-cas: 3430 cm-1 (tensión OH) de un grupoOH secundario confirmado con la señalen 1129 cm-1 (tensión C-O), en 1624 cm-1C=C (olefínico), en 2980 cm-1 tensiónC-H de metilos y metilenos confirmadosen 1449 cm-1, 1405 cm-1 , 1379 cm-1 fle-xión H-C-H, además no se encuentran se-ñales aromáticas, lo cual indica que elcompuesto es totalmente alifático (14).El espectro RMN-1H muestra el perfilde señales características de un compues-to esteroidal, se destacan como señalesimportantes de este núcleo las siguientes:: 5,34 (m, 1H), que corresponde a unC-H vinílico (H-6); en : 3,53 (m, 1H)corresponde a un protón sobre carbonooxigenado (H-3), : 2,33 (m, 2H), cincogrupos metilo a : 0,93 (s, 3H)(H-19); :0,84 (d, J=7,8 Hz, 3H)(H-21); : 0,77(d, J=7,8 Hz, 3H); : 0,74 (d, J=7,8Hz, 3H); : 0,63 (s, 3H)(H-18). Otras se-ñales del espectro que no corresponden alnúcleo esteroidal, y que según la biblio-grafía (14) indican desprotección por he-teroátomo (oxígeno y nitrógeno) son en: 3,75 (dd, J=12, 2,8 Hz, 1H)(H-23); :3,65 (dd, J=12, 4,4 Hz, 1H)(H-22); :3,35 (m, 1H)(H-29); : 3,29 (m,2H)(H-26); : 3,26 (m, 1H)(H-16). Entre1,0 ppm y 2,4 ppm se encuentran señalesde metinos y metilenos (15).La comparación entre el espectroRMN-13C y el experimento DEPT 135,permite establecer la presencia de tres car-bonos cuaternarios alifáticos en 140,0 ppm(carbono olefínico, C-5), 36,4 ppm (C-10)y 42,0 ppm (C-13), trece C-H alifáticos in-dican que la molécula posee varios anillos,de los cuales vale la pena resaltar señales en121,8 ppm (carbono olefínico, C-6), 78,8ppm (carbono oxigenado, C-3), comunesen el anillo esteroidal.Comparando con el reporte bibliográfi-co del alcaloide esteroidal Solanidina (16), laseñal en 76,1 ppm corresponde a carbonounido a oxígeno (C-23), las señales en 69,9ppm y 75,6 ppm son carbonos unidos a ni-trógeno (C-16 y C-22), además 31,6 ppm,49,9 ppm, 56,5 ppm, 35,9 ppm, 28,8 ppm,55,8 ppm, 45,5 ppm, 73,3 ppm y nueveCH2 alifáticos en 20,8 ppm, 29,3 ppm, 31,79REVISTA COLOMBIANA DE QUÍMICA, VOLUMEN 33, No. 1 DE 2004ppm, 25,7 ppm, 33,6 ppm, 36,9 ppm, 38,4ppm, 39,4 ppm, 61,5 ppm (metileno unido anitrógeno, C-26). El espectro HMQC quepresenta conectividades C-H, y el espectroHMBC correlaciones C-H a dos y tres enla-ces, permiten confirmar los desplaza-mientos y las uniones entre carbonos e hi-drógenos presentes en la molécula; todos es-tos datos se presentan en la Tabla 1. Lo nue-vo de la molécula es el anillo G, formado por10REVISTA COLOMBIANA DE QUÍMICA, VOLUMEN 33, No. 1 DE 2004N° C1H-RMN(ppm) Mult. J (Hz)13C-RMN(ppm) Exp.13C-RMN(ppm)Bibl. HMQC HMBC1 1,15-1,67 m --- 36,9 37,3 CH2 2,33/1,152 2,33 m --- 29,3 30,1 CH2 2,333 3,53 m --- 78,8 78,5 CH 3,534 1,2 --- --- 38,3 39,2 CH2 5,28/0,935 --- --- --- 140,0 140,9 C 2,33/0,936 5,28 d 4,8 121,8 121,8 CH 2,337 1,3-1,6 --- --- 33,6 32,2 CH2 ---8 1,35 --- --- 31,6 31,6 CH 5,289 1,4 --- --- 49,9 50,2 CH 0,9310 --- --- --- 36,4 36,8 C 0,93/1,2811 1,22 --- --- 20,8 20,9 CH2 5,28/1,0512 1,25 --- --- 39,4 40,8 CH2 0,6313 --- --- --- 42,0 40,9 C 0,63/1,614 1,18 --- --- 55,4 57,6 CH 0,6315 1,05 --- --- 31,7 31,5 CH2 ---16 3,26 m --- 69,8 69,3 CH ---17 1,9 --- --- 35,8 39,5 CH 0,8418 0,63 s --- 11,5 16,7 CH3 1,0519 0,93 s --- 18,9 19,3 CH3 1,0920 1,6 --- --- 28,8 30,5 CH 0,8421 0,84 d 7.8 18,4 18,4 CH3 1,2522 3,65 dd 12-4,4 75,6 75,1 CH 3,3523 3,75 --- 12-2,8 76,1 78,2 CH 0,8424 1,55 --- --- 55,8 59,5 CH 0,74/1,17/1,5525 1,09 --- --- 45,5 45,3 CH 1,17/0,7426 3,29 dd --- 61,5 60,2 CH2 ---27 0,74 d 7,8 18,6 18,9 CH3 1,0928 1,17 --- --- 25,2 --- CH2 1,5529 3,35 --- --- 73,3 --- CH 1.5530 0,77 d 7,8 19,3 --- CH3 0,77/1,55Tabla 1. Datos de RMN-1H, RMN-13C, HMQC, HMBC de la sustancia 4, comparaciónRMN-13C experimental con RMN-13C reportado en la bibliografía.un oxígeno, un metilo 19,3 ppm (C-30), unmetileno 25,2 ppm (C-28), y un metino en73,3 ppm (C-29); el espectro HMBC pre-senta correlación a cuatro enlaces entre elcarbono desprotegido por oxígeno en 73,3ppm (C-29) y el protón en : 1,55 (H-24), aligual que la correlación a dos enlaces entreel carbono metilénico en 25,2 ppm (C-28) yel protón en : 1,55 (H-24) lo que indica elcierre del anillo entre el metileno C-28 y elmetino C-24.Para confirmar la posición de los hi-drógenos desprotegidos por heteroáto-mos, el espectro COSY H1-H1 muestraacoplamiento protón-protón para los hi-drógenos, en : 3,75 (dd, 1H) (H-23); :3,65 (dd, 1H)(H-22); : 3,35 (m,2H)(H-29); : 3,29 m, 2H)(H-26); :3,26 (m, 1H)(H-16); los dos primeros sonhidrógenos desprotegidos por heteroáto-mo –el primero por oxígeno y el segundopor nitrógeno–, originando la señal doblede doble con constantes de acoplamientoaxial-ecuatorial de 12 Hz, y ecuato-rial-ecuatorial de 2,8 Hz y 4,4 Hz respec-tivamente, con el protón desprotegido pornitrógeno (H-16), los protones desprote-gidos por nitrógeno (H-26) y el protón delanillo G desprotegido por oxígeno (H-29)a través de heteroátomo.El análisis anterior conduce a la eluci-dación estructural del compuesto 4, deno-minado 2-(-metil-tetrahidrofurano)-sola-nidina, un alcaloide esteroidal reportadopor primera vez para la especie Solana-ceae. El estudio de Solanum cornifoliumoriginó además el aislamiento de trescompuestos conocidos, también reporta-dos por primera vez en la especie: unamezcla de dos esteroles caracterizadospor comparación directa con la bibliogra-fía, 1 - Sitosterol (17), 2 Estigmasterol(18), y un triterpeno pentacíclico 3 Lu-peol (19).AGRADECIMIENTOSAl grupo de productos naturales vegeta-les del Departamento de Química; al la-boratorio de resonancia magnética nu-clear de la Universidad Nacional deColombia, sede Bogotá, por la toma delos espectros a 400 MHz.BIBLIOGRAFÍA1. Knapp, S. (2002). Solanum SectionGeminata (Solanaceae). Flora Neo-trópica, Monograph 8. Organizationfor Flora Geotrópica by the NewYork Botanical Garden.2. Saez, J.; Cardona, W.; Espiral, O.;Blair, S.; Mesa, J.; Bocar, M.; Jos-sang, A. (1998). Five. New Steroidsfrom Solanum nudum. Tetrahedron54, 10771-10778.3. Matias, R.; Conceicao, M.; Sarragiot-to, H. (1998). Steroid alkaloids Glyco-sides From Solanum orbignianum.Phytochemistry 3(49): 893-897.4. Nadeem, A.; Rahman, A.; Choudary,M.; Sener, B.; Erdogan, I.; Tsuda, V.(2003). New Class of Steroidal Alka-loids from Fritillaria imperialis.Phytochemistry 63, 115-122.5. Zhou, C.; Liu, J.; Ye, W.; Liu, C.;Tan, R. (2003). Neoverataline A andB, Two Antifungal Alkaloids with aNovel Carbon Skeleton from Vera-trum taliense. Tetrahedron 59,5747-5747.11REVISTA COLOMBIANA DE QUÍMICA, VOLUMEN 33, No. 1 DE 20046. Bratati, D. (2003). Steroidal Com-pounds from in Vitro RegeneratedShoots of Datura Metel. Fitoterapia74, 14-17.7. Patterson, S.; O’Hagan, D. (2002).Biosinthetic Studies on the TropaneAlkaloids Hyosciamine in Daturastramonium; Hyosciamine is Stableto in Vivo Oxidation and is not dri-ved Fromm Littorine Via a VicinalInterchange Process. Phytoche-mistry, 61, 323-329.8. Bravo, J.; Sauvain, M.; Gimenez,A.; Balanza, E.; Serani, L.; Lapre-vote, O.; Massiot, G.; Lavaud, C.;(2001). Trypanicodal Withanolidesand Withanolide Glycosides FromDunalia Brachkyacanta. J. Nat.Prod. 64, 720-725.9. Sarmento, T.; Braz-Filho, R.; DeCarvalho, M.; Agra, M. (2002). Fla-vonoids and Alkamide From Solanumpaludosum moric. Biochemical Syste-matics and Ecology 30, 479-481.10. Schultes, R.; Raffauf, R. (1997). So-lanaceae III. Taxonomy, Chemistry,Evolution. En: De Plantis Toxicariise mundo novo tropicale commenta-tiones XXXV; Phytochemical andEthnopharmacological Notes on theSolanaceae of the Northwest Amazon.Royal Botanic Gardens Kew and Lin-nean Society London, pp. 45-58.11. Rahman, M.; Ahmed, M,; Alimuz-zaman, M.; Shilpi, J. (2003). Anti-nociceptive Activity of the AerialParts of Solanum xanthocarpum. Fi-toterapia 74, 119-121.12. Ajaiyeboba, E. (1999). ComparativePhytochemical and AntimicrobialStudies of Solanum macrocarpumand Solanum torvum leaves. Fitote-rapia 70, 184-186.13. Weissemberg, M. (2001). Isolationof Solasodine and other SteroidalAlkaloids and Sapogenins by directHydrolysis-extraction of Solanumplants or Glycosides therefrom.Phytochemistry 58, 501-508.14. Crews, P.; Rodriguez, J.; Jaspars, M.(1998). Organic Structure Analysis.Oxford University Press, pp.317-403.15. Silverstein,R.M.;Glayton,B.; andMo-rril, T. C. (1991). Spectrometric Identifi-cation of Organic Compounds. London:John Wiley & Sons, pp. 125-158.16. Coelho, R.; Souza, M.; Sarragiotto,M. (1998). Steroidal AlkaloidGlycosides from Solanum orbignia-num. Phytochemistry 6, 195-200.17. Rubinstein, R.; Goad, J.; Clague,A.; Mulhrein, J. (1976). The 220NMR Spectra of Phytosterols.Phytochemistry 6, 195-200.18. Forgo, P.; Küver, K. (2004). Gra-dient Enhanced Selective Experi-ments in the 1H-RMN ChemicalShift Assigment of the Skeleton andSide Chain Resonances Of Stigmas-terol, a Phytosterol Derivative Ste-roids. Steroids 69, 43-50.19. Mahato, S.; Kundu, A. (1994).13C-NMR Spectra of Pentacyclic Tri-terpenoids a Compilation and SomeSalient Features. Phytochemistry 6(37):1517-1575.12REVISTA COLOMBIANA DE QUÍMICA, VOLUMEN 33, No. 1 DE 2004

https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/22239/1/761-4797-1-PB.pdf

Aislamiento y elucidación estructural de algunos metabolitos mayoritarios del extracto etanólico de solanum cornifolium. sección geminata

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Universidad Nacional De Colombia - Repositorio Institucional UN

LAReferencia - Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas Latinoamericanas