Química de Produtos Naturais
Sobre
A Química de Produtos Naturais, como o nome sugere, estuda substâncias obtidas da natureza e está mais comumente relacionada com a Química das plantas (Fitoquímica). Estas substâncias são importantes porque muitas tem uso prático como, por exemplo, em Medicina. As plantas medicinais tem suas propriedades relacionadas aos compostos chamados princípios ativos, presentes nelas. O crescente uso de fitoterápicos justifica o estudo destas plantas.
Linhas
1. Isolamento e Identificação de Produtos Naturais
O isolamento dos compostos pode ser feito de várias maneiras. A mais comum envolve o uso de métodos cromatográficos. Inicialmente um extrato da planta é obtido através do uso de solventes orgânicos. Este extrato é, então, submetido à separação cromatográfica de seus componentes até obtenção dos compostos de interesse em forma pura. Uma vez isolados os compostos tem suas estruturas determinadas através de métodos instrumentais.
2. Quantificação
Muitas plantas medicinais já têm seus princípios ativos conhecidos. Entretanto, como qualquer medicamento, é importante saber a concentração desses compostos na planta para que uma dosagem adequada possa ser utilizada pelo usuário. Esse é um problema importante em fitoterapia pois a maioria dos fitoterápicos não são padronizados, ou seja, a embalagem do produto não informa a concentração do princípio ativo. Por isso o efeito de um determinado fitoterápico pode variar de acordo com o fabricante. A quantificação dos princípios ativos de plantas pode ser feita de várias maneiras. Os métodos mais utilizados são os cromatográficos e, neste caso, duas técnicas são as mais utilizadas. Utilizamos a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) que é a mais indicada para os compostos não-voláteis.
3. Transformação Química
Compostos orgânicos abundantes na natureza são regularmente utilizados como matéria-prima na indústria química e farmacêutica. Isto porque, em muitos casos, é econômicamente desfavorável realizar a síntese dessas substâncias que podem ter estruturas muitos complexas. Além disso modificações químicas da substância original podem melhorar suas propriedades. Nessa área o tema de nosso maior interesse é o da modificação estrutural dos compostos obtidos da estévia. Esta planta, com o nome científico Stevia rebaudiana, é cultivada no Paraná e dela é extraído um composto com sabor doce chamado esteviosídeo, entre outros. Trabalhamos na preparação de derivados do esteviosídeo, como esteviol e isoesteviol, com o objetivo de obter substâncias com alguma atividade biológica.
Projetos em Andamento
Utilização de Mucuna sp Para Tratamento da Doença de Parkinson.
Equipe: Elisa Perez (doutorado).
Resumo: L-Dopa é uma substância utilizada no tratamento de algumas doenças neurológicas, tais como a doença de Parkinson. Ela é produzida industrialmente por síntese química ou enzimática mas algumas plantas também produzem aquela substância. Dentre elas estão algumas espécies do gênero Mucuna. O projeto tem como objetivo a determinação de l-dopa em algumas espécies daquela planta e posteriormente verificar a viabilidade de seu uso na forma de fitoterápico. Para isso será também desenvolvido um método para determinação da droga em plasma humano e animal, a ser utilizado em estudos de biodisponibilidade. Esta é uma parte de um projeto mais amplo referente ao uso clínico de Mucuna. Veja "Centro de Pesquisas em Neurologia da UFPR" em Projetos Colaborativos para mais informações.
Estudo Químico de Antioxidantes do Mate
Equipe: Cesar A. M. Chornobai (doutorado)
Situação: concluido
Resumo: O projeto tem como objetivo geral o estudo químico da erva mate (Ilex paraguariensis). A planta é utilizada para a preparação industrial de bebidas originando rejeitos industriais que não são aproveitados. Especial atenção será dada aos polifenóis anti-oxidantes e, para isso, serão desenvolvidos métodos de análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). Além disso, serão desenvolvidos métodos de extração e modificação química e enzimática desses compostos com a finalidade de seu aproveitamento industrial.
Obtenção de Diterpenóides Tetracíclicos com Potencial Ação Reguladora de Crescimento Vegetal
Equipe: Júlio César Stiirmer (doutorado)
Situação: concluido.
Resumo: Reguladores de crescimento vegetal (RCV) são compostos endógeno ou exógenos que alteram a taxa de crescimento vegetativo de plantas. Estes compostos atuam em vários mecanismos fisiológicos e, por isso, tem importantes aplicações em agricultura. Alguns diterpenóides tetracíclicos estruturalmente semelhantes ao ácido caurenóico possuem ação reguladora de crescimento. O caureno esteviol (figura abaixo), por exemplo, possui atividade semelhante à do ácido giberélico, porém menos potente. O ácido ent-baier-15-en-19-óico (figura abaixo), um baierano natural, e seu éster metílico, por outro lado, possuem potência comparável e até ligeiramente maior do que a do ácido giberélico.
O projeto tem como objetivo obter compostos com atividade reguladora de crescimento vegetal. Serão estudados diterpenos tetracíclicos derivados do esteviosídeo e seus produtos de biotransformação. Todos os compostos obtidos serão testados com relação à atividade reguladora de crescimento vegetal.
Análise Qualitativa e Quantitativa dos Componentes Minoritários do Esteviosídeo Comercial
Equipe: Alexandre Augusto de Oliveira (mestrado)
Situação: concluido
Resumo: O esteviosídeo é um adoçante não-calórico natural obtido das folhas da Stevia rebaudiana Bertoni. Químicamente o esteviosídeo é um glicosídeo do esteviol, um diterpeno tetracíclico da classe dos cauranos. Devido ao fato de ser muito doce (cerca de 300 vezes mais doce que a sacarose) o esteviosídeo tem sido usado como adoçante não-calórico em vários países. O produto comercial, obtido da planta através de extração com solvente pode, em princípio, conter todos estes compostos além de outras classes de glicosídeos. Entre eles estão apigenina-4'-O-glicosídeo, luteolina-7-O-glicosídeo, campferol-3-O-ramnosídeo, quercetina-3-O-glicosídeo e quercetina-3-O-arabinosídeo. Nenhum relato, entretanto, foi encontrado relativo à identificação e quantificação dos componentes minoritários no produto comercial. Esta informação é importante pois organismos regulatórios internacionais tem feito exigências neste sentido. Este projeto pretende abordar este problema através da obtenção dos padrões requeridos e do estabelecimento de metodologia analítica por CLAE para a quantificação dos componentes da mistura.
Figura 1: estruturas dos glicosídeos do esteviol presentes na S. rebaudiana.
(G= glucose; R= ramnose.)
Resultados
Obtenção de Diterpenóides Tetracíclicos com Potencial Ação Reguladora de Crescimento Vegetal.Brás Heleno de Oliveira, Júlio César Stiirmer and José Dias de Sousa Filho. Phytochemistry (2008).
Resumo: Reguladores de crescimento vegetal (RCV) são compostos endógeno ou exógenos que alteram a taxa de crescimento vegetativo de plantas. Estes compostos atuam em vários mecanismos fisiológicos e, por isso, tem importantes aplicações em agricultura. Alguns diterpenóides tetracíclicos estruturalmente semelhantes ao ácido caurenóico possuem ação reguladora de crescimento. O caureno esteviol (figura abaixo), por exemplo, possui atividade semelhante à do ácido giberélico, porém menos potente. O ácido ent-baier-15-en-19-óico (figura abaixo), um baierano natural, e seu éster metílico, por outro lado, possuem potência comparável e até ligeiramente maior do que a do ácido giberélico.
Determination of the Triterpenoid, Betulinic Acid, in Doliocarpus schottianus by HPLC. Brás H. de Oliveira, Cid A. M. Santos and Ana Paula D.M. Espíndola. Phytochemical Analysis, 13 (2), 95-98 (2002).
Resumo: The isolation, detection and quantification of betulinic acid in Doliocarpus schottianus are described. The isolation from the plant extract was made by column and centrifugal thin-layer chromatography and betulinic acid was characterized by spectrometric methods. The detection and quantification were made by an HPLC method using a C-18 column, acetonitrile-water (9:1) as eluent and detection at 210 nm. The results showed that the metabolite accumulates in the bark of the plant and very small concentrations were found in its leaves and wood.
Observações: o ácido betulínico (figura abaixo) é um potente agente contra melanoma e possui ação também contra HIV. Vários grupos tem estudado esta substância para aplicação farmacológica.
Determination of the Diterpenoid, Kaurenoic Acid, in Annona glabra by HPLC. Brás H. de Oliveira, Antônio Euzébio G. Sant’Anna and Denise Zelak Bastos. Phytochemical Analysis, 13 (6), 368-371 (2002).
Resumo: The isolation of ent-kaur-16-en-19-oic acid (1) from the leaves and bark of Annona glabra and its determination by reversed-phase HPLC with a photodiode array detector is described. The results indicate that 1 accumulates in the bark of the plant with only very low concentrations in the leaves. Levels of 1 varied throughout the year being highest for bark and leaves in the autumn (5.29 ± 0.23 and 0.27 ± 0.01 mg/g dry weight, respectively) and lowest in the spring for bark and in the winter for leaves (4.00 ± 0.25 and 0.11 ± 0.01 mg/g dry weight, respectively).
Teor de ácido caurenóico (mg/g) nas casca do caule
Teor de ácido caurenóico (mg/g) nas folhas
Observações: o ácido caurenóico (figura abaixo) além de possuir atividade anti-microbiana é um importante intermediário na biossíntese de hormônios de crescimento vegetal conhecidos como giberelinas. Compostos com a mesma estrutura básica possuem ação giberelínica, daí nosso interesse nesse grupo de compostos.
HPLC Analysis of Flavonoids in Eupatorium littorale. Brás Heleno de Oliveira, Tomoe Nakashima, José Dias de Souza Filho e Fabiano Linhares Frehse. Journal of the Brazilian Chemical Society, 12 (2), 243-246 (2001).
Resumo: Neste trabalho são descritos o isolamento e a identificação de eupafolina e hispidulina das folhas secas de Eupatorium littorale (Asteraceae). Foi desenvolvido também um método para a detecção desses flavonóides e de rutina na planta, com utilização da técnica de CLAE em fase reversa com detetor de arranjo de fotodiodos. Eupafolina e hispidulina foram quantificados sendo encontradas as concentrações de 0,29% e 0,21%, respectivamente.
Observações: estes dois flavonóides (figura abaixo) apresentaram ativididade contra algumas linhagens de células cancerígenas. Através de uma colaboração com o Dep. de Bioquímica da UFPR eles estão sendo estudados do ponto de vista de atividade sobre metabolismo mitocondrial. Para mais detalhes veja Núcleo de Estudos em Bioenergética e Bioquímica de Fármacos e Xenobióticos em Projetos Colaborativos Multidisciplinares.
