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ESTUDOS SINTÉTICOS A PARTIR DE ÁCIDOS DITERPÊNICOS
ISOLADOS DO GÊNERO HYMENAEA
CAROLINA BASTOS PEREIRA LIGIÉRO
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE – UENF
CAMPOS DOS GOYTACAZES, RJ MARÇO DE 2006
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ii
ESTUDOS SINTÉTICOS A PARTIR DE ÁCIDOS DITERPÊNICOS
ISOLADOS DO GÊNERO HYMENAEA
CAROLINA BASTOS PEREIRA LIGIÉRO
Orientadora: Profª. Drª. Rosana Giacomini
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE – UENF
CAMPOS DOS GOYTACAZES, RJ MARÇO DE 2006
Monografia apresentada ao Centro de Ciência e Tecnologia da Universidade Estadual do Norte Fluminense, como parte das exigências para a obtenção do título de Licenciado em Química.
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iii
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iv
À minha mãe, pelo apoio e encorajamento
e meu pai (in memorium).
Aos meus avós pela amizade, carinho e
muitas horas de boa conversa.
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v
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Fármacos 1981-2002 ..................................................................................1 Figura 2: Folhas de Hymenaea ..................................................................................3 Figura 3: Foto dos bolsões de resina de Hymenaea ..................................................5 Figura 4: Sesquiterpenos de Hymenaea ....................................................................6 Figura 5: Esqueletos labdano, caurano e trachylobano .............................................6 Figura 6: Árvores de H. stigonocarpa na região do cerrado em Minas Gerais ...........9 Figura 7: Representação do complexo Ag(I)/olefina ................................................11 Figura 8: Frutos (a) e epicarpos (b) de H. stigonocarpa...........................................12 Figura 9: Cromatograma da fração de ésteres.........................................................13 Figura 10: Cromatograma da fração 1 .....................................................................15 Figura 11: Caur-16-en-19-ato de metila ...................................................................15 Figura 12: Fragmentograma do caur-16-en-19-ato de metila...................................16 Figura 13: Espectro de RMN 1H do composto 4.......................................................17 Figura 14: Espectro de IV do composto 4 ................................................................18 Figura 15: Cromatograma da fração 3 .....................................................................19 Figura 16: Ozato de metila .......................................................................................19 Figura 17: Fragmentograma do ozato de metila.......................................................19 Figura 18: Espectro de RMN 1H do ozato de metila.................................................20 Figura 19: Espectro de IV do ozato de metila...........................................................21 Figura 20: Cromatograma da fração 4 .....................................................................21 Figura 21: Caur-15-en-19-ato de metila ...................................................................22 Figura 22: Fragmentograma do caur-15-en-19-ato de metila...................................22 Figura 23: Espectro de RMN 1H do caur-15-en-ato de metila ..................................24 Figura 24: Espectro de IV do caur-15-en-ato de metila.............................................25 Figura 25: Cromatograma da fração 6 .....................................................................25 Figura 26: Isoozato de metila ...................................................................................26 Figura 27: Fragmentograma do isoozato de metila ..................................................26 Figura 28: Espectro de RMN 1H do isoozato de metila.............................................27 Figura 29: Espectro de IV do isoozato de metila ......................................................28 Figura 30: Sínteses a partir de labdanos..................................................................34 Figura 31: Classe drimano .......................................................................................35 Figura 32: 12-nor-drimanos de Dysidea sp. .............................................................36
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vi
Figura 33: Síntese do produto natural marinho ........................................................37 Figura 34: Espectro de RMN 1H do álcool 25 ...........................................................41 Figura 35: Espectro de IV do álcool 25 ....................................................................42 Figura 36: Espectro de RMN 1H do tosilato 26..........................................................43 Figura 37: Espectro de IV do tosilato 26 ..................................................................44 Figura 38: Espectro de RMN 1H do hidrocarboneto 27 ............................................45 Figura 39: Espectro de IV do hidrocarboneto 27 ......................................................46 Figura 40: Espectro de RMN 1H do composto 28.....................................................47 Figura 41: Espectro de IV do composto 28 ..............................................................48 Figura 42: Espectro de RMN 1H do composto 29.....................................................49 Figura 43: Espectro de RMN 1H do composto 30.....................................................50 Figura 44: Espectro de IV do composto 30 ..............................................................51 Figura 45: Cromatograma do álcool 36 ....................................................................62 Figura 46: Fragmentograma do álcool 36 ................................................................63 Figura 47: Espectro de RMN 1H do álcool 36 ...........................................................64 Figura 48: Espectro de IV do álcool 36 ....................................................................65 Figura 49: Espectro de RMN 1H do composto 37 .....................................................67 Figura 50: Espectro de IV do composto 37 ..............................................................68 Figura 51: Estereoquímica para o esqueleto caurânico ...........................................69 Figura 52: Estereoquímica para o esqueleto ent-caurênico .....................................69 Figura 53: Estereoquímica proposta para o composto 36 ........................................70
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vii
LISTA DE ESQUEMAS
Esquema 1: Redução da posição neo-pentílica .......................................................37 Esquema 2: Produção do intermediário sintético 29 ................................................38 Esquema 3: Obtenção do intermediário 33 ..............................................................38 Esquema 4: Obtenção do produto natural marinho 2 ...............................................39 Esquema 5: Redução do ozato de metila.................................................................40 Esquema 6: Obtenção do tosilato 26........................................................................42 Esquema 7: Obtenção do hidrocarboneto 27 ...........................................................44 Esquema 8: Obtenção do ceto-aldeído 28 ...............................................................46 Esquema 9: Obtenção do diol 29 .............................................................................48 Esquema 10: Obtenção da lactona 30......................................................................49 Esquema 11: Redução da posição neo-pentílica .....................................................56 Esquema 12: Etapas empregadas na redução neo-pentílica...................................56 Esquema 13: Reação de Fujimoto/Tatsuno .............................................................57 Esquema 14: Possíveis subprodutos formados .......................................................59 Esquema 15: Rota sintética para o estudo da reação de Fujimoto/Tatsuno ............61 Esquema 16: Obtenção do álcool 36 .......................................................................62 Esquema 17: Obtenção do tosilato 37 .....................................................................66
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viii
LISTA DE ABREVIATURAS
DMF ................................................................................................. Dimetilformamida
HMPA ........................................................................................ Hexametilfosforamida
THF ......................................................................................................Tetraidrofurano
CG/EM.................... Cromatógrafo Gasoso acoplado com Espectrômetro de Massas
CCD .....................................................................Cromatografia em Camada Delgada
FR......................................................................................................Fator de retenção
IV ............................................................................................................Infravermelho
RMN 1H...............................................Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio
Ts.........................................................................................Tosila (p-toluenossulfonila)
J..........................................................................................Constante de Acoplamento
δ................................................................................................Deslocamento Químico
m/z .................................................................................................Razão massa/carga
m-CPBA ...........................................................................Ácido metacloroperbenzóico
Me.........................................................................................................................Metila
ppm .....................................................................................................Parte por milhão
t.a. .............................................................................................Temperatura ambiente
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ix
AGRADECIMENTOS
À profª Rosana Giacomini, pela orientação, amizade e deliciosas comidas.
Ao prof. Paulo, por acreditar e investir tanto em seus alunos.
Aos amigos Sílvio, Mina, Gabi, Josane, Ênio, Vitor e Renata.
Aos amigos do laboratório Patrícia, Almir, Monique, Neide, Léo, Max, Leisiane,
Viviane e Alzira.
À minha família, por compreender meus longos períodos de ausência (tia Silvana
que o diga): Mãe, Lú, Cauã, Rodrigo, avós Zenaide e Waldiceu, avós Penha e
Vitalino, tia Ana, tio Lú, tia Silvana, tio Carlinhos, Carla, Alice, tio Pedro, Mary, Júlia,
João Vitor.
À Tia Almerita, Elizabeth, Eliete, Isabella, Léo e Tadeu, pela acolhida e grande ajuda
na coleta dos frutos.
Ao Lindomar.
Aos colegas da graduação: Marlon, Paula, Letícia, Luciana.
]A todos os professores.
À FAPERJ pela bolsa concedida.
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x
SUMÁRIO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS.......................................................................................I O GÊNERO HYMENAEA ...............................................................................................2
CAPÍTULO I: ISOLAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DOS ÁCIDOS ESTERIFICADOS DA FRAÇÃO APOLAR DOS EPICARPOS DE HYMENAEA STIGONOCARPA........................................................................................................8
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................9
1.1. Cromatografia com prata.........................................................................10
2. OBJETIVOS.......................................................................................................11
3. METODOLOGIA ................................................................................................11
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO..........................................................................12
4.1. Análise das frações obtidas por cromatografia com prata...........................15
5. CONCLUSÃO ....................................................................................................28
6. PARTE EXPERIMENTAL...................................................................................29
6.1. Geral ...........................................................................................................29
6.2. Coleta dos frutos .........................................................................................30
6.3. Extração ácido-base....................................................................................30
6.4. Esterificação................................................................................................31
6.5. Separação dos ésteres ...............................................................................31
CAPÍTULO II: SÍNTESE DE UM NOR-SESQUITERPENO DE ORIGEM MARINHA...................................................................................................................33
1. INTRODUÇÃO...................................................................................................34
1.2. A classe drimano.........................................................................................35
2. OBJETIVOS.......................................................................................................36
3. METODOLOGIA ................................................................................................36
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO..........................................................................39
4.1. Obtenção do material de partida .................................................................39
4.3. Obtenção do álcool 25 ................................................................................40
4.4. Obtenção do tosilato 26 ..............................................................................42
4.5. Obtenção do hidrocarboneto 27..................................................................44
4.6. Ozonólise ....................................................................................................46
6.7. Redução a diol ............................................................................................48
6.8. Obtenção da lactona 30 ..............................................................................49
-
xi
5. CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS.....................................................................51
6. PARTE EXPERIMENTAL...................................................................................52
6.1. Geral ...........................................................................................................52
6.2. Obtenção do álcool 25 ................................................................................52
6.3. Obtenção do tosilato 26 ..............................................................................53
6.4. Obtenção do hidrocarboneto 27..................................................................53
6.5. Ozonólise ....................................................................................................54
6.6. Redução a diol ............................................................................................54
6.7. Preparação da lactona ................................................................................54
CAPÍTULO III: ESTUDO DA REAÇÃO DE FUJIMOTO/TATSUNO.........................55 1. INTRODUÇÃO...................................................................................................56
1.1. A reação de Fujimoto/Tatsuno ....................................................................57
2. OBJETIVOS.......................................................................................................60
3. METODOLOGIA ................................................................................................60
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO..........................................................................61
4.1. Obtenção do material de partida .................................................................61
4.2. Obtenção do álcool 36 ................................................................................61
4.2. Obtenção do tosilato 37 ..............................................................................65
4.3. ESTEREOQUÍMICA..............................................................................................68
5. CONCLUSÃO ....................................................................................................70
6. PARTE EXPERIMENTAL...................................................................................70
6.1. Geral ...........................................................................................................70
6.2. Obtenção do material de partida .................................................................71
6.3. Obtenção do álcool 36 ................................................................................71
6.4. Obtenção do tosilato 37 ..............................................................................72
6.3.1. Primeira tentativa………………………………………......…………...…72
6.3.2. Segunda tentativa………………………….....…………………...…...…73
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................74
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xii
RESUMO
Neste trabalho, foram desenvolvidos estudos sintéticos a partir de diterpenos ácidos
obtidos de extratos apolares dos epicarpos de duas espécies diferentes do gênero
Hymenaea.
Da espécie H. courbaril var. altissima isolou-se o ozato de metila (1) com o intuito de realizar a semi-síntese de um 12-nor-sesquiterpeno da classe drimano de origem
marinha (2) e, com isso, determinar sua estereoquímica absoluta ainda desconhecida. Entretanto, alguns problemas como a escassez do material vegetal
de onde obtemos o material de partida para a síntese e a dificuldade de transpormos
uma das etapas sintéticas da rota adotada, não permitiram que o produto final fosse
obtido até este momento.
HCOOMe
H
OAc
OAc
Da espécie H. stigonocarpa isolou-se, através de cromatografia com prata, quatro
diterpenos ácidos na forma esterificada sendo dois deles do tipo labdano (ozato de
metila 1 e isoozato de metila 3) e os outros dois do tipo caurano (caur-16-en-19-ato de metila 4 e caur-15-en-19-ato de metila 5). Partindo do composto 4, tentou-se realizar um estudo do mecanismo da reação de redução de tosilatos de
Fujimoto/Tatsuno através do isolamento e caracterização de subprodutos nunca
relatados na literatura. Entretanto, o baixo rendimento em uma das etapas da
metodologia empregada, impediu a realização deste estudo sintético.
COOMeH
COOMeH
COOMe3 4 5
1 2
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1
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
A realização de estudos sintéticos é de grande importância para o desenvolvimento
da ciência, pois favorece direta ou indiretamente o crescimento de inúmeras áreas.
Como ilustração, podem ser citadas as sínteses e a semi-sínteses de moléculas de
interesse com as mais diversas aplicações, entre elas:
• Produção de novos materiais – como exemplos podem ser citados os
polímeros condutores, surgidos na década de 1970. Suas aplicações vão
desde os diodos emissores de luz (LEDs) até a construção de baterias. Hoje
são conhecidos polímeros capazes até mesmo de exibir propriedades
supercondutoras (SCHON et al,.2001).
• Confirmação de estereoquímica de moléculas - moléculas cuja única
diferença é a estereoquímica de centros assimétricos podem exibir atividades
biológicas completamente diferentes. Um exemplo clássico é o caso da
talidomida, no qual o isômero R apresenta propriedades sedativas e o S tem
efeitos teratogênicos (BARBOSA, 2004).
• Produção de novos fármacos - no período entre 1981 e 2002 (Figura 1), 33% dos novos fármacos tiveram origem sintética e 23% semi-sintética. Um grande
percentual ainda provém de fármacos que originalmente eram obtidos de
fontes naturais e passaram a ser sintetizados (NEWMAN et al., 2003), o que
demonstra a importância da síntese de moléculas obtidas de produtos
naturais.
Figura 1: Fármacos 1981-2002
-
2
Apesar de a síntese completa representar um percentual maior na produção de
fármacos que a semi-síntese, em muitos casos a semi-síntese pode oferecer mais
vantagens que a síntese completa (MENEGATTI et al., 2001). Uma delas é a
possibilidade de produzir moléculas de interesse, eventualmente mais complexas, a
partir de outras abundantes na flora brasileira economizando etapas na síntese.
Partindo desse pressuposto, o gênero Hymenaea demonstrou ser uma fonte
promissora de matéria-prima para a realização de rotas sintéticas, quando estas
requerem como material de partida sesqui- e diterpenos.
O Gênero Hymenaea
As Angiospermas – plantas capazes de produzir frutos – possuem grande
representatividade em termos de produtores de resina, especialmente quando se
trata de ambientes tropicais e subtropicais (LANGENHEIM e STUBBLEBINE, 1983).
Essa classe possui 344 famílias, em um total de duzentas mil espécies distribuídas
em dois grandes grupos: as Monocotiledôneas e as Dicotiledôneas (JOLY, 1993).
Dentro do grupo das Dicotiledôneas, a subclasse Rosidae conta com 16 ordens,
sendo uma delas a Rosales. Nessa ordem estão agrupadas 17 famílias, entre elas a
Leguminosae, que é dividida em três subfamílias (Caesalpinioideae, Mimosoideae e
Faboideae) (BARROSO, 1991). Na subfamília Caesalpinioideae, estão agrupadas
todas as espécies desta família que são produtoras de resina (LANGENHEIM et al.,
1981). Neste gênero, dentro da tribo Detarieae, encontra-se o gênero Hymenaea.
Seu nome vem do grego hymen, deus das uniões, uma referência a seus dois
folíolos unidos (BARROSO, 1991), como pode ser visto na Figura 2
-
3
Figura 2: Folhas de Hymenaea
O Gênero Hymenaea é conhecido popularmente no Brasil pelos nomes de jatobá,
jutaí, jutaicica, jitaí, jataí, imbiúva, farinheira, entre outros (LORENZI, 1992). Seus
frutos produzem uma polpa farinácea comestível, consumida crua ou na forma de
mingau. A madeira é densa e resistente, tendo sido muito usada no passado para
construção de embarcações (LORENZI, 1992). A resina, também denominada
“copal”, muitas vezes é usada como cimento, verniz ou para fins medicinais na forma
de chá ou misturada à cachaça (LEE e LANGENHEIM, 1975). Há relatos sobre o
desenvolvimento de uma farinha de jatobá misturada à de trigo (CHANG et al., 1997)
que é aplicada na fabricação de biscoitos (SILVA et al., 1998). A árvore pode ser
usada em reflorestamento, pois além de servir como fonte de alimento para a fauna
nativa, pesquisas recentes têm mostrado seu alto potencial no seqüestro de CO2 da
atmosfera (AIDAR et al., 2002).
Das espécies de Hymenaea, 13 podem ser encontradas nas Américas e, uma delas
ocorre apenas na África. Nas Américas, podem ser encontradas no México, em toda
a América Central e na América do Sul (com exceção do Chile e do Uruguai). As
espécies, suas variedades e locais de ocorrência estão descritos na relação abaixo
(LEE e LANGENHEIM, 1975):
• H. verrucosa – ocorre na costa leste da África, em matas costeiras e florestas
decíduas (cujas árvores perdem a folhagem no inverno) e semidecíduas.
-
4
• H. oblongifolia – as variedades oblongifolia, latifolia, palustris e davisii são
encontradas em todos os ecossistemas amazônicos (terra firme, igapó e
várzea), além da mata atlântica na Bahia e alguns pontos no nordeste
brasileiro.
• H. parvifolia – na floresta amazônica, em regiões não alagadiças (terra firme)
e mata costeira na região norte do Brasil.
• H. torrei – espécie endêmica de Cuba, onde ocorre na mata atlântica.
• H. intermedia – as variedades intermedia e adenotricha, são encontradas
somente na mata amazônica, em terra firme.
• H. reticulata – Ocorre apenas em terra firme, no ecossistema amazônico.
• H. rubriflora – variedades rubriflora e glabra. São encontradas na mata
costeira desde o Rio Grande do Norte até o Rio de Janeiro.
• H. áurea – ocorre apenas na mata atlântica (Bahia e Rio de Janeiro).
• H. eriogyne – apenas na caatinga.
• H. maranhensis – pode ser encontrada apenas no cerrado, na chapada
maranhense.
• H. courbaril – variedades courbaril, altissima, longifolia, villosa, stilbocarpa e
subsessilis. A variedade courbaril ocorre nos mais diversos ecossistemas e
pode ser encontrada em quase toda a América. As outras variedades têm
ocorrência mais limitada. A variedade altissima somente pode ser encontrada
na mata atlântica nas regiões Sul e Sudeste do Brasil.
• H. martiana – ocorre na caatinga, mata costeira e mata atlântica.
• H. velutina – apenas pode ser encontrada na mata costeira.
• H. stigonocarpa – as espécies stigonocarpa, pubescens e brevipetiolata
podem ser encontradas em ecossistemas de caatinga, cerrado e cerradão..
Nas árvores de Hymenaea, a resina produzida em diferentes partes da planta
apresenta composição diversificada. Nas folhas, pétalas, sépalas e em tecidos de
árvores jovens, a resina secretada é rica em sesquiterpenos. Já no tronco, raízes e
frutos, a resina é constituída principalmente por diterpenos, mas sesquiterpenos são
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5
também produzidos (LEE e LANGENHEIM, 1975). Essa resina, muitas vezes ocorre
na forma de bolsões, como pode ser visto na Figura 3.
Figura 3: Foto dos bolsões de resina de Hymenaea
A pressão evolutiva sofrida em ambientes tropicais é muito grande (pela presença
de herbívoros e patógenos em grande quantidade) e tanto a composição como a
produção de resinas vegetais sofrem a influência do ambiente (LANGENHEIM et al.,
1982). Um exemplo é a produção do sesquiterpeno cariofileno (6 - Figura 4) pelas folhas (especialmente as mais jovens), uma substância que inibe a herbivoria de
insetos como Stenoma ferrocanella e Spodoptera exigua (LANGENHEIM e HALL,
1983). Fatores físicos, como a incidência de luz (além de temperatura e stress
hídrico), também podem exercer influência na produção de resina, devido à variação
da atividade fotossintética. Esses efeitos, no entanto, são menores que os
anteriormente citados (LANGENHEIM et al., 1981).
Estudos fitoquímicos realizados com Hymenaea possibilitaram o isolamento de
diversos sesquiterpenos, entre eles podemos destacar cariofileno (6), α- (7) e β- (8)
copaeno, espatulenol (9), óxido de cariofileno (10), α- (11) e β- (12) selineno, entre
outros (Figura 4) (GIACOMINI, 2002; LANGENHEIM et al., 1986).
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6
6 7 8 9
10 11 12
OH
H H
H
H
H H
H
H H
H
HO
Figura 4: Sesquiterpenos de Hymenaea
Muitos diterpenos também já foram isolados deste gênero, destacando-se aqueles
com esqueletos dos tipos labdano (13), caurano (14) e trachylobano (15) (Figura 5) (HUGEL et al., 1966; GIACOMINI, 2002).
14
67
89
1112
13 1415
16
17
1513
12
3 46
7
8
1112 13
1415
16
17
18 19
2017
12
3 46
78
1112
13
14
15
16
18 19
202
3
1
45
18 19
20
Figura 5: Esqueletos labdano, caurano e trachylobano
Os estudos sintéticos realizados neste trabalho foram divididos em três capítulos:
• Capítulo I: Isolamento e Caracterização dos Ácidos Esterificados da Fração
Apolar dos epicarpos de Hymenaea stigonocarpa
• Capítulo II: Síntese de um 12-nor-Drimano de Origem Marinha
• Capítulo III: Estudo da Reação de Fujimoto-Tatsuno
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7
Apesar dos trabalhos realizados enfocarem temas distintos, o material de partida,
em todos os casos, são os diterpenos ácidos isolados da fração apolar dos
epicarpos do gênero Hymenaea. A escolha dos epicarpos como fonte de substratos
para os trabalhos sintéticos baseou-se no fato de que esta parte da planta é muito
rica em diterpenos, além de não ser necessária a predação da árvore como
acontece nos casos onde se utiliza a casca do tronco ou raízes.
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8
CAPÍTULO I:
Isolamento e Caracterização dos Ácidos
Esterificados da Fração Apolar dos Epicarpos de
Hymenaea stigonocarpa
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9
1. INTRODUÇÃO
O estudo fitoquímico de plantas nativas brasileiras por grupos de pesquisa nacionais
é de suma importância por diversos fatores, entre eles a possibilidade de grupos
estrangeiros poderem patentear o uso de muitas delas, em especial aquelas que
têm aplicações na medicina popular. No caso de Hymenaea, já existe inclusive uma
patente japonesa sobre o uso da polpa de frutos para prevenir a hipertensão
(MIKIMOTO SEIYAKU KK, 2001).
Nesta etapa do trabalho foi realizado um estudo da composição da fração de ácidos
do extrato apolar do epicarpo da espécie stigonocarpa. Esta espécie ocorre em toda
a região do cerrado brasileiro em três variedades (stigonocarpa, brevipetiolata e
pubescens). As árvores são de pequeno a médio porte (entre 6 e 9 m) (Figura 6), com folíolos glabros (sem pelos) e coriáceos (da forma de couro) de 8 a 15 cm de
comprimento (LORENZI, 1992).
Figura 6: Árvores de H. stigonocarpa na região do cerrado em Minas Gerais
Os extratos de Hymenaea contêm quase sempre compostos isoméricos de difícil
separação, o que dificulta bastante a realização de um estudo fitoquímico. Em
diversos casos, a única diferença entre algumas moléculas presentes no extrato é a
-
10
presença ou ausência de insaturações, o número delas ou apenas a sua localização
no esqueleto da molécula. Durante a realização do estudo de H. stigonocarpa, a
presença de isômeros inseparáveis por cromatografia em coluna comum tornou
necessário o uso de uma técnica específica para a separação de olefinas: a
cromatografia com prata.
1.1. Cromatografia com prata
A cromatografia já vem sendo usada para separação de misturas desde meados do
século XIX (BRAITHWAIT e SMITH, 1999). Desde então, essa técnica de separação
de misturas vem sofrendo modificações de modo a torná-la mais eficaz ou mais
adequada para algumas situações.
Uma importante evolução da cromatografia foi a impregnação da fase estacionária
com íons de Ag (I) para separação de misturas contendo compostos orgânicos
insaturados. Os complexos formados entre o cátion de prata e olefinas começaram a
ser estudados a partir de trabalhos publicados na década de 1930 (EBERZ et. al.,
1937; WINSTEIN e LUCAS, 1938). O seu uso em cromatografia teve início alguns
anos mais tarde, tendo sido intensamente usada na década de 1960. Nas décadas
seguintes, entretanto, sua utilização teve um declínio (WILLIAMS e MANDER, 2001).
Apesar disso, até hoje a técnica ainda é empregada e tem sido utilizada para a
separação de terpenos (WOERDENBAG et. al., 1996), esteróis (JARUSIEWICSZ e
SHERMA, 2005), triglicerídeos (DAMYANOVA, 1999), lipídeos (MOMCHILOVA e
DAMYANOVA, 2003) e muitas outras misturas contendo compostos com estruturas
muito semelhantes (NOGUEIRA et. al., 2002).
A propriedade exibida pelos íons Ag (I) na separação de olefinas, vem da sua
capacidade de formar compostos de coordenação instáveis com estas moléculas
através de uma reação rápida e reversível (WINSTEIN e LUCAS, 1938). Estes
complexos ocorrem pela doação dos elétrons dos orbitais pz (π) ocupados por
elétrons da dupla ligação para os orbitais vazios 5s e 5p do Ag (I), formando uma
ligação do tipo σ. Ocorre, também, doação dos elétrons dos orbitais 4d do metal
para os orbitais π* da olefina, com formação de uma ligação do tipo π (MIESSLER e
TARR, 2000). A formação do complexo está ilustrada na Figura 7.
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11
Metal
Olefina
Metal
Olefina
Figura 7: Representação do complexo Ag(I)/olefina
A interação entre o íon Ag (I) e as duplas ligações dos compostos presentes no
extrato apolar esterificado de H. stigonocarpa, fornece complexos com diferentes
estabilidades e, conseqüentemente, com diferentes interações com as fases móvel e
estacionária do sistema de separação.
2. OBJETIVOS
Isolar as substâncias presentes na fração apolar esterificada dos epicarpos de H.
stigonocarpa através de cromatografia em coluna de gel de sílica impregnada com
AgNO3. Identificar e caracterizar os compostos isolados utilizando métodos físicos
como ponto de fusão, espectroscopia de infravermelho, espectrometria de massas e
ressonância magnética nuclear de hidrogênio.
3. METODOLOGIA
A metodologia empregada neste estudo tem início com a obtenção da fração ácida
do extrato hexânico dos epicarpos de H. stigonocarpa e sua esterificação. Uma
coluna cromatográfica em gel de sílica irá fornecer frações que serão analisadas por
CG-EM para determinação da quantidade e do tipo de moléculas ali presentes.
Depois de efetuado o isolamento de isômeros por cromatografia em gel de sílica
-
12
com impregnação de AgNO3, o procedimento experimental segue com a
caracterização dos compostos presentes no extrato através de métodos como
espectrometria de massas, RMN 1H e IV, além de comparação com os dados
encontrados na literatura.
Após ajuste do método, o trabalho tem continuidade com a obtenção de maiores
quantidades de diterpenos purificados para a realização de rotas sintéticas.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os frutos de H. stigonocarpa foram coletados em julho de 2005 na região de
Esmeralda-MG. Pelos frutos e outras características da espécie sabemos que se
trata de H. stigonocarpa, Entretanto, a variedade ainda não foi definida, pois para tal
feito é necessário a coleta de flores que, na ocasião não estavam disponíveis.
Obtivemos dos frutos maduros (a - Figura 8) de Hymenaea stigonocarpa os epicarpos sem polpa (b - Figura 8), que foram lavados e secos à sombra.
Figura 8: Frutos (a) e epicarpos (b) de H. stigonocarpa
Os epicarpos foram moídos em moinho de martelos submetidos à extração por
maceração com hexano para fornecer em torno de 3 % em massa de extrato após a
evaporação do solvente. O extrato hexânico foi diluído em éter etílico e extraído com
porções de uma solução aquosa de KOH 0,6 mol.L-1 até a completa extração dos
a b
-
13
compostos ácidos. Desta forma, obtiveram-se duas frações: a orgânica contendo os
compostos neutros e constituída predominantemente de sesquiterpenos e, a fração
aquosa contendo predominantemente os ácidos diterpênicos na forma de sais. À
fração aquosa foi adicionado acetato de etila e então, pequenas porções de uma
solução aquosa de HCl 1 mol.L-1 até a neutralização do meio para a obtenção dos
ácidos. A fase orgânica contendo os compostos ácidos foi separada da fase aquosa,
seca com sulfato de sódio e evaporada fornecendo cerca de 50 % da fração inicial
do extrato hexânico. Após esterificação com sulfato de metila da fração ácida em
meio básico e separação cromatográfica em coluna de gel de sílica, obtiveram-se
12,5 % de uma fração com FR = 0,8 (hexano/acetato de etila 9:1) em CCD. Nesta
fração, após injeção em CG-EM, verificou-se a presença de quatro ésteres
majoritários, como pode ser observado no cromatograma apresentado na Figura 9.
Figura 9: Cromatograma da fração de ésteres
Os compostos majoritários foram denominados EA, EB, EC e ED. A integração dos
picos destes compostos forneceu a relação entre eles na mistura e estão descritos
na Tabela 1.
EA EB EC ED
-
14
Tabela 1: Ésteres de FR = 0,8
Composto Tempo de Retenção Percentual por
CG-EM
EA 8,351 9,96
EB 8,711 17,46
EC 8,810 20,02
ED 9,034 52,56
Estes ésteres foram submetidos à separação cromatográfica em coluna de gel de
sílica impregnada com AgNO3. Esta coluna forneceu as frações descritas na Tabela 2, numeradas por ordem de eluição. O eluente usado foi uma mistura de hexano e acetato de etila com proporções crescentes do último. A massa inicial da coluna foi
de 265 mg.
Tabela 2: Frações Obtidas da Coluna com Prata
Fração Hexano/Acetato de
Etila Quantidade FR Composição
1 97:3 71 mg 0,8 ED
2 97:3 3 mg 0,8 ED + EA
3 97:3 3 mg 0,8 EA
4 95:5 19 mg 0,8 EC
5 80:20 6 mg 0,8 EC + EB
6 80:20 6 mg 0,8 EB
-
15
Após a análise das frações por CG-EM, as obtidas na forma pura foram
caracterizadas por IV e RMN 1H e espectrometria de massas e serão discutidas a
seguir.
4.1. Análise das frações obtidas por cromatografia com prata
4.1.1. Fração 1: ED
O composto majoritário na mistura dos ésteres, ED, foi o primeiro a ser eluído da
coluna cromatográfica com uma mistura de hexano/acetato de etila 97:3. O
cromatograma da fração 1 está mostrado na Figura 10, onde pode-se observer que o composto foi obtido com alto grau de pureza.
Figura 10: Cromatograma da fração 1
O composto foi obtido na forma de um sólido cristalino branco de ponto de fusão na
faixa de 108 – 110 ºC e FR = 0,8 (hexano/acetato de etila 90:10), sendo submetido à
análise por espectrometria de massas, RMN 1H e IV, apresentando sinais coerentes
com a estrutura do caur-16-en-19-ato de metila (4), Figura 11.
COOMeH
4
Figura 11: Caur-16-en-19-ato de metila
-
16
O espectro de massas obtido para o composto 4 (Figura 12) apresentou o pico do íon molecular (m/z = 316) relativamente intenso, característico de ésteres
carboxílicos de massa elevada. Os picos em m/z = 301 e 257 são referentes à perda
de CH3 e COOMe respectivamente. Os demais picos são provenientes de
fragmentações e rearranjos da estrutura policíclica e estão de acordo com a
literatura (ANTHONSEN e CHANTHARASAKUL, 1971).
Figura 12: Fragmentograma do caur-16-en-19-ato de metila
O espectro de RMN 1H do caur-16-en-ato de metila, Figura 13, mostra dois
simpletos referentes aos hidrogênios ligados às metilas 20 (δ = 1,04) e 18 (δ = 1,15).
A função éster é confirmada pelo simpleto em δ = 3,64 proveniente da metoxila. Os
hidrogênios ligados ao carbono 17 dão origem aos sinais em δ = 4,79 e 4,73. O sinal
em δ = 2,63 é referente ao hidrogênio da posição 13. Os demais hidrogênios
apresentam-se na forma de multipletos na região entre δ = 2,2 e δ = 0,7.
-
17
8 7 6 5 4 3 2 1 0
0
200
400
600
800
1000
7,26
4,73
3,64
2,632,04
1,81
1,6
1,51
1,15
0,86
1,04
4,79
Inte
nsid
ade
ppm (δ)
3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5
2,632,04
1,81
1,6
1,51
1,15
0,86
1,04
ppm (δ)
Figura 13: Espectro de RMN 1H do composto 4
A análise de infravermelho (Figura 14) apresentou sinais característicos de estiramento C-H de carbono sp2 em 3020 cm-1 e C=C em 1655 cm-1. O sinal intenso
34
5
101
29
8
76
11
1420
18 19
1312
15
16 17
O 21O
Ampliação
-
18
em 1717 cm -1, característico de ésteres conjugados, corresponde ao estiramento
C=O do éster, enquanto que em 1248 cm-1 encontra-se o sinal de deformação axial
do C-O. Os sinais característicos de metileno terminal podem ser observados em
1437 cm-1 para a deformação angular de C-H e em 874 cm-1 para a deformação fora
do plano do grupo =CH2.
3000 2500 2000 1500 1000
40
50
60
70
80
90
100
110
712750831
874
9761018
1097
1140
1176
1248
13811437
1655
1717
2361
2864
2930
2991
3069
3020
Tran
smitâ
ncia
(%)
Nº de Onda (cm-1)
Figura 14: Espectro de IV do composto 4
4.1.2. Fração 3: EA
O segundo éster a ser obtido da coluna foi EA, também com uma mistura de
hexano/acetato de etila 97:3. Seu cromatograma está mostrado na Figura 15.
-
19
Figura 15: Cromatograma da fração 3
O composto obtido na forma de um óleo incolor foi submetido à análise por
espectrometria de massas, IV e RMN 1H, apresentando sinais coerentes com a
estrutura do ozato de metila (1) - Figura 16.
COOMe
Figura 16: Ozato de metila
O espectro de massas obtido para o composto 1 (Figura 17) apresentou o pico do íon molecular (m/z = 316) e os picos em m/z = 301 e 257 referentes à perda de
respectivamente, CH3 e COOMe. Os demais picos são provenientes de
fragmentações e rearranjos da estrutura policíclica. O fragmentograma obtido está
de acordo com o descrito na literatura (ATKINSON e CROW, 1970).
Figura 17: Fragmentograma do ozato de metila
316
1
-
20
O espectro de RMN 1H do ozato de metila, Figura 18, mostra três simpletos
referentes aos hidrogênios das metilas 20 (δ = 0,76), 19 (δ = 1,17) e 16 (δ = 1,77). A
função éster é confirmada pelo simpleto em δ = 3,67 proveniente da metoxila. Os
hidrogênios ligados em carbonos insaturados dão origem aos sinais em δ = 4,89 e
5,06 como dois dupletos (15), em δ = 6,34 como um duplo dupleto (14) e dois
simpletos em δ = 4,48 e 4,83 (17). Em δ = 5,42 o tripleto é referente ao hidrogênio
ligado ao carbono 12. O sinal em δ = 1,87 refere-se ao hidrogênio ligado ao carbono
9. Os demais hidrogênios ligados apresentam-se na forma de multipletos na região
entre δ = 2,4 e 1,2.
Figura 18: Espectro de RMN 1H do ozato de metila
A análise do espectro de infravermelho (Figura 19) apresentou sinais característicos de deformação axial C-H de carbono sp2 em 3085 cm-1 e C=C em 1642 cm-1. O sinal
intenso em 1727 cm -1 corresponde ao estiramento C=O do éster e o sinal de
deformação axial do C-O aparece em 1243 cm-1.
2
34
5
101 9
8
76
1112
13
17
19 18
14 15
1620
OO 21
-
21
Figura 19: Espectro de IV do ozato de metila
4.1.3. Fração 4: EC
A quarta fração a ser eluída da coluna cromatográfica com uma mistura de
hexano/acetato de etila 95:5 forneceu o composto EC, como pode ser observado no
cromatograma da Figura 20. O composto apresentou-se como um sólido cristalino branco de ponto de fusão na faixa de 85 – 95 ºC.
Figura 20: Cromatograma da fração 4
-
22
Como foi obtido na forma pura, este composto foi submetido à análise por
espectrometria de massas, RMN 1H e IV, apresentando sinais coerentes com a
estrutura do caur-15-en-19-ato de metila (5) - Figura 21.
COOMeH
5 Figura 21: Caur-15-en-19-ato de metila
O fragmentograma mostrado na Figura 22 apresenta um padrão de fragmentação muito semelhante ao do composto caur-16-en-19-ato de metila (4), o que é devido ao fato destas moléculas apresentarem esqueletos muito semelhantes. O espectro
de massas obtido para este composto apresentou o pico do íon molecular (m/z =
316) e os picos em m/z = 301 e 257 referentes à perda de respectivamente, CH3 e
COOMe. Os demais picos são provenientes de fragmentações e rearranjos da
estrutura policíclica e estão de acordo com o observado na literatura (HUGEL et al.,
1964).
Figura 22: Fragmentograma do caur-15-en-19-ato de metila
O espectro de RMN 1H do caur-15-en-ato de metila, Figura 23, apresenta dois
simpletos referentes às metilas 20 (δ = 1,05) e 18 (δ = 1,13). Este composto
apresenta um sinal referente a mais uma metila quando comparado ao caur-16-en-
-
23
19-ato de metila (4). Este sinal, em δ = 1,69 (simpleto), é característico de metila
ligada em carbono insaturado e pode justificar a dupla endocíclica neste isômero. A
função éster é confirmada pelo simpleto em δ = 3,64 proveniente da metoxila. O
sinal em δ = 2,3 é referente ao hidrogênio da posição 13. O simpleto em δ = 5,06
refere-se ao hidrogênio 15. Os demais hidrogênios apresentam-se na forma de
multipletos na região entre δ = 2,0 e 0,8.
-
24
8 7 6 5 4 3 2 1 0-100
0
100
200
300
400
500
600
700
7,26
5,06
3,64
2,32,03
1,69
1,47
1,05
0,84
1,60
1,13
Inte
nsid
ade
ppm (δ)
2 1
2,3 2,03
1,69
1,47
1,05
0,84
1,60
1,13
ppm (δ)
Figura 23: Espectro de RMN 1H do caur-15-en-ato de metila
A análise de infravermelho (Figura 24) apresentou sinais característicos de deformação axial C-H de carbono sp2 em 3030 cm-1. A deformação C=C endocíclico
aparece como um sinal fraco em 1637 cm-1. O sinal intenso em 1727 cm -1
34
5
101
29
8
76
11
1420
18 19
1312
15
16 17
OO
21
Ampliação
-
25
corresponde ao estiramento C=O do éster e a deformação axial de C-O é
evidenciada pelo sinal em 1244 cm-1. O sinal de intensidade média em 816 cm-1 é
característico deformação de alquenos trisubstituídos.
3500 3000 2500 2000 1500 1000
20
30
40
50
60
70
80
90
100
816
10091101
1175
1190
1244
13831437
1720
2860
2926
2991
1637
3030
Tran
smitâ
ncia
%
node onda (cm-1)
4.1.3. Fração 6: EB
O último composto a ser eluído da coluna cromatográfica, com uma mistura de
hexano/acetato de etila 80:20, foi o EB, como pode ser observado no cromatograma
da Figura 25.
Figura 25: Cromatograma da fração 6
Figura 24: Espectro de IV do caur-15-en-ato de metila
-
26
Obtido na forma pura como um óleo incolor, este composto foi submetido à análise
por IV e RMN 1H, apresentando sinais coerentes com a estrutura do isoozato de
metila (3) - Figura 26.
COOMe
Figura 26: Isoozato de metila
O fragmentograma mostrado na Figura 27 apresenta um padrão de fragmentação muito semelhante ao do composto ozato de metila (1), o que é devido ao fato destas moléculas apresentarem esqueletos muito semelhantes. O espectro de massas
obtido para este composto apresentou o pico do íon molecular (m/z = 316) e picos
em m/z = 301 e 257 referentes à perda de respectivamente, CH3 e COOMe. Os
demais picos são provenientes de fragmentações e rearranjos da estrutura
policíclica. O fragmentograma obtido está de acordo com o descrito na literatura
(ATKINSON e CROW, 1970).
Figura 27: Fragmentograma do isoozato de metila
O espectro de RMN 1H do isoozato de metila, Figura 28, mostra dois simpletos
referentes aos hidrogênios das metilas 20 (δ = 0,72) e 19 (δ = 1,15). A função éster é
confirmada pelo simpleto em δ = 3,69 proveniente da metoxila. Os hidrogênios
ligados em carbonos insaturados dão origem aos sinais em δ = 4,99 e 5,01 como
dois singletos (C-16), dois dupletos em δ = 5,06 e 5,22 (C-15) e dois dupletos em
δ = 4,58 e 4,86 (C-17). O duplo dupleto em δ = 6,34 é referente aos hidrogênios
3
-
27
ligados ao carbono 14. Os demais hidrogênios ligados em carbonos saturados se
apresentam na forma de multipletos na região entre δ = 2,8 e 0,5.
Figura 28: Espectro de RMN 1H do isoozato de metila
A análise de infravermelho (Figura 29) apresentou sinais característicos de deformação axial C-H de carbono sp2 em 3082 cm-1 e C=C em 1643 cm-1. O sinal
intenso em 1727 cm -1 corresponde ao estiramento C=O do éster e a banda de
deformação axial do C-O aparece em 1244 cm-1. O sinal intenso em 891 cm-1 refere-
se à deformação angular de C=H, característica de alquenos terminais.
34
5
101
29
8
76
1112
1314 15
16
19 18
1720
OO 21
-
28
Figura 29: Espectro de IV do isoozato de metila
5. CONCLUSÃO
Neste experimento, foram isolados e caracterizados com sucesso os compostos
caur-16-en-19-ato de metila, caur-15-en-19-ato de metila de esqueleto do tipo
caurano; ozato de metila e isoozato de metila de esqueleto do tipo labdano.
A cromatografia com impregnação de AgNO3 mostrou ser um excelente método para
a separação dos diterpenos presentes no extrato de H. stigonocarpa, permitindo a
obtenção destes com alto grau de pureza.
-
29
6. PARTE EXPERIMENTAL
6.1. Geral
Todas as separações foram acompanhadas por CCD em cromatofolhas de alumínio
MERCK com gel de sílica 60 GF254 como fase estacionária. As separações
cromatográficas em coluna utilizaram gel de sílica 60 MERCK.
As placas de CCD foram reveladas utilizando-se uma mistura de vanilina (500 mg),
ácido sulfúrico (5 mL), ácido acético (10 mL) e metanol (85 mL), com posterior
aquecimento.
As separações que utilizaram cromatografia com impregnação de íons prata foram
acompanhadas por CCD, utilizando a mesma metodologia descrita acima e por
CG-EM.
Os solventes foram evaporados em evaporador rotatório FISATOM, operando à
pressão reduzida.
Todos os reagentes foram tratados conforme recomendações da literatura (PERRIN
e ARMAREGO, 1988).
Para análises de cromatografia gasosa e espectrometria de massas utilizou-se
cromatógrafo gasoso acoplado com espectrômetro de massas (CG-EM) SHIMADZU
modelo QP5050A (LCQUI-UENF), com coluna DB-5, 30 metros e diâmetro interno
de 0,25 mm e gás de arraste He. A temperatura do injetor e detector foi de 280 ºC.
Todas as análises foram realizadas o seguinte método: temperatura inicial de
100 ºC, temperatura final de 280 ºC e gradiente de temperatura de 20 ºC/min. A
pressão inicial neste método foi de 111,0 kPa, final de 194,0 kPa e gradiente de
9,5 kPa/min.
Os espectros de RMN 1H dos compostos 4 e 5 foram obtidos em espectrômetro JEOL (LCQUI-UENF) com freqüência de 400 MHz, em CDCl3 como solvente. Os
espectros de RMN 1H dos compostos 1 e 3 foram obtidos em espectrômetro VARIAN GEMINI 2000 (IQ-UNICAMP) com freqüência de 300 MHz, em CDCl3 como
solvente.
-
30
As análises de infravermelho dos composto 4 e 5 foram realizadas empregando-se um espectrômetro SHIMADZU modelo FTIR 8300 (LCQUI-UENF). As análises de IV
dos composto 1 e 3 foram realizadas empregando-se um espectrômetro PERKIN ELMER modelo FTIR 1600 (IQ-UNICAMP).
O ponto de fusão dos compostos 4 e 5 foi medido em aparelho FISHER-JONS (LCQUI-UENF).
6.2. Coleta dos frutos
Os frutos maduros de Hymenaea stigonocarpa foram coletados na região de
Esmeralda-MG, em junho de 2005. O peso médio dos frutos foi de 44 g, mas variou
entre 29 g e 59 g. Os epicarpos foram separados da polpa, lavados e secos à
sombra. Posteriormente, foram moídos em moinho de martelo e extraídos por
maceração com hexano para extração por 10 dias. Filtrou-se e evaporou-se em
evaporador rotatório. Um total de 2,0 kg de epicarpos moídos forneceu 62,80 g de
extrato, aproximadamente 3% em massa.
6.3. Extração ácido-base
O extrato hexânico de H. stigonocarpa (7 g) foi diluído em 80 mL de éter etílico e
extraído três vezes com 35 mL de solução de KOH 0,6 mol.L-1. As fases orgânica
(com os compostos neutros) e aquosa (com os compostos ácidos) foram separadas.
Colocou-se a fase aquosa em banho de gelo e em seguida, adicionou-se 100 mL de
acetato de etila e HCl 1 mol.L-1 lentamente até a neutralização (65 mL). Em um funil
de separação, separaram-se novamente as fases orgânica e aquosa. A fase
orgânica foi seca com MgSO4 e evaporada, fornecendo 3,6 g de uma fração
contendo os compostos ácidos.
-
31
6.4. Esterificação
Preparou-se 100 mL de uma solução aquosa com 2,15 g de NaOH (62,5 mmol) e
4,74 g (44,7 mmol) de Na2CO3. Dissolveu-se 4,62 g dos ácidos orgânicos obtidos da
extração ácido-base nesta solução. Transferiu-se para um balão de 500 mL
equipado com agitador magnético e condensador. Em seguida, foram adicionados
lentamente 13,3 mL (140 mmol) de (CH3)2SO4. A reação foi deixada sob refluxo e
com agitação por 24 h.
Os ácidos esterificados, insolúveis na fase aquosa, formaram um óleo viscoso. Todo
o líquido sobrenadante foi vertido, enquanto o óleo ficou aderido ao fundo do balão.
A mistura resultante foi solubilizada com 100 mL de hexano/diclorometano 70:30,
evaporado em evaporador rotatório e submetido à separação cromatográfica em
coluna de gel de sílica. Como eluente, utilizou-se uma mistura de hexano/acetato de
etila, com proporções variáveis e crescentes do último.
A coluna cromatográfica forneceu uma fração de 600 mg contendo os ésteres de
FR = 0,8 (hexano/acetato de etila 97:3). As outras frações eluídas, mais polares, não
foram estudadas neste trabalho.
6.5. Separação dos ésteres
Pesaram-se 12 g de gel de sílica. Em outro recipiente, protegido da luz, pesaram-se
1,3 g de AgNO3. Diluiu-se este sal em quantidade de água destilada suficiente para
umedecer todo o volume de sílica. Após a dissolução completa do AgNO3, misturou-
se esta solução à sílica. Protegeu-se o recipiente da luz com folhas de alumínio
(“papel alumínio” comercial), deixando na parte superior um pequeno orifício para a
saída do vapor de água. Em seguida, este sistema foi deixado em uma estufa por
três dias a 75 °C. Dependendo da quantidade de sílica impregnada com prata a ser
preparada, este tempo pode variar. A ativação adequada da sílica implica na
qualidade da separação. Após o tempo de ativação, a sílica foi retirada da estufa e o
recipiente aberto (em local protegido da luz) até que atingisse a temperatura
ambiente
-
32
A coluna foi preenchida com a sílica (impregnada com prata) suspendida em hexano
e a mistura de ésteres adicionada na forma de uma pastilha preparada em sílica
sem nitrato de prata. A massa dos ésteres foi de 265 mg. A coluna foi eluída com
uma mistura de hexano e acetato de etila, com proporções crescentes do último,
dando origem às frações já descritas pela Tabela 2, pág.14.
-
33
CAPÍTULO II:
Síntese de um nor-Sesquiterpeno de Origem
Marinha
-
34
1. INTRODUÇÃO Diterpenos de esqueleto do tipo labdano são muito usados como material de partida
para a realização de rotas sintéticas, podendo ser citados como exemplos as
sínteses do ent-ambrox (17) a partir do ácido ózico (16) (GIACOMINI et al., 2003), de um sesquiterpeno da classe drimano (19) a partir do ácido diidrozamorânico (18) (RODILLA et al. , 2004) e do antitumoral 21 a partir do (-)-sclareol (20) (MANZANEDA et al., 2005), mostrados na Figura 30.
COOH
O
CH2OH
COOH
H
COOH
H
O
OHOH
O
OH
OH
O
18 19
20
21
2223
Figura 30: Sínteses a partir de labdanos
Neste trabalho, utilizou-se como material de partida o (-)-ácido ózico (16 – Figura 30) (que possui esqueleto do tipo labdano) com a finalidade de sintetizar um nor-sesquiterpeno de origem marinha com esqueleto do tipo drimano. O ácido ózico,
16 17
18
19
2021
-
35
obtido da forma esterificada, é abundante (até 46 %) na fração ácida apolar dos
epicarpos de H. courbaril var. altissima (GIACOMINI, 2002). Esta variedade da
espécie courbaril ocorre apenas na mata atlântica subtropical, produzindo árvores
muito altas (até 40 m) (LEE e LANGENHEIM, 1975).
1.2. A classe drimano
Nos últimos anos, moléculas originárias de organismos marinhos têm despertado
muito interesse, principalmente em aplicações farmacológicas (CLARDY e WALSH,
2004). Dos compostos isolados desses organismos, os sesquiterpenos do tipo
drimano destacam-se pela ampla gama de atividades biológicas exibidas.
Drimanos são compostos que têm o esqueleto (22) mostrado na Figura 31. O primeiro composto dessa classe foi o drimenol (23), isolado em 1948 de Drimys winterii Forst. Nos anos seguintes, drimanos foram isolados principalmente de
plantas terrestres (Canella winterana, Cinnamedendron corticosem, Warburgia
ugandensis, entre outros), fungos (Marasmius oreades, Lactarius uvidus, Polyporus
ciliatus, entre outros) e organismos marinhos (Bathydoris hodgsoni, Dendrodoris
limbata, Cadlina luteormarginata, entre outros) (JANSEN e GROOT, 2004). Muitos
compostos dessa classe exibem atividades biológicas diversificadas, como
fungicida, bactericida, antiviral, citotóxica, ativadora do crescimento de plantas,
inibidora de herbivoria em insetos, inseticida, antialérgica, antiinflamatória, entre
outras (JANSEN e GROOT, 2004).
OH
HH
123 4 5 6 7
8910
11
12
13 14
15
Figura 31: Classe drimano
Organismos marinhos são uma excelente fonte de drimanos. Alguns trabalhos
recentes têm relatado o isolamento de novos drimanos em organismos como
22 23
-
36
moluscos (GASPAR et al., 2005; IKEN et al., 1998; SAKIO et al., 2001) e esponjas
marinhas (PAUL et al., 1997; MITOME et al., 2001). Alguns esqueletos rearranjados
do tipo drimano, também originários de seres marinhos, têm demonstrado ter
atividades antitumoral seletiva e antimalárica (GIANNINI et al., 2001 – MITOME et
al., 2001).
No trabalho de Paul et al.(1997), foram isolados da esponja marinha Dysidea sp.
sete drimanos inéditos, sendo que dois deles foram os primeiros 12-nor-drimanos
obtidos de fontes naturais (Figura 32). Raros, esses compostos foram submetidos apenas a alguns testes de atividade biológica, sendo que o composto 2 exibiu atividade inibitória frente à bactéria Photobacterium leiognathi (PAUL et al, 1997).
Esta molécula nunca foi sintetizada e sua estereoquímica absoluta ainda não foi
definida.
OHH
H
OAc
OAc
H
Figura 32: 12-nor-drimanos de Dysidea sp.
2. OBJETIVOS
Realizar a síntese do produto natural marinho 2 a partir do ácido (-)-ózico, este isolado na forma esterificada de H. courbaril var. altíssima.
Atribuir a estereoquímica do produto sintetizado e comparar com dados da literatura
para a definição da estereoquímica absoluta.
3. METODOLOGIA
Da fração ácida esterificada do extrato hexânico dos epicarpos de H. courbaril var.
altissima espera-se obter o éster metílico do ácido ózico (1).
24 2
-
37
A escolha deste diterpeno com esqueleto labdânico para a realização da síntese do
12-nor-drimano de origem marinha (2) deve-se aos seguintes fatores: apresentar os centros estereogênicos devidamente dispostos; apresentar grupos funcionais que
permitem as transformações químicas necessárias; ser um produto natural
encontrado com abundância.
OAc
OAc
COOMe
Figura 33: Síntese do produto natural marinho
A metodologia empregada para a realização da síntese do 12-nor-drimano inicia-se
com a redução da posição neo-pentílica C-4 do éster em três etapas, como
mostrada no Esquema 1.
COOMe OH
OTs
a b
c
a) LiAlH4, THF, refluxo b) TsCl, piridina, t. a. c) NaI, Zn, DMF, refluxo
Esquema 1: Redução da posição neo-pentílica
1 2
1 25
26 27
-
38
Após a obtenção do hidrocarboneto 27, este composto deverá ser submetido a uma reação de ozonólise, para fornecer o composto dicarbonilado 28 (Esquema 2), que então deverá ser reduzido com LiAlH4, para produzir o diol 29 em mistura com seu epímero 30 (Esquema 2). Espera-se nesta etapa que a redução produza preferencialmente a hidroxila axial (29), uma vez que o uso de redutores pouco impedidos favorece este tipo de produto.
a b
H H
O
H
O
H
OHOH
H
OHOH
a) i. O3, CH2Cl2, -78 ºC ii. PH3P, CH2Cl2, t.a. b) LiAlH4, THF, t.a.
Esquema 2: Produção do intermediário sintético 29
A etapa seguinte é uma oxidação para levar à formação da lactona 31 com KMnO4/CuSO4, uma metodologia descrita na literatura que fornece bons
rendimentos e seletividade para um substrato muito semelhante ao diol 29 (JEFFORD et al., 1993). (Esquema 3). Em seguida, a adição de metil-lítio deverá
fornecer o composto 32 em equilíbrio com a forma γ-hidroxi-carbonilada 33.
H
OHOH
H
O
O
H
O
HO
H
OH
O
a b
a) CuSO4, KMnO4, CH2Cl2, t.a. b) MeLi, THF, 0° Esquema 3: Obtenção do intermediário 33
27 28 29
29 31 32 33
30
-
39
Neste caso, a acetilação do álcool 33 deverá deslocar o equilíbrio, favorecendo a formação do composto 34 (Esquema 4). Este, com a realização de uma Baeyer-Villiger, deverá fornecer o produto natural marinho desejado 2.
OH
O
OAc
O
OAc
OAc
a b
a) anidrido acético, DMAP, piridina, refluxo b) mCPBA, CH2Cl2, t.a.
Esquema 4: Obtenção do produto natural marinho 2
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Obtenção do material de partida
A obtenção da fração enriquecida com os ésteres dos ácidos diterpênicos
provenientes do extrato hexânico de H. courbaril var. altíssima foi realizada em
2001. A fração foi armazenada em geladeira e o trabalho referente a este projeto
teve o seu início no final de 2003 a partir desta fração.
O procedimento para a obtenção do extrato vegetal e dos compostos esterificados
estão transcritos, a seguir, da tese original (GIACOMINI, 2002):
“Os frutos maduros de Hymenaea courbaril var. altíssima foram coletados na região
de Campinas S.P. em setembro de 2001, separados das polpas, lavados, secos à
sombra e moídos em moinho de martelo. A extração em hexano dos epicarpos
moídos forneceu, após filtração e evaporação do solvente, 5,3 % de extrato. Este foi
então submetido à uma extração ácido-base, fornecendo 67 % de uma fração
enriquecida em compostos ácidos.
33 34 2
-
40
A fração ácida foi esterificada com diazometano em éter a 0 °C, com rendimento
quantitativo. A separação cromatográfica forneceu uma fração enriquecida com
80 % de ozato de metila em mistura com outros ácidos diterpênicos em menor
quantidade.”
Esta fração enriquecida com ozato de metila foi então utilizada como material de
partida para a realização da síntese do produto natural marinho.
4.3. Obtenção do álcool 25
A fração enriquecida com ozato de metila foi submetida a uma redução para
obtenção do álcool 25, conforme mostrado no Esquema 5.
COOMe OH
Esquema 5: Redução do ozato de metila
O álcool 25 foi obtido após purificação em cromatografia em gel de sílica com hexano/acetato de etila 8:2 com 71 % de rendimento. Este composto foi obtido na
forma de um sólido branco com ponto de ponto de fusão entre 62-64 ºC de FR =
0,15 (hexano/acetato de etila 9:1), submetido a análises em RMN 1H e IV.
O espectro de RMN 1H do álcool 25 (Figura 34) mostra um dupleto em δ = 3,13 e
outro em δ = 3,43 provenientes dos hidrogênios da posição 18, com J = 10,68 Hz
característico de acoplamento de hidrogênios geminais. A comparação deste
espectro com o espectro do ozato de metila 1 (Figura 18, pág 20) mostra que houve
desaparecimento do simpleto em δ = 3,67, indicando a redução da função éster. Os
sinais das metilas podem ser observados em δ = 0,78 (19) e (20) e δ = 1,77 (16).
251 LiAlH4, THF, 3 h
-
41
Não houve grandes variações nos deslocamentos químicos observados, um indício
de que não houve outras modificações estruturais na molécula.
Figura 34: Espectro de RMN 1H do álcool 25
O espectro de IV do álcool 25 (Figura 35) mostra um sinal largo e intenso em 3323 cm-1, característico de deformação axial O-H com formação de ligação hidrogênio
intermolecular. A ausência do sinal de carbonila em 1728 cm-1 é mais um indício de
que a reação de redução ocorreu com sucesso.
34
5
101
19
8
76
2011
1819
121316
1415
17
OH
-
42
Figura 35: Espectro de IV do álcool 25
4.4. Obtenção do tosilato 26
A reação de tosilação do álcool 25 em piridina e TsCl forneceu o composto 26 (Esquema 6).
OH OTs
Esquema 6: Obtenção do tosilato 26
TsCl, piridina, t.a., 6 h
26 25
-
43
Após purificação por cromatografia em coluna de gel de sílica, o tosilato 26, de FR = 0,38 (hexano/acetato de etila 9:1), foi obtido na forma de um óleo incolor com 75 %
de rendimento. Este composto foi submetido à análise de RMN 1H e IV.
No espectro de RMN 1H (Figura 36) obtido para o tosilato 26, pode-se observar um
dupleto em δ = 7,78 e outro em δ = 7,35 provenientes dos hidrogênios do anel
aromático. Os dupletos dos hidrogênios da posição 18, apresentaram sinais em δ =
3,72 e δ = 3,49, valores de deslocamento diferentes do que aqueles apresentados
pelo álcool 25.
O espectro de infravermelho (Figura 37) mostra sinais intensos em 1362 cm-1 e 1182 cm-1 característicos, respectivamente, de deformação axial assimétrica e
simétrica do grupo SO2. A presença do anel aromático é evidenciado pela presença
do sinal em 963 cm-1. A ausência do sinal largo em 3327 cm-1 é mais uma evidência
da formação do produto tosilato.
34
5
101
19
8
76
2011
1819
121316
1415
17
O S
O
O
21
26 25
24
2322
27
Figura 36: Espectro de RMN 1H do tosilato 26
-
44
Figura 37: Espectro de IV do tosilato 26
4.5. Obtenção do hidrocarboneto 27
O produto tosilato 26 foi submetido a uma reação de Fujimoto/Tatsuno para fornecer o hidrocarboneto 27 (Esquema 7).
OTs
Esquema 7: Obtenção do hidrocarboneto 27
NaI, Zn, DMF, refluxo, 24 h 26 27
-
45
Após separação em coluna cromatográfica, o hidrocarboneto 27 foi obtido como um óleo com 43 % de rendimento, em mistura com mais dois subprodutos na proporção
de 80:20 (produto:subprodutos), observado por CG-EM.
No espectro de RMN 1H (Figura 38) obtido para o hidrocarboneto 27, podem ser
observados os sinais dos hidrogênios das quatro metilas em δ = 0,75, δ = 0,83, δ =
0,90 e δ = 1,77. Também podem ser observados os sinais referentes aos
hidrogênios mais desprotegidos das duplas ligações na região entre δ = 4,46 e
δ = 6, 34.
No espectro de infravermelho (Figura 39) do composto 27 pode-se observar a ausência dos sinais característicos de aromáticos entre 600 cm-1 e 888 cm-1, o que é
mais um indício de que a redução ocorreu com sucesso.
34
5
101
19
8
76
2011
1819
121316
1415
17
Figura 38: Espectro de RMN 1H do hidrocarboneto 27
-
46
Figura 39: Espectro de IV do hidrocarboneto 27
4.6. Ozonólise
A mistura do hidrocarboneto com os subprodutos foi submetida a uma reação de
ozonólise (Esquema 8), para obtenção do ceto-aldeído 28.
HO
O
i-O3, CH2Cl2, 8 h, -78°C ii-Ph3P, CH2Cl2, 2 h, t.a.
Esquema 8: Obtenção do ceto-aldeído 28
Após purificação em coluna cromatográfica, obteve-se o produto 28 como um óleo incolor com 73 % de rendimento.
27 28
-
47
No espectro de RMN 1H (Figura 40) obtido para o composto 28, podem ser
observados os sinais das três metilas em δ = 0,75, δ = 0,88 e δ = 0,99. O hidrogênio
ligado diretamente à carbonila tem δ = 9,83, característico da função aldeído. A
ausência dos sinais dos hidrogênios mais desprotegidos das duplas ligações na
região entre δ = 4,46 e δ = 6, 34 observados na Figura 38 para o composto 27 é
mais um indício de o composto ceto-aldeído foi realmente formado durante a
ozonólise.
No espectro de IV (Figura 41) obtido para o composto 28, pode ser observado o sinal referente ao estiramento O-H em 3402 cm-1, indicativo da função álcool e em
1710 cm-1 o sinal referente ao estiramento C=O, característico da função aldeído.
34
5
101
19
8
76
2011
1819
12H
O
O
Figura 40: Espectro de RMN 1H do composto 28
-
48
Figura 41: Espectro de IV do composto 28
6.7. Redução a diol
O ceto-aldeído 28 foi submetido a uma reação de redução para fornecer o diol 29 (Esquema 9).
OHOH
HO
O
LiAlH4, THF, t.a., 3 h
Esquema 9: Obtenção do diol 29
Após purificação em coluna cromatográfica com hexano/acetato de etila 90:10,
80:20 e 50:50, obteve-se o produto 29 como um óleo incolor com 80 % de rendimento, em mistura com seu epímero na proporção 3:2 em favor da hidroxila em
axial.
28 29
-
49
O espectro de RMN 1H (Figura 42) para o diol 19 foi obtido com o solvente C5D5N. Podem ser observados sinais com deslocamentos químicos característicos de
hidrogênios ligados a carbonos de álcoois em δ = 4,02, δ = 4,31 e δ = 5,51. A
ausência do sinal em 9,83 é mais um indício de que a redução ocorreu com
sucesso.
Figura 42: Espectro de RMN 1H do composto 29
6.8. Obtenção da lactona 30
O diol 29 foi submetido a uma reação de oxidação para fornecer a lactona 30 (Esquema 10).
OH
OHO
O
29 30
2
34
5
101 9
8
76
1611
12OH
OH
14 13
KMnO4, CuSO4, CH2Cl2, t.a.
Esquema 10: Obtenção da lactona 30
-
50
Após purificação em coluna cromatográfica com hexano/acetato de etila 90:10,
80:20 e 50:50, obteve-se o produto 30 como um sólido branco de ponto de fusão entre 139-140 ºC com 10 % de rendimento. O baixo rendimento apresentado por
esta etapa impossibilitou a continuação deste trabalho sintético. Os subprodutos da
reação não foram caracterizados.
O espectro de RMN 1H da lactona 30 mostra um multipleto na região de δ = 2,59 a
2,51 referente aos hidrogênios em 11. O sinal em δ = 4,48 referente ao hidrogênio 8.
A presença deste tripleto largo indica que o hidrogênio encontra-se em equatorial,
definindo a estereoquímica do terceiro anel. Os outros sinais são referentes às
metilas e outros hidrogênios da estrutura cíclica e não tiveram grande modificação
nos valores de deslocamento químico, o que indica que não houve modificações
estruturais além da formação do terceiro anel.
2
34
5
101 9
8
76
16
14 13
O
1211
O
Figura 43: Espectro de RMN 1H do composto 30
-
51
O espectro de IV (Figura 44) da lactona 30 mostra um sinal intenso em 1764 cm-1 do estiramento C=O, além do sinal em 1153 cm-1, de deformação axial C-O.
Figura 44: Espectro de IV do composto 30
5. CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS A realização da síntese do produto natural marinho 2 não foi concluída, pois o baixo rendimento na etapa de obtenção da lactona 30 inviabilizou a continuação do trabalho.
Com uma próxima coleta de frutos de H. courbaril var. altíssima espera-se concluir a
rota sintética proposta para o 12-nor-sesquiterpeno de origem marinha. A síntese
desde composto é de grande importância, pois além da confirmação da
estereoquímica absoluta pretende-se realizar o estudo de atividades biológicas.
-
52
6. PARTE EXPERIMENTAL
6.1. Geral
Todas as separações foram acompanhadas por CCD em cromatofolhas de alumínio
MERCK com gel de sílica 60 GF254 como fase estacionária. Foram reveladas em
uma mistura de vanilina (500 mg), ácido sulfúrico (5 mL), ácido acético (10 mL) e
metanol (85 mL), com posterior aquecimento. As separações cromatográficas em
coluna utilizaram gel de sílica 60 MERCK.
Os solventes foram evaporados em evaporador rotatório FISATOM, operando à
pressão reduzida.
Todos os reagentes foram tratados conforme recomendações da literatura (PERRIN
e ARMAREGO, 1988).
Alguns espectros de RMN 1H dos compostos foram obtidos em espectrômetro JEOL
(LCQUI-UENF) com freqüência de 400 MHz, em CDCl3 como solvente, enquanto
outros foram obtidos em espectrômetro VARIAN GEMINI 2000 (IQ-UNICAMP) com
freqüência de 300 MHz, em CDCl3 como solvente.
Algumas das análises de infravermelho foram realizadas empregando-se um
espectrômetro SHIMADZU modelo FTIR 8300 (LCQUI-UENF). As análises de IV de
outros compostos foram realizadas empregando-se um espectrômetro PERKIN
ELMER modelo FTIR 1600 (IQ-UNICAMP).
O ponto de fusão dos compostos foi medido em aparelho FISHER-JONS (LCQUI-
UENF).
6.2. Obtenção do álcool 25
Em um balão de 250 mL de fundo redondo, equipado com agitador magnético, foram
adicionados 800 mg de ozato de metila (2,53 mmol) dissolvidos em 25 mL de THF.
Em seguida foram adicionados 170 mg (5 mmol) de LiAlH4. A reação foi mantida sob
refluxo e agitação por 3 h. Após o sistema atingir a temperatura ambiente adicionou-
se ao meio reacional, lentamente e sob agitação, solução aquosa de NaOH 15 % até
-
53
que este se tornasse incolor, com formação de um precipitado branco de LiOH e
AlOH. O líquido sobrenadante foi recuperado e o solvente evaporado. Após coluna
em gel de sílica, obtiveram-se 515 mg (1,8 mmol) do álcool 25, caracterizado por RMN 1H e IV.
6.3. Obtenção do tosilato 26
Em um balão de 50 mL de fundo redondo equipado com agitador magnético, foram
adicionados 450 mg (1,5 mmol) do álcool 25 dissolvidos em 8 mL de piridina e 890 mg (4,6 mmol) de cloreto de tosila em mais 8 mL de piridina. A reação foi realizada a
temperatura de 90 °C sob agitação por 6 h. O meio reacional contendo piridina foi
diluído em 60 mL de acetato de etila, sendo vertido em um funil de separação. Em
frações pequenas, lavou-se a mistura com de solução aquosa de HCl 1 mol.L-1. O
solvente foi evaporado e o produto obtido submetido à separação cromatográfica em
coluna de gel de sílica, fornecendo 470 mg (1,1 mmol) do composto tosilato 26 com 70 % de rendimento.
6.4. Obtenção do hidrocarboneto 27
Em um balão de 50 mL de fundo redondo equipado com agitador magnético, foram
adicionados 950 g (2,1 mmol) do tosilato 26 dissolvidos em 24 mL de DMF, 1,85 g de NaI (12,3 mmol) e 1,60 g de Zn em pó (24,6 mg). A reação foi realizada a
temperatura de 120 °C sob agitação por 24 h. Após o sistema atingir a temperatura
ambiente, diluiu-se a mistura em CH2Cl2 e filtrou-se.
O solvente foi evaporado e o produto obtido submetido à separação cromatográfica
em coluna de gel de sílica, fornecendo 260 mg (0,9 mmol) do composto 27 em mistura com os subprodutos, com 43 % de rendimento.
-
54
6.5. Ozonólise
Dissolveram-se 1,5 g (5,4 mmol) do hidrocarboneto 27 em 50 mL de CH2Cl2 e colocou-se em banho de gelo seco/etanol (-78 °C). O ozônio foi borbulhado à
solução em um fluxo de 100 mL/min por 8 h. Ao término da reação, foi passado um
fluxo de nitrogênio para eliminar o excesso de ozônio e a mistura reacional foi levada
a temperatura ambiente. Adicionaram-se então, 4,5 g de trifenilfosfina (17,1 mmol) e
a mistura permaneceu sob agitação por 2 h. O solvente foi evaporado e após
separação por cromatografia em coluna de gel de sílica usando como eluente
hexano/acetato de etila (95:05) foi obtido o composto 28 com 73 % de rendimento.
6.6. Redução a diol
Em um balão de 100 mL, adicionaram-se 980 mg (4,1 mmol) do composto 28, dissolvidos 30 mL de THF. Em seguida, foram adicionados 315 mg de LiAlH4 (8,5
mmol). A reação foi mantida sob agitação por 3 h. Em seguida, adicionou-se solução
15 % de NaOH lentamente, até que a fase orgânica ficasse límpida. Verteu-se a fase
orgânica e secou-se com sulfato de sódio. Uma coluna cromatográfica forneceu 810
mg (3,3 mg) da mistura dos dióis isoméricos 29 com 80 % de rendimento.
6.7. Preparação da lactona
Em um balão de 25 mL foram adicionados 240 mg (1 mmol) da mistura dos álcoois
29 em 7 mL de CH2Cl2. Em seguida, adicionaram-se 2,2 mg de permanganato de potássio (13,9 mg) e 500 mg de sulfato de cobre pentaidratado. A reação foi mantida
por 12 h até que todo o diol fosse consumido. Adicionaram-se 5 mL de éter etílico e
deixou-se mais 30 minutos. A mistura reacional foi lavada em funil de Büchner
contendo um pouco de gel de sílica e o produto lavado com éter etílico. Após
separação em coluna cromatográfica, foram obtidos 25 mg (0,1 mmol) da lactona 30, com hexano/acetato de etila 95:5, com 10 % de rendimento.
-
55
CAPÍTULO III:
Estudo da Reação de Fujimoto/Tatsuno
-
56
1. INTRODUÇÃO Durante a realização da síntese de compostos de interesse - como os da classe
drimano - a partir dos diterpenos ácidos isolados de Hymenaea, é necessário fazer a
redução do grupo carboxila da posição neo-pentílica C-4 (Esquema 11), pois muitos substratos produzidos por este gênero são oxidados nesta posição.
COOH
Esquema 11: Redução da posição neo-pentílica
Esta redução é descrita na literatura com uma metodologia que emprega quatro
etapas como as apresentadas no Esquema 12. A última etapa, no entanto, normalmente apresenta problemas e, melhores resultados são observados somente
quando se utiliza o solvente HMPA (LEE et al., 2001).
COOH COOMe OH
OTs
a b
c d
a) CH2N2, éter, 0 °C, 10 min, 99 % b) LiAlH4, THF, 0 °C, 1h, 99% c) TsCl, piridina, 25 ºC, 24h, 94 % d) NaI, Zn, HMPA, 105 ºC, 24 h, 74 %
Esquema 12: Etapas empregadas na redução neo-pentílica
Compostos oxidados de Hymenaea Compostos de interesse reduzidos
-
57
Esta última etapa é uma redução de mesilatos e tosilatos sugerida inicialmente por
Fujimoto e Tatsuno em 1976. Seu mecanismo ainda não é bem esclarecido e como
esta reação é estrategicamente importante para a realização de semi-sínteses a
partir dos compostos obtidos de Hymenaea, seu estudo apresenta grande
relevância.
1.1. A reação de Fujimoto/Tatsuno
A redução de Fujimoto/Tatsuno é empregada em redução de sulfonas a
hidrocarbonetos, passando por um intermediário iodetado (35), conforme demonstrado no Esquema 13.
S
O
O
O
NaI
CH2I CH3
Zn
Esquema 13: Reação de Fujimoto/Tatsuno
A reação do intermediário iodetado com o zinco leva ao hidrocarboneto desejado.
Em muitos casos, a reação ocorre com bom rendimento e sem formação de
subprodutos em solventes como éter, DMF ou glima (FUJIMOTO e TATSUNO,
1976). Em outros, no entanto, o produto formado não é o esperado (GERESH et al.,
1998 – BURNELL et al., 1993). Quando esta reação é usada para redução na
posição neo-pentílica em alguns diterpenos de esqueleto trans-decalínico, observa-
se que além de baixo rendimento para a obtenção do produto principal, ocorre a
formação de subprodutos com duas unidades de massa a menos que o produto
esperado (GIACOMINI, 2002) e o aparecimento de sinais na região de hidrogênios
olefínicos nos espectros de RMN 1H.
35
-
58
A relação produto/subproduto e o número de subprodutos formados variaram com o
substrato, como pode ser observado na Tabela 3. Todos os testes foram realizados em DMF (GIACOMINI, 2002).
Tabela 3: Subprodutos em reação de Fujimoto/Tatsuno
Substrato Rendimento Produto:SubprodutoN° de
Subprodutos
HOTs
50 % 8:2 2
O
OTs
48 % 8:2 5
O
OTs
57 % 6,5:3,5 4
Subprodutos semelhantes aos descritos anteriormente nunca foram relatados na
literatura. Uma análise detalhada de dados experimentais observados e relatos da
literatura (LEE et. al., 2001) levou-nos a propor que, após a formação de um
intermediário iodetado, pode ocorrer um rearranjo com expansão do anel A do
sistema trans-decalínico. Após este rearranjo, uma reação de eliminação com a
formação de uma dupla ligação, justificaria os vários subprodutos mostrados no
Esquema 14.
-
59
I
HH
H
H
H H
Anel A
H
H
H
IH
H
H HH
H
HH
Esquema 14: Possíveis subprodutos formados
Através do isolamento e determinação da estrutura de pelo menos um desses
subprodutos, espera-se obter maiores informações sobre o mecanismo da reação de
Fujimoto/Tatsuno.
-
60
2. OBJETIVOS
Este trabalho tem como objetivo realizar a redução da posição neo-pentílica do
composto caur-16-en-19-ato de metila, obtido da esterificação da fração ácida do
extrato hexânico dos epicarpos de H. stigonocarpa.
Através do isolamento e caracterização de subprodutos formados na reação de
Fujimoto/Tatsuno, espera-se obter maiores informações acerca do mecanismo,
podendo então, inferir modificações com o objetivo de melhorar o rendimento e/ou
minimizar a formação de subprodutos neste tipo de reação.
3. METODOLOGIA
Partindo do éster diterpênico caur-16-en-19-ato de metila (4) obtido da esterificação da fração ácida apolar dos epicarpos de H. stigonocarpa, pretende-se adotar a rota
sintética apresentada no Esquema 15. Na primeira etapa a redução do éster 4 deve fornecer o álcool 36. Uma reação de tosilação de 36 seguido pela reação de redução utilizando o protocolo de Fujimoto/Tatsuno deverá fornecer, além do produto
principal 38, a formação dos subprodutos oriundos do rearranjo. Estes subprodutos eventualmente poderiam ser separados através de cromatografia com impregnação
de íons prata, devido às características estruturais.
-
61
a b
c
COOMe OH
OTs+ subprodutos
a) LiAlH4, THF, refluxo b) TsCl, piridina, t. a. c) NaI, Zn, DMF, refluxo
Esquema 15: Rota sintética para o estudo da reação de Fujimoto/Tatsuno
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Obtenção do material de partida
O material de partida, caur-16-en-19-ato de metila (4), foi obtido através da esterificação da fração ácida do extrato apolar dos epicarpos de H. stigonocarpa,
conforme descrito no Capítulo I, pág.30.
4.2. Obtenção do álcool 36
O álcool 36 foi obtido conforme descrito no Esquema 16.
4 36
37 38
-
62
COOMeH H
OH
LiAlH4, THF, refluxo, 3h, 75%
Esquema 16: Obtenção do álcool 36
O álcool 36 foi obtido após purificação em coluna de gel de sílica com 75 % de rendimento, apresentando-se como um sólido branco cristalino de ponto de fusão na
faixa entre 103 – 105 °C, com FR = 0,38 (hexano/acetato de etila 9:1). O
cromatograma do álcool 36 está mostrado na figura 45.
Figura 45: Cromatograma do