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Revista de la Sociedad Química del Perú

versión impresa ISSN 1810-634X

Rev. Soc. Quím. Perú v.77 n.1 Lima ene./mar. 2011

 

TRABAJOS ORIGINALES

 

Contribución al estudio fitoquímico de la Psiloparmelia distincta (Nyl.) Hale

Contribution to the phytochemistry study of the Psiloparmelia distincta (Nyl.) Hale

 

Olivio Nino Castro Mandujano1*

1 Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú, Av. Universitaria 1801, San Miguel, Lima, Perú. *ocastro@pucp.pe

 


RESUMEN

En el presente trabajo se realizó el aislamiento y estudio de sustancias liquénicas de la especie: Psiloparmelia distincta (Nyl.). Se hicieron extracciones sucesivas con acetona y metanol. Se separaron y purificaron algunos compuestos de los extractos; para ello se usaron solventes y mezclas de solventes de polaridad creciente, empleando diversas técnicas cromatográficas y recristalizaciones. Se elucidaron y se determinaron las estructuras de los compuestos obtenidos, analizando sus espectros de IR, RMN-H1, RMN-C13, DEPT y EM; estos compuestos son: H (ácido 2-hidroxi-3-formil-4-etoxi-6-metil-benzoico), A (ácido fumarprotocetrárico).

Palabras clave: liquen, Psiloparmelia distincta, ácido 2-hidroxi-3-formil-4-etoxi-6- metil-benzoico, ácido fumarprotocetrárico.

 


ABSTRACTS

In the present work was realized the isolation and study of lichen substances of the Psiloparmelia distincta (Nyl.). Successive extractions were done by acetone and methanol. It was separated and purified some compounds of the extracts, using solvents and mixtures of solvents of increasing polarity, in diverse chromatographic methods and recrystallizations. They were elucidated and decided the structures of the obtained compounds, analyzing his spectra of UV, IR, RMN-H1 RMN-C13, DEPT and EM; these compounds are: H (acid 2-hydroxi-3-formil-4-etoxi-6-methyl-benzoic), A (acid fumarprotocetrárico).

Key words: Lichen, Psiloparmelia distincta, acid 2-hidroxi-3-formil-4-etoxi-6-metil- benzoic, fumarprotocetraric acids.

 


INTRODUCCIÓN

El liquen es un organismo simbiótico conformado por un hongo y un alga. Mientras el hongo se encarga del abastecimiento del agua y sales minerales, el alga provee los productos fotosintéticos, como los glúcidos. Los líquenes son consorcios biológicos de amplia difusión, que se encuentran en diversos tipos de climas, desde la región ártica hasta la región antártica; desde el nivel del mar hasta en las altas montañas; también se encuentran en los desiertos donde la temperatura es variable o en regiones polares donde las temperaturas son extremadamente bajas. Crecen 1,2 sobre rocas, corteza, hojas de árboles, suelos, etc.

Se aplica el término de "compuestos liquénicos" a todos los compuestos sintetizados exclusivamente por líquenes. Los tipos de compuestos liquénicos según su estructura son: Dépsidos, depsidonas, depsona, ácidos úsnicos y dibenzofuranos. Los líquenes son indicadores de la contaminación del ambiente, tiene las siguientes propiedades:

  • Propiedades farmacológicas.

  • Capacidad quelante.

  • Participa en reacciones fotoquímicas ligadas a cationes.

  • Capacidad pigmentante.

Para la especie liquénica en estudio, según encuesta a los lugareños de la zona de recolección, se reportó su uso medicinal en dolencias como tos, bronquitis, etc3,4.

PARTE EXPERIMENTAL

Muestra vegetal.- El liquen en estudio fue clasificado taxonómicamente por la Dra. Magdalena Pavlich de la Universidad Peruana Cayetano Heredia y por la Dra. Mónica T. Adler de la Universidad de Buenos Aires – Argentina; ambas coincidieron con la siguiente clasificación taxonómica: Psiloparmelia distincta (Nyl.) Hale, familia Parmeliaceae.

La muestra en estudio (figura 1), constituye el liquen completo, el cual ha sido recolectado por Nino Castro, en el departamento de Junín, provincia de Jauja, en el pueblo Cachi-Cachi a una altitud de 4200 msnm, en marzo de 1998 (primera recolección para la identificación y estudios preliminares) y mayo de 2000 (segunda recolección para el aislamiento de compuestos liquénicos).

 

 

Se ha realizado una marcha fitoquímica según Lock, 1994; además, se ha llevado a cabo reacciones de coloración para los líquenes, según Robles, 1992.

Aislamiento. Un kilogramo de muestra limpia, seca y molida, se sometió a dos extracciones sucesivas por maceración con acetona; se extrajo dos veces con metanol; se concentraron los extractos y se obtuvo 65,2 g de extracto acetónico EA y 11,2 g de extracto metanólico EB. De cada extracto se fracciona por solubilidad en diversos solventes (hexano, cloroformo, acetona y etanol).

La fracción hexánica dio un residuo cremoso el que se purificó por recristalización con MeOH-acetona 1:1, hasta obtener 65 mg del compuesto H como cristales blancos, en forma de agujas muy finas, solubles en cloroformo y ligeramente solubles en metanol, con punto de fusión de 103-104 ºC. Tienen reacción positiva con KOH (5% acuoso) dando una coloración amarilla.

La separación del extracto metanólico EB, se realizó aumentando la polaridad: hexano, cloroformo, acetona y metanol. La fracción metanólica se concentra y el sólido obtenido se disolvió con MeOH-acetona 1:1; se calentó y al dejarse en reposo a 0 ºC se precipitó un sólido el cual fue recristalizado en el mismo sistema dando los cristales A, 100 mg. 2,3-6.

Se realiza un análisis por HPLC, y se envía la muestra al Dr. J. Elix, químico orgánico (Universidad Nacional de Australia) especialista en plantas liquénicas quien tiene una base de datos para líquenes en el HPLC. La muestra fue disuelta en acetona fría, se decantó y se tomó una alícuota para inyectar al Cromatógrafo7. Las condiciones instrumentales fueron:

Cromatógrafo HPLC Kontron HPLC, Systems-Data, detector UV-430, columna Spherisorb 5 ODS-2, Kontron 250 x 4,6 mm; estándares internos 20 mg de ácido benzoico y 20 mg de ácido solorínico por 1000 mL de acetona; la fase móvil es el agua bidestilada con 1% de ácido ortofosfórico, flujo 0,7 mL/min; volumen de inyección 5 µL, longitud de onda a 245 nm.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis cualitativo. Los resultados del análisis indican que el liquen en estudio posiblemente contiene ácidos fenólicos, depsidonas, dépsidos, ácidos úsnicos, fenoles y triterpenos y que no contiene alcaloides, flavonoides ni antraquinonas.

Elucidación estructural del compuesto H

El espectro IR del compuesto H (medido en KBr), mostró las absorciones como a 3478 cm-1 alargamiento de OH, a 2997 cm-1 alargamiento de C-H del CH2, a 2448 cm-1 alargamiento de C-H aldehídico, a 1738 cm-1 alargamiento de C=O carboxilo, a 1700 cm-1 flexión C=O aldehídico, a 1414 flexión C-O-H en el plano del COOH, y a 1395 cm-1 flexión O-H carboxílico. La tabla de la composición elemental del espectro de masas, figura 2, se obtuvo la siguiente información: la fórmula global es C11H12O5, su peso molecular es 224, el pico padre es 150, los fragmentos son 196 (pérdida de un CO), 178 (pérdida de H2O a partir del fragmento 196), 150 (pérdida de CO a partir de 178).

 

 

Analizando los espectros de RMN-13C y del RMN-DEPT, figuras 3 y 4, se logró identificar la presencia de los grupos, =CH, -CH2-, -CH3; carbonos sp2 del tipo bencénico, ácido y aldehídico; la información está resumida en la tabla 1. El espectro DEPT a 90º reconoce las señales del tipo C-H asignadas al carbono que contiene el único H aromático y al carbono aldehídico; el DEPT 135º diferencia los tipos de carbono: 2 del tipo CH3, uno del tipo CH2 y dos del tipo CH; hay 5 carbonos cuaternarios8-11.

 

 

 

 

 

 

Analizando el espectro de RMN-1H, figura 5, y comparando con las tablas espectroscópicas9, se observa que hay un protón aromático a 6,3 ppm, 3 protones singuletes a 10,3, 12,4 y 12,9 ppm, que podrían ser del tipo aldehídico, alcohólico o carboxílico; además, tenemos 2 grupos metílicos a 1,5 y 2,5 ppm, triplete y doblete, respectivamente; esto implica que el metil triplete está acoplado con dos protones de un CH2 el cual a su vez presenta un cuarteto a 4,4 ppm.11. Toda esta información se resume en la tabla 2.

 

 

 

 

En base a la información presentada, se propone la siguiente estructura para el compuesto H:

Elucidación estructural del compuesto A.- El compuesto A es un sólido que cristaliza en agujas blancas, reacciona con KOH dando coloración marrón y con FeCl3 da coloración morada, propia de las depsidonas; tiene punto de fusión 260-262 ºC con descomposición. Sus longitudes de onda máximas en el espectro UV-V en etanol, son: 240 y 320 nm. Del espectro IR se determinó que el compuesto A, presenta absorciones de los grupos: OH a 3400 cm-1, -CH=CH- a 987 y 701 cm-1, -COOH a 1744 cm-1, C=O aldehído a 1700 cm-1 y C-O-C a 1207 cm-1.

Analizando el espectro RMN-1H del compuesto A, figura 6, se observó que se pueden identificar protones de: -COOH a 11,95 ppm, y el del grupo CHO a 10,57ppm; un protón aromático a 6,63 ppm, un singulete a 5,28 ppm de los hidrógenos del grupo -Ch2, un hidrógeno del tipo =CH a 6,84 ppm y dos metilos a 2,49 y 2, 43 ppm; no se observa las absorciones de los grupos OH ni COOH ya que éstos tienen desplazamientos mayores de 12 ppm.

 

 

Del espectro RMN-13C, se determinó que el compuesto A tiene carbono del tipo aldehído a 191,6 ppm, dos carbonos metílicos a 14,6 y 21,2 ppm, un carbono metileno a 56,8 ppm, tres carbonilos de las formas éster y ácido a 160,9, 163,9 y 170,0 ppm, respectivamente; dos carbonos del tipo =CH a 134,9 y 132,2 ppm, Al encontrar 12 señales entre 110 y 165 ppm se presume que la estructura tendría dos anillo aromáticos multisustituídos. En la tabla 3, se observa una gran similitud con los desplazamiento del acido fumarprotocetrárico 8-12.

El espectro de masas del compuesto A, figura 7, presenta picos a m/z: 472, 393, 315, 277, 249, 205, 157, 129, 97; los cuales indican que el peso molecular sería de 472, algunos fragmentos característicos como: 28 y 18 se asignarían a la presencia de C=O y OH.

 

 

 

 

El cromatograma de HPLC, Figura 10, corroboró en la identificación del compuesto A como el ácido fumarprotocetrárico12.

 

 

Todas estas informaciones espectroscópicas y cromatográficas nos permiten proponer que el compuesto sería el acido fumarprotocetrárico, con la siguiente estructura:

CONCLUSIÓN

Se aisló y se determinó la estructura de 2 compuestos liquénicos; éstos son: compuesto H (ácido 2-hidroxi-3-formil-4-etoxi-6-metil-benzoico) y el compuesto A (ácido fumarprotocetrárico). En el análisis cualitativo por HPLC del compuesto liquénico aislado, el tiempo de retención es de 22,5 minutos del compuesto A (ácido fumarprotocetrárico).

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación fue realizada gracias a la colaboración de la Dra. Magdalena Pavlich de la Universidad Peruana Cayetano Heredia. Agradezco igualmente a las siguientes personas a la Dra. Mónica T. Adler de la Universidad Nacional de Buenos Aires-Argentina, por la identificación botánica del liquen estudiado; al Dr. Arturo San Feliciano (Universidad de Salamanca- España) por la realización del análisis de RMN-H1, RMN-C13 y EM; al Dr. John Elix de la Universidad Nacional de Australia por los análisis de HPLC.

 

BIBLIOGRAFÍA

1. Vicente, C., Fisiología de las sustancias liquénicas, Ed. Alhambra, Madrid, (1975), pag 22-45, 68-97.

2. Robles, C., J.; Pastor, A.; Morales, P., Líquenes y sustancias liquénicas, Revista Química – PUCP, (1992), 6, 65-76.

3. Reinhold, L. D.; Preiss, A., Progress in Phytochemistry, (1968), pag 225, 236 y 238.

4. Kika H. N; Vilegas, W., A química dos líquenes, Química Nova, Brasil, (1998), 21, 110 –124.

5. Lock de Ugaz, O., Investigación Fitoquímica, Fondo Editorial, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, (1994), pag 110-169.

6. Randerath, K., Cromatografía de capa fina, Ed. Urmo, Bilbao, España, (1965), pag 23-25.

7. Feige, G. B.; Lumbsch, H.T., Identification of lichen substances by a standardized high- performance liquid chromatographyc method, J. Chromatog.,(1993), 646, 417-427.

8. Robles, C., Pastor, A.; Morales, P., Líquenes y sustancias liquénicas – Segunda parte, Revista Química, PUCP, (1992), 6, 192-200.

9. Huneck, S., and Yoshimura, I., Identification of the lichen substances, Ed. Springer, Berlin, (1996), pag 54-57, 78-82, 114-119.

10. Silverstein, R.M., Spectrometric identification of organic compounds, 5TH. Edition, Ed. John Wiley, (1991), pag 56-116.

11. Pretsch, F., Tablas para la elucidación estructural de compuestos orgánicos, Ed. Springer–Verlag Ibérica, Barcelona, (1998), pag 67-69, 111-126.

12. Shibata, S., Chiang, H. C., The structure of fumarprotocetraric acid, Phytochemistry, (1965), 4, 137-139.

 

Recibido el 27-10-2010
Aprobado el 03-11-2010