Chemical constituents from roots of Pyrostegia venusta and considerations about its medicinal importance

Quimica nova

Houghton, Peter J.¹  Ferreira, Dalva Trevisan²  Alvares, Paulo Sérgio M.²  Braz-Filho, Raimundo³ 

[1] London University, London;Universidade Estadual de Londrina, Londrina;Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos

关键词: Pyrostegia venusta;    Bignoniaceae;    allantoin;    steroids;    hesperedin.  ;     ;    INTRODUÇÃO O gênero Pyrostegia Presl.;    família Bignoniaceae;    é representado na América do Sul tropical por um máximo de quatro espécies. A espécie Pyrostegia venusta (Ker.) Miers (sinonímia Pyrostegia ignea e Bignonia venusta);    conhecida popularmente como cipó ou flor de São João;    é uma liana trepadeira com expressiva dispersão em quase todo o sul do Brasil;    sendo encontrada nas orlas das matas;    nos campos;    no litoral e na beira das estradas1. Esta planta é invasora de pastos;    onde foram registrados casos de envenenamento de bovinos após a sua ingestão2. As suas flores são utilizadas na medicina popular para tratamento de manchas brancas no corpo (leucoderma;    vitiligo)3. O caule é utilizado como tônico;    antidiarréico e na confecção de cestos. Trata-se de uma planta ornamental que se multiplica rapidamente;    servindo para revestir muros e caramanchões. A literatura não registra estudo químico das raízes de Pyrostegia venusta;    encontrando-se relatados estudos fitoquímicos das flores e do caule. Estudos do néctar das flores conduziram ao isolamento de aminoácidos e de açucares4;    5. Das flores foram isolados b-sitosterol;    n-hentriacontano (n-C31H64);    7-O-b-D-glicopiranosilacacetina e meso-inositol (myo-inositol)6. Um artigo avaliando o estudo de 40 espécies de Bignoniaceae;    entre elas a Pyrostegia venusta;    revelou resultados uniformes e compatíveis com a presença de fenóis livres e grupos siringila7. O padrão floral contendo antocianinas exibe pequena variação nas plantas da família Bignoniaceae8. Duas teses de Mestrado descreveram resultados sobre o padrão de floração associado à biologia e reprodução1 e palinológicos (estudo do polén)9 da espécie Pyrostegia venusta. O estudo químico das raízes de Pyrostegia venusta foi desenvolvido em continuidade à investigação fitoquímica que vem sendo realizada com a família Bignoniaceae. O extrato etanólico das raízes forneceu quatro substâncias;    que foram identificadas com base na interpretação de dados espectrais;    principalmente RMN1H e 13C;    como alantoína (1);    os esteróides b-sitosterol (2) e 3b-O-b-D-glicopiranosilsitosterol (3) e a flavanona hesperidina (4). Os dados de RMN uni- (1D) e bidimensional (2D) do derivado peracetilado 4a foram usados para a confirmação estrutural;    atribuição dos deslocamentos químicos dos átomos de hidrogênio (dH) e carbono (dC). Assim;    RESULTADOS E DISCUSSÃO A alantoína (1) foi isolada de precipitado fornecido pelo extrato bruto e das frações cromatográficas 607;    614;    629 e 631 eluidas com CH2Cl2-AcOEt (2:8). Este constituinte foi identificado com base nos dados espectrais (DMSO-d6) de RMN1H e 13C comparados com valores descritos na literatura10. O espectro de RMN1H revelou três singlêtos largos correspondentes aos grupos HN-1 (dH 10;    54);    HN-3 (dH 8;    05) e H2N-8 (dH 5;    82) e dois sinais duplos (J=8;    1 Hz) em dH 6;    91 e 5;    21 representantes dos hidrogênios HN-6 e H-5;    respectivamente. O espectro bidimensional (2D) de correlação homonuclear 1Hx1H-COSY apresentou picos transversais correspondentes aos acoplamentos vicinais entre H-5 e HN-6 e tipo W entre H-5 e HN-3;    em acordo com uma conformação inserindo estes átomos de hidrogênio num mesmo plano (1). A ausência de pico correspondente à interação spin-spin de H-5 (dH 5;    21) e HN-1 (dH 10;    54) sugere conformação mantendo ângulo diedro em torno de 90o entre estes átomos de hidrogênio;    já que parece improvável a existência de troca química do hidrogênio do HN-1 (ponte de hidrogênio intramolecular com o átomo de oxigênio do grupo carbonílico localizado no carbono C-7) no solvente utilizado (DMSO-d6;    ainda sem H2O);    como evidenciado pela interação do HN-6 (sem troca química) e H-5 (Vide supra). O espectro de RMN13C apresentou três sinais correspondentes a átomos de carbono dos grupos carbonílicos C-2 (dC 157;    7);    C-4 (dC 173;    4) e C-7 (dC 156;    7) e um de carbono metínico em dC 62;    65 atribuído ao CH-5. Estes dados espectrais revelaram-se em pleno acordo com valores descritos na literatura10. O b-sitosterol (2) foi isolado da fração cromatográfica 33-46 eluida com hexano. A identificação deste esteróide foi realizada por comparação direta com amostra autêntica. A fração cromatográfica 486 eluida com CH2Cl2 forneceu o 3b-O-b-D-glicopiranosilsitosterol (3);    que foi caracterizado com base nos dados espectrais de RMN1H e RMN13C;    envolvendo principalmente a comparação dos dC dos átomos de carbono com valores descritos na literatura11. A flavanona hesperidina (4;    7-O-b-D-rutinosil-3';    5-diidroxi-4'-metoxiflavanona) foi isolada pura (menor quantidade;    fração 622) e em uma mistura com alantoína (1). A estrutura deste flavonóide foi identificada com base nos dados fornecidos pelos espectros de RMN1H e 13C (PND e DEPT). A confirmação desta estrutura foi obtida através de comparação dos deslocamentos químicos com valores descritos na literatura para os átomos de hidrogênio12 e carbono13 (Tabela 1);    após a superação de obstáculos produzidos pela existência na literatura de estrutura errada usando o nome correto (Vide infra). Esta situação encontrada na literatura conduziu-nos para uma análise espectral mais detalhada e exigiu a preparação do derivado peracetilado 4a para confirmação estrutural. ;    A presença do anel A 5;    7-dioxigenado foi reconhecida pelos dois singletos largos em dH 6;    05 (H-6) e 6;    91 (H-8) revelados pelo espectro de RMN1H de 4 em DMSO-d6. O sinal do grupo metoxila foi observado em dH 3;    85 (s). Os sinais em dH 4;    50 (s) e 4;    98 (d;    J=8;    0 Hz) foram atribuidos aos hidrogênios anoméricos H-1''' e H-1'';    respectivamente. O sinal múltiplo entre dH 6;    95 - 6;    75 foi correlacionado com os hidrogênios aromáticos H-2';    H-5' e H-6';    sugerindo anel B 3'-hidroxi-4'-metoxi- ou 4'-hidroxi-3'-metoxi-. Outros sinais observados no espectro foram correlacionados com HO-3' (dH 9;    10);    HO-5 (dH 12;    00;    hidroxila quelatogênica);    H-2 (dH 5;    50;    dl;    J=9;    0 Hz);    2H-3 (dH 2;    50 - 2;    90;    m);    3H-6''' (dH 1;    10;    d;    J=6;    8 Hz) e os demais hidrogênios carbinólicos da unidade glucosídica entre dH 3;    20 - 3;    90. A principal dificuldade enfrentada para caracterizar a estrutura deste flavonóide glucosilado;    utilizando principalmente os dados de RMN13C (Tabela 1);    envolveu a confirmação dos grupos hidroxílicos e metoxílicos nos átomos de carbono C-3' e C-4';    podendo a aglicona correspondente ser caracterizada hesperetina (5;    3';    5;    7-triidroxi-4'-metoxiflavanona) ou seu isômero homoeriodictiol (6;    4';    5;    7-triidroxi-3'-metoxiflavanona). A comparação dos dC (em DMSO-d6) dos átomos de carbono quaternários C-1' (dC 131;    0);    C-3' (dC 146;    1) e C-4' (dC 148;    0) e metínicos CH-2' (dC 114;    2);    CH-5' (dC 112;    0) e CH-6' (dC 118;    0) da flavanona glucosídica (Tabela 1) isolada de Pyrostegia venusta com dados descritos na literatura para a hesperidina13;    14 revelou dados praticamente idênticos;    sugerindo a mesma substância. No entanto;    as estruturas incorporadas nas referências consultadas13;    14 aparecem com anel B 4'-hidroxi-3'-metoxi- (em tabela contendo também o nome hesperedin13 ou a estrutura completa no próprio espectro14). Em outras palavras;    os autores dos capítulos descritos nos livros citados13;    14 utilizaram equivocadamente a unidade aglicônica homoeriodictiol (6) na estrutura da hesperedina;    em desacordo com os dC C-1';    CH-2';    C-3';    C-4';    CH-5' e CH-6' compatíveis com os valores da aglicona hesperetina (5). Esta confusão foi esclarecida definitivamente após encontrar a estrutura correta da hesperidina (4)15;    16 e das flavanonas hesperetina (5;    3';    5;    7-triidroxi-4'-metoxiflavanona;    aglicona da hesperidina) e homoeriodictiol (6;    4';    5;    7-triidroxi-3'-metoxiflavanona);    inclusive os dados de RMN13C registrados em DMSO-d6 como solvente14;    o mesmo solvente utilizado para obtenção do espectro do flavonóide glicosilado isolado da Pyrostegia venusta. A comparação dos valores dos dC dos carbonos C-1';    CH-2';    C-3';    C-4';    CH-5' e CH-6' permite assegurar a distinção entre os dois padrões de substituição 3'-hidroxi-4'-metoxi- e 4'-hidroxi-3'-metoxi- do anel B;    como revelam os valores descritos para as flavanonas 5 e 6 em DMSO-d6 (Tabela 1). Com base na posição ocupada pelo grupo metoxila (carbono C-3' ou 4') pode-se verificar modificações significativas nos valores dos dC dos sinais correspondentes aos átomos de carbono C-1';    CH-2';    C-3';    C-4';    CH-5' e CH-6' das flavanonas 5 e 6: i) desproteção (maior dC) nos carbonos ipso [DdC = 147;    5 (6) - 146;    7 (5) = 0;    8 ppm no C-3' e DdC = 148;    1 (5) - 146;    9 (6) = 1;    2 ppm no C-4';    efeito b] e para [DdC = 131;    4 (5) - 129;    4 (6) = 2;    0 ppm no C-1' e DdC = 119;    6 (6) - 118;    3 (5) = 1;    3 ppm no CH-6';    atenuação do efeito mesomérico protetor devido a maior eletronegatividade do carbono em relação ao hidrogênio] e proteção (menor dC;    efeito g) nos carbonos localizados em posição orto [DdC = 112;    1 (5) - 115;    2 (6) = - 3;    1 ppm no CH-5' e DdC = 111;    1 (6) - 114;    3 (5) = - 3;    2 ppm no CH-2'];    ii) as diferenças intramoleculares observadas entre os dC CH-2' e CH-5' de 5 [DdC = 114;    1 (CH-2') - 112;    1 (CH-5') = 2;    0 ppm] e 6 [DdC = 115;    2 (CH-5') - 111;    1 (CH-2') = 4;    1 ppm] e C-3' e C-4' de 5 [DdC = 148;    1 (C-4') - 146;    7 = 1;    4 ppm] e 6 [DdC = 147;    5 (C-3') - 146;    9 (C-4') = 0;    7 ppm]. Dados adicionais referentes aos dC destes átomos de carbono nas flavanonas 7;    8 e 9 (Tabela 1);    obtidos de espectros registrados em CDCl3 + MeOH-d4 (7) e CDCl3 (8 e 9);    permitem confirmar a validade destas deduções e servem também para a avaliação de efeito de solventes.Os dados de RMN1H e 13C obtidos de espectros uni- (1D: RMN1H;    RMN13C-HBBD e RMN13C-DEPT) e bidimensionais [2D: 1Hx1H-COSY;    1Hx13C-HMQC-1J CH;    1Hx13C-HMBC-nJ CH (n=2 e 3) e 1Hx1H-NOESY] do derivado peracetilado 4a;    registrados em aparelho que trabalha a 500 MHz para 1H e 125 MHz para 13C;    permitiram confirmar definitivamente a estrutura 4 para a flavanona isolada de Pyrostegia venusta (Tabelas 2 e 3). A comparação dos espectros de RMN13C-HBBD (Hydrogen Broad Band Decoupled) e RMN13C-DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer) foram usados para reconhecer os sinais correspondentes a átomos de carbono quaternários;    metínicos;    metilênicos e metílicos (Tabela 2). O espectro 1Hx13C-HMQC-1J CH [interação spin-spin de hidrogênio e carbono através de uma (1JCH) ligação] foi utilizado para a atribuição dos dH e dC de carbonos hidrogenados e o 1Hx13C-HMBC-nJ CH [n=2 e 3;    interação spin-spin de hidrogênio e carbono através de duas (2JCH) e três (3JCH) ligações] dos quaternários e confirmação de hidrogenados (Tabela 2). Os dC dos átomos de carbono CH-2' (dC 121;    2);    C-3' (dC 140;    0);    C-4' (dC 151;    6);    CH-5' (dC 112;    5) e CH-6' (dC 124;    9) de 4a (Tabela 2) caracterizaram a presença do grupo acetoxila no carbono C-3' (não em C-4');    já que os dC dos átomos de carbono localizados em posição orto (CH-2' e C-4') e para (CH-6') revelam claramente a atenuação do efeito mesomérico doador de elétrons do grupo acetoxila;    como revela a comparação com os dC destes carbonos em 4 (Tabela 1). O dC do carbono CH-5' (dC 112;    5);    meta em relação ao grupo acetoxílico;    não revelou modificação significativa como previsto (Tabelas 1 e 2). O valor de J=11;    1 Hz deduzido do sinal do H-2 (dH 5;    41;    dd;    J=11;    1 e 2;    8 Hz) observado no espectro de RMN1H de 4a indica interação axial-axial e;    consequentemente;    pode-se postular a conformação 4b com H-2 em posição axial. ;    O espectro 1Hx1H-NOESY de 4a (Tabela 3) revelou a interação espacial (dipolo-dipolo) dos hidrogênios metoxílicos MeO-4' (dH 3;    81;    s) e H-5' (dH 6;    97;    d;    J=8;    5 Hz);    confirmando que mantêm entre si relação orto;    a presença de picos transversais correspondentes às interações espaciais (NOE) do H-1'' (dH 5;    13) com H-6 (dH 6;    28) e H-8 (dH 6;    44) confirmaram a presença da unidade b-D-glicopiranosila (H-1'' em posição axial;    dH 5;    13;    d;    J=6;    7 Hz) no átomo de carbono C-7 e permitiu postular a existência das duas conformações mostradas em 4/4a (duas formas topoméricas médias com interconversão lenta na escala de tempo da RMN);    que podem ser justificadas pela reduzida liberdade de rotação em torno da ligação entre o átomo de oxigênio do carbono C-7 e CH-1'' na temperatura e concentração usadas para registro do espectro;    justificando-se também a presença de sinais correspondentes nas proximidades dos descritos na Tabela 2;    a interação dipolar do hidrogênio H-1''' (dH 4;    68) com os dois hidrogênios 2H-6'' (dH 3;    80 e 3;    60) confirmaram a localização da unidade a-L-ramnopiranosila no átomo de carbono CH2-6'' da unidade b-D-glicopiranosila;    outras interações espaciais reveladas pelo espectro 1Hx1H-NOESY encontram-se resumidas também na Tabela 3. Com base no [a]D + 4;    5 (c 1;    76 em CHCl3) revelado pelo derivado acetilado 4a pode-se postular a configuração (-)-hesperedina (4) isolada de Pyrostegia venusta. Esta dedução baseou-se nos resultados de [a]D - 37;    6 (c 1;    8 em EtOH) para 5 e [a]D + 21;    1 (c 1;    28 em CHCl3) para seu derivado triacetilado16. Assim;    a flavanona isolada de Pyrostegia venusta foi caracterizada definitivamente como (-)-hesperedina {4;    7-O-rutinosil-3';    5-diidroxi-4'-metoxiflavanona = 7-O-[a-L-ramnopiranosil (1® 6)-b-D-glicopiranosil]-3';    5-diidroxi-4'-metoxiflavanona};    substância natural já descrita na literatura (vide infra) e registrada pela primeira vez neste artigo como bioproduzida por espécie da família Bignoniaceae. Esta substância natural (4);    [a]D - 47;    3 (piridina)16;    foi isolada de muitas espécies das famílias Rutaceae (e.g. Citrus spp e Roncinus trifoliata) e Labiatae (e.g. Mentha longifolia e Hussopus spp)15. Os flavonóides têm sido reconhecidos como responsáveis por atividade antialérgica;    antiinflamatória;    antiviral;    antiproliferativa e anticarcerígena;    além de afetar alguns aspectos do metabolismo de mamíferos17. Uma mistura de hesperetina (5) e homoeriodictiol (6);    conhecida como citrin;    revelou atividade vitamínica;    sendo por isto denominada vitamina P durante algum tempo17. Algumas indústrias farmacêuticas utilizam flavonóides puros;    inclusive hesperedina (4);    isolados de citrus (citroflavonóides)18. Os resultados de estudo da relação estrutura - atividade de flavonóides como inibidores de xantina oxidase e eliminadores de superóxidos foram publicados recentemente19. O rendimento obtido de alantoína (6;    89%);    isolando-se 6;    30 g de 91;    44 g de extrato bruto;    revelou-se significativo quando comparado com o produzido pelas raízes e folhas da espécie Symphtum officinale (Linn.). Esta espécie;    conhecida como confrei;    é muito utilizada como fitofármaco;    contendo como um dos princípios ativos a alantoína (1) numa concentração de 0;    6 a 0;    8%20;    rendimento muito menor do que o encontrado nas raízes de Pyrostegia venusta. A alantoína (1) possui atividade antiinflamatória;    antipéptica;    antipsioríase;    antiúlcera;    imunoestimulante e queratolítica;    além de ser muito utilizada em dermatologia21;    22. Assim;    a quantidade de alantoína (1) isolada das raízes da Pyrostegia venusta permite sugerir esta espécie vegetal como fonte natural para comercialização desta substância;    além de possibilitar outras investigações práticas e científicas. As raízes desta planta poderiam ser testadas e utilizadas no tratamento do vitiligo;    além de oferecer oportunidade adicional para investigar o seu provável mecanismo de ação. O vitiligo é uma doença que ocorre com frequência significativa e permanece ainda com a causa precisa desconhecida;    podendo ocorrer com a participação de fatores genéticos;    imunológicos e neurais na sua etiopatogenia23. Essa enfermidade apresenta-se também associada à falta de melanina;    substância dependente da presença de melanócitos funcionais nos seres humanos24. A (S)-alantoina (1);    encontrada entre os metabólitos da Pyrostegia venusta;    foi tambem isolada de Platamus orientalis16. O isolamento de 7-O-b-D glicopiranosilacacetina (10) e meso-inositol (11) das flores de Pyrostegia venusta6;    também requer atenção especial dos pesquisadores envolvidos em investigações de atividade biológica de produtos naturais. A flavona acacetina;    aglicona de 10;    revelou atividade antiinflamatória;    protetora capilar e espasmolítica16. Publicação relativamente recente17 relata a utilização clínica do meso-inositol (11) para minimizar neurite diabética e formação de catarata;    sem revelar toxicidade. Investigações adicionais revelaram que esta substância natural também inibe a formação de adenoma (tumor geralmente benigno;    formado pela proliferação dos elementos próprios de uma glândula) pulmonar em camundongas A/J17.  ;    EXPERIMENTAL Procedimentos experimentais gerais. Os espectros de RMN1H (200 e 500 MHz) e de 13C (50 e 125 MHz) uni- (1D) e bidimensional (2D) foram obtidos nos espectrômetros Bruker AC-200 e Avance DRX 500 existentes;    respectivamente;    no Curso de Pós-graduação em Química Orgânica da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro;    Seropédica;    Rio de Janeiro;    e no Centro Nordestino de Aplicação e Uso da Ressonância Magnética Nuclear (CENAUREMN);    Universidade Federal do Ceará;    Fortaleza;    Ceará. Material vegetal. As raízes de Pyrostegia venusta foram coletadas por Celso Magri;    na cidade de Cambé;    Paraná;    Brasil. A espécie foi identificada pela Professora Dra. M. C. Dias;    Departamento de Biologia Animal e Vegetal da Universidade Estadual de Londrina;    Londrina;    Paraná;    Brasil. Uma exsicata foi catalogada (FUEL - no 11599) e depositada no Herbário desse Departamento. Extração e isolamento de constituintes. As raízes (1;    7 kg) foram secas em estufa (60o C);    trituradas e submetidas a extração exaustiva com etanol 95 % na temperatura ambiente. O solvente foi destilado em evaporador rotatório sob vácuo;    obtendo-se 91;    44 g de resíduo. O resíduo (91;    44 g) foi cromatografado em coluna de sílica gel (274 g);    utilizando-se hexano;    misturas de hexano-CH2Cl2 com polaridades crescentes;    CH2Cl2;    misturas de CH2Cl2-AcOEt com polaridades crescentes;    AcOEt;    misturas de AcOEt-MeOH com polaridades crescentes e MeOH como eluentes. Foram coletadas 1500 frações de 500 mL cada uma. O b-sitosterol (2;    0;    50 g);    p. f. 125oC;    foi isolado das frações 33-46 eluídas com hexano. A fração 486;    eluída com CH2Cl2-EtOAc(1:1);    forneceu 3 (1;    10 g). As frações 607;    614 (eluídas com CH2Cl2-AcOEt;    2:8);    629 e 631 (eluídas com (AcOEt);    forneceram a alantoína (1;    6;    30 g);    p. f. 240oC. Da fração 622;    eluída com AcOEt;    foi isolada a hesperidina (4;    1;    03 g). A fração 623;    eluida com AcOEt;    forneceu uma mistura (1;    02 g) contendo a alantoína (1) e a flavanona hesperidina (4). Derivado peracetilado 4a. O flavonóide 4 (20 mg) foi acetilado com anidrido acético (1;    5 mL) na presença de piridina (1;    5 mL) como usual para obter o derivado peracetilado 4a (18 mg);    após filtração em coluna de sílica gel.  ;    AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao CNPq;    CAPES e PADCT/FINEP pelos auxílios e bolsas concedidas. Agradecemos também aos Professores Mário Geraldo de Carvalho;    Curso de Pós-graduação em Química Orgânica da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro;    Seropédica;    Rio de Janeiro;    e Edilberto Rocha Silveira;    Centro Nordestino de Aplicação e Uso da Ressonância Magnética Nuclear (CENAUREMN);    Universidade Federal do Ceará;    Fortaleza;    Ceará;    pela obtenção dos espectros de RMN uni- (1D) e bidimensionais (2D) e à Professora Telma L. G. Lemos;    Curso de Pós-graduação em Química Orgânica;    Universidade Federal do Ceará;    Fortaleza;    Ceará;    pela leitura da rotação ótica específica.  ;    REFERÊNCIAS;   

DOI  :  10.1590/S0100-40422000000100010

学科分类：化学（综合）

来源: Sociedade Brasileira de Quimica

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