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Metabolitos Primarios y Secundarios - Clase 3

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METABOLITOS PRIMARIOS Y SECUNDARIOSQ.F. A. Snchez U.

Metabolitos primarios y metabolitos secundariosPrimarios o esenciales, (son imprescindibles para mantener las funciones vitales de los seres vivos, su crecimiento y reproduccin. Incluyen: Carbohidratos (azcares), Lpidos (grasas y aceites), Pptidos (aminocidos), Vitaminas, Acidos nucleicos, entre otros.

Secundarios: su presencia no tiene que ver con las funciones vitales de cada individuo, se vinculan a la relacin con el medio ambiente y sus exigencias ecolgicas.

ESQUEMA DEL METABOLISMO PRIMARIO Y SECUNDARIO

Variacin en la concentracin de los metabolitos secundariosEl contenido en metabolitos secundarios y la relacin entre distintos constituyentes no son valores estticos, sino que varan durante la vida de la planta en relacin a la interaccin de factores internos o externos.

Factores genticos o endgenosHibridacin Poliploidismo Cruzar individuos de Mutaciones Aumento del N de diferente especie. Puede La exposicin a cromosomas sin usarse para aumentar la resistencia a radiaciones puede reduccin previa. Puede cambiar la morfologa o ser natural o artificial. Se enfermedades, aumento la naturaleza bioqumica realiza para aumentar la del tamao de fruto, mayor cantidad de de una planta. cantidad de constituyentes activos. componentes activos, cambio de color, etc.

Variacin en la concentracin de los metabolitos secundarios

Efectos ecolgicos o exgenosClima o luzPor ejemplo: los carbohidratos producido por las hojas estn en relacin a la intensidad luminosa recibida. Las temperaturas bajas disminuyen la velocidad de las reacciones enzimticas.

Alelopata

NutricinSe relaciona con la

Altitud o latitudLa latitud es importante para la produccin de grasas. Por ejemplo: las plantas tropicales presentan mayor contenido de cidos grasos saturados que las plantas de climas subtropicales.

Esta interaccin puede luz debido a que son ser beneficiosa o organismos perjudicial. auttrofos. Cuando distintas Ej: el contenido de plantas crecen una al glicsidos del digital lado de la otra, es mayor en la tarde pueden afectar el desarrollo de las hojas que en la noche, ya o la maduracin de los que hay mayor frutos. cantidad de Ej: el crecimiento de la azcares disponibles belladona es inhibido para formar por plantas cercanas glucsidos. de mostaza.

Variacin en la concentracin de los metabolitos secundarios

Etapas del desarrollo de la planta Los rganos de las plantas jvenes o viejas pueden variar en su contenido de metabolitos secundarios. En muchos casos los aceites esenciales de las flores son producidos por pelos glandulares y llegan al mximo justo antes de que la flor abra, ms que cuando el desarrollo de los pelos glandulares es mximo, para bajar luego de abierta la flor. En algunos casos el contenido de alcaloides es mayor en plantas jvenes; pero en general aumenta con la edad de las plantas cuando son perennes.

Variacin en la concentracin de los metabolitos secundariosEFECTO DE LA PRESERVACIN Y EL PROCESAMIENTO

Durante el secadoActividad enzimticaEn el material desecado, las enzimas no estn completamente destruidas y pueden recuperar su actividad bajo condiciones apropiadas. Ventajas: secado de vainilla, cacao, hojas de t. Desventajas: algunas enzimas pueden deteriorar la actividad de los componentes de las plantas. Ej: en el opio una peroxidasa puede producir la disminucin del 50% de la morfina.

OscurecimientoLa chinchona, cscara sagrada, canela y otras cortezas son blanco amarillentas en estado fresco, pero pardas con el secado. Algunas enzimas producen oxidacin de polifenoles (taninos, flavonoides), a las quinonas correspondientes, las que se polimerizan espontneamente dando compuestos coloreados oscuros.

EvaporacinDurante el desecado segn el tiempo, sol, calor, se puede perder una parte de los aceites esenciales por evaporacin, an ms si se realiza un desecado con calor.

Variacin en la concentracin de los metabolitos secundariosEFECTO DEL ALMACENAMIENTO

Las transformaciones que se producen en el procesamiento son ms rpidas pero como el tiempo de almacenamiento puede ser largo, las transformaciones pueden llegar a ser importantes.

Procesos enzimticos Si no se han usado mtodos de estabilizacin, las enzimas no son totalmente destruidas con el secado. El vegetal debe almacenarse en envases cerrados con agentes desecantes o en envases sellados.

Procesos oxidativos Enranciamiento de Racemizacin Los aceites las grasas La forma racmica esenciales por Durante este proceso se Volatilizacin de la L hiosciamina exposicin al aire, forman nuevos es la atropina que pueden formar compuestos que Ejemplo: en los pueden cambiar la tiene menor aldehdos, cetonas, aceites esenciales. consistencia, sabor y actividad. cidos y perxidos. Este problema aroma. la rancidez puede evitarse con Los alcaloides del Un importante puede ser: un almacenamiento ergot tambin se problema es la a. Acida (agua, lipasas) hermtico. racemizan durante el oxidacin del cido b. Cetnica o aldehdica almacenamiento, ascrbico, (oxgeno y m.o) perdiendo actividad. carotenoides y c. Peroxdica tocoferoles.

CARACTERISTICAS DE LOS PRINCIPIOS ACTIVOS

Formados por glcidos unidos a su genina (excrecin) Digitalina, salicsido, etc.

Sustancias nitrogenadas que aparecen en cualquier rgano: Nicotina (races del tabaco), Quinina (corteza)

Hetersidos Alcaloides Aceites esenciales

Desechos del metabolismo de la planta: esencias y las resinas Son emulsiones, que vierten de la planta por los canales exteriores

CARACTERISTICAS DE LOS PRINCIPIOS ACTIVOSOTROS PRINCIPIOS ACTIVOS

TANINOS

VITAMINAS ELEM. MINERALES ANTIBIOTICOS Suministran catalizadores bioqumicos. Ca, N, K, Na, etc. Oligoelementos: Zinc, Hierro, Cobalto, cobre, Manganeso, Litio, Niquel. La penicilina (hongo). Las esencias sulfuradas de ajo, hetersidos de mostaza, cetona, terpnica de la vellosilla (antibiticos) .

FLAVONOIDES

Compuestos fenlicos

Colorean marrn rojizo los rganos que los tienen Utilizado en la curtiembre Es astringente, contraveneno.

Son colorantes, con virtudes medicinales. Son generalmente de pigmento amarillo. Muy prximos a la estructura de los taninos Se utiliza contra la fragilidad capilar.

MARCHAS FITOQUIMICAS

CONCEPTO

Son una serie de mtodos para la deteccin preliminar de los diferentes constituyentes qumicos de una planta, basados en la extraccin de estos a travs de solventes apropiados y en la aplicacin de pruebas de coloracin.

MARCHA FITOQUIMICA PRELIMINARQu compuestos se determinan?ALCALOIDES SAPONINAS FLAVONOIDES

MARCHA FITOQUIMICA PRELIMINARMuestra seca y molida 2-3 g+ 20 mL de metanol, etanol, cloroformo o ter isoproplico; calentar 5-10 min a Ebullicin, filtrar

Extracto

+ gotas de HCl 1%

+ agua (el doble de volumen) Sacudir 30 seg.

ALCALOIDES Dragendorff Mayer

SAPONINAS Prueba de la espuma

FLAVONOIDES Shinoda

MARCHA FITOQUIMICA PRELIMINAR PARA ALCALOIDESMuestra seca y molida 50 gEtanol 95 reflujar 1 hora filtrar

Extracto alcohlicoConcentrar

Aprox. 15 g extraer HCl 5%, Alcalinizar NaOH 20% Extraer con CHCl3 y CHCl3:Etanol (3:2)

Extracto clorofrmico y Ext. Clorofrmico-alcohlco Separado

Concentrar, extraer con HCl 5% Filtrar

Solucin cida ALCALOIDES Dragendorff, Mayer y otros

MARCHA FITOQUIMICA PRELIMINAR PARA FLAVONOIDES, ANTRAQUINONAS, TANINOS Y SAPONINASMuestra seca y molida 50 gEtanol 95 reflujar 1 hora filtrar

Extracto alcohlicoConcentrar 20 g extraer con ter de petrleo

Extract. Petrleo Sol. A CCD bidimensional silicagel Extract. Petrleo: Acetona (80:20) ESTEROIDES

residuoExtraer con etanol:Agua (1:7) 60C

Sol. BFlavonoides Antraquinonas Taninos Saponinas

MARCHA FITOQUIMICA PRELIMINAR PARA FLAVONOIDES, ANTRAQUINONAS, TANINOS Y SAPONINASMuestra seca y molida 50 gEtanol 95 reflujar 1 hora filtrar

Extracto alcohlicoConcentrar Aprox. 10 g pptar. Con Pb(AcO)2 5%

Precipitado

filtradoExt. SCCCCD silicagel CHCl3:Me2CO(90:10)

Extraer con CHCl3, secar (Na2SO4), Concentrar, CC almina neutra activada, Eluir con CHCL3: MeOH (90:10) CCD silicagel, CH2Cl2:MeOH:H2O (87:12:1): CARDIOTNICOS

SESQUITERPENLACTONAS Y CUMARINAS

RECORDEMOSEl estudio de las plantas comprende 4 etapas bien definidas:Recoleccin y clasificacin botnica de la especie en estudio Extraccin, separacin y purificacin de constituyentes qumicos.

Determinacin estructural

Ensayos biolgicos y farmacolgicos

Aceites esencialesObtencin:Materia prima fresca: Destilacin por arrastre de vapor de agua

Reacciones de Identificacin:Colorimetra y precipitacin de acuerdo a los grupos funcionales que tengan:Precipitado color amarillo (xantatos): Ms CS2 y KOH Precipitado color rojo (Aldehdos y cetonas): Ms 2,4DNFH Coloracin prpura (steres): Hidroxilamina + FeCl3. Decoloracin de las insaturaciones con Bromo en CCl4 o por una solucin acuosa de KMnO4.

Anlisis espectromtrico:Es utilizado para obtener una informacin sobre su posible composicin y asumir la presencia o ausencia de algn grupo funcional.

LONGITUDES DE ONDA PARA LECTURAS DE ACEITES ESENCIALES

UV: Absorciones intensas entre 202 y 210 nm Indicada para compuestos saturados

UV: Absorciones entre 215 - 250 nm Indicada para compuestos Insaturados

UV: Absorciones intensas entre 250 y 270 nm Indicada para compuestos AROMTICOS

DETERMINACIONES DE LOS ACEITES ESENCIALES

Valores de Indice de Refraccin, gravedad, rotacin Especfica, rango de temperatura de ebullicin, punto de Cristalizacin, I.A. IE, etc

Ejemplo de Aplicacin: ACEITE ESENCIAL DE EUCALIPTO: De la destilacin por arrastre de vapor

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