UNIVERSIDA NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE QUÍMICA, INGENIERÍA QUÍMICA

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUIMICA ORGANICA

Laboratorio Productos NaturalesPractica SaponinasProfesor (a) Glroria Eva Tomás ChotaIntegrantes Irribarren Ramos, María

Laureano Torres, Ivan

Horario Jueves 9:00 – 1:00pmFecha de practica Jueves 24 de SetiembreFecha de entrega Jueves 01 de Octubre

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TABLA DE CONTENIDO

I. INTRODUCCION 2

II. PRINCIPIOS TEORICOS 3

III. DETALLES EXPERIMENTALES 6

IV. REACCIONES QUIMICAS 8

V. RESULTADOS 11

VI. DISCUSION DE RESULTADOS 12

VII. CONCLUSIONES 12

VIII. RECOMENDACIONES 12

IX. BIBLIOGRAFIA 13

X. CUESTIONARIO 14

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I. INTRODUCCION

Las saponinas son sustancias con la capacidad de formar espuma cuando son extraídas con agua, esta espuma se forma debido a que las saponinas disminuyen la

tensión superficial del agua, es decir, son tensioactivos naturales. Esta propiedad es grandemente aprovechada por comunidades rurales para el uso como detergentes para ropa, evitando su deterioro. Además, las saponinas tienen la capacidad de aumentar la permeabilidad de las paredes celulares y destruir los hematíes por hemolisis, estas y otras propiedades son aprovechadas por la industria farmacológica.

Las saponinas se consideran una familia de metabolitos secundarios y se lograron identificar 2 subgrupos mediante reacciones de identificación de Salkoswki y Liebermann - Burchard: el primero son las saponinas triterpénicas, las segundas son las saponinas esteroidales.

Según su clasificación tendrá diferente aplicación, como el caso de la saponina esferoidal que a partir de su síntesis pueden obtener diferentes tipos de esteroides

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II. PRINCIPIOS TEORICOS

Los triterpenos pertenecen a un gran grupo de compuestos dispuestos en una configuración de cuatro o cinco anillos, de 30 átomos de carbono con varios oxígenos unidos. Los Triterpenos se ensamblan a partir de una unidad de isopreno C5 a través de la vía del mevalonato citosólico para hacer un compuesto C30 y son esteroides en la naturaleza. Aunque todos los compuestos terpenoides tienen actividad biológica en los mamíferos, son los triterpenos que son más importantes para el efecto adaptogénico que se encuentra en plantas como el Panax ginseng o Eleutherococcus senticosus . La mayoría de los compuestos triterpenoides en plantas adaptogénicas se encuentran como saponina de glucósidos que se refieren a la unión de diversas moléculas de azúcar a la unidad de triterpeno.

Saponinas

Las saponinas son un grupo de glucósidos oleosos, los cuales son solubles en agua produciendo espumosidad cuando las soluciones son agitadas. Las contienen plantas muy diversas, entre ellas el abrojo, la saponaria o jabonera, el castaño de Indias y muchas otras. Estos principios activos están relacionados con las esterinas vegetales, su característica principal es la de contener muchos grupos hidroxilos y uniones de tipo éter y lactónicas. Son metabolitos secundarios vegetales que tienen un interés farmacológico por sus acciones terapéuticas.

La digitonina de las semillas de la digital es una saponina típica. Con la colesterina (un 3β - hidroxiesteroide) forma un compuesto de adición de muy baja solubilidad a lo cual puede atribuirse la inhibición de su acción hemolítica. La digitonina es un glucósido formado por un pentasacárido y el esteroide digitogenina.

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Características y Propiedades de las saponinas

Las saponinas son excelentes agentes emulsionantes y algunas de ellas fueron utilizadas como detergente en sustitución del jabón, sobre todo, como espumantes, en especial en líquidos de extinción de incendios.

Tienen sabor acre y en forma de polvo producen estornudo y están casi exentas de toxicidad por vía oral. Algunas saponinas son marcadamente tóxicas. Estas son llamadas sapotoxinasy tienen una acción hemolítica sobre los glóbulos rojos sanguíneos si son inyectadas directamente por vía intravenosa.

La mayoría se ajustan a la fórmula general CnH2n-8O10.

Las agliconas, usualmente preparadas por hidrólisis catalizadas con ácido, rinden una sopogenina y un azúcar que generalmente es glucosa.

Se conocen dos tipos generales: esteroides como la digitonina y triterpenoide como la aesculina (presente en las semillas del falso castaño).

Las investigaciones con el objetivo de conocer los precursores de la cortisona dieron como resultado la presencia de saponina en las plantas. Las saponinas están ampliamente distribuidas en el reino vegetal. La saponina comercial se prepara a partir de la planta de yuca (Yucca) o de la Quillaja o Quillay (Quillaja saponina). Algunas saponinas son utilizadas en la síntesis de hormonas esteroides.

Las plantas que contienen saponinas deben utilizarse bajo control médico por el riesgo de intoxicación.

Saponinas esteroidales

Las saponinas esteroideas derivan de un esqueleto hexacíclico de 27 átomos de carbono, que es el núcleo espirostano.

Algunas saponinas esteroidales son de gran interés e importancia por su relación con compuestos como las hormonas sexuales, cortisona, esteroides diuréticos, vitamina D y heterósidos cardíacos. Por este motivo, algunos son utilizados como material de partida para la síntesis de estos compuestos. En este sentido, destaca el uso de la diosgenina, saponina que se obtiene, principalmente a partir de las partes subterráneas de distintas especies de lianas herbáceas tropicales del género

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Dioscorea. Para que éstas posean interés industrial, su contenido en diosgenina debe ser superior al 3%. Además, hay otras plantas utilizadas como fuente de diosgenina, como la alholva (Trigonella foenumgraecum), que es bastante interesante por tener un ciclo de cultivo corto (las semillas se obtienen en 3-5 meses). También se utiliza mucho la hecogenina, que es un saponósido muy semejante a la diosgenina. La hecogenina se obtiene de distintas especies de agaves o sisales.

Saponinas triterpénicas

Las saponinas del grupo triterpeno se encuentran extensamente distribuidas, y constituyen la mayoría de las saponinas encontradas en la naturaleza: una gran variedad de ellas difieren únicamente en el número y tipo de unidades de azúcares unidas a las sapogeninas; generalmente pertenecen al grupo de la B-amirina, otras pocas son derivadas de la amirina, del lupeol y del grupo de triterpeno tetraciclios. Las fuentes naturales ricas en saponinas triterpenoidales son el ginseng, la alfalfa, la avena, la quinua y soya entre otras.

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III. DETALLES EXPERIMENTALES

Materiales 5 tubos de ensayo Mortero Goteros (pasteur) Quinua Peseta

Reactivos

Ácido acético Anhidrido acético H2SO4 concentrado Cloroformo

La muestra de quinua se molió en un mortero hasta polvo, para una mejor apreciación de las reacciones de identificación.

1. Prueba de la espumaA una solución acuosa de la muestra se sometio a una agitación vigorosa durante 30 segundos, la cual se pudo apreciar la presencia de saponinas por la formación de espuma persistente durante unos minutos.

2. Reactivo de SalkowskiA 2 mg de la muestra en polvo se le añadió aproximadamente 1 mL de H2SO4 concentrado y luego de 5 gotas de anhidrido acético.

El reactivo de Salkowsky, indica la presencia de saponinas; que pueden ser triterpenicas o esteroidales.

3. Primera variante de la reacción de Salkowski

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Se disolvió la muestra en polvo con 1mL de cloroformo y se le agregó unas 10 gotas de anhídrido acético refrigerado, luego unas gotas de ácido sulfúrico concentrado, por las paredes.

La coloración verdosa indica la presencia de saponinas esteroidales y la coloración rojiza indica la presencia de saponinas triterpenicas.

4. Segunda variante de la reacción de SalkowskiSe disolvió la muestra en polvo con 1mL de cloroformo y se le agrego 1 mL de ácido sulfúrico concentrado.

Si la coloración es rojo azulado hasta purpura se le considera saponina esteroidal, si es rojo colesterol.

5. Reacción de Liebermann – BurchardFinalmente a una pequeña cantidad de muestra en polvo se le añadió unas 5 gotas de ácido acético más 3mL de AC2O/H2SO4 (50:1).

Si la reacción da coloración rosado a purpura se le considera como saponina triterpenoidales mientras las saponinas esteroidales dan coloración verdosa.

IV. REACCIONES QUIMICAS

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a) Reactivo de Salkowski

Saponina triterpenoidal

Saponina esteroidal

b) Variante A de Reacción de SalkowskySaponina triterpenoidal

Saponina esteroidal

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c) Variante B de Reacción de Salkowsky Saponinas esteroidales

Colesterol

d) Reacción de Liebermann – BurchardSaponina triterpénica

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Saponina esteroidal

V. RESULTADOSLos resultados e identificación fueron determinados a través de la coloración.

Ensayo Coloración o apariencia Resultado

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Prueba de la espuma Espuma de perduro por minutos.

Reactivo de Salkowski Rojo sangre Presencia de Saponinas, pueden ser triterpenicas o esteroidales.

Variante A de reacción de Salkowski

Rojizo Presencia de saponinas triterpenicas

Variante B de reacción de Salkoswki

Rojo Presencia de Colesterol

Reactivo de Liebermann – Burchard

naranja Presencia de Saponinas triterpenicas.

1. Prueba de espuma2. Reactivo de Salkowski3. Variante A4. Variante B5. Reactivo de Liebermann

VI. DISCUSIÓN DE RESULTADOSEn la prueba de la espuma, el resultado perduro por más de 3 minutos, lo cual confirma la presencia de saponinas.

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En las reacciones de identificación de Salkowski y Libermann – Burchard, dieron positivas para la presencia de saponinas triterpenicas ya que estasestubieron en el rango de coloración que corresponde. En la reacción de Salkowski con variante B se pudo comprobar que la quinua presentaba colesterol (debido a la coloración roja), este esterol es el precursor de los esteroides o esteroles, lo cual ya habíamos confirmado su presencia.

VII. CONCLUSIONES

La quinua presenta gran cantidades de saponinas, ya que se determinó su presencia mediante la prueba de espuma. Las saponinas presentan dos clasificaciones según su estructura, la cual se pudo determinar la presencia de la saponina triterpenica presente en la quinua, mediante reacciones de identificación como la Salkowski y la de Limbermann – Burchard por la coloración que presentaron.

VIII. RECOMENDACIONES Observar que la quinua este limpia, que no haya presencia de

contaminantes solidos (piedra astilla, etc.)

Moler la quinua para un mejor ensayo de análisis. Cuando la quinua esta molida es más fácil que se pueda disolver con el cloroformo.

Realizar los ensayos en paralelo para poder comparar los resultados.

Agregar agua destilada para apreciar mejor la coloración de los ensayos.

IX. BIBLIOGRAFIA Luck de Ugaz O. 1988. "Investigación fitoquímica: Métodos en el estudio de

productos naturales". Editorial de la Pontificia Universidad Católica. Perú. p 1, 9, 63.

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O. Lock de Ugaz, Invetigacion Fitoquimica, Metodos en el estudio de productos naturales, 2° Edición, Lima, Editorial PUCP, 1994.

http://www.plantas-medicinal-farmacognosia.com/temas/glucosidos/saponinas/

http://farmacia.udea.edu.co/~ff/saponinas2001.pdf

http://www.dfarmacia.com/farma/ctl_servlet?_f=37&id=13015492

X. CUESTIONARIO1. Indique la clasificación de las saponinas según su estructura y de un

ejemplo para cada una.

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Las saponinas se clasifican según su estructura en esteroideas y triterpenicas

Saponinas esteroideas Las geninas esteroideas derivan de un esqueleto hexacíclico de 27 átomos de carbono, que es el núcleo espirostano.

Algunos saponósidos esteroídicos son de gran interés e importancia por su relación con compuestos como las hormonas sexuales, cortisona, esteroides diuréticos, vitamina D y heterósidos cardíacos. Por este motivo, algunos son utilizados como material de partida para la síntesis de estos compuestos. En este sentido, destaca el uso de la diosgenina, saponósido que se obtiene, principalmente a partir de las partes subterráneas de distintas especies de lianas herbáceas tropicales del género Dioscorea. Para que éstas posean interés industrial, su contenido en diosgenina debe ser superior al 3%. Además, hay otras plantas utilizadas como fuente de diosgenina, como la alholva (Trigonella foenum-graecum), que es bastante interesante por tener un ciclo de cultivo corto (las semillas se obtienen en 3-5 meses). También se utiliza mucho la hecogenina, que es un saponósido muy semejante a la diosgenina. La hecogenina se obtiene de distintas especies de agaves o sisales (Agave sp.).

Otras drogas con saponósidos esteroídicos se utilizan por sus acciones farmacológicas concretas. Es el caso del rizoma de rusco (Ruscus aculeatus), con ruscogenina de propiedades diurética, antiinflamatoria, protectora vascular y venotónica, y el rizoma de zarzaparrilla (Smilax sp.) que contiene sarsapogenina con efecto expectorante, diurético y depurativo. La zarzaparrilla también se utiliza como fuente de esteroides.

Saponinas triterpénicasSus geninas tienen una estructura triterpénica, son compuestos químicos de tipo terpenoide presentes en las plantas de las familias Apiaceae y Pittosporaceae, derivando todas del dammarano. Estas geninas pueden conservar la estructura tetracíclica del dammarano (p. ej., algunas geninas de los ginsenósidos) o, en el caso más frecuente, ser pentacíclicas (en este caso la mayoría son derivados del oleanano y, más raramente, del ursano). A continuación revisaremos las características de las drogas con saponinas triterpénicas más importantes.

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2. Escriba dos reacciones diferentes a las realizadas en la práctica para diferenciar las saponinas según su estructura.

Reactivo de SalkowskiSaponina triterpenoidal

Saponina esteroidal

Reacción de Liebermann – BurchardSaponina triterpénica

Saponina esteroidal

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3. Con un diagrama de flujo describa un método de extracción de una saponina

4. Mencione 5 ejemplos de saponinas con actividad farmacológica, con su respectiva estructura.

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a. Raíces y estolones del regaliz (Glycyrrhiza glabra)

El regaliz contiene como principales principios activos saponósidos y flavonoides. Dentro del grupo de saponósidos destaca la glicirricina, cuyo contenido puede variar de un 6 a un 13%, según su origen. De su hidrólisis se liberan ácido glucurónico y ácido glicirrético. El gran poder edulcorante de la planta de regaliz se debe a la glicirricina.

Las principales acciones farmacológicas de esta droga son su acción expectorante, antitusiva, antiinflamatoria, antiulcerosa y antiespasmódica. También se utiliza mucho como aromatizante.El consumo abusivo de regaliz ocasiona edemas e hipertensión, debido a que los principios activos del regaliz causan hiperactividad mineralocorticoide, que conduce a un aumento de la retención de sodio, cloro y agua y a un incremento en la excrección de potasio, con la consecuente disminución de la diuresis.

b. Semillas de castaño de Indias (Aesculus hippocastanum)Las semillas del castaño de Indias contienen saponósidos, flavonoides, taninos y cumarinas, siendo la escina el principal principio activo.

La escina es un saponósido con propiedad antiinflamatoria, antiedematosa, vasoconstrictora, protectora de la pared vascular y venotónica, por lo que ésta básicamente se utiliza en trastornos de la circulación venosa.

c. Hojas de hiedra (Hedera helix)Contienen hederacósido, con propiedades antiespasmódicas y antitusiva.

El extracto de hojas de hiedra se emplea tópicamente como anticelulítico

d. Raíz de ginseng (Panax ginseng)Existen diferentes especies de ginseng pero, en general, todas las raíces de ginseng contienen numerosos principios activos, de los

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cuales destacan los saponósidos. Éstos son denominados gingenósidos por los científicos japoneses y panaxósidos por los rusos. Aunque parece ser que estas dos series de saponósidos no son completamente iguales entre sí.

El ginseng tiene acción tónica y revitalizante general. Se le denomina como droga adaptógena. Parece ser que el ginseng tiene una acción anabolizante con efecto tónico estimulante de la biosíntesis proteica y activa el metabolismo de glúcidos y lípidos. También tiene acción antirradicalar.

e. Raíz de eleuterococo (Eleutherococcus senticosus)Entre otros muchos principios activos, contiene saponósidos derivados del ácido oleanólico denominados eleuterósidos. El eleuterococo presenta acciones farmacológicas semejantes a las del ginseng.

5. Con un ejemplo de síntesis indique la aplicación industrial de las saponinas.

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Esta sintesis resume esquemáticamente el proceso. Una vez formado un precursor esteroide con 27 átomos de carbono (p.ej. colesterol), este es deshidrogenado para originar 3-colestanona. La colestanona es hidroxilada en los carbonos 16, 22 y 27. Este intermedio altamente hidroxilado en la cadena lateral puede sufrir una deshidratación entre los hidroxilos 16 y 22, lo que origina 3-furostanona; o puede sufrir además otra deshidratación entre los hidroxilos 22 y 27 restantes, lo que da lugar al anillo espirostano propiamente dicho. La 3- espirostanona puede ser reducida a 3-espirostanol, el cual puede sufrir procesos enzimáticos de glicosilación para originar las saponinas esteroides.

6. Indique un método para cuantificar las saponinas.

Determinación del contenido de saponina por espectrofotometría UV-VIS

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Para esta determinación de saponinas se hace uso de la adición del reactivo de Lieberman-Burchard (LB) para formar productos coloridos al reaccionar con saponinas. El reactivo LB consiste en una mezcla al 16,7 % de Anhídrido acético en Ácido sulfúrico concentrado. Se elabora una curva de calibración Absorbancia vs. Concentración. Para esta curva se prepara soluciones a las siguientes concentraciones: 0,00; 0,05; 0,1; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35 mg/mℓ, de cada concentración se prepara 2 mℓ, a los cuales se adiciona 7 mℓ del reactivo de LB, se agita 20 s y se dejó en reposo 30 min. Finalmente para determinar la longitud de onda de la máxima absorción (λmax) se realizar las lecturas posteriores en el espectrofotómetro (la λmax es de 528 nm).A esta longitud de onda se realiza las mediciones para la curva de calibración y posteriormente para las muestras seleccionadas. La curva de calibración dará una ecuación y a partir de la curva de calibración se puede cuantificar el porcentaje de saponinas presentes en cada muestra.