terpenos y esteroides 2012
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LIPIDOSLIPIDOS
Mg. LUIS MIGUEL FELIX VELIZ
Feb 2004 lis 2
LOS LÍPIDOS• Son un grupo general de sustancia orgánicas insolubles
en solventes polares como el agua, pero que se disuelven en solventes orgánicos no polares, el cloroformo, el éter y el benceno.
• Funciones:
1. Son moléculas de almacenamiento de energía, usualmente en forma de grasa o aceite.
2. Cumplen funciones estructurales, (fosfolípidos, glucolípidos y ceras).
3. Desempeñan papeles principales como "mensajeros" químicos, tanto dentro de las células como entre ellas
TERPENOS• Con el nombre de terpenos se conoce a un
grupo importante de componentes vegetales que tienen un origen biosintético común. Todos, aunque con estructuras químicas muy distintas, proceden de la condensación, en número variable, de unidades isoprénicas
La condensación, mediante unión “cabeza-cola” de estos dos últimos compuestos origina el geranil-pirofosfato (GPP) que posee 10 átomos de carbono y es precursor de un gran número de principios activos vegetales (monoterpenos, diterpenos, tetraterpenos, etc).
CLASIFICACIÓNLos terpenos se clasifican de acuerdo al numero de
subunidades de isopropeno que contienen:Los monoterpenos constan de dos unidades
isoprenicas 10 átomos de carbonoLos sesquiterpenos constan de tres unidades
isoprenicas 15 atomos de carbonoLos diterpenos constan de cuatro unidades
isoprenicas 20 atomos de carbonoLos triterpenos constan de seis unidades
isoprenicas 30 átomos de carbonoLos tetraterpenos constan de ocho unidades
isoprenicas 40 átomos de carbono
Desde el punto de vista farmacéutico, los grupos de principios activos de naturaleza terpénica más interesantes son:
Monoterpenos y sesquiterpenos constituyentes de los aceites esenciales, derivados de monoterpenos correspondientes a los iridoides,
Lactonas sesquiterpénicas que forman parte de los principios amargos,
Algunos diterpenos que poseen actividades farmacológicas de aplicación a la terapéutica y por último,
Triterpenos y esteroides entre los que se encuentran las saponinas, heterósidos cardiotónicos, las hormonas sexuales.
Monoterpenos: (dos isoprenos) Se encuentran aquí los aceites esenciales de muchas plantas, a las que dan su olor sabor característicos: mentol, geraniol, limoneno, pineno, alcanfor etc.
Lactonas sesquiterpénicas : (tres isoprenos)Son compuestos que tradicionalmente han sido considerados como “amargos”. Poseen diferentes actividades farmacológicas: antiinflamatoria, antimicrobiana, antimigrañosa, etc. Sin embargo, son también causantes de procesos alérgicos, principalmente dermatitis de contacto.
Diterpenos: (cuatro isoprenos) Es de destacar el fitol que forma parte de la clorofila y ser precursor de la vitamina A. Las vitaminas A, E y K también son diterpenos.
Tetraterpenos: (ocho isoprenos) En este grupo son abundantes las xantofilas y carotenos, pigmentos vegetales amarillo y anaranjado respectivamente. Dan color a los frutos, raíces (zanahoria) flores etc.
TRITERPENOS Y ESTEROIDES Este grupo de principios activos está constituido
por numerosos compuestos, estructuralmente muy similares, derivados mayoritariamente del epoxiescualeno o en menor número del propio escualeno. Todos ellos poseen un hidroxilo en el C3 que les permite la unión con una o varias moléculas glucídicas, dando lugar a estructuras heterosídicas. Pueden establecerse dos grandes grupos dependiendo de su estructura química:
Triterpenos (tetra y pentacíclicos) y Esteroides.
• En estos heterósidos, la parte glucídica es compleja pues corresponde a un número relativamente elevado de moléculas glucídicas (1 a 10) tanto en forma lineal como ramificada. Las geninas pueden ser de dos tipos estructurales: esteroídicas y triterpénicas. Las saponinas con genina esteroídica, generalmente hexacíclicas y con 27 átomos de carbono (espirostano), se localizan en plantas Monocotiledóneas (Dioscoreáceas, Liliáceas, Agavaceas) Las de tipo triterpénico, con 30 átomos de carbono, tetracíclicas (dammarano) o pentacíclicas (lupanos, oleananos, ursanos), en Dicotiledóneas, Pteridofitas y algunos animales marinos.
ESTEROIDES• STEREO= Sólido EIDO= Similar• Son compuestos orgánicos ampliamente distribuidos
en la naturaleza, se encuentran en pequeñas concentraciones en las plantas y animales que la contienen.
• Los esteroides son un grupo grande de lípidos con ningún parecido a los ácidos grasos. El "esqueleto" para los esteroides, incluye tres anillos de 6 carbonos y un anillo de 5 carbonos, y puede contener varios radicales.
ESTEROIDES• Los productos
naturales poseen el esqueleto carbonado saturado tetracíclico
• CICLOPENTANO PERHIDRO FENANTRENO
R
1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
14 15
16
17
19
18
ESTEREOQUÍMICA
ESTEREOQUÍMICA• Los prefijos CIS y TRANS se emplea para distinguir las uniones
de los anillos
trans-transH
H
R R
H
trans-cis
R
H
cis-trans
H
H
R
cis-cis
H
H
Núcleos de esteroides baseR
1
2
3
4
5
10
11
H
H
R = H Androstano
R = -CH2-CH3 Pregnano
R = -CH(CH3)-CH2-CH2-CH3 Colano
R = -CH(CH3)-CH2-CH2-CH2- CH(CH3)2 Colestano
Núcleos de esteroides base
C
CCCC
CCH2CH2
CH2
C
CH2CHCH2
CH3
CH3CH2
CH2
CH2
CH2
H
H
H
CHC
O
CH
CH2
CH2
CH2
OCH3CH3
H
H
C
CCCC
CH2CH2
CH2
CH2
CH2
CH2CCH2
CH3
CH
CH
CH
CHH
H
H
ESPIROSTANO
ESTRANO
NOMENCLATURAVariantes que se pueden encontrar:• Dobles enlaces (=): en, eno• OH : hidroxi, ol• C=O : al, ona, oxo• -1C : Nor• +1C : Homo• no enlace C – C consecutivo: Seco• α debajo del plano del anillo ( )• β encima del plano del anillo ( )• 5 α y 14 α no se escribe ni se nombra• 5 β y 14 β se escribe y se nombra
H
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
H
H
5
14
Androstano
1
2
3
4
5
6
78
910
11
12
13
14
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18
H
H
5
14
Pregnano
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
H
H
5
14
Colano
1
2
3
4
5
6
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10
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19
18
H
H
5
14
Colestano
H
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
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Androstano
1
2
3
4
5
6
78
910
11
12
13
14
15
16
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18
Pregnano
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
Colano
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
Colestano
5,14 5,14
5,14 5,14
H
H
H
H
H
H H
H
Ejemplos
H
OH
3-hidroxi-14-pregn-11-eno (nombre incompleto)3-hidroxi-14-pregn-11-eno
OH
OH
3,11-dihidroxi-5,7-colestandieno
Ejemplos
O
HO
O
HO
3-ceto-11-hidroxi-17-metil-19Nor-androst-1-eno 3-ceto-11-hidroxi-18Nor-pregn-1-eno
Ejemplos
A B
C D
D-homopregnano
15
16
17
17a
A B
C D
15H
2,3-seco-14-colestano
CLASIFICACIÓN
• ESTEROLES: R cadena lateral alifática, contiene uno o más OH
• HORMONAS SEXUALES: C-17 lleva un grupo cetónico o hidroxilo, en R cadena de dos C
• GLUCÓSIDOS CARDÍACOS: R es una lactona, contiene azúcares ligados.
• ACIDOS BILIARES: R cadena 5C, -COOH• SAPOGENINAS: R anillo oxacíclicos
ESTEROLES
• Hidrocarburo base el colestano, existen dos formas depende de la configuración del hidrógeno en C-5
13
149
810
1712
11
15
16
75
6
20CH318
CH3191
23
22
4
CH321
24
2
3H
H
H
H
25
CH327
CH326
H
13
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1712
11
15
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75
6
20CH318
CH3191
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4
CH321
24
2
3H
H
H
H
25
CH327
CH326
H5- β COLESTANO (COPROSTANO)
5- α COLESTANO
Zoosteroles, Fitosteroles, Micosteroles
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20CH318
CH3191
23
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CH321
24
2
3H
H
H
H
25
CH327
CH326
OH
13
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6
20CH318
CH3191
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4
CH321
24
2
3H
H
H
H
25
CH327
CH326
CH3
OH
COLESTEROL ESTIGMASTEROL
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1712
11
15
16
75
6
20CH318
CH3191
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CH321
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2
3HH
H
25
CH327
CH326
CH3
OH
EPINASTEROL
ERGOSTEROL
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810
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11
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20CH318
CH3191
23
22
4
CH321
24
2
3HH
H
25
CH327
CH326
OH
CH3
SÍNTESIS DE LA VITAMINA D
13
149
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11
15
16
75
6
20CH318
CH3191
23
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4
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24
2
3HH
H
25
CH327
CH326
OH
CH3
13
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6
20CH318
CH319
1
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4
CH321
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2
3HH
H
25
CH327
CH326
CH3
OH
13
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11
15
16
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6
20CH318
CH319
1
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3H
H
25
CH327
CH326
OH
CH3
13
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810
1712
11
15
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6
20CH318
CH319
1
23
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4
CH321
24
2
3H
H
25
CH327
CH326
OH
CH3
ERGOSTEROL LUMINISTEROL (I)
TAQUISTERO (II) ERGOCALCIFEROL (III)
luz
luz
SÍNTESIS DE LA VITAMINA D
TIPOS DE VITAMINA D
• D1 : Mezcla de I,II,III• D2 : ERGOCALCIFEROL• D3 : COLECALCIFEROL• D4 ; 22:23 DIHIDRO-ERGOCALCIFEROL
IMPORTANCIA: Actividad antirraquítica Transportador de calcio
ÁCIDOS BILIARES
HORMONAS SEXUALES
HORMONAS SEXUALES FEMENINASLas hormonas estrogénicas naturales son:
CH3
H
H
H
O
OH
CH3
H
H
H
OH
OH
CH3
H
H
H
OH
OH
OH
ESTRONA
ESTRADIOL
ESTRIOL
RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA-ACTIVIDAD
• Actividad ligadas al carácter aromático del anillo A.• Necesario la presencia de: -CH3 en C-18, -OH fenólico
en C-3• -OH o C=O en C-17 • la oxidación de –OH en C-17 disminuye la actividad
estrogénica.• Esterificación de uno o dos –OH prolonga la
actividad, si es con ácidos grasos se prolonga más.
ESTRÓGENOS DE SÍNTESIS
CH3
H
H
H
O
OH CH3
H
H
H
OH
OH
C CHC C KK
NH3
HORMONAS PROGESTAGENAS
PREGNENOLONE PROGESTERONA
RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA-ACTIVIDAD
La actividad progestacional depende de:• Doble enlace en C-4• C=O en C-3 y C-20• Adición de –OH en C-17 incrementa actividad.• Adición de –CH3 o Cl en C-6 incrementa
considerablemente la actividad.• Introducción de etenil, protege pero disminuye
actividad progestacional, da mayor estabilidad.• 19-Nor derivado del androstano, presenta actividad.
HORMONAS SEXUALES MASCULINAS
CH3
CH3
O
OH CH3
CH3
O
O
TESTOSTERONA ANDROSTERONA
RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA-ACTIVIDAD
La actividad androgénica depende de:• Grupo oxigenado en C-3 y C17• Esqueleto esteroide 5 β androstano• -OH en C-17 β se potencia actividad• X en C-9 se incrementa aún más• Alquilación en C-1,2 o 4 y un doble enlace disminuye
y eleva la actividad anabólica.• Esterificación con ácidos grasos incrementa la
duración del efecto.
BIOSÍNTESIS HORMONAS
ANABÓLICOS
CH3
O
OH
CH3
CH3
OH
CH3
O
OH
CH3
CH3
OH
METANDROSTENOLONA OXIMESTERONA
GLICOSIDOS CARDIOTÓNICOS
• Productos naturales de naturaleza esteroídica, bien conocido desde la antigüedad por su toxicidad cardíaca y que han adquirido un papel relevante en terapéutica. La digoxina y digitoxina son los más utilizados para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca y de determinadas arritmias.
ESTRUCTURA QUÍMICA
CH3
CH3
OH
OH
O
O
CARDENÓLIDO BUFADIENÓLIDO
LACTONAS α-β INSATURADAS
CH3
CH3
OH
OH
O
O
RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA-ACTIVIDAD
• Para manifestar su actividad debe tener:• -OH - 3β y 14 β• Anillo lactónico en 17 β• La actividad es máxima cuando los ciclos A/B,
B/C y C/D están en cis-trans-cis, disminuye cuando A/B es trans.
• Los anillos C/D deben estar obligatoriamente en cis.
GLUCÓSIDO CARDÍACO
CH3
CH2
OH
O
O
O
OHOH
OH
OHR
CH3
CH3
O
OH
O
O
O
NH
NH
NH2NH
O
OH
O
OUABAÍNA(ESTROFANTINA G)
BUFOTOXINA DE LA GLÁNDULA DE LA PIEL DEL SAPO
SAPONINAS
• Glícosidos esteroidales con propiedades detergentes, muy difundido en las plantas superiores. Son tóxicos, pero entre ellos se encuentran compuestos de extraordinaria importancia médica.
• Presenta una porción azucarada y una aglicona que puede presentar un esqueleto:
• Esteroide (sapogenina esteroidal)• Triterpenoide (sapogenina triterpenoide)
SAPONINAS ESTEROIDES
CH3
CH3 HO
OCH3CH3
OH
O
H
CH3
CH3O
OCH3CH3
OH
CH3
CH3O
OCH3CH3
OHH
HECOGENINADIOSGENINA
TIGOGENINA
ALCALOIDES ESTEROIDES
CH3
CH3O
NHCH3CH3
OH
CH3
CH3 HO
NHCH3CH3
OH
O
H
SOLASODINA TOMATIDINA