Espectrometria de Massas de Diterpenos do Tipo Clerodano Isolados de Croton cajucara

Resumo

Neste trabalho utilizou-se espectrometria de massas objetivando-se a identificação de fragmentos característicos de diterpenos do tipo clerodano contendo carbonila α,β-insaturada no anel A do sistema decalínico. Para tanto, dados de espectrometria de massas foram analisados para os seguintes 19-nor-clerodanos de sistemas enona: trans-desidrocrotonina (1), trans-crotonina (2), cis-cajucarina B (3), trans-cajucarina B (4) e cajucarinolida (5) e para os clerodanos isosacacarina (6) e cajucarina A (7), isolados das cascas do caule de Croton cajucara Benth, bem como para clerodanos de sistemas enona isolados de outras espécies. A junção trans de clerodanos foi claramente correlacionada com a presença dos íons característico de m/z 95, 121 e 205; os sistemas de junção cis apresentaram íons característicos de m/z 122 e 124. A junção trans de 19-nor-clerodano foi correlacionada com a presença dos íons característico de m/z 161, 134 e 121.

Unitermos:

Croton cajucara.

Espectrometria de Massas.

Clerodano.

19-nor-Clerodano.

Sistema Enona.

Abstract

The aim of this work was to identify characteristic fragments on mass spectrometra of both clerodane and 19-nor-clerodane-type diterpenes presenting and α,β-insaturated carbonyl moiety at ring A of the decalin-system. For that study, mass spectroscopy data were analysed for 19-nor-clerodanes [trans-dehydrocrotonin (1), trans-crotonin (2), cis-cajucarin B (3), trans-cajucarin B (4) and cajucarinolide (5)] and clerodanes [isosacacarin (6) and cajucarin A (7)] obtained from the stem bark of Croton cajucara Benth, and also clerodane-type from other species. The trans-junction of the enone-system clerodanes was clear correlated with the presence of the characteristic ions at m/z 95, 121 e 205. Meanwhile the characteristics ions at m/z 122 e 124 were correlated to cis-junction. The trans-junction of the enone-system 19-nor-clerodanes showed characteristics ions at m/z 161, 134 e 121.

Keywords:

Croton cajucara.

Mass Spectroscopy.

Enone-System Clerodane.

Enone-System 19-nor-Clerodane.

Introdução

Croton cajucara Benth (Euphorbiaceae), vulgarmente conhecido por sacaca, representa na região Amazônica do Brasil, um recurso medicinal de grande importância no tratamento e cura de várias doenças (MACIEL et al., 2000; 2002a,b; 2005; 2006a,b). Dando continuidade aos estudos fitoquímicos desta espécie (MACIEL et al., 1998a,b; 2000; 2003a,b; 2007), o presente artigo relata os resultados obtidos dos espectros de massas de diterpenos do tipo 19-nor-clerodano [trans-desidrocrotonina (1), transcrotonina (2), cis-cajucarina B (3), trans-cajucarina B (4), cajucarinolida (5)] e clerodano [isosacacarina (6) e cajucarina A (7)], isolados das cascas do caule de Croton cajucara (Figura 1). Estes diterpenos (1-7) foram previamente isolados e caracterizados por RMN (MACIEL et al., 1998a,b; 2003; 2006b). O diterpeno 19-nor-clerodano trans-desidrocrotonina mostrou correlação significativa com as indicações terapêuticas de Croton cajucara (COSTA et al., 2007; MACIEL et al., 2000, 2002a,b; 2006a,b.). A importância medicinal desta planta desperta o interesse de vários grupos de pesquisadores em todo o país, com enfoque especial para a toxicidade e viabilização de um fitoterápico com esta espécie, assim como para a biodisponibilização da DCTN (COSTA et al, 2007; MACIEL et al., 2000; 2005; SILVA et al., 2005; SOARES, 2004; VEIGA JR et al., 2005.).

A maioria dos diterpenos do tipo clerodano apresenta junção A/B trans (5α, 10β) com configuração relativa cis para os substituintes das posições C-5, C-8 e C-9 (Figura 2). Os diterpenos com junção A/B cis (5α, 10α), na sua grande maioria, apresentam os substituintes das posições C-8 e C-9 β-orientados (MACIEL et al., 2006b). A (-)clerodina (8) (Figura 2), um neo-clerodano isolado de Clerodendron infortunatum, cuja estereoquímica absoluta é conhecida, foi o primeiro diterpeno descrito da série dos clerodanos, tendo generalizado o nome clerodano e suas configurações absolutas, que então são estabelecidas através da correlação química quiral com a (-)clerodina (MACIEL et al., 2006b). Os neo-clerodanos estão biogeneticamente relacionados com os ent-labdanos, nos quais a cadeia carbônica ligada ao C-9 está α-orientada, enquanto os ent-neo-clerodanos são relacionados aos labdanos da série normal, que são os de maior ocorrência no reino vegetal, onde a cadeia carbônica ligada ao carbono C-9, encontra-se β-orientada (RODRÍGUEZ et al., 1994).

O emprego de prefixos indicando modificações no esqueleto em relação à estrutura básica é bastante comum, como por exemplo, ent, seco, nor. O prefixo ‘ent’ é usado para indicar inversão em todos os centros quirais; ‘seco’ evidencia quebra de alguma ligação do esqueleto anelar e ‘nor’ indica que o produto natural possui um carbono a menos em sua estrutura. Um nor-diterpeno possuirá 19 átomos de carbono e não 20, como seria de se esperar; daí, bisnor, trinor e tetranor indicam a perda de dois, três e quatro átomos de carbono, respectivamente (MACIEL et al., 2006b).

No presente trabalho, foram caracterizados fragmentos padrões para a identificação de clerodanos e 19-nor-clerodanos que apresentem no anel A do sistema decalínico uma enona (carbonila α,β-insaturada) na posição δ^3,4, que foram isolados de Croton cajucara (Figura 2), ou de outras fontes vegetais (BARRETO JR. Et al., 2005).

Material e Métodos

As cascas do caule de Croton cajucara foram coletadas em Jacundá, Pará. A identificação botânica da planta foi feita por Nelson A. Rosa, do Museu Paraense Emílio Goeldi, tendo sido depositada uma exsicata no herbário deste Museu, sob código 247. O material vegetal foi seco em estufa a temperatura de 40 ^oC, e moído em moinho de facas do tipo Willey. O pó resultante foi extraído em aparelho Soxhlet, com hexano e depois metanol. As soluções foram concentradas em evaporador sob pressão reduzida dando origem aos extratos hexânicos e metanólicos. Estes extratos foram fracionados por cromatografia, utilizando-se como adsorvente gel de sílica 35-70 e/ou 70-230 Mesh (Merck) (MACIEL et al., 1998b). Os dados de espectros na região do infravermelho (IV) e ultravioleta (UV), bem como de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN-¹H) e de Carbono-13 (RMN-¹³C) para os diterpenos 1-7 foram previamente reportados (MACIEL et al., 1998a,b; 2003). Os espectros de massas (EM) foram registrados em espectrômetro CG/EM Finnigan-4000 e VG Auto Spec Q-70eV.

O extrato hexânico (471,8 g) de 6 kg de cascas forneceu, após filtração em coluna aberta de gel de sílica (35-70 Mesh), as frações FA (eluída em hexano), FB (eluída em diclorometano) e FC (eluída em metanol). Em seguida, obteve-se deste material vegetal 202,0 g de extrato metanólico. A fração FB sofreu nova filtração em coluna aberta de gel de sílica (35-70 Mesh), eluída com hexano-CH₂Cl₂-MeOH em gradiente crescente de polaridade. Foram coletadas 53 frações, que sofreram monitoramento por cromatografia de camada fina (CCF) e produziram 6 grupos de frações (7-21; 22-25; 26-29; 30-33; 34-41 e 42-53). Da fração FB foram isoladas as substâncias 1 (37,2 g), 2 (0,151 g), 3 (0,064g) e 4 (0,308 g). A fração FC forneceu, após nova filtração em coluna de gel de sílica (70-230 Mesh), 32 frações. Estas, após monitoramento por CCF e reunião das frações similares, geraram 5 outras frações (2-3; 4-10; 11-18; 19-24 e 25-30). Desta fração (FC) foram isolados 1 (22,3 g), 5 (0,020g), 6 (0,029 g) e 7 (0,062 g). Por sua vez, o extrato metanólico forneceu 26,3 g de 1 e 0,072 g de 6 (MACIEL et al., 1998b). Os clerodanos 2, 3 e 4 foram isolados em pequenos percentuais, a partir das frações apolares do óleo fixo obtido das cascas do caule de Croton cajucara (SOUZA et al., 2006).

Resultados e Discussão

Inicialmente, foram avaliados os dados de íons provenientes de espectros de clerodanos reportados na literatura (AQUINO et al., 1992; ATHONSEN et al., 1973; AVILA et al., 1991; EL-BABILI et al., 1998; ETSE et al., 1989; FANG et al., 1988; FAZIO et al., 1992; HASAN, et al., 1982; KHAN et al., 1990; KIJJOA et al., 1990; LEITÃO et al., 1992; LOPES et al., 1987; MEDINA et al.,1992; MISRA et al.,1985; PINTO et al., 1994;URONES et al., 1989; dentre outros). Para tanto, tomou-se a subunidade decalínica do sistema enona (10) como padrão de referência, como representada no Esquema 1; onde o substituinte 19 (ligado à posição C-5) é obrigatoriamente diferente de hidrogênio (caracterizando, desta forma um clerodano ao invés de um 19-nor-clerodano). As análises dos dados de espectros de massas divulgados na literatura (referências citadas acima) possibilitaram o reconhecimento de padrões de fragmentações para clerodanos de sistema enona padrão deste tipo (10). Os fragmentos de íons m/z 95, 109, 121, 135 e 205 foram os mais encontrados. O fragmento de íon m/z 205 (resultante da quebra da cadeia linear) foi observado em todos os isômeros. Na ausência de substituintes nas posições 6 e 7, os fragmentos de íons m/z 109 e 121 foram os mais abundantes. Os fragmentos de íons m/z 122 e 124 provenientes de rearranjo, foram observados mais freqüentemente nos cis-clerodanos e apresentam abundância relativa mais alta do que os trans-clerodanos. Para os trans-clerodanos, os fragmentos de íon m/z 95, 109, 121 e 205 se destacam em todos os espectros analisados. O esquema da Figura 1 mostra uma proposta de fragmentações para os íons de m/z 205, 134, 124, 122, 121 e 95.

A subunidade decalínica padrão 10a (Figura 2) foi utilizada para o estudo de 19-nor-clerodanos (dentre eles: 1, 3, 4 e 5), tendo sido destacados os padrões de fragmentação de íons m/z 161, 134 e 121 (FiguraS 2 e 3). O isômero trans-cajucarina B (4) apresentou abundância relativa mais alta [m/z 161 (18%), 134 (95%) e 121 (100%)] do que o cis-cajucarina B (3) [m/z 161 (27%), 134 (61%) e 121 (81%)]. Os fragmentos padrões de íons m/z 161, 134 e 121 (característicos de 19-nor-clerodanos) também foram observados para o clerodano isosacacarina (6). No entanto, para este clerodano, que apresenta grupo CH₂ na posição C-19, os fragmentos de íons m/z 162 (25%), 122 (57%), 94 (94%) e 82 (100%) foram os mais abundantes (Esquema 4). Em um estudo sintético Grossman e Rasne (2001) obtiveram a síntese total deste clerodano (que possui uma carbonila adicional na posição-C20), bem como do seu isômero sacacarina (carbonila adicional na posição-C19 e grupo CH₂ na posição C-20).

O 19-nor-clerodano trans-crotonina (2) apesar de não possuir a insaturação δ^3,4 no anel A do sistema decalínico, apresentou os fragmentos padrões de íons de m/z 161 (38%), 134 (24%) e 121 (51%). No entanto, os fragmentos m/z 94 (100%) e 95 (78%) foram os mais abundantes. O isômero cis-crotonina (9) isolado do Croton lucidus L, também apresentou o fragmento m/z 94 como pico base (CHAN et al., 1968). De acordo com o esperado, para o clerodano trans-cajucarina A (7) que possui um grupo formila na posição C-5, os fragmentos de íons m/z 95 e 121 foram detectados. No entanto, as abundâncias relativas mais altas foram observadas para os fragmentos de íons m/z 330 (47%), 299 (33%), 269 (47%) e 248 (100%).

Conclusão

Utilizando-se dados de espectrometria de massas, foram caracterizados fragmentos padrões para a identificação de diterpenos do tipo clerodano e 19-nor-clerodano que apresentam carbonila α,βinsaturada na posição δ^3,4 do anel A do sistema decalínico, tendo sido possível através de íons característicos, definir a junção dos anéis A e B deste sistema. Os fragmentos de rearranjo com íons m/z 122 e 124 são os mais abundantes em cis-clerodanos e, desta forma, permitem correlacioná-los com a estereoquímica dos centros quirais C-5 e C-10. A observação de fragmentos padrões poderá facilitar a identificação de subunidades decalínicas do tipo 10 (onde os fragmentos m/z 95, 121 e 205 são os mais abundantes) e 10a (onde os fragmentos m/z 161, 134 e 121 são os mais característicos). Através deste estudo pôde-se concluir ainda, que o uso de Cromatografia Gasosa de Alta Resolução acoplada à Espectrometria de Massas (CGAR-EM) torna-se uma ferramenta importante na análise de misturas complexas de extratos provenientes de fontes naturais (vegetais ou marinhas) ricas em diterpenos do tipo clerodano. Desta forma, o trabalho exaustivo de isolamento, purificação, identificação, caracterização e definição da configuração relativa dos centros quirais C-5 e C-10 de substâncias clerodânicas com decalina contendo um sistema enona do tipo 10 e 10a, pode ser economizado, senão evitado.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Programa Prodoc/CAPES.

Referências

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