UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO EN CIENCIAS QUÍMICAS ESTUDIO FITOQUÍMICO DE Wigandia urens (HYDROPHYLLACEAE) TESIS PARA OPTAR POR EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS PRESENTA Q.I. JUAN CAMILO VARGAS GALLEGO TUTOR: Dr. LEOVIGILDO QUIJANO INSTITUTO DE QUÍMICA MÉXICO, D.F. MAYO DE 2014 Este trabajo se desarrolló en el laboratorio 2-6 del Instituto de Química de la UNAM bajo la asesoría del Doctor Leovigildo Quijano. Este trabajo fue presentado en los siguientes eventos en la modalidad de cartel: 9na Reunión Internacional de Investigación de Productos Naturales Dra. Luisa Urania Román Marín realizada en Pachuca-Hidalgo entre el 29-31 de mayo de 2013. QuimiUNAM realizado entre el 13-15 noviembre de 2013. Simposio Interno del Instituto de Química realizado entre el 15-17 de enero de 2014. DEDICATORIA A mi madre Ofelia y mis hermanas Melisa y Vanessa las cuales han sido la luz en los momentos más difíciles y la guía para llevar un buen camino. A la memoria de mis tias Aura y María Cristina las cuales me brindaron el amor de una madre. A toda mi familia que siempre me acompaña desde la distancia. AGRADECIMIENTOS Al Dr. Leovigildo Quijano por su asesoría y paciencia, por brindarme la oportunidad de trabajar junto a él, enseñarme el gusto por la investigación, además de todas sus enseñanzas a nivel académico y personal. A los jurados Dra. Rachel Mata, Dr. Rogelio Pereda, Dr. Mariano Martínez, M. en C. Emma Maldonado y Dra. Yolanda Rios por sus correcciones, disposición y sugerencias en pro de mejorar la calidad del trabajo. A la Q. Ma. De los Ángeles Peña, la M. en C. Elizabeth Huerta, el M. en C. Héctor Ríos, la Dra. Beatriz Quiroz y el Dr. Rubén Gaviño por la determinación de los espectros de RMN. Al Ing. Q. Luis Velasco y al Dr. Francisco Javier Pérez por al determinación de los espectros de masas. A la Q.F.B. Rocio Patiño por la determinación de los espectros de IR, Rotación óptica, UV y dicroísmo circular. Al M. en C. Antonio Nieto Camacho y la M. en C. Maria Teresa Ramírez Apan por los resultados de pruebas biológicas, por su asesoría y enseñanzas. Al CONACYT por la beca otorgada con número de becario: 475926 Al Insituto de Química, al Posgrado en Ciencias químicas y a la UNAM, ya que me brindaron la oportunidad de realizar los estudios de posgrado y de compartir experiencias muy satisfactorias en mi proceso de formación. A mi novia Catalina Frias por su apoyo incondicional durante este tiempo. A mis amigos que están cerca y los que me acompañan en la distancia, con los que se han compartido gratos momentos. Y a todo aquel que haya ayudado de alguna manera en la realización de este trabajo. CONTENIDO RESUMEN 1 ABSTRACT 3 INTRODUCCIÓN 4 GENERALIDADES 5 o Taxonomía, descripción botánica y distribución de Wigandia urens 5 o Antecedentes químicos de la familia Hydrophyllaceae 8 o Estructura y actividad biológica de compuestos fenólicos prenilados 9 JUSTIFICACIÓN 14 OBJETIVOS 15 o Generales 15 o Específicos 15 PARTE EXPERIMENTAL 16 o Materiales y métodos 16 o Equipos utilizados 16 o Preparación de los extractos 17 o Aislamiento y purificación 18 o Preparación de derivados 31 o Pruebas biológicas 32 o Compuestos aislados 34 o Derivados obtenidos 36 o Resumen datos espectroscópicos 37 DISCUSIÓN DE RESULTADOS 39 o Identificación espectroscópica 39 o Pruebas biológicas 84 CONCLUSIONES 88 BIBLIOGRAFÍA 89 ANEXOS 96 LISTA DE CUADROS Cuadro 1. Sinonimia de Wigandia urens. 6 Cuadro 2. Fracciones primarias obtenidas del extracto hexánico (Wu-Hx). 18 Cuadro 3. Fracciones secundarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 19 Wu-Hx-H. Cuadro 4. Fracciones secundarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 20 Wu-Hx-I. Cuadro 5. Fracciones terciarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 21 Wu-Hx-IB. Cuadro 6. Fracciones secundarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 22 Wu-Hx-J. Cuadro 7. Fracciones secundarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 23 Wu-Hx-K. Cuadro 8. Fracciones primarias obtenidas del extracto de diclorometanico (Wu-DCM). 24 Cuadro 9. Fracciones secundarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 25 Wu-DCM-C. Cuadro 10. Fracciones secundarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 26 Wu-DCM-F. Cuadro 11. Fracciones secundarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 27 Wu-DCM-G. Cuadro 12. Fracciones primarias obtenidas del extracto acetónico (Wu-Ace). 28 Cuadro 13. Fracciones secundarias obtenidas de la recromatografía de la fracción 29 Wu-Ace-F-AcO. Cuadro 14. Fracciones primarias obtenidas del extracto metanolico (Wu-MeOH). 30 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Datos espectroscópicos de RMN (400 MHz, CDCl3) para el compuesto 1. 43 1 Tabla 2. Datos comparativos de RMN H en CDCl3 entre el compuesto 1 y 1a aislado 45 de P. ixodes. Tabla 3. Datos espectroscópicos de RMN (400 MHz, CDCl3) del compuesto 2. 49 Tabla 4. Datos espectroscópicos de RMN en CDCl3 para el desacetilwigandol (3). 54 Tabla 5. Datos comparativos del desacetilwigandol aislado y el producto de reducción 55 de la globiferina en acetona-d6. Tabla 6. Datos comparativos de RMN en CDCl3 de la globiferina aislada de W. urens y 57 el compuesto de Cordia globifera. 1 Tabla 7. Datos de RMN H en CDCl3 de los benzociclodecadienos aislados de W. urens. 58 Tabla 8. Datos comparativos de RMN 13C de los benzociclodecadienos aislados. 59 Tabla 9. Datos espectroscópicos de RMN a 400 MHz en CDCl3 para el compuesto 4 y 62 el compuesto aislado de Cordia alliodora. Tabla 10. Datos de RMN 1H y RMN 13C de la rhamnazina aislada de W. urens y la 66 obtenida de G. repens en CDCl3 y acetona-d6. Tabla 11. Datos comparativos del compuesto (17) y el compuesto aislado de 73 I. warburgii en D2O. Tabla 12. Datos comparativos de los peracetatos del compuesto aislado de W. urens y 75 del compuesto de I. warburgii sintético en CDCl3. 1 13 Tabla 13. Datos espectroscópicos de RMN en D2O para H (400 MHz) y C (100 MHz) 76 para el compuesto 17. 1 Tabla 14. Datos espectroscópicos de RMN en DMSO-d6 para H (400 MHz) y 77 13C (100 MHz) para el compuesto 17. Tabla 15. Datos espectroscópicos de RMN 400 MHz en CDCl3 para las verapliquinonas 79 A y B. Tabla 16. Datos espectroscópicos de RMN 400 MHz en C6D6 para las verapliquinonas 80 A y B. Tabla 17. Tabla comparativa de los compuestos aislados de W. urens. 83 Tabla 18. Evaluación preliminar de la actividad captadora del radical DPPH. 84 Tabla 19. Valores de IC50 de los tres compuestos evaluados y los estándares. 85 Tabla 20. Evaluación preliminar de la actividad inhibitoria de la proliferación celular. 86 Tabla 21. Evaluación preliminar de la actividad antiinflamatoria. 87 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Wigandia urens, ejemplar en el Campus UNAM 6 Figura 2. Flores y tallos de W. urens. 7 Figura 3. Tricomas presentes en tallos y hojas. 7 Figura 4. Compuestos fenólicos prenilados aislados de especies de los géneros Phacelia 8 y Wigandia. Figura 5. Compuestos fenólicos prenilados aislados de especies del género Nama. 8 Figura 6. Flavonoides aislados de especies de la familia Hydrophyllaceae. 9 Figura 7. Prenilquinona (XXIV), prenilhidroquinona (XXV), y 10 6-hidroxi-2,2-dimetilcromeno (XXVI). Figura 8. Geranilhidroquinona (XXVII), geranilbenzoquinona (XXIX) y derivados con 10 actividad citotóxica. Figura 9. Longitoronas y longitoroles de Aplidium longithorax. 11 Figura 10. Derivados cíclicos de la geranilhidroquinona (XXVII) aislados del hongo 11 Tricholoma terreum. Figura 11. Farnesilhidroquinona (XLIV) y derivados de la geranilhidroquinona (XXVII) 12 con actividad antioxidante. Figura 12. Flavidulol A (XLV) y sus derivados dihidro y tetrahidro. 12 Figura 13. Globiferina (XLVIII) y sus derivados bioactivos. 13 Figura 14. Wigandol (LI). 13 Figura 15. Sorgoleona (LII). 13 Figura 16. Esquema de extracción. 17 Figura 17. Representación de los protones aromáticos del anillo tetrasustituido en 39 el espectro de protón del compuesto 1. Figura 18. Correlaciones observadas en el experimento COSY del geranilo. 40 Figura 19. Efecto NOE observado entre el protón aromático H-6 y el metoxilo. 41 Figura 20. Efectos NOE observados en el protón aromático H-2 y determinación de la 41 configuración E del doble enlace 2’ del compuesto 1. Figura 21. Correlaciones 1H-13C observadas en el espectro HMBC del compuesto 1. 42 Figura 22. Fragmentos de masas del compuesto 1. 44 Figura 23. Isómero 1a aislado de Phacelia ixodes. 44 Figura 24. Patrón de sustitución del anillo aromático en el compuesto 2. 46 Figura 25. Correlaciones NOE observadas entre el anillo aromático y el doble enlace Z. 47 Figura 26. Efectos NOE observados en la cadena prenilada y determinación de la 47 configuración E del doble enlace C-6’. Figura 27. Correlaciones HMBC entre los protones del doble enlace cis y los carbonos 48 del anillo aromático. Figura 28. Correlaciones HMBC entre los protones a dos y tres enlaces con el carbono 48 cuaternario base de oxígeno. Figura 29. Estructura compuesto (2). 48 Figura 30. Fragmentos del espectro de masas por IE del compuesto (2). 50 Figura 31. Correlaciones 1H-1H en el experimento COSY del desacetilwigandol. 51 Figura 32. Efecto NOE entre el metilo 15 y el protón vinílico H-7 que establece la 52 configuración Z del doble enlace en C-6. Figura 33. Correlaciones 1H- 13C (HMBC) observadas en el desacetilwigandol (3). 53 Figura 34. Fragmentos del espectro de masas por IE del desacetilwigandol (3). 53 Figura 35. Flavidulol A (7), wigandol (12) y globiferina (9). 56 Figura 36. Compuesto aislado de Cordia alliodora. 60 Figura 37. Fragmentos del espectro de masas por IE del compuesto (4).