terpenos y esteroides 2012

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

15

16

17

19

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

7

89

10

11

12

13

14

15

16

17

19

18

H

H

5

14

Colestano

H

1

2

3

4

5

6

7

89

10

11

12

13

14

15

16

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19

18

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

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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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810

1712

11

15

16

75

6

20CH318

CH3191

23

22

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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6

20CH318

CH3191

23

22

4

CH321

24

2

3H

H

H

H

25

CH327

CH326

OH

13

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810

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11

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75

6

20CH318

CH3191

23

22

4

CH321

24

2

3H

H

H

H

25

CH327

CH326

CH3

OH

COLESTEROL ESTIGMASTEROL

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810

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6

20CH318

CH3191

23

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4

CH321

24

2

3HH

H

25

CH327

CH326

CH3

OH

EPINASTEROL

ERGOSTEROL

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6

20CH318

CH3191

23

22

4

CH321

24

2

3HH

H

25

CH327

CH326

OH

CH3

SÍNTESIS DE LA VITAMINA D

13

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810

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75

6

20CH318

CH3191

23

22

4

CH321

24

2

3HH

H

25

CH327

CH326

OH

CH3

13

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810

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11

15

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75

6

20CH318

CH319

1

23

22

4

CH321

24

2

3HH

H

25

CH327

CH326

CH3

OH

13

149

810

1712

11

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75

6

20CH318

CH319

1

23

22

4

CH321

24

2

3H

H

25

CH327

CH326

OH

CH3

13

149

810

1712

11

15

16

75

6

20CH318

CH319

1

23

22

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