Lapachol

RESUMO

O lapachol é um composto extraído do Ipê-roxo (Tabebuia impetiginosa). Para sua extração é geralmente utilizam-se solventes pouco polares. Com o objetivo de avaliar a influência da polaridade do solvente no rendimento prático na extração de cristais de lapachol bruto. Este pode ser regenerado partir de sal de sódio pela reação com HCL em solução aquosa de concentração 6 mol/ml, havendo a precipitação do solido de cor amarela, insolúvel em água.

Palavras chave: Lapachol, polaridade, solução

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 3

1.1 OBJETIVO 7

PARTE EXPERIMENTAL 8

2.1 MATERIAIS 8

2.2 REAGENTES 8

RESULTADOS E DISCURSÕES 10

CONCLUSÃO 11 REFERÊNCIA 12

ANEXO 13

INTRODUÇÃO

Historicamente, no Brasil, as naftoquinonas naturais que possuem maior destaque são o lapachol a α-lapachona 8b, e a β-lapachona 8a. Esses três isômeros constitucionais estão presentes nas plantas da família Bignoniacea e, principalmente nas que pertencem ao gênero Tabebuia (SILVA, 2003) sendo o lapachol, a naftoquinona mais abundante entre as três. O lapachol é quimicamente, a 2-hidroxi-3-(3-metil-2-butenil)-1,4 naftoquinona e é obtido em até 5% em peso a partir da madeira seca extraída do cerne do tronco de plantas da família das Bignoniáceas, em particular do gênero Tabebuia ao qual pertencem os ipês (OLIVEIRA et al, 1990).

Entre os índios brasileiros, os ipês foram usados no tratamento das seguintes doenças: inflamação intestinal, desinteria, febre, dor de garganta, inflamação das juntas, cistites, problemas do trato respiratório, doenças respiratórias, doenças relacionadas à circulação sanguínea, picada de cobra e diferentes tipos de carcinoma (OSWALD, 1993).

O lapachol é conhecido desde 1858 (ARNAUDON, 1858), tendo recebido muitos nomes como: ácido lapáchico, ácido taiguico, “greenhartin” e tecomina, desde então, através dos séculos (PATERNÓ, 1882), tem sido encontrado como constituinte de várias plantas das famílias Bignoniaceae, Verbenaceae e Proteaceae. Entretanto, sua ocorrência é maior na família Bignoniaceae, particularmente no gênero Tabebuia (Tecoma), juntamente com outras quinonas heterocíclicas não menos importantes do grupo (GIBS, 1974).

Foi isolado pela primeira vez por Ernst Paternò e seu estudo químico possui notório volume de publicações devido aos estudos de Samuel C. Hooker, onde tais artigos tornaram-se de domínio público através de Louis F. Fieser, que os publicou postumamente (HOOKER, 1936). Em 1882 Paternò obteve sinteticamente pela primeira vez α-lapachona 8b e a β-lapachona 8a através de um tratamento ácido do lapachol, e subseqüentemente Hooker determinou suas estruturas e condições para a formação das mesmas, de acordo com o esquema1.

Esquema 1: Formação das lapachonas a partir do lapachol

Em seus estudos a respeito do equilíbrio tautomérico de orto e para- quinonas, Fieser mostrou que muitos haletos de alquila reagem com sais de prata de 2-hidroxi-1,4-naftoquinonas para produzir os derivados alquilados correspondentes. A alquilação do oxigênio também acontece na maioria dos casos, e éteres podem ser obtidos. Um exemplo destas reações envolvem a síntese do lapachol (FIESER, 1927) O tratamento de uma suspensão de sal de prata da 2-hidroxi-1,4-naftoquinona, em éter etílico, a 0º C, com brometo de dimetilalila, produz o lapachol, em 30% de rendimento, e alguns de seus isômeros mostrados no esquema 2.

Esquema 2: Síntese do lapachol e alguns isômeros, descrita por Fieser (FIESER, L. F; 1927).

Posteriormente, outra síntese do lapachol foi descrita, baseada na alquilação do sal de lítio da 2-hidroxi-1,4-naftoquinona, lausona, com brometo de dimetila-alila em DMSO, na qual o lapachol foi obtido em 40% de rendimento (SUN, 1998).

Síntese do lapachol descrita recentemente por Sun e colaboradores tanto o lapachol como as lapachonas têm sido alvo de constante interesse farmacológico devido à variedade de atividades biológicas que essas naftoquinonas apresentam. No estudo de quinonas obtidas de Tabebuia spp, é importante mencionar o pioneirismo dos estudos farmacológicos realizados no Brasil por Oswaldo Gonçalves de Lima (UFPE) na década de 60 e o do Prof. Benjamim Gilbert (UFRJ), a partir da década de 70, do século passado. Desde então, vários outros pesquisadores, como o Prof. Antonio Ventura Pinto, do NPPN-UFRJ, desenvolvem pesquisas com este grupo de naftoquinonas e seus derivados semi-sintéticos, em estudos farmacológicos e químicos de diversos tipos (DE MOURA, 2001).

O lapachol chegou a ser comercializado no Brasil como coadjuvante no tratamento de certos tipos de câncer, com a produção do medicamento sendo realizada pelo Laboratório Farmacêutico do Estado de Pernambuco (LAFEPE), não sendo mais disponível no mercado (DA SILVA, 2003).

O lapachol foi avaliado clinicamente nos tratamentos de carcinoma (SUBRAMANIAN & FERREIRA, 1998), de Walker-256 e do sarcoma de Yoshida (RAO, MCBRIDE & OLESON, 1968). Embora promova a regressão definitiva de neoplasias em aproximadamente 30% dos portadores destas patologias, além de agir como analgésico, os ensaios clínicos o desaprovam em decorrência de efeitos colaterais que, em muito, agravam o quadro clínico de pacientes com câncer: anemia, aumento do tempo de coagulação e problemas gastrintestinais (OLIVEIRA et al, 1990).

Muitas outras atividades farmacológicas foram atribuídas ao lapachol e a seus derivados semi-sintéticos, tais como atividade antimicrobiana e antifúngica (GARNIER et al, 1996); atividade cercaricida (prevenção da penetração de cercarias Schistosoma mansoni na pele) (AUSTIN, 1974 ); ação moluscicida [atividade contra caramujos Biomphalaria glabrata, hospedeiro intermediário do Schistosoma mansoni (SANTOS et al, 2001)]; leishmanicida [ação intracelular nas formas amastigotas de Leishmania (viannia) braziliensis] (TEIXEIRA et al, 2001; KAYSERTet al, 2002); tripanossomicida (GOULART et al, 1997); (atividade contra o Trypanosoma cruzi, que é o agente causador da doença de Chagas em sua fase tripomastigota); antimalárico [atividade contra eritrócitos parasitados por Plasmodium falciparum (CARVALHO et al, 1998)]; uso contra enteroviroses (PINTO 26 et al, 1987); antiinflamatória (ALMEIDA, 1990); antineoplásica (SANTANA et al,1968) e antiulcerantes (GOEL et al, 1987, 2003)

O principal interesse no lapachol reside em sua capacidade de induzir o estresse oxidativo através da formação intracelular de espécies reativas do oxigênio, como o peróxido de hidrogênio (H2O2), o ânion-radical superóxido (O2-•) e o radical hidroxila (HO•). Estas espécies podem danificar alguns componentes celulares importantes, tanto de células normais como de malignas. Esta interferência xenobiótica altera o balanço natural de sinais que interferem na divisão celular em pontos específicos da evolução morfogênica natural ("checkpoint" ou ponto de checagem). Estima-se que 1 a 2% do oxigênio consumido pelos mamíferos sejam convertidos a O2•- e H2O2, devido à falhas fisiológicas na 27 mitocôndria permitindo que elétrons escapem sem que sejam transferidos pelo oxigênio (DA SILVA, 2003).

Estudos realizados indicam que o estresse oxidativo induzido pelo lapachol ocorre no nível da enzima citocromo p450 redutase. Neste processo as espécies reativas do oxigênio promovem a cisão do DNA. Este tipo de mecanismo de ação é importante, pois alguns microorganismos patogênicos são muito mais sensíveis ao estresse oxidativo que os humanos hospedeiros (MARR, 1986).

Estudos exploraram a capacidade das quinonas induzirem o estresse Oxidativo. A representação do ciclo redox em que um substrato quinonoídico reduz-se com um elétron para formar o ânion semiquinona (Q•-), com reações catalisadas pelas enzimas flavinas NADPH redutases. A cinética da redução é dependente de vários fatores, incluindo o potencial de redução da quinona. Após a formação da semiquinona Q•-, esta reduz o oxigênio molecular ao ânion-radical superóxido O2•- que na presença da enzima superóxido dismutase (SOD) é transformado em peróxido de hidrogênio. O ânion-radical superóxido O2•- gera HO• no interior da célula, seja por catálise com metais de transição (reação de Fenton, esq. 5) ou por reação com peróxido de hidrogênio (reação de Harber-Weiss, esq. 5). Sendo o radical hidroxila (HO•) a principal espécie responsável pelo estresse oxidativo celular.

O experimento do lapachol, envolve a extração ácido-base do produto natural lapachol (1) de serragem de madeira do ipê, planta pertencente à família dasbignoniáceas. O lapachol é uma substância amarela da classe das naftoquinonas e é conhecido desde 1858. Supõe-se que essa substância seja a responsável pela resistência apresentada pelo ipê a cupins. Ela é tão abundante na madeira dos ipês que pelo simples corte já é possível observá-la, na superfície cortada. Sua principal atividade biológica está relacionada a ação antineoplásica contra tumores cancerígenos sólidos.

O lapachol é uma substância fenólica (tente identificar na fórmula estrutural a função fenol) muito pouco solúvel em água. Quanto às propriedades químicas, é uma substância ácida (ácido fraco). Portanto, ele pode reagir, por exemplo, com a base carbonato de sódio (substância presente na barrilha), formando um sal, água e di-óxido de carbono. O fato do sal de sódio do lapachol ser solúvel em água permite que ele seja separado por filtração simples do restante da serragem. O lapachol pode ser regenerado a partir de seu sal de sódio pela reação com HCl em solução aquosa de concentração 6 mol/L, havendo a precipitação do sólido de cor amarela, insolúvel em água.

1.2 OBJETIVO

Obtenção de Lapachol (classe das naftoquinonas) a partir da serragem do ipê utilizando a técnica de extração ácido-base.

PARTE EXPERIMENTAL

2.1 MATERIAIS

 Funil de Buchner

 Papel de filtro

 Kitasato

 Dessecador

 Bastão de vidro

 Béquer de 2L e 250 mL

 Funil de vidro

 Balança de precisão

2.2 REAGENTES

 Serragem de Ipê

 NaOH (soda cáustica)

 HCl (ácido clorídrico)

Foi pesado 100g de serragem de Ipê em um Béquer de 250 mL, em seguido adicionando o Ipê em um Becker de 2L que continha 200 mL de uma solução aquosa 1% de hidróxido de sódio, agitando periodicamente com um bastão de vidro cerca de 20 minutos que adquiriu a cor vermelho intenso. Logo após os 20 minutos de molho, iniciou-se a filtração lentamente em funil comum com o auxilio de um papel de filtro com o objetivo de remover os resíduos de serragem de Ipê restantes.

Conseguinte a substância foi levada a capela e adicionou-se lentamente ao filtrado uma solução de HCl 6 mol/L. Á medida que o ácido vai sendo adicionado, a cor vermelha vai desaparecendo e a substância a adquirindo a cor amarela opaca, quando a substância vermelha tiver desaparecido leva a mistura para filtrar novamente, esta filtração deve ser feita a vácuo, tendo o cuidado de lavar o precipitado com água destilada. A filtração foi terminada e o precipitado ficou sob o papel filtro e deixado secar na estufa do laboratório. Depois pesar e calcular o rendimento bruto do lapachol.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Colocou-se em um béquer de 2 L cerca de 100 g de serragem de Ipê e adicionou-se 500 mL de uma solução aquosa 1% de hidróxido de sódio dissolvendo-se prontamente nessa solução alcalina; e formando assim um sal sódico que confere às soluções aquosas uma coloração vermelha brilhante. Agitou-se periodicamente a solução, vermelho-intenso, do sal sódico do lapachol por 30 minutos, deixou-se descansar por 5 minutos, o precipitado se concentrou no fundo do béquer, isso permitiu que fosse separado por filtração simples do restante da serragem. E os resíduos insolúveis removeram-se por filtração em pano (gase).

O lapachol pode ser regenerado a partir de seu sal de sódio pela reação com solução de HCl 6 mol/L, havendo a precipitação do sólido de cor amarela, insolúvel em água. Quando toda a cor vermelha da solução desapareceu, pesou-se um papel de filtro (1,536 g) e filtrou-se novamente a mistura, a vácuo. Deixou-se secar o material sólido ao dessecador. Em seguida pesou-se o papel de filtro com a amostra, obtendo o peso de 5, 3006 g. Assim o rendimento bruto do lapachol foi de 3,7646 g.

CONCLUSÃO

Concluiu-se que considerando as evidências do largo espectro de utilização do lapachol na terapêutica, principalmente como coadjuvante contra vários tipo de câncer, a presente comunicação sugere aos investigadores da área, contribui certamente contribuirá para uma maior difusão de conhecimentos na sua prescrição.

O experimento aqui descrito utiliza materiais de baixo custo e facilmente encontrados em lojas comuns e pode ser executado em sala de aula ou em laboratório. Ao realizá-lo, pode-se executar um conjunto de operações importantes na química (filtração, cristalização, reação química, extração), as quais, associadas ao conhecimento sobre propriedades ácido-base, permitem uma compreensão sobre os processos de extração e purificação do lapachol, um produto natural.

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http://www.scielo.br/pdf/rbfar/v12s1/a28v12s1.pdf

ANEXO

01. Pesquisar a estrutura do lapachol e suas atividades farmacológicas. Em qual dos grupos de produtos naturais existentes, o mesmo é classificado?

O Lapachol tem a forma de cristais prismáticos, ou folhas amarelas, de peso molecular 242,26, sendo sua fórmula química C15H14O3. O lapachol (1), 2-hidroxi-3-(3-metil-butenil)-1,4-naftoquinona é um produto natural caracterizado como uma naftoquinona prenilada, extraída da casca de várias espécies de plantas do gênero Tabebuia, família Bignoneaceae. Dentre elas, está a Tabebuia ochracea, que é conhecida no Brasil como “Ipê Amarelo” estando largamente distribuída pelo país, sendo encontrada desde a Amazônia até o estado do Paraná. Sendo o composto de partida uma substância de ocorrência natural abundante e uma vez que substâncias naturais do grupo das betalapachonas, dotados de estruturas químicas do tipo 1,2-piranonaftoquinoidal apresentam inúmeras ações Farmacológicas, o desenvolvimento de estudos de protótipos com atividade leishmanicida é de fundamental importância na busca de novos fármacos. Um grande número de atividades terapêuticas têm sido atribuídas ao Lapachol e seus derivados como: Atividade anti-cancerígena, antiinflamatória, atividade antiviral, ação antineoplásica, ações anti-tumor, ação antiulcerogênica, anti-secreção, analgésica, antimicrobiana, além de atividade contra Schistosoma mansoni (esquistossomose), Plasmodium falciparum (malária) e Aedes aegypti (transmissor da dengue).

02. Escrever a equação da reação do lapachol com o hidróxido de sódio e com carbonato de sódio.

Lapachol + Hidróxido de sódio

C15H14O3(s) + NaOH(aq) → C15H13O3Na+ (aq) + H2O (l)

Lapachol + Carbonato de sódio

2 C15H14O3(s) + Na2CO3(aq) → 2 C15H13O3–Na+(aq) + CO2(g) + H2O(l)

03. O lapachol mudou de cor utilizando-se:

a) carbonato de sódio (Na2CO3)

Adicionando carbonato de sódio ao lapachol verificou-se uma coloração marrom escuro, quase não alterando a cor em relação ao lapachol.

b) bicarbonato de sódio (NaHCO3)?

Adicionando Bicarbonato de sódio ao lapachol verificou-se mudança de cor, pois o mesmo apresentou coloração marrom claro.

04. O sal de sódio do lapachol é uma substância diferente do lapachol?

Sim. Pois o Lapachol (1), 2-hidroxi-3-(3-metil-butenil)-1,4- naftoquinona é um produto natural caracterizado como uma naftoquinona prenilada, extraída da casca de várias espécies de plantas do gênero Tabebuia, família Bignoneaceae, com a formula química C15H14O3, sendo ainda em etanol, metanol, clorofórmio, benzeno, ácido acético.

Já o sal de sódio do lapachol é um dos derivados do lapachol formado da reação resultante da mistura do Lapachol com o carbonato de sódio, que resulta na origem deste sal orgânico que é solúvel em água.

05. O lapachol poderia ser usado como um indicador ácido-base.

O Lapachol, dentre as várias aplicações, funciona como um excelente indicador de pH (indicador ácido-base), uma vez que sua coloração muda de incolor em meio ácido para amarelo em meio alcalino, sendo excelentes para titulações de bases e ácidos fracos.

06. Citar alguns exemplos de plantas que você conhece e que são usadas pela comunidade para fazer chás ou qualquer outra função de interesse social, bem como suas respectivas indicações de uso popular.

As ervas medicinais são usadas desde a antiguidade, e suas propriedades ativas são usadas em diversa formas, especialmente por pessoas que buscam saúde e beleza. Dessa maneira é providencial conhecer as ervas mais comuns e suas propriedades, para aplicar com medida no dia-a-dia, alguns exemplos de plantas medicinais de uso popular:

HORTELÃ - Propriedades medicinais: tônica, vermífuga, carminativa, aromática, calmante; indicada para: flatulência, cólicas, vermes.

ERVA-CIDREIRA - Propriedades medicinais: diaforético, antigripal, desintoxicante, relaxante do sistema nervoso, analgésico, ansiolítico, calmante, antiespasmódico, digestiva; indicada para: afecções da pele e mucosas, resfriados, dores reumáticas, catarro, dores musculares, laringite.

CRAVO-DA-ÍNDIA - Propriedades medicinais: anti-séptica, repelente (inseto), sudorífero, bactericida, excitante; indicada para: dor de dente, higiene bucal, micose de unha, vermes.

CARQUEJA - Propriedades medicinais: diurético, hepatoprotetora, anti-helmintica, digestivo, antibactericida, anti-séptica; indicada para: cirrose hepática, deficiência da circulação sanguínea, colesterol alto, inflamação das vias urinarias, furunculose rebelde, pressão alta.

CANELA - Propriedades medicinais: digestiva, afrodisíaca, cardiotônica, adstringente, piolhicida; indicada para: calafrios, pressão baixa, extremidades frias, ulcerações da gengiva

e mucosa da boca, piolho.

BOLDO-BRASILEIRO - Propriedades medicinais: hiposecretora gástrica, estomática, hepática, hipotensora tônica; indicado para: fadiga do fígado, cólica e congestão do fígado, distúrbios intestinais, ressaca alcoólica.

CAMOMILA - Propriedades medicinais: antiinflamatória tópica, analgésica, desinfetante, antiséptica, sedativa suave, calmante, antiespasmódica, cicatrizante.

indicada para: assadura, cefalalgias, ciáticas, cistite, cólicas em geral, diarréia

infantil, afecções na pele, gengivite, males do útero, ovário, eólicas, enjôos e indigestões.