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Ácido bárbaro

El ácido barbático es un compuesto orgánico que producen algunos líquenes . Pertenece a la clase estructural conocida como dépsidos . Es particularmente común en los géneros Usnea (líquenes barbados) y Cladonia .

Historia

El compuesto fue aislado por primera vez en 1880 del liquen Usnea barbata por los químicos John Stenhouse y Charles Groves. [1] [2] [3] Más tarde se demostró que el compuesto ácido coccélico, aislado de Cladonia coccifera , era el mismo compuesto que el ácido barbático. [4]

Propiedades

Biosintéticamente, el ácido bárbaro está formado por dos unidades de derivados de orselinato que son creados por una enzima aromática sintasa. La acción repetida de esta enzima produce un intermediario policétido de 8 carbonos que se cicla .

El nombre IUPAC del ácido barbático es ácido 2-hidroxi-4-(2-hidroxi-4-metoxi-3,6-dimetilbenzoil)oxi-3,6-dimetilbenzoico. Su fórmula química es C 19 H 20 O 7 ; tiene una masa molecular de 360,36  gramos por mol . En su forma cristalina purificada, existe en varias formas: pequeños prismas rómbicos , agujas largas o láminas delgadas delicadas ( laminillas ). Su punto de fusión es de 187 °C (369 °F). [5]

Se ha caracterizado la estructura cristalina del éster metílico del ácido bárbato (es decir, metil 2-hidroxi-4-(2-hidroci-4-metoxi-3,6-dimetilbenzoiloxi)-3,6-dimetilbenzoato, o barbatina). Está en el sistema cristalino triclínico , en el grupo espacial llamado P 1 . En esta forma cristalina, dos anillos de fenilo altamente sustituidos están unidos por un grupo éster y están inclinados uno hacia el otro a 106,1°. Hay dos fuertes enlaces de hidrógeno intramoleculares entre los sustituyentes hidroxilo y los grupos carbonilo del éster adyacentes . [6] La estructura cristalina del ácido bárbato puro, determinada mediante análisis de difracción de rayos X de cristal único , se informó en 2019. [7]

Síntesis

En 1975 se informó sobre una síntesis de ácido bárbaro utilizando ácido trifluoroacético como agente de condensación. [8] En 2022, se informó sobre una síntesis total ; el procedimiento de ocho pasos comienza con metil atrarato disponible comercialmente, produciendo ácido bárbaro con un rendimiento total del 22% . [9]

Se ha adaptado una técnica de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) para acoplar la salida de la HPLC con un detector de matriz de fotodiodos para detectar productos de líquenes en función de sus espectros ultravioleta-visible específicos . De esta manera, el ácido bárbaro se detecta monitoreando su tiempo de retención y verificando la presencia de tres picos que representan longitudes de onda de máxima absorción (λ max ) a 214, 276 y 310  nm . [10]

Investigación

Algunas investigaciones preliminares sugieren que, basándose en la actividad molusquicida in vitro del ácido bárbaco contra el parásito humano Schistosoma mansoni , puede tener un uso potencial en el control y/o erradicación a gran escala de la esquistosomiasis . [11] Otras investigaciones han demostrado que no es tóxico para las células mononucleares de sangre periférica humana en concentraciones que son efectivas contra el parásito. [12] El ácido bárbaco inhibe la fotosíntesis mediante la unión irreversible a las proteínas en el complejo del fotosistema II . [13] [14]

Se han utilizado células inmovilizadas del liquen Cladonia miniata var. parvipes para sintetizar ácido bárbaro. A las células se les administró acetato de sodio o acetato de calcio como precursor para la biosíntesis de fenol . [15]

Los experimentos de laboratorio han demostrado que el ácido bárbaco tiene cierta actividad antioxidante y antimicrobiana . [16] Tiene actividad citotóxica y genotóxica contra algunas líneas de células tumorales . [7] Y los experimentos in vitro e in vivo utilizando varias líneas de células cancerosas sugieren que el ácido bárbaco tiene actividades antineoplásicas y proapoptóticas combinadas con una baja toxicidad. [7]

Referencias

  1. ^ Stenhouse, John; Arboledas, Charles E. (1880). "Beiträge zur Geschichte der Orcine: Betorcinol und einige seiner Derivate". Annalen der Chemie de Justus Liebig (en alemán). 203 (3): 285–305. doi :10.1002/jlac.18802030304.
  2. ^ Stenhouse, John; Groves, Charles E. (1880). "XXII.—Contribuciones a la historia de las orcinas. Betorcinol y algunos de sus derivados". Journal of the Chemical Society, Transactions . 37 : 395–407. doi :10.1039/ct8803700395.
  3. ^ Robertson, Alexander; Stephenson, Richard John (1932). "222. Ácidos liquenicos. Parte III. La constitución del ácido bárbato y la síntesis del ácido isorrizónico y el metilbarbatato". Journal of the Chemical Society (Resumen) : 1675. doi :10.1039/jr9320001675.
  4. ^ Asahina, Yasuhiko; Fuzikawa, Fukuziro (1934). "Untersuchungen über Flechtenstoffe, XLV. Mitteil.: Über die Identität der Coccellsäure mit der Barbatinsäure". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (Series A y B) . 67 (11): 1793-1795. doi :10.1002/cber.19340671103.
  5. ^ Huneck, Siegfried (1996). Identificación de sustancias de líquenes . Berlín, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. pp. 48, 117, 239. ISBN 978-3-642-85245-9.OCLC 851387266  .
  6. ^ Stoeckli-Evans, H.; Blaser, D. (1991). "Estructura de los ésteres metílicos de los ácidos bárbaro y evernico: para-dépsidos naturales". Acta Crystallographica Sección C Crystal Structure Communications . 47 (12): 2620–2624. doi :10.1107/s0108270191006340.
  7. ^ abc Reddy, S. Divya; Siva, Bandi; Kumar, Katragunta; Babu, VS Phani; Sravanthi, Vemireddy; Boustie, Joel; Nayak, V. Lakshma; Tiwari, Ashok K.; Rao, CH. V.; Sridhar, B.; Shashikala, P.; Babu, K. Suresh (2019). "Análisis exhaustivo de metabolitos secundarios en Usnea longissima (ascomicetos liquenizados, Parmeliaceae) utilizando UPLC-ESI-QTOF-MS/MS y actividad proapoptótica del ácido barbático". Moléculas . 24 (12): e2270. doi : 10.3390/molecules24122270 . PMC 6630668 . PMID  31216770. 
  8. ^ Elix, John A.; Norfolk, Susan (1975). "Síntesis de depsidos de para-β-orcinol". Revista australiana de química . 28 (5): 1113–1124. doi :10.1071/ch9751113.
  9. ^ Yu, Xiang; Xi, Yin-Kai; Luo, Guo-Yong; Long, Yi; Yang, Wu-De (3 de enero de 2022). "Síntesis de ácido bárbaro". Revista de investigación de productos naturales asiáticos . 24 (12): 1150–1156. doi :10.1080/10286020.2021.2023506. PMID  34978467. S2CID  245651506.
  10. ^ Yoshimura, Isao; Kinoshita, Yasuhiro; Yamamoto, Yoshikazu; Huneck, Siegfried; Yamada, Yasuyuki (1994). "Análisis de metabolitos secundarios de líquenes mediante cromatografía líquida de alta resolución con un detector de matriz de fotodiodos". Análisis fitoquímico . 5 (4): 197–205. doi :10.1002/PCA.2800050405.
  11. ^ Martins, Mónica; Silva, Mónica; Silva, Hianna; Silva, Luanna; Albuquerque, Mónica; Aires, André; Falcão, Emerson; Pereira, Eugênia; de Melo, Ana; da Silva, Nicácio (2017). "El ácido barbático ofrece una nueva posibilidad para el control de Biomphalaria glabrata y la esquistosomiasis". Moléculas . 22 (4): 568. doi : 10,3390/moléculas22040568 . PMC 6154637 . PMID  28362351. 
  12. ^ Silva, HAMF; Aires, AL; Soares, CLR; Sá, JLF; Martins, MCB; Albuquerque, MCPA; Silva, TG; Brayner, FA; Alves, LC; Melo, AMMA; Silva, NH (2020). "Ácido barbático de Cladia gregata (liquen): citotoxicidad y evaluación esquistosomicida in vitro y análisis ultraestructural contra gusanos adultos de Schistosoma mansoni ". Toxicología in Vitro . 65 : 104771. doi :10.1016/j.tiv.2020.104771. PMID  31935486. S2CID  210827117.
  13. ^ Endo, Tsuyoshi; Takahagi, Toshikazu; Kinoshita, Yasuhiro; Yamamoto, Yoshikazu; Sato, Fumihiko (1998). "Inhibición del fotosistema II de la espinaca por Depsides derivados del liquen". Biociencia, biotecnología y bioquímica . 62 (10): 2023–2027. doi : 10.1271/bbb.62.2023 . PMID  27385453.
  14. ^ Takahagi, Toshikazu; Ikezawa, Nobuhiro; Endo, Tsuyoshi; Ifuku, Kentaro; Yamamoto, Yoshikazu; Kinoshita, Yasuhiro; Takeshita, Shunji; Sato, Fumihiko (2006). "Inhibición del PSII en células de tabaco tolerantes a la atrazina por el ácido bárbaco, un depsido derivado del liquen". Biociencia, Biotecnología y Bioquímica . 70 (1): 266–268. doi : 10.1271/bbb.70.266 . PMID  16428846. S2CID  13291222.
  15. ^ Vivas, Mercedes; Millanés, Ana María; Filho Neli K., Lauro Xavier; Honda, Eugênia C.; Pereira, Carlos Vicente; Legaz, María-Estrella (2006). "Producción de ácido bárbaco por células inmovilizadas de Cladonia miniata var. Parvipes en alginato de calcio". Revista del Laboratorio Botánico Hattori . 100 : 855–863.
  16. ^ Martins, Mónica Cristina Barroso; Lima, Marcio James Gonçalves de; Silva, Flávia Pereira; Azevedo-Ximenes, Eulália; Silva, Nicácio Henrique da; Pereira, Eugênia Cristina (2010). "Cladia aggregata (liquen) del noreste brasileño: caracterización química y actividad antimicrobiana". Archivos Brasileños de Biología y Tecnología . 53 (1): 115-122. doi : 10.1590/s1516-89132010000100015 .