Terpenos, esteroides y carotenos
O
mentonaO
HO
colesterol
HO
licopeno
Biogénesis de terpenos
Todo comienza con tres moléculas de acetil Co-A
La acetil CoA es una molécula de ácido acético esterificada con el tiol presente en
la CoACH3CSCoA
OCH3COOH + HSCoA
Ac. acético HSCoA Acetil CoA
+ HOH
CH3-CO-S-CoA CH3-CO-CH2-CO-S-CoA
CH3-CO-S-CoA
CO-S-CoA
CH3-C-CH2-CO-S-CoA
OH
2
C-acilacion condensacióntipo aldolica
CH3-C-CH2-CO-S-CoA
OH
COOH
OH
HOH2CCO-S-CoA
COOH
OP
POH2C
reducciónselectiva
ác. mevalónico
fosforilación
Biogénesis de terpenosBiogénesis de terpenos
Biogénesis de terpenosBiogénesis de terpenosMe O-P
P-O OHO
fosforilación
pirofosfato de isopentenilo
PPI (C-5)
P-O
P-O
H
H
P-Opirofosfoto de dimetilalilo PPDA (C-5)
P-O
PPDA
H
O-P
IPP
O-P
pirofosfato de geranilo (C-10)
Filiación del conjunto de Filiación del conjunto de terpenosterpenos
Acetil CoA x 3Acetil CoA x 3 AMV IPP DMAPP
GPPMonoterpenos
+ C5
FPPSesquiterpenosx2
Triterpenos
GGPPx2
CarotenosDiterpenos
+ C5
+ C5
C-25
Politerpenos
Sesteterpenos
Esteroides
Terpenos son formados en las Terpenos son formados en las plantas a partir de las unidades de plantas a partir de las unidades de
isoprenosisoprenos Los olores que emanan de plantas y frutas son Los olores que emanan de plantas y frutas son
debido a la liberación de una serie de debido a la liberación de una serie de compuestos volátiles que se conocen como compuestos volátiles que se conocen como terpenos.terpenos.
Usualmente contienen 10, 15, 20, átomos de Usualmente contienen 10, 15, 20, átomos de carbonocarbono
Son usados como sabores (clavo de olor y Son usados como sabores (clavo de olor y menta)menta)
Son usados en perfumería (lavanda, sándalo Son usados en perfumería (lavanda, sándalo rosas)rosas)
Son usados como solventes (terpentina)Son usados como solventes (terpentina)
Monoterpenos (C-10)Monoterpenos (C-10)
Monoterpenos Monoterpenos acíclicosacíclicos
mirceno ocimeno
isomeros de posición
CH2OH
CH2OH
geraniol nerol
isómeros geométricos
CHO
CHO
geranial citroneral
ClCl
Cl
Cl
Br
Br
derivados halogenados(generalmente en organismos marinos) nerol
Monoterpenos Monoterpenos monocíclicosmonocíclicos
limoneno
O
pulegona
O
mentona
*
*
*
*
OH
*
** * carbono asimétrico (posibilidad de presentar enantiomería)
Monoterpenos bicíclicosMonoterpenos bicíclicosFamilia del tuyano
O
*
*
tuyona
Familia del pinano
-pineno
O
verbenona
*
*
*
*
*
*
*
Familia canfano
O O
alcanfor fenchona
*
* *
*
carano
Origen de los Origen de los monoterpenosmonoterpenos
OH
OH
(Z)OP(E)
(Z)
H
H
-HH
(R)
(Z)
(Z)
cation geranilo -terpinolcation terpenilo
terpinoleno
-tuyeno
(Z)
(S)
(R)
HO
OH
cation terpenilo
pinenos
borneol
Problema 1Problema 1 Indique las unidades isoprénicas en las Indique las unidades isoprénicas en las
siguientes estructuras de terpenossiguientes estructuras de terpenosOH
HO
H
H
CHO
HOOCCOOCH3
O
O
O
grandisol(atractor sexual del gorgojo del algodón)
-cadineno(presente en los cedros)
citronelal(repelente de insectos)
Bixen (colorante amarillo dorado usado en alimentos)
Ambrosina
Conformaciones de terpenos biciclicosConformaciones de terpenos biciclicos
H
H
H3C H
CH3
H
HH
H
H
H
CH3 H CH3
H
H3CH
H
H
H
CH3
H
H
H
H
H
H
H3C
HH
CH3H3C (Z)
Numero de enantiomeros para el alcanfor, el Numero de enantiomeros para el alcanfor, el pineno y la tujonapineno y la tujona
O
alcanfor
*
*
2 carbonos asimétricos: 2n = 4 enantiómeros
sin embargo solo exite un par de enantiomeros
2 carbonos asimétricos: 2n = 4 enantiómeros
sin embargo solo exite un par de enantiomeros
3 carbonos asimétricos: 23 = 8 enantiómeros
sin embargo solo exiten cuatro enantiomeros
*
*
O
*
*
-pineno
tujona
*
Solo existen tres pinenos, porque no es posible un doble enlace donde uno de los carbonos sea un carbono cabeza de puente
(Z)
-pineno -pineno -pineno
Estereoquimica de los mentoles
OH
HO
OHHO
1
2 34
5
612
34 5
61r,2c,5t-2-isopropil-5-metilciclohexan-1-ol
1
23 4
56 12
34
5
6
1r,2c,5c-2-isopropil-5-metilciclohexan-1-ol
1
2 34
56 12
34 5
6HO
OH1r,2t,5c-2-isopropil-5-metilciclohexan-1-ol
1
23 4
56 12
34 5
6HO
OH1r,2t,5t-2-isopropil-5-metilciclohexaan-1-ol
1 2
3 4
5 6
7 8
MENTOL
ISOMENTOL
NEOMENTOL
NEOISOMENTOL
Regla de Auwers y SkitaRegla de Auwers y Skita El punto de fusión y la intensidad de absorción El punto de fusión y la intensidad de absorción
en el UV de los isómeros en el UV de los isómeros ciscis es más baja que es más baja que los de los isómeros los de los isómeros trans.trans.
El punto de ebullición, solubilidad, densidad, El punto de ebullición, solubilidad, densidad, índice de refracción, momento dipolar etc. De índice de refracción, momento dipolar etc. De los isómeros cis es mayor que los de los los isómeros cis es mayor que los de los isómeros trans.isómeros trans.
Velocidad de esterificación de los mentoles:
Mentol>Isomentol>Neoisomentol>Neomentol
16.5 12.3 3.1 1.0
Oxidación de los mentoles
OH
1
2 34
5
6
2 34
56
OH
1
23 4
56
23 4
56
O
O
1
2 34
5
6HO
1
2 34
56
HO
MentolNeomentol
IsomentolNeoisomentol
Mentona
Isomentona
Interconversión de Interconversión de mentonasmentonas
O O
OHO
OH
O
Ocurre a través de la forma enólica
Un terpeno A (C10H16O) se monoacetila y reacciona con tres moles de Br2 por mol de A. En el IR presenta una banda de absorción intensa a 3500 cm-1 entre otras y en el UV el max. de absorción aparece a los 259 nm. Por oxidación de A se obtiene:1 mol de ácido fórmico+ 1 mol de ácido cetobutanodioico + 1 mol de acetona + 1 mol de ácido oxálico. El compuesto A no presenta actividad óptica. El espectro de 1H RMN del compuesto A es el siguiente: (ppm) 1.75 (3H, s); 1.79 (3H, s); 2.50 (2H, t); 3.61 (2H, t); 4.13 (1H, s); 5.35 (1H, d); 5.90 (1H, dd); 5.95 (1H, d); 5.20 (1H, d) y 5.30 (1H, d). Indicar la probable estructura de A y JUSTIFICAR TODOS LOS DATOS
- Nº de insaturaciones=3
- Reacciona con 3 moles de Br2/mol A 3 dobles enlaces
IR alcohol
A ox. HCOOH + CH3COCH3 + HOOC-COOH + HOOCCOCH2COOH
A no es ópticamente activo No tiene C*
RMN: indica dos Me sin H vecinos; UV: indica dos dobles enlace conjugados bases, pero con algo que suma ejerciendo un efecto batocrómico elevado
COOH
HCOOH
COOH
O
COOH
HOOC
Ox
acetona
base 214 nm= extra 30 nmsust 3x5 15 nm
Total 259 nm
CH2OH
2.50 (2H, t)
1.75 (3H, s) y 1.79 (3H, s)
3.61 (2H, t)
4.13(1H, s)5,35 (1H, d)
5,90 (1H,dd)
5.95 (1H, d)
5.20 (1H, d) y 5, 30 (1H, d)
Biogenesis de esteroidesBiogenesis de esteroidesMe O-P
P-O OHO
fosforilación
pirofosfato de isopentenilo
PPI (C-5)
P-O
P-O
H
H
P-Opirofosfoto de dimetilalilo PPDA (C-5)
P-O
PPDA
H
O-P
IPP
O-P
pirofosfato de geranilo (C-10)
O-P
pirofosfato de geranilo (C-10)H
O-P
IPP
+
O-Psesquiterpenos (C-15)
pirofosfato de farnesilo (C-15)
x 2
escualeno (C-30)
Biosíntesis de esteroidesBiosíntesis de esteroides
OPP
C-15
1
2
3
4
5
6
78
9
10
11
1213
14
15 caco
2
co-co
1
2
3
4
5
6
78
9
10
11
1213
14
15 caco 1
2
3
4
5
6
78
9
10
11
1213
14
15caco
escualeno C-30
pirofosfato de farnesilo
OPP
11
11
O
12
3
4
56
7
8
910
11
12
13
1415
16
17
181910
21
22
23
24
1
23
34
6
7
8
9
10
13
1415
16
17
18
1920
21
22
23
24 epoxidacion
1
23
3
4
67
8
9
10
1213
1415
16
17
18
1920
21
22
23
24
12
1
23
3
4
67
8
9
10
1213
1415
16
17
18
1920
21
22
23
24
O
H+
1
23
3
4
67
8
9
10
1213
1415
16
17
18
1920
21
22
23
24
OH+
H
H
H
HO
+
11
11
H
HO
LANOSTEROL
HHO
LANOSTEROL
HO
COLESTEROL
H
varios pasos
Conformaciones en ciclohexanos 1,2-Conformaciones en ciclohexanos 1,2-disustituidosdisustituidos
C1
C1
C2
C2
C1
C1
C2
C2
trans-1,2-disustituidos ciclohexanos-conformeros
cis-1,2-disustituidos ciclohexanos-conformeros
configuracion
configuracion
Unimos CUnimos C11 con C con C22 con un puente con un puente -CH-CH22-CH-CH22--
C1
C1
C2
C2
C1
C1
C2
C2
trans-1,2-disustituidos ciclohexanos-conformeros
cis-1,2-disustituidos ciclohexanos-conformeros
TransTrans-decalina-decalinaLa union de los dos ciclos solo puede ser La union de los dos ciclos solo puede ser e-ee-e
dejando a los sustitutuyentes en dejando a los sustitutuyentes en a-aa-a
1 C1
C2
-CH2-CH2-
C2
-CH2-CH2-
C1
C1
C2
H
H
(a)
(a)
(e)
(e)
2
1
34
5 6
1 2
3
4
5
6
CisCis-decalina-decalinaLa union de los dos ciclos puede ser La union de los dos ciclos puede ser e-ae-a
dejando a los sustitutuyentes en dejando a los sustitutuyentes en a-e; o a-e; o TransTrans--decalinadecalina
La union de los dos ciclos puede ser La union de los dos ciclos puede ser a-ea-edejando a los sustitutuyentes en dejando a los sustitutuyentes en e-ae-a
H
C1
C2
-CH2-CH2-
-CH2-CH2-
H
H
C2
C1
HH
C1
H
C2
H
C1
C2
H
C1
1 23
456
1
23 4
5
3 4
6
CisCis y y TransTrans decalinas decalinas
R
R
R = H, o sustituyente
R
R
EsteroidesEsteroides Derivados del Derivados del
ciclopentano ciclopentano perhidrofenantrenoperhidrofenantreno
R
1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
14 15
16
17
19
18
Reglas de nomenclatura de esteroidesReglas de nomenclatura de esteroidesR
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
H
H
5
14
R
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
H
H
5
14
Reglas de nomenclatura de esteroides
R = H Androstano
R = -CH2-CH3 Pregnano
R = -CH(CH3)-CH2-CH2-CH3 Colano
R = -CH(CH3)-CH2-CH2-CH2- CH(CH3)-CH3 Colestano
R
1
2
3
4
5
10
11
H
H
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
55 y/o 14 y/o 14 no se escribe ni se no se escribe ni se
nombranombra H
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
Androstano
1
2
3
4
5
6
78
910
11
12
13
14
15
16
17
19
18
Pregnano
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
Colano
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
Colestano
55 y/o 14 y/o 14 se escribe y se nombra se escribe y se nombra
H
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
Androstano
1
2
3
4
5
6
78
910
11
12
13
14
15
16
17
19
18
Pregnano
1
2
3
4
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
19
18
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
O
HO
O
HO
3-ceto-11-hidroxi-17-metil-19Nor-androst-1-eno 3-ceto-11-hidroxi-18Nor-pregn-1-eno
A B
C D
D-homopregnano
15
16
17
17a
A B
C D
15H
2,3-seco-14-colestano
trans-transH
H
R R
H
trans-cis
R
H
cis-trans
H
H
R
cis-cis
H
H
NomenclaturaNomenclaturaOH
HO
17-estradiol
O
O
O
OH
testosterona
pregnano
O
HOH2C O
OHO
cortisonaH
COOH
OH
OHHOac.cólico
Semisíntesis de esteroides
COOH
SOCl2
PO
COCl
PO
MeOH
COOMe
P*PO
PO
P*
ox. cond. cont.
P*P*
MeOH/HCl-H2O
C
Ph OH
Ph
Ph
-H2O
Ph
PO
PO
COOH
COOMe
PO
PO
P*P*
P*
P*
1) PhMgCl (exc)
2) H+
ox.
COOH
PO PO
PO
O
COOH
P*
repetición
P*
r ep et ici ón
P*
O
O
PO
COOH
POPO
repetición
P*
P*
Lieben
P*
Apertura de la cadena lateral de los espirostanos
Esta reación fue desarrollada por Marker. En la actualidad es la ruta preferida para la
síntesis de hormonas Los espirostanos son abundantes en las
plantas del género Dios corea, abundante en Méjico, donde se la conoce vulgarmente como “cabeza de negro”
Se las encuentra como saponinas esteroidales Estas saponinas son glicósidos donde el
esteroide es la aglicona. La hidrólisis de estas saponinas libera el
esteroide (sapogenina)
Apertura de los Apertura de los espirostanosespirostanos
DO
OF
O
H
O
OC-CH3
F
D
D
O
OAc
DO
OAc
DO
OF
E E E
Sapogenina seudosapogenina isosapogenina
Ac2O/calor
HCl
HCl
AcO2/calor
E
+
E
-OH-
O
OAcO
O
H
OH
O-
O
NH
C
O
O
OAc
O
NH2OH
N-OH
H+
NH3+ O
O
O
: OH
[Ox]
+ + AcO-
H2 (cat)
enamida enamina
OHO
HC CH
CHC-K+HO
C+K-O
C
H+
OAcOAc
O
O
OHH3O+
PhCOOOH
OH
OHAl3Cl
LiALH4
KNH2
NH3 Liq
(AcO
) 2OA
c. p
- To l
u en s
ulf
ó ni c
o
LiALH4
OAc
O
AlCl3
OH
OH
H
OAc
O AlCl3
OAc
OAlCl3
OAc
H
OAlCl3
3LiAlH4 + AlCl3 3ClLi + 4AlH3
+ -
+ -+
1/3AlH3 + -
a)LiAlH4b)H+
Reducción con LiAlH4 + AlCl3
OAc
O
H+
OAc
O H
O
OH
-AcH-H+
:OAc
OH
OAc
OH
+
+
Hidrólisis del epóxido en medio ácido
Reacción de Reacción de BartonBarton
-NO
CH3 O
NO
CH2 OH
NO
-NOH
CH3 O.
CH OH
N-OH
H3O+
CH2 OH
C OH
O H
h mecanismo
cíclico
Un nitrito de alquilo irradiado con luz ultravioleta origina una serie de reacciones radicalarias que conduce a un nitroso derivado, en el carbono , el cual esta en equilibrio con su oxima. La hidrólisis de la oxima conduce al grupo aldehido
Nitroso derivado
Hidrogenación del doble enlace Hidrogenación del doble enlace del colesteroldel colesterol
HO H2/catHO
5
O O
H2/cat H
O
H
HO
5
Oxidación de Oppenauer
O-Al (i-PrO)2
O
H
O
O
Al
i-Pr-O
HO
O
Al (isoPrO)3/Ciclohexanona
-isoPrOH
-
H+ ó OH-
i-Pr-O
Corrimiento del doble enlace en medio ácidoCorrimiento del doble enlace en medio ácido
O
H+
OH+
H H
HO
O
Corrimiento del doble enlace en medio Corrimiento del doble enlace en medio alcalinoalcalino
O
B-
BHO
HB
B-O
-