Isolamento, determinação estrutural e avaliação da atividade antibacteriana de novos alcaloides pirrolizidínicos de Crotalaria paulina

Abstract

O gênero Crotalaria L., com cerca de 700 espécies, pertence à família Fabaceae/Leguminosae. Juntamente com os gêneros Heliotropium e Senecio, as Crotalárias são as principais fontes de alcaloides pirrolizidínicos (APs) do reino vegetal. Esses metabólitos secundários apresentam importante papel na defesa química dessas plantas. Neste estudo, objetivou-se isolar, caracterizar e avaliar o potencial antibacteriano de alcaloides pirrolizidínicos. Para isso, as folhas de Crotalaria paulina foram coletadas, secas, moídas e submetidas à extração a frio com etanol. O extrato etanólico foi submetido a extração ácido base obtendo-se assim o extrato alcaloídico bruto. Esse extrato foi submetido à análise por CG-EM, permitindo-se a detecção dos alcaloides pirrolizidínicos presentes no extrato através da comparação do padrão de fragmentação de compostos já descritos na literatura. Foram detectadas seis bislactonas macrocíclicas de onze membros, sendo três destas inéditas. Em seguida, o extrato alcaloídico foi submetido ao fracionamento por sílica gel e cromatografia liquida de alta eficiência semi-preparativa, fornecendo, assim, quatro compostos puros. Das folhas dessa planta foram isolados a monocrotalina e mais três compostos com estrutura desconhecida, caracterização foi realizada por espectroscopia de RMN de 1 H e de cuja 13 C, técnicas bidimensionais HMBC, HSQC, HETCOR, NOESY e espectrometria de massas. Além dessas técnicas, para dois compostos foram realizados cálculos computacionais em paralelo com técnicas espectroscópicas a fim de se determinar, de forma inequívoca, a estereoquímica dessas substâncias. Com a monocrotalina, associou- se a teoria do funcional da densidade (DFT) com as espectroscopias Raman e Infravermelho. Com o alcaloide inédito etilcrotalina, utilizou-se a DFT associada à ressonância magnética nuclear uni e bidimensional. Esse foi o primeiro estudo detalhado dos alcaloides presentes nas folhas de C. paulina. Posteriormente, os quatro compostos isolados foram testados contra as bactérias Klebsiella ixpneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis e Acinetobacter baumannii. Os alcaloides foram testados nas concentrações de 0,25 µg mL -1 até 128 µg mL -1 e mesmo na maior concentração, não foi demonstrada atividade bactericida para estes compostos.

The genus Crotalaria L., with about 700 species, belongs to the family Fabaceae/Leguminosae. Together with the genera Heliotropium and Senecio, Crotalaria are the main sources of pyrrolizidine alkaloids (PAs) in the plant kingdom. These secondary metabolites play an important role in the chemical defense of these plants. In this study, we aimed to isolate, characterize and evaluate the antibacterial potential of pyrrolizidine alkaloids. For this, the leaves of Crotalaria paulina were collected, dried, ground and subjected to cold extraction with ethanol. The ethanolic extract was subjected to base acid extraction to obtain the crude alkaloid extract. This extract was submitted to GC-MS analysis, allowing the detection of pyrrolizidine alkaloids present in the extract by comparing the fragmentation pattern of compounds already described in the literature. Six macrocyclic 11-membered bislactones were detected, three of which were unpublished. The alkaloid extract was then subjected to silica gel fractionation and semi-preparative high performance liquid chromatography, thus providing four pure compounds. From the leaves of this plant were isolated monocrotaline and three compounds with unknown structure whose characterization was performed by 1 H and 13 C NMR spectroscopy, HMBC, HSQC, HETCOR, NOESY bidimensional techniques and mass spectrometry. Besides these techniques, to two compounds we use computational calculations in parallel with spectroscopic techniques in order to unequivocally determine the stereochemistry of these substances. With monocrotaline, we associate the theory of density functional (DFT) with Raman and IV spectroscopy. With the unpublished alkaloid ethylcrotaline, we used DFT associated with uni and bidimensional nuclear magnetic resonance. This was the first detailed study of the alkaloids present in the leaves of C. paulina. Subsequently, the four compounds isolated were tested against the bacteria Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Acinetobacter baumannii. The xialkaloids were tested at concentrations of 0.25 μg mL -1 to 128 μg mL -1 and even at the highest concentration, no bactericidal activity has been demonstrated for these compounds.