terp ye steroides

59
Terpenos, esteroides y carotenos O m entona O HO colesterol HO licopeno

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Page 1: Terp Ye Steroides

Terpenos, esteroides y carotenos

O

mentonaO

HO

colesterol

HO

licopeno

Page 2: Terp Ye Steroides

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

Page 3: Terp Ye Steroides

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

Page 4: Terp Ye Steroides

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)

Page 5: Terp Ye Steroides

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

Page 6: Terp Ye Steroides

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)

Page 7: Terp Ye Steroides

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

Page 8: Terp Ye Steroides

Monoterpenos Monoterpenos monocíclicosmonocíclicos

limoneno

O

pulegona

O

mentona

*

*

*

*

OH

*

** * carbono asimétrico (posibilidad de presentar enantiomería)

Page 9: Terp Ye Steroides

Monoterpenos bicíclicosMonoterpenos bicíclicosFamilia del tuyano

O

*

*

tuyona

Familia del pinano

-pineno

O

verbenona

*

*

*

*

*

*

*

Familia canfano

O O

alcanfor fenchona

*

* *

*

carano

Page 10: Terp Ye Steroides

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

Page 11: Terp Ye Steroides

(Z)

(S)

(R)

HO

OH

cation terpenilo

pinenos

borneol

Page 12: Terp Ye Steroides

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

Page 13: Terp Ye Steroides

Conformaciones de terpenos biciclicosConformaciones de terpenos biciclicos

H

H

H3C H

CH3

H

HH

H

H

H

CH3 H CH3

Page 14: Terp Ye Steroides

H

H3CH

H

H

H

CH3

H

H

H

H

H

H

H3C

HH

CH3H3C (Z)

Page 15: Terp Ye Steroides

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

*

Page 16: Terp Ye Steroides

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

Page 17: Terp Ye Steroides

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

Page 18: Terp Ye Steroides

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

Page 19: Terp Ye Steroides

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

Page 20: Terp Ye Steroides

Interconversión de Interconversión de mentonasmentonas

O O

OHO

OH

O

Ocurre a través de la forma enólica

Page 21: Terp Ye Steroides

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

Page 22: Terp Ye Steroides

- 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)

Page 23: Terp Ye Steroides

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)

Page 24: Terp Ye Steroides

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)

Page 25: Terp Ye Steroides

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

Page 26: Terp Ye Steroides

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

Page 27: Terp Ye Steroides

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

Page 28: Terp Ye Steroides

HHO

LANOSTEROL

HO

COLESTEROL

H

varios pasos

Page 29: Terp Ye Steroides

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

Page 30: Terp Ye Steroides

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

Page 31: Terp Ye Steroides

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

Page 32: Terp Ye Steroides

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

Page 33: Terp Ye Steroides

CisCis y y TransTrans decalinas decalinas

R

R

R = H, o sustituyente

R

R

Page 34: Terp Ye Steroides

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

Page 35: Terp Ye Steroides

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

Page 36: Terp Ye Steroides

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

Page 37: Terp Ye Steroides

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

Page 38: Terp Ye Steroides

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

Page 39: Terp Ye Steroides

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

Page 40: Terp Ye Steroides

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

Page 41: Terp Ye Steroides

O

HO

O

HO

3-ceto-11-hidroxi-17-metil-19Nor-androst-1-eno 3-ceto-11-hidroxi-18Nor-pregn-1-eno

Page 42: Terp Ye Steroides

A B

C D

D-homopregnano

15

16

17

17a

A B

C D

15H

2,3-seco-14-colestano

Page 43: Terp Ye Steroides

trans-transH

H

R R

H

trans-cis

R

H

cis-trans

H

H

R

cis-cis

H

H

Page 44: Terp Ye Steroides

NomenclaturaNomenclaturaOH

HO

17-estradiol

O

O

O

OH

testosterona

pregnano

O

HOH2C O

OHO

cortisonaH

COOH

OH

OHHOac.cólico

Page 45: Terp Ye Steroides

Semisíntesis de esteroides

COOH

SOCl2

PO

COCl

PO

MeOH

COOMe

P*PO

PO

P*

ox. cond. cont.

P*P*

MeOH/HCl-H2O

Page 46: Terp Ye Steroides

C

Ph OH

Ph

Ph

-H2O

Ph

PO

PO

COOH

COOMe

PO

PO

P*P*

P*

P*

1) PhMgCl (exc)

2) H+

ox.

Page 47: Terp Ye Steroides

COOH

PO PO

PO

O

COOH

P*

repetición

P*

r ep et ici ón

P*

Page 48: Terp Ye Steroides

O

O

PO

COOH

POPO

repetición

P*

P*

Lieben

P*

Page 49: Terp Ye Steroides

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)

Page 50: Terp Ye Steroides

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

Page 51: Terp Ye Steroides

-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

Page 52: Terp Ye Steroides

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

Page 53: Terp Ye Steroides

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

Page 54: Terp Ye Steroides

OAc

O

H+

OAc

O H

O

OH

-AcH-H+

:OAc

OH

OAc

OH

+

+

Hidrólisis del epóxido en medio ácido

Page 55: Terp Ye Steroides

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

Page 56: Terp Ye Steroides

Hidrogenación del doble enlace Hidrogenación del doble enlace del colesteroldel colesterol

HO H2/catHO

5

O O

H2/cat H

O

H

HO

5

Page 57: Terp Ye Steroides

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

Page 58: Terp Ye Steroides

Corrimiento del doble enlace en medio ácidoCorrimiento del doble enlace en medio ácido

O

H+

OH+

H H

HO

O

Page 59: Terp Ye Steroides

Corrimiento del doble enlace en medio Corrimiento del doble enlace en medio alcalinoalcalino

O

B-

BHO

HB

B-O

-