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EXTRACCION DE ACEITES ESENCIALES, Guías, Proyectos, Investigaciones de Biología del desarrollo

Los aceites esenciales son las fracciones líquidas volátiles, generalmente destilables por arrastre con vapor de agua, que contienen las sustancias responsables del aroma de las plantas y que son importantes en la industria cosmética (perfumes y aromatizantes), de alimentos (condimentos y saborizantes) y farmacéutica (saborizantes). Los aceites esenciales se clasifican con base en diferentes criterios: consistencia, origen y naturaleza química de los componentes mayoritarios. De acuerdo con su consistencia los aceites esenciales se clasifican en esencias fluídas, bálsamos y oleorresinas. Las Esencias fluídas son líquidos volátiles a temperatura ambiente Los aceites esenciales se clasifican con base en diferentes criterios: consistencia, origen y naturaleza química de los componentes mayoritarios. De acuerdo con su consistencia los aceites esenciales se clasifican en esencias fluídas, bálsamos y oleorresinas. Las Esencias fluídas son líquidos volátiles a temperatura ambiente

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

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Alejandro Martínez M., 2001
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UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
ACEITES ESENCIALES
Profesor Alejandro Martínez M.,
amart@muiscas.udea.edu.co
Facultad Química Farmacéutica
Medellín, Febrero 2003
ACEITES ESENCIALES
2.1. DEFINICION
Los aceites esenciales son las fracciones líquidas volátiles,
generalmente destilables por arrastre con vapor de agua, que
contienen las sustancias responsables del aroma de las plantas y que
son importantes en la industria cosmética (perfumes y
aromatizantes), de alimentos (condimentos y saborizantes) y
farmacéutica (saborizantes).
Los aceites esenciales generalmente son mezclas complejas de hasta
más de 100 componentes que pueden ser:
Compuestos alifáticos de bajo peso molecular (alcanos,
alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres y ácidos),
Monoterpenos,
Sesquiterpenos y
Fenilpropanos.
En su gran mayoría son de olor agradable, aunque existen algunos
de olor relativamente desagradable como por ejemplo los del ajo y
la cebolla, los cuales contienen compuestos azufrados.
2.2. CLASIFICACION
Los aceites esenciales se clasifican con base en diferentes criterios:
consistencia, origen y naturaleza química de los componentes
mayoritarios.
De acuerdo con su consistencia los aceites esenciales se clasifican
en esencias fluídas, bálsamos y oleorresinas. Las Esencias fluídas
son líquidos volátiles a temperatura ambiente. Los Bálsamos son de
consistencia más espesa, son poco volátiles y propensos a sufrir
reacciones de polimerización, son ejemplos el bálsamo de copaiba,
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UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

ACEITES ESENCIALES

Profesor Alejandro Martínez M.,

amart@muiscas.udea.edu.co

Facultad Química Farmacéutica

Medellín, Febrero 2003

ACEITES ESENCIALES

2.1. DEFINICION

Los aceites esenciales son las fracciones líquidas volátiles, generalmente destilables por arrastre con vapor de agua, que contienen las sustancias responsables del aroma de las plantas y que son importantes en la industria cosmética (perfumes y aromatizantes), de alimentos (condimentos y saborizantes) y farmacéutica (saborizantes).

Los aceites esenciales generalmente son mezclas complejas de hasta más de 100 componentes que pueden ser:

  • Compuestos alifáticos de bajo peso molecular (alcanos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres y ácidos),
  • Monoterpenos,
  • Sesquiterpenos y
  • Fenilpropanos.

En su gran mayoría son de olor agradable, aunque existen algunos de olor relativamente desagradable como por ejemplo los del ajo y la cebolla, los cuales contienen compuestos azufrados.

2.2. CLASIFICACION

Los aceites esenciales se clasifican con base en diferentes criterios: consistencia, origen y naturaleza química de los componentes mayoritarios.

De acuerdo con su consistencia los aceites esenciales se clasifican en esencias fluídas, bálsamos y oleorresinas. Las Esencias fluídas son líquidos volátiles a temperatura ambiente. Los Bálsamos son de consistencia más espesa, son poco volátiles y propensos a sufrir reacciones de polimerización, son ejemplos el bálsamo de copaiba,

el bálsamo del Perú, Benjuí, bálsamo de Tolú, Estoraque, etc. Las Oleorresinas tienen el aroma de las plantas en forma concentrada y son típicamente líquidos muy viscosos o sustancias semisólidas (caucho, gutapercha, chicle, balata, oleorresina de paprika, de pimienta negra, de clavero, etc.).

De acuerdo a su origen los aceites esenciales se clasifican como naturales, artificiales y sintéticas. Los naturales se obtienen directamente de la planta y no sufren modificaciones físicas ni químicas posteriores, debido a su rendimiento tan bajo son muy costosas. Los artificiales se obtienen a través de procesos de enriquecimiento de la misma esencia con uno o varios de sus componentes, por ejemplo, la mezcla de esencias de rosa, geranio y jazmín enriquecida con linalool, o la esencia de anís enriquecida con anetol. Los aceites esenciales sintéticos como su nombre lo indica son los producidos por la combinación de sus componentes los cuales son la mayoría de las veces producidos por procesos de síntesis química. Estos son más económicos y por lo tanto son mucho más utilizados como aromatizantes y saborizantes (esencias de vainilla, limón, fresa, etc.).

Desde el punto de vista químico y a pesar de su composición compleja con diferentes tipos de sustancias, los aceites esenciales se pueden clasificar de acuerdo con el tipo se sustancias que son los componentes mayoritarios. Según esto los aceites esenciales ricos en monoterpenos se denominan aceites esenciales monoterpenoides (p.ej. hierbabuena, albahaca, salvia, etc.). Los ricos en sesquiterpenos son los aceites esenciales sesquiterpenoides (p.ej. copaiba, pino, junípero, etc.). Los ricos en fenilpropanos son los aceites esenciales fenilpropanoides (p.ej. clavo, canela, anís, etc.). Aunque esta clasificación es muy general nos resultará útil para propósitos de estudiar algunos aspectos fitoquímicos de los monoterpenos, los sesquiterpenos y los fenilpropanos, sin embargo existen clasificaciones más complejas como la de González Patiño que tienen en cuenta otros aspectos químicos.

2.3. DISTRIBUCION Y ESTADO NATURAL^1 ,^2

Los aceites esenciales se encuentran ampliamente distribuidos en unas 60 familias de plantas que incluyen las Compuestas, Labiadas, Lauráceas, Mirtáceas, Pináceas, Rosáceas, Rutáceas, Umbelíferas, etc. Se les puede encontrar en diferentes partes de la planta: en las hojas (ajenjo, albahaca, buchú, cidrón, eucalipto, hierbabuena, limoncillo, mejorana, menta, pachulí, quenopodio, romero, salvia, toronjil, etc.), en las raíces (angélica, asaro, azafrán, cálamo, cúrcuma, galanga, jengibre, sándalo, sasafrás, valeriana, vetiver, etc.), en el pericarpio del fruto (limón, mandarina, naranja, etc.), en las semillas (anís, cardamomo, eneldo, hinojo, comino, etc.), en el tallo (canela, caparrapí^3 , etc.), en las flores (arnica, lavanda, manzanilla, piretro, tomillo, clavo de olor, rosa, etc.) y en los frutos (alcaravea, cilantro, laurel, nuez moscada, perejil, pimienta, etc.). Los monoterpenoides se encuentran principalmente en plantas de los órdenes Ranunculales, Violales y Primulales, mientras que son escasos en Rutales, Cornales, Lamiales y Asterales. Por el contrario, los sesquiterpenoides abundan en Magnoliales, Rutales, Cornales y Asterales^4. Aunque en los aceites esenciales tanto los mono-, los sesquiterpenos y los fenilpropanos se les encuentra en forma libre, más recientemente se han investigado los que están ligados a carbohidratos^5 , ya que se considera que son los precursores inmediatos del aceite como tal.

(^1) Stashenko, E.; En: Memorias del IV Congreso Nacional de Fitoquímica, Universidad Industrial de Santander, Escuela de Química, Bucaramanga, febrero de 1996, pp. 29-53. (^2) González P., D. J.; "Utilización Terapeútica de Nuestras Plantas Medicinales", Universidad de La Salle, Bogotá, 1984, Capítulo VI. (^3) J. NAT. PROD. 59 (1) 77-79 (1996). (^4) Guignard, J-L., Cosson, L., Henry, M.; "ABREGE DE PHYTOCHIMIE", Masson, Paris-New York-Barcelone, 1985, Capítulo 8. (^5) D Manns, Phytochemistry 39: 5 (JUL 1995) 1115-1118.

Para la elaboración de esencias florales puede consultarse el trabajo

de Rojas^10.

2.5. MONOTERPENOS Y SESQUITERPENOS

DEFINICION Y CLASIFICACION

Los monoterpenos y sesquiterpenos son terpenos de 10 y 15 átomos de carbonos derivados biosintéticamente de geranilpirofosfato (GPP) y farnesilpirofosfato (FPP) respectivamente. La Figura 1 muestra ejemplos de monoterpenos y sesquiterpenos naturales. De acuerdo con su estructura se les clasifica según el número de ciclos como acíclicos, monocíclicos, bicíclicos, etc.

(^10) Rojas, S., CUADERNOS ACADEMICOS (QUIRAMA) (12) 77-82 (1992)

Medellín.

OH

OH

Geraniol Mentol Limoneno

Monoterpenos

OH

FARNESOL

BISABOLENO

O

IONONA

Sesquiterpenos

Figura 1. Ejemplos de mono- y sesquiterpenos naturales

BIOSINTESIS^11 ,^12 ,^13

Los monoterpenos y en general todos los compuestos terpenoides naturales se biosintetizan por la ruta de la acetilcoenzima a través de un intermedio común que es el ácido mevalónico. Sin embargo, recientemente se ha propuesto que algunos terpenoides no se originan por esta ruta, sino por una ruta alterna que puede involucrar piruvato, gliceraldehído-3-fosfato y un intermedio de 5

átomos de carbono: 1-desoxi-xilulosa-5-fosfato^14.

a. Biosíntesis del ácido mevalónico La Figura 2 esquematiza el proceso de biosíntesis del ácido mevalónico. Inicialmente se condensan dos moléculas de acetilCoA, con la participación hipotética de una ß-cetotiolasa y una enzima condensante. Enseguida esta unidad es atacada por otra unidad de acetilCoA que ha perdido un H-α. La hidrólisis de una de las dos funciones tioéster da lugar a la ß-hidroxi-ß-metilglutarilcoenzima-A. Una segunda hidrólisis del otro grupo tioéster seguida de dos reducciones sucesivas con una reductasa NADPH-dependiente se llega al ácido mevalónico.

b. Biogénesis de IPP y DMAPP El ácido mevalónico es el precursor de las dos unidades básicas que dan origen a los terpenoides: Isopentenilpirofosfato (IPP) y gama,gama-dimetilalilpirofosfato (DMAPP) tal como se esquematiza en la Figura 3. Inicialmente, una molécula de ácido mevalónico es pirofosfatada por dos unidades de ATP para originar mevalonil-pirofosfato. Enseguida

(^11) J Chappell, Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular

Biology 46 (1995) 521-547. (^12) DJ Mcgarvey, R Croteau, Plant Cell 7: 7 (JUL 1995) 1015-1026.

(^13) K Nabeta, K Kigure, M Fujita, T Nagoya, T Ishikawa, H Okuyama, T

Takasawa, Journal of the Chemical Society - Perkin Transactions 1 : 15 (AUG 7 1995) 1935-1939. (^14) Adam, K. P., Zapp, J., PHYTOCHEMISTRY 48(6) 953 (1998).

la molécula sufre un proceso concertado de descarbonatación con la participación de otra molécula de ATP. De esta manera se origina una molécula de Isopentenilpirofosfato (IPP). La simple isomerización del enlace doble del IPP da origen a la unidad de DMAPP.

c. Condensación cabeza-cola de IPP y DMAPP Una unidad de IPP puede condensarse con muchas unidades DMAPP mediante un proceso de condensación comúnmente denominado condensación "cabeza-cola", siendo la cabeza la función pirofosfato y la cola el extremo donde están ubicados los metilos. La Figura 4 esquematiza el proceso de condensación de dos moléculas de 5 átomos de carbono (IPP y DMAPP) para dar origen a una molécula de 10 átomos de carbono: Geranilpirofosfato. Esta sustancia es el precursor inmediato de todos los monoterpenos naturales. La condensación de geranilpirofosfato con una nueva unidad IPP da origen al farnesilpirofosfato, el cual es el precursor de todos los sesquiterpenos naturales.

d. Biosíntesis de monoterpenos en Mentha piperita La Figura 5 esquematiza las relaciones biogenéticas entre varios componentes monoterpenoides del aceite esencial de Mentha

piperita^15. Nótese como la piperitona puede originarse por tres rutas diferentes.

(^15) Guignard, J-L., Cosson, L., Henry, M.; "ABREGE DE PHYTOCHIMIE",

Masson, Paris-New York-Barcelone, 1985, Capítulo 8.

Figura 4. Formación biogenética de los terpenoides a partir de IPP y DMAPP

Figura 5. Relaciones biogenéticas de monoterpenos presentes en el aceite esencial de Mentha piperita

e. Ejemplos de monoterpenos y sesquiterpenos naturales La Figura 6 muestra varios ejemplos de monoterpenos naturales representantes de varias clases de esqueletos como mentano, pinano, canfano, etc. La Figura 7 muestra ejemplos de sesquiterpenos naturales con varias clases de esqueletos (mentano como el limoneno, pinano como el α- pineno, canfano como el alcanfor, carano como el car-3-eno, thuyano como la thuyona, y fenchano como el alcohol fenchílico), y dos con esqueletos irregulares la γ-thuyaplicina y la nepetalactona.

METODOS DE ANALISIS

a. EXTRACCION Y AISLAMIENTO^16 Como se mencionó anteriormente, la mayoría de monoterpenos y sesquiterpenos se encuentran presentes en los aceites esenciales de diversas plantas. A partir de dichos aceites es posible realizar su aislamiento mediante la utilización de uno o varios métodos cromatográficos tales como la cromatografía en columna, en capa fina y HPLC. Para las cromatografías en columna y en capa fina se utiliza ampliamente la sílica gel como fase estacionaria. Como fase móvil se emplean solventes apolares puros o mezclados tales como: Tolueno-acetato de etilo 93:7, benceno, cloroformo, diclorometano, benceno-acetato de etilo 9:1, benceno-acetato de etilo 95:5, cloroformo-benceno 75:25, cloroformo-etanol-ácido acético

94:5:1^17 , cloroformo-benceno 1:1^18 ,^19. Sin embargo actualmente se utilizan técnicas de separación más eficientes y rápidas como la cromatografía líquida de alta eficiencia

HPLC^20 , y la cromatografía de gases (CG)^21 ,^22 ,^23 ,^24 , así como

(^16) J. Chem. Educ. 68 267 (1991).

(^17) Wagner, H., Bladt, S., Zgainski, E. M., "Plant Drug Analysis", Traducido

al inglés por Th. A. Scott, Springer-Verlag, Berlin-heildelberg-New York- Tokyo, 1984, 5-8 pp. (^18) Harborne, J.B., "Phytochemical Methods", Chapman & Hall, London,

1973, 92-105 pp. (^19) Stahl, E. ed., "Thin Layer Chromatography. A Laboratory Handbook",

2nd. edition, Springer-Verlag, Berlin-Heildelberg-New York, 1969, 236- pp. (^20) Corresponde a la sigla inglesa de: High Performance Liquid

Chromatography. (^21) Dugo, G. y col., PERFUM. FLAVOR. 17 (5) 57-74 (1992).

(^22) Dugo, G. y col., J. ESSENT. OIL RES. 4 589-594 (1992).

(^23) Griffiths, D. W. y col., PHYTOCHEM. ANAL. 3 250-253 (1992).

(^24) Ingham, B.H. y col., J. AGRIC. FOOD CHEM. 41 951-954 (1993).

también combinaciones "ON-LINE" HPLC-CG-EM^25 ,^26. Estos mismos métodos se utilizan para el análisis de las esencias florales^27.

Esta última técnica gracias al desarrollo reciente de columnas capilares de alta resolución, permite analizar mezclas complejas presentes en aceites esenciales, e identificar los componentes a partir de los tiempos de retención a través de los denominados Indices de Retención de Kovats (Ik)^28. Estos valores son característicos para cada componente y existen bases de datos con los índices de muchos componentes de aceites esenciales. Los valores Ik se determinan en dos columnas cromatográficas una polar (por ejemplo CARBOWAX 20M) y una apolar (por ejemplo OV- 101 también llamada DB-1).

La Figura 8 muestra un cromatograma de gases obtenido para el aceite esencial de piña^29. La Figura 9 muestra el cromatograma de gases obtenido para el aceite esencial de la cáscara de naranja^30.

(^25) Mondello, L. y col., CHROMATOGRAPHIA 39 529-538 (1994). (^26) Mondello, L. y col., J. CHROMATOG. SCI. 34 174-181 (1996). (^27) Barkman, T.J. y col., PHYTOCHEMISTRY 44(5) 875 (1997). (^28) Denayer, R., Tilquin, B., RIV. ITAL. EPPOS 5 7-12 (1994). CA 122(1995)247999x. (^29) Flath, R.A., Forrey, R.R., J. AGRIC. FOOD CHEM. 18 (2) 243 (1970). (^30) Blanco Tirado, C. y col., J. CHROMATOG. 697A 501 (1995).

Figura 8. Cromatograma de gases del aceite esencial de piña

Figura 9. Cromatograma de gases del aceite esencial de la cáscara de naranja

Adicionalmente, la técnica acoplada Cromatografía de Gases- Espectrometría de masas, permite obtener el espectro de masas de cada componente con el cual se obtiene el peso molecular e información estructural^31. Así mismo existen bases de datos con los espectros de masas de muchos componentes, por lo cual el índice de Kovats (determinado en dos columnas de diferente polaridad) y el espectro de masas son criterios para la asignación química de muchos componentes de aceites esenciales, no solo monoterpenos sino también otros tipos de sustancias características de dichos aceites.

Más recientemente se han desarrollado columnas cromatográficas quirales para la separación de componentes ópticamente activos^32 , y se han desarrollado métodos para el análisis combinado HPLC- Espectrometría de Masas y HPLC-RMN de mezclas de sesquiterpenos^33.

b. ENSAYOS DE RECONOCIMIENTO

Debido a la diversidad de grupos funcionales que pueden estar presentes en los componentes mono- y sesquiterpénicos de un aceite esencial no existe una prueba específica para su reconocimiento. Sin embargo existen unos pocos procedimientos experimentales que permiten reconocer algunos de ellos por su coloración con diferentes reactivos, su absorción de luz UV de 254 nm y su Rf en cromatografía en capa fina. A manera de ejemplo la Tabla 3 resume las características de varios monoterpenos y su comportamiento al analizarlos por cromatografía en capa fina con

(^31) Maat, L. y col., J. ESSENT. OIL RES. 4 615-621 (1992). (^32) Ochocka, J. R. y col., PHYTOCHEMISTRY 44(5) 869 (1997). (^33) Vogler, B. y col., J. NAT. PROD. 61 (2) 175 (1998).

carvona, cineol, alcanfor, α-terpineno y pulegona; y varios

(^38) Kalinowski, H-O., Berger, S., Braun, S., "Carbon-13 NMR Spectroscopy",

John Wiley & Sons, Chichester-New York-Brisbane, 1984, 432-433 pp. (^39) Breitmaier, W. V., "Carbon-13 NMR Spectroscopy", 3rd. edition, VCH

Publish., Weinheim, 1987, pp. 328.

OH

FARNESOL

OH

GERANIOL

OH LINALOOL

MIRCENO

CHO cis -CITRAL trans -CITRAL

CHO

OH

MENTOL TERPINEOL

OH

LIMONENO

CARVONA

O

TERPINENO

O

Figura 10. Desplazamientos químicos (ppm) de varios mono- y

alfa-IONONA O beta-BISABOLENO O beta-IONONA Figura 10. Continuación La Espectrometría de RMN-^13 C presenta la ventaja adicional de que los desplazamientos químicos de los carbonos de terpenoides (y otras sustancias naturales y sintéticas) pueden calcularse mediante programas de computador disponibles en el comercio como Chemwind^40 y ACD^41. A manera de ejemplo se presentan a continuación los desplazamientos químicos en ppm para el limoneno reportado en la literatura, calculado con el módulo de 13 C de Chemwind 3.1 y con ACD/CNMR. (^40) E-mail : http://www.bio-rad.com

CALCULADO CON

ACD-Labs SOFTWARE Adicionalmente, el desarrollo reciente de los métodos bidimensionales homo- y heteronucleares, han permitido la determinación estructural fina de los terpenoides y demás sustancias La Figura 11 muestra el espectro de RMN-13C J-resuelto del α- pineno.

  • retinal y 11-cis-retinal^38 , sesquiterpenos como: Farnesol, ß-bisaboleno, trans-retinal, 9-cis- - 17. ALCANFOR - 131.
    • 25.6 124. - 26. - 39. - 16. - 136. - 125. - 58. - 25. - 131. - 17. - 124. - 27. - 42. - 22. - 73. - 145. - 111. - 17. - 130.
      • 25.4 125. - 26. - 39. - 134. - 13. - 124. - 25. - 39. - 137. - 15. - 124. - 58. - 115. - 139. - 112. - 145. - 30. - 26. - 124. - 17. - 131. - 25. - 17. - 132. - 26.3 123. - 27. - 32. - 24. - 162. - 128. - 189. - 17. - 132. - 25.3 123. - 26. - 40. - 17. - 162. - 127. - 190. - 22. - 31. - 45. - 70. - 50. - 25. - 21.0 16. - 23. - 35. - 23. - 132. - 30. - 23. - 44. - 71. - 26.7 27. - 120. - 25. - 23. - 133. - 30. - 28. - 41. - 149. - 20.5 108. - 30. - 120. - 15. - 135. - 197. - 43. - 42. - 147. - 20.2 110. - 31. - 143. - 22. - 131. - 28. - 24. - 140. - 34. - 20.6 20. - 116. - 119. - 19. - 20. - 46.6 9. - 57. - 214. - 43. - 43. - 27. - 30. - 23. alfa-PINENO beta-PINENO - 132. - 30. - 27.
    - 31. - 39. - 152. 
    • 107.0 34. - 26. - 124. - 17. - 130. - 25. - 26.8 26. - 32. - 28. - 23. - 122. - 132. - 31. - 54. - 132. - 147. - 196. - 27. - 27.0 27. - 32. - 38. - 17. - 31. - 133. - 19. - 134. - 140. - 130. - 195. - 25. - 20. - 22. - 26. - 38. - 31. - 144.2 47. - 116. - 31. - 41. - 106. - 21. - 26. - 40. - 27. - 40. - 23. - 23. - 151.8 51. - 120. 41 Internet : http ://www.acdlabs.com - 30. - 20.5 108. - 149. - 41. - 28. - 30. - 133. - 23. - CHEMWIND 3. REPORTADO CALCULADO CON - 20. - 141. - 124.3 38. - 32. - 21.2 107. - 150. - 31. - 45. - 23. - 133. - 120.8 30. - 30. - 20.7 109. - 149. - 27. - 41. - observadas naturales, eliminando la ambigüedad en la asignación de las señales

Figura 13. Espectro COSY H-H del -pineno.

Figura 14. Espectro COSY C-H del -pineno

Figura 15. Espectro COLOC C-H del -pineno

Figura 16. Espectro NOE H-H del α-pineno

Espectrometría de Masas Actualmente existen bases de datos que contienen información y espectros de masas de los componentes mono- y sesquiterpenoides de aceites esenciales. Estas bases de datos ya están disponibles en muchos instrumentos comerciales de análisis como cromatógrafos de gases acoplados a espectrómetros de masas.

SINTESIS

Se han reportado métodos sintéticos para mono- y sesquiterpenos45,46,47.

(^45) K Mori, Y Matsushima, Synthesis - Stuttgart : 7 (JUL 1995) 845-850. (^46) L Fitjer, M Majewski, H Monzooltra, Tetrahedron 51: 32 (AUG 7 1995) 8835-8852. (^47) P Weyerstahl, R Schwieger, I Schwope, MA Hashem, Liebigs Annalen : 7 (JUL 1995) 1389-1392.

BIOGENESIS

Los fenilpropanos presentes en los aceites esenciales se originan

biosintéticamente a partir del ácido shikímico^48. El ácido shikímico se aisló inicialmente de la planta asiática Illicium sp. (Fam. Illiciaceae) y es reconocido como un compuesto que es el punto de partida para un vasto número de compuestos naturales de muchas clases. Aunque es un discreto constituyente vegetal, no hay duda de que es un metabolito universal de las plantas superiores.

El ácido shikímico es el precursor de los constituyentes vegetales que contienen anillos aromáticos diferentes a los formados por la

ruta de la malonilcoenzima-A^49 Hay en muchos casos dos patrones estructurales claros que permiten reconocer los compuestos aromáticos derivados biosintéticamente desde el ácido shikímico, y son: el patrón de oxigenación, y la presencia de anillos aromáticos ligados a cadenas de tres átomos de carbono (patrón C 6 C 3 ).

Mientras que en los metabolitos aromáticos originados por la vía de la malonilcoenzima-A, los grupos oxigenados se hallan en disposición meta entre sí, en el caso de los originados a partir del ácido shikímico, los grupos oxigenados están en disposición orto ó diorto

entre sí^50.

El descubrimiento de B.D. Davis y col. acerca del papel central del ácido shikímico en procesos metabólicos que llevan a aminoácidos aromáticos (fenilalanina y tirosina), y a los compuestos C 9 derivados

(^48) PHYTOCHEMISTRY 39 (4) 737 (1995).

(^49) Nota: La ruta de la malonilcoenzima-A también es denominada por

muchos autores como la "ruta del malonato". (^50) Nota: Algunos autores se refieren a los patrones de oxigenación

aromática de tres tipos: resorcinol, catecol y pirogalol. Los metabolitos tipo resorcinol son meta-oxigenados, los del tipo catecol son orto-oxigenados, y los del tipo pirogalol son diorto-oxigenados.

de estos, representó un avance notable en el conocimiento sobre biosíntesis en organismos vivos.

La Figura 12 esquematiza el proceso de formación del ácido shikímico. La formación del ácido shikímico ocurre a partir de precursores de 3 y 4 átomos de carbono como son el fosfoenolpiruvato (FEP) y la eritrosa-4-fosfato (E4P) a través de la serie de etapas descritas.

Este precursor es convertido posteriormente en los aminoácidos fenilalanina o tirosina (Figura 13), los cuales por acción de amonialiasas dan origen bien sea al ácido cinámico o p- hidroxicinámico^51 (también llamado ácido p-cumárico por otros autores) (Figura 14). Estos dos ácidos aromáticos son los precursores directos de los fenilpropanos naturales.

(^51) Towers, G.H.N., Wat, C-K., Planta med. 37 (1979) 97.

COOH

O

P

H

O

OH

HO

O P

PEP

E4P

H 2 O

COOH

OH

OH

HO

P O O -Pi

OH

OH

O

HO COOH

-Pi -2H

Acido deshidroquínico

OH

OH

O

COOH

-H2O

Acido deshidroshikímico

OH

OH

COOH

HO

+2H

Figura 12. Biogénesis del ácido shikímico a partir de FEP y E4P

COOH

OH OH

HO

COOH

OH OH

P O

ATP ADP

COOH

O OH

P O

CH 2

COOH

FEP

COOH

O OH

CH 2

COOH

-Pi

Acido corísmico

HOOC

COOH

O

OH Acido prefénico

HOOC

COOH

O

O

-2H

COOH

O

OH

-CO 2

COOH

OH

NH 2

Transaminasa

Tirosina

COOH

O

-H 2 O -CO 2

COOH

NH 2

Transaminasa

Fenilalanina

Acido fenilpirúvico

Figura 13. Biogénesis de tirosina y fenilalanina