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FLAVONOIDES METABOLITOS SECUNDARIOS DE LAS PLANTAS CON ESTRUCTURA BÁSICA DE 15 ÁTOMOS DE CARBONO, DISPUESTOS EN CONFIGURACIÓN C6-C3-C6, CON DOS ANILLOS AROMÁTICOS ENLAZADOS POR UNA UNIDAD DE TRES CARBONOS, QUE PUEDE FORMAR UN TERCER ANILLO O NO. FLAVONAS. DERIVADOS DE LA 2-FENILBENZOPIRONA

3' 4'

2' 8

5'

O

7

2

6'

3

6 5 O

2-fenilbenzopirona

R OH

HO

O R'

OH

R = R’ = H

O

Apigenina

R = OH R’ = H Luteolina

FLAVONOLES. PRESENTAN UN OH EN EL CARBONO 3. ESTE ES EL ÚNICO OH NO FENÓLICO DE LA MOLECULA.

O

OH O

3-hidroxiflavona (flavonol) R OH

HO

R = R’ = H

Kaempferol

R = OH, R’ = H

Quercetina

R = R’ = OH

Miricetina

O R'

R = OCH3, R’ = H Isoramnetina

OH OH

O

FLAVANONAS. DERIVAN DE LAS FLAVONAS POR DESAPARICIÓN DEL DOBLE ENLACE DEL HETEROCICLO CENTRAL. EL CARBONO 2 ES ASIMÉTRICO, POR LO QUE PRESENTAN ISOMERÍA ÓPTICA. R

OH

O

O

flavanona (dihidroflavona)

HO

O

OH

O

R=H

Naringenina

R = OH

Eriodictiol

FLAVANONOLES. TIENEN ESTRUCTURA DE 3 HIDROXIFLAVANONAS, DENOMINADOS TAMBIEN 2,3 DIHIDROFLAVONOLES. OH

OH

O

HO

O

OH

OH

O

OH

flavanonol (dihidroflavonol)

O

taxifolina o dihidroquercetina

FLAVANOLES. LOS FLAVAN 3-OLES TIENEN UN OH EN EL CARBONO 3 Y EL ANILLO CENTRAL ES SATURADO. LOS CARBONOS 2 Y 3 SON ASIMÉTRICOS. PRESENTAN ISOMERÍA ÓPTICA.

O

OH flavan 3-ol OH

OH

OH

HO

OH HO

O

R

R

OH

OH

OH

R= H

OH

Catequina

R = OH Galocatequina

R=H

Epicatequina

R = OH Epigalocatequina

FLAVAN 3,4 DIOLES SE DENOMINAN PROANTOCIANIDINAS. POR CALEFACCIÓN EN MEDIO ACIDO DAN ANTOCIANIDINAS. LOS OLIGÓMEROS Y POLMEROS DE ESTOS COMPUESTOS FORMAN LOS TANINOS CONDENSADOS. R

OH HO

O

O R'

OH

OH OH

OH

OH

flavan 3,4 diol

R = R’ = H leucoperlargonidina R = OH, R’ = H leucocianidina R = R’ = OH leucodelfinidina

ISOFLAVONAS. ISOMEROS DE LAS FLAVONAS EN LOS QUE EL ANILLO B ESTA EN EL CARBONO 3 EN LUGAR DEL C2.

O

O 3-fenilbenzopirona (isoflavona)

R'

O

HO

R = R’ = H Daidzeína R = OH, R’ = H Genisteína

O

R

OH

CH2OH OH

O

O

O

OH

OH OH OH

O

Genistina (α-7-glucósido de la genisteína)

FLAVONOIDES CON SOLO DOS CICLOS HEXAGONALES

3 2 4' 3'

5'

A

4

B

6'

5

6

2'

O

O

O CHALCONAS

DIHIDROCHALCONAS

O C CO

AURONAS

CH

PROPIEDADES DE LOS DIFERENTES TIPOS DE FLAVONOIDES Tipo de flavonoide

Distribución

Propiedades características

Antocianinas

Pigmentos de las flores rojos, malva y azules; también en hojas y otros tejidos

Solubles en agua, λmax visible 515-545 nm, cromatografía papel con BAW

Leucoantocianidinas

Principalmente incoloros, en duramen y hojas de plantas leñosas

Producen antocianidinas (color extraible en alcohol amílico) cuando el tejido se calienta 30 min. en HCL 2M

Flavonoles

Co-pigmentos principalmente incoloros en flores; muy extendidos en hojas

Después de hidrólisis ácida, dan manchas amarillas brillantes con luz UV en CCF forestal; λmax 350-386 nm

Flavonas

Como los flavonoles

Después de hidrólisis ácida, dan manchas marrones débiles en CCF forestal; λmax 330350 nm

Glicoflavonas

Como los flavonoles

Contienen enlaces C-C unidos al azúcar; cromatografía papel con agua, a diferencia de las flavonas normales

Biflavonilos

Incoloros; casi completamente exclusivos de las gimnospermas

Cromatogramas con BAW dan manchas débiles de alto Rf

Chalconas y auronas

Pigmentos de las flores amarillos; ocasionalmente presentes en otros tejidos

Dan colores rojos con amoniaco (el cambio de color puede observarse in situ); λmax visible 370-410 nm

Flavanonas

Incoloros; en hojas y frutos, especialmente en Citrus

Dan colores rojos intensos con Mg/HCl; ocasionalmente tienen un intenso sabor amargo

Isoflavonas

Incoloros; a menudo en las raíces; solo comunes en la familia de las Leguminosas

Cromatografía de papel con agua; no dan colores específicos

BAW=n-butanol- ácido acético-agua 1(4:1:5)

CARACTERÍSTICAS ESPECTRALES DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE FLAVONOIDES

λmax (nm) principal

475-560

λmax (nm) secundarios (con intensidades relativas)

Tipo de flavonoide

275 (55%) 240-270 (32%)

Antocianinas Auronas

240-260 (30%)

Chalconas

300 (40%)

Flavonoles

Ausencia

Flavonas y biflavonilos

310-330 (30%)

Flavanonas y flavanonoles

310-330 (25%)

Isoflavonas

390-430 365-390 350-390 250-270 330-350 250-270 275-290 225 255-265

MÉTODO DE OBTENCIÓN DE FLAVONOIDES (ESCALA LABORATORIO) MADERA (10 g) CORTEZA (5 g) HOJAS (10 g) 300 ml MeOH-H2O (80:20) tª ambiente 24 h Filtración Extracto metanólico ≈ 30 ml Sequedad

250 ml

Rendimiento

Concentración en rotavapor a menos de 30º C para eliminar MeOH Extracto acuoso (50 ml) (Filtración en caso de hojas)

5 ml

45 ml Extracción con éter (3 x 20 ml)

Determinación Fenoles totales Fase acuosa

Fase etérea Secado sobre Na2SO4 anhidro

Eliminar éter

Eliminación disolvente Liofilizar

Residuo Redisolución en MeOH CCF y CLAR

ANÁLISIS DE FLAVONOIDES CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA DE ALTA RESOLUCIÓN Columna Eluyente

Hypersil ODS (200 x 4 mm) 5 µm A: MeOH-H3PO4 (999:1) B: H2O- H3PO4 (999:1) Grad: 0-100% A en 40 min, 40-45 min 100% A

Patrón AGLICONES DE FLAVONA Luteolina Apigenina Crisina Flacona AGLICONES DE FLAVANONA Eriodictyol Naringenina Hesperetina Sakuranetina Pinocembrina Isosakuranetina Flavanona AGLICONES DE FLAVANOL Catequina Epicatequina AGLICONES DE DIHIDROFLAVONOL Y FLAVONOL Taxifolina Miricetina Fisetina Quercetina Kaempferol AGLICONES DE ISOFLAVONA Prunetina Tectocrisina ANTOCIANIDINAS Delfinidina Pelargonidina Cianidina GLICÓSIDOS DE FLAVONA Vitexina Luteolín-7-glucósido GLICÓSIDOS DE FLAVANONA Hesperidina Naringina GLICÓSIDOS DE FLAVONOL Hiperósido Rutina Isoquercitrina Kaempferol-7-neohesperidósido Quercitrina ANTOCIANINAS Cianina Kuromanina Cianidín-3-rutinósido Cianidín-3-galactósido

tR (min) 21,53 23,91 28,44 29,12 17,64 20,49 21,59 26,45 26,68 26,73 29,22 4,22 7,55 11,66 17,37 17,89 20,26 23,33 27,75 33,92 27,48 22,24 33,21 13,24 14,20 14,03 15,03 15,41 15,70 15,79 16,34 17,51 13,18 14,71 15,25 22,24

REACCIONES DE LOS FLAVONOIDES DEBIDAS AL GRUPO OH

* CARÁCTER ÁCIDO DEL OH UNIDO AL ANILLO. FACILITA LA RUPTURA DEL ENLACE O-H Y DIFICULTA LA RUPTURA DEL ENLACE C-O. FORMAN FENOLATOS EN SOLUCION ALCALINA, PROPIEDAD APROVECHADA PARA SU EXTRACCIÓN SELECTIVA. * FORMACIÓN DE PUENTES DE HIDROGENO * FORMACIÓN DE COMPLEJOS CON METALES. ANÁLISIS CUALITATIVO POR ESPECTROFOTOMETRÍA UV * FORMACIÓN DE ÉSTERES Y ÉTERES. LOS ÉTERES CONFIEREN VOLATILIDAD A LA MOLÉCULA, LO QUE FACILITA SU ESTUDIO POR CROMATOGRAFÍA DE GASES Y ESPECTROMETRÍA DE MASAS. * OXIDACIÓN

DEBIDAS AL ANILLO BENCÉNICO

* REACCIONES DE SUSTITUCIÓN. EL GRUPO OH (DADOR DE e-) ACTIVA LA SUSTITUCIÓN EN POSICIONES 2, 4 Y 6 EL GRUPO CO (ACEPTOR DE e-) ORIENTA LA SUSTITUCIÓN EN meta EL ANILLO A DE LOS FLAVANOLES ES MÁS SENSIBLE A LA SUSTITUCIÓN QUE EL ANILLO A DE LOS FLAVONOLES, DESACTIVADO POR EL GRUPO CO. LA VAINILLINA REACCIONA CON LA CATEQUINA PERO NO CON LA QUERCETINA. * CONDENSACIÓN CON ALDEHIDOS. FORMACIÓN DE RESINAS FENOL-FORMALDEHIDO

FLAVONOIDES. REACCIONES

OH

CHO

OH O

HO

+

→ REACCIONA OCH3

OH

OH

OH

Catequina (Flavanol)

Vainillina

ESTA REACCIÓN TIENE APLICACIÓN COMO MÉTODO DE ANÁLISIS DE FLAVANOLES. SE FORMA UN COMPLEJO Y SE MIDE SU ABSORBANCIA

OH

CHO OH

O

HO

+

→ NO REACCIONA OCH3

OH OH

OH

O

Quercetina (Flavonol)

Vainillina

FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LOS FLAVONOIDES DEFENSA VEGETAL

INSECTICIDA FUNGICIDA BACTERICIDA CONTRIBUCIÓN AL COLOR

ANTOCIANINAS: ROSA, NARANJA, VIOLETA, ROJO Y AZUL CHALCONAS, AURONAS Y FLAVONOLES: AMARILLO REGULADORES FISIOLÓGICOS

EFECTOS ASOCIADOS CON LA HORMONA DEL CRECIMIENTO FILTROS ULTRAVIOLETA

DIVERSOS FLAVONOIDES PRESENTES EN LAS VACUOLAS DE LAS CÉLULAS EPIDÉRMICAS DE LAS HOJAS SIRVEN COMO FILTROS ULTRAVIOLETA REDUCIENDO LA RADIACIÓN QUE ATRAVIESA LA CAPA DE OZONO. LA CAPA DE CÉLULAS EPIDÉRMICAS EN LA QUE SE ACUMULAN LOS FLAVONOIDES PROTEGE A LAS CAPAS INFERIORES DE CÉLULAS MESOFÍLICAS ABSORBIENDO UN 90% DE LA RADIACIÓN UV.

APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS FLAVONOIDES APLICACIONES FARMACOLÓGICAS ANTIINFLAMATORIOS (hesperidina, naringina, nobiletina, 5,6,7,8,3',4'-hexametoxiflavona, rutina, hidroxietilrutina, nepitrina, quercetina, kaempferol) ANTIHEPATOTÓXICOS (Silimarina, mezcla de tres isómeros: silibina, silidianina y silicristina) ANTITUMORALES (Quercetina, 5,7-dihidroxi-4'metoxiflavona, qauercetagetiona, patuletina) ANTIMICROBIANOS (Epigalocatequina, quercetina, rutina, isoquercitrina, kaempferol, apigenina) ANTIVIRALES (Quercetina, quercitrina, morina, apigenina, luteolina) EFECTOS SOBRE EL SISTEMA VASCULAR ANTIATEROMATOSOS (Quercetina, luteolina, hispidulina) INHIBICIÓN DE LA AGREGACION PLAQUETARIA (Quercetina, rutina, 3-metil-quercetina, fisetina, dihidroquercetina y flavona) ANTIALÉRGICOS (Quercetina, tangeretina, kaempferol, naringenina) ANTIDIARREICOS (Galangina, miricetina, kaempferol, quercetina) ANALGÉSICOS (Crisina, morina, rutina) ESPASMOLÍTICOS (7,4'-dihidroxiflavanona) ANTIMALÁRICOS (Quercetina)

APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS FLAVONOIDES INDUSTRIA ALIMENTARIA ADITIVOS

Naringina, poncirina, neoeriocitrina, neohesperidina: amargos Glucósidos del disacárido rutinosa: insípidos Glucósidos de dihidrochalconas de naringina y neohesperidina: dulces

ANTIOXIDANTES

Quercetina, dihidroquercetina, quercetín-3-ramnósido, ramnetina, fisetina COLORANTES

Antocianinas. Su análisis permite la diferenciación de vinos tintos