Amortiguación de la fluorescencia del carbazol por alcaloides tropánicos (I)

ARS PHARMACEUTICA REVISTA DE LA FACULTAD DE FARMACIA UNIVERSIDAD DE GRANADA Tomo XXXI Núms. 3 -4 1990 Di ec o¡;: P o . D . D. Jesús Cabo To es Di ec o Ejecu i o: P o . D . D. José Luis Val e de Sec e a io Gene al: P o . D . D. José Jiménez Ma ín Consejo de Redacción: D. Manuel Casa es Po cel D: M.a Te esa Co ea Sánchez D: M: José Faus Dade D. Jesús González López D.a M: del Ma He ado del Pino D. Edua do O egá Be naldo de Qui ós Sec e a io de Redacción: D. José Luis Campos Al a ez Redacción y Adminis ación: Facul ad de Fa macia G anada -España Dep. Legal: GR. núm. 17-1960 ISSN 004-2927 Imp ime: Se icio de Publicaciones Colegio Máximo de Ca uja Uni e sidad de G anada Suma io TRABAJOS ORIGINALES DE LA FACuLTAD • Amo iguación de la luo escencia del ca bazol po alcaloides opánicos (1), po Tala e a, E. M.; Quin e o, B.; Jiménez, M. y Al a ez, J. M ............. . • Amo iguación de la luo escencia del ca bazol po alcaloides opánicos (11), po Tala e a, E. M.; Quin e o, B.; Jiménez, M. y Al a ez, J. M ............. . • Plan as u ilizadas en medicina popu la en la coma ca de Baza, po Neg illo Galindo, A. M.; A oza Mon es, P. y Cobo Gómez, D . .............................. . • Una bo ica de Mu cia del s. XVIII, po A ebola Nacle, P. y López Andúja , G ...................................................... . • Con aminación de aguas po pes ici das, po Jiménez, M.; Tala e a, E. M.; Al a ez, J. M. Y Quin e o, B . ............ . • Lac onas sesqui e pénicas en el gé ne o Achillea, po Fe nández Ba e o, A.; Al a ez-Manzaneda Roldán, E. J. Y Al a ez-Manzaneda Roldán, R . .... . • Es udio oscilopola og á ico del ácido pic olónico, po Ja a, V.; C o e o, L.; González, R. M. Y Ma ínez, 1. ......... . 143 151 157 100 175 181 191 • De e minación de los coe icien es de con ol de lujo en un amo aco ado de la u a glucolí ica, po Sola, M. M.; Oli e , J.; Sal o, R.; Gu ié ez, M. y Va gas, A. M. .................................... 197 • Valo ación espec o o omé ica de ni i os en agua, po Fe nández, M. P.; Jiménez, M. y Quin e o, B. ............... 4J1> • E ec o de la e ige ación sob e la madu ación del u o del chi imoyo, po Lahoz, J.; Gu ié ez, M.; Ma ínez Cayuela, M.; Pascual, L y Va gas, A. M. ...................................................... 211 • Ciné ica de descomposición de peni cilinas sin é icas, po Jiménez, M.; Es- cale a, B. y Sellés, E. ........ ....... ... ..... 217 • Pe i encia de la za zapa illa en ex os médico- a macéu icos españo les, po Fe nández Neg i, M. A. y·López Andúja , G. ....................................... 223 • Ciné ica de descomposición de la cloxacilina sódica, aplicación de mé odos es adís icos al a amien o de da os ciné icos, po Jiménez, M.; Es- cale a, B. y Ma ín, J. ........................ 2D • Cuma inas en especies del géne o seseli ( am. umbelli e ae), po Ba e o, A. F.; He ado , M. M. Y A eaga, P. . 241 .Es udio de N-ca boxime il-L- enilalanina y de su clo hid a o monohid a o po , Aba ca Ga cía, M. E., González Pé ez, J. M.; González Ga cía, S. y Niclós Gu ié ez, J. ....... 251 BIBLlOGRAFIA • C í ica de lib os . .... ....... ............... ...... 2 31 DEPARTAMENTO DE QUIMICA FISICA UNIVERSIDAD DE GRANADA AMORTIGUACION DE LA FLUORESCENCIA DEL CARBAZOL POR ALCALOIDES TROP ANICOS (1) Tala e a E. M., Quin e o B., Jiménez M., Al a ez J. M. RESUMEN La desac i ación de la luo escencia del ca bazol po alcaloides opánicos en ciclohexano ha sido es udiada en es ado es aciona io. Los esul ados ob enidos indican la o mación de un complejo po enlace de hid ógeno an o en el es ado undamen al como en el exci ado. Los alo es de las cons an es de equilib io son Kg = 18.0 M·I Y 158 < Ke < 430 M-I pa a el es ado undamen al y el exci ado es pec i amen e. SUMMARY The luo escence quenching o ca bazole by opanic alkaloids in ciclohexane has been s udied in he s eady-s a e. The esul s ob ained suppo s hyd ogen-bond o ma ion bo h in he g ound and exci ed s a es. The alues o he equilib ium cons an s a e Kg 18.0 M-I Y 158 < Ke < 430 M-I bo h o he g ound and exci ed s a es espec i ely. INTRODUCCION La desac i ación de la luo escencia de sondas luminiscen es ha sido muy empleada en la in es igación es uc u al y dinámica de memb anas na u ales y sin é icas (1-5). En base al in e és que posee el conocimien o de la dinámica de un g upo de alcaloides opánicos en su paso a a és de memb anas, hemos abo dado el es udio de la amo iguación de luo escencia de lumó o os po mencionados A s Pha maceulica. Tomo XXXI. Núm. 3-4, 1990. 143 -149. 144 ARS PHAR"MACEUTICA alc,aloides, en medios homogéneos, con obje o de es ablece las condiciones de in e acción idóneas pa a el pos e io es udio en medios mic ohe e ogéneos. Después de múl iples ensayos p elimina es, hemos encon ado que el ca bazol es uno de los luo ó o os más sensible a la amo iguación po opánicos. La luo escencia del ca bazol y sus de i ados es á ecibiendo en la ac ualidad una g an a ención, p obablemen e debido a su elación es uc u al con el ip ó ano. Según los úl imos es udios ealizados, la amo iguación de la luo escencia del ca bazol es debida p incipalmen e a la o mación de un complejo po enlace de hid ógeno (6-10) como esul ado de la p esencia de un á omo de ni ógeno con de iciencia elec ónica (11); aunque se ha comp obado que ambién con ibuye a la desac i ación una in e acción de ans e encia de ca ga en el es ado exci ado (8) (lO). MATERIAL Y METODOS Ca bazol y N-e i1ca bazol (99% Ald ich) ue on ec is alizados dos eces en e anol absolu o, secados y sublimados an es de usa los. Endo-8-me il-8-azabici clo[3.2.1] oc an-3-ol (T opanol) y a-(hid oxime il) ácido bencenoacé ico 8-me il- 8-azabiciclo[3.2.1.] oc -3-il es e (A opina) g ado analí ico ue on donados po Boeh inge Ingelheim, ec is alizados dos eces en n-hep ano, y almacenados en desecado . Ciclohexano (CH), me anol y e anol (pa a espec oscopía de luo escencia, Me ck) ue on u ilizados como disol en es sin pos e io pu i icación. La pu eza pa a la espec oscopía de abso ción y emisión ue comp obada en odos los disol en es. Los espec os de abso ción de las mues as ue on egis ados en un Espec o o óme o Lambda 5 de Pe kin-Elme . Las medidas de luo escencia en es ado es a ciona io se ealiza on en un Espec o luo íme o Shimadzu RF-5000 con un paso de banda de 15 Á Y 30 Á pa a exci ación y emisión espec i amen e. La longi ud de onda de exci ación ue la de un pun o isosbés ico. Todos los espec os ue on co egidos pa a la espues a del o omul iplicado . En odos los casos, las mues as ue on desoxigenadas en la cube a de luo es cencia po paso de a gón du an e 4 minu os. RESULTADOS y DISCUSION En la ig. 1 se mues an los espec os de abso ción del ca bazol (2.5x 1O-5M) y del sis ema ca bazol 2.5x 10-5M - opanol (0.5x 10-2 -3.5x lO-2M) en ciclohexano. Como se puede obse a apa ecen a ios pun os isosbés icos, así como una banda nue a a 337 nm que no es debida ni al ca bazol ni al opanol cuando se encuen an solos en disolución. En la igu a 1 b se obse a ambién que, en p esencia de una concen a- ARS PHARMACEUTICA 145 ción al a de opanol, el espec o de abso ción se ensancha y desplaza hacia ell"ojo. Todos es os hechos han sido econocidos como indica i os de un enlace de hid ó geno en sis emas ales como ca bazol-pi idina y dibenzoca bazol-pi idina (7-10). 0.1 1 b O. "" u < "' 0.00 o: o 1 a "' < o.Óo 300 320 340 350 L0:"!GITUD DE ONDA (nm) Fig. l. a) Espec o de abso ción de ca bazol 2.5x 10·5M Y opanol: (1) 0.0; (2) 0.2x 10.2; (3) OAx 10.2; (4) 0.8x l 0.2; (5) 1.0x 10.2; (6) 1.5x 10.2; (7) 2.0x l 0.2; (8) 2.5x l 0.2; (9) 3.0x l 0.2; (10) 3x5x 1O·2M. b) E ec o del enlace de hid ógeno en el espec o de abso ción de ca bazol en disolución de ciclohexano: (-) ca bazol 2.5x 10·5M; (- --) ca bazol 2.5x 10·5M y opanol 3.5x 10·2M. De o a pa e, se ob iene una desac i ación ap eciable de la luo escencia del ca bazol cuando se aumen a la concen ación de opanol has a 2.5x 1 o-2M, como se ap ecia en la igu a 2, en la que además se puede obse a la p esencia de un pun o isoemisi o, lo que es indica i o de que hay dos especies in oluc adas en la emisión luo escen e. Es os esul ados jun o a la ausencia de modi icaciones en los espec os de abso ción y emisión del ca bazol inducidos po opanol o a opina en disol en es hid oxilados, así como la ine icacia de los alcaloides mencionados pa a amo igua la luo escencia del N-e ilca bazol en ciclohexano, indican con cla idad la onna ción de un complejo po enlace de hid ógeno an o en el es ado undamen al como en el exci ado (7)(12)(13). 146 ARS PHARMACEUTICA . . . , . ':::1 :: 1 · , L.I .... .-.:: � .. . . I ... J . I '::1::· 350. 320 500 LONGITUD DE ONpA (nm) Fig. 2. Cambio en la luo escencia del ca bazol en ciclohexano, con la adición de opano!. Las concen aciones son: ca bazol 2.Sx IQ"M; opanol: (1) 0.0; (2) O.Sx I O"; (3) 1.0x lO", (4) I.Sx 10"; (5) 2.Sx 10·'M. De los cambios espec ales obse ados cuando se aumen a la concen ación de opanol, hemos de e minado la cons an e Kg del equilib io en el es ado undamen al ( e esquema 1), usando la ecuación 1 aplicada a la banda de abso ción de 337 nm. El esul ado ob enido, Kg = 18.0M·', es del mismo o den de magni ud que los apo ados pa a o os enlaces de hid ógeno (7). l-djd [Q] _Kg+ __ E _ C _H. .. _ Q _ ( _ � X _ ) __ Kg( d d o J ECH(�) ) [1 ] En donde do y d son las abso ciones a 337 nm de la disolución de ca bazol y las de ca bazol- opanol, espec i amen e, ECH y ECH ... Q son los coe icien es de ex inción mola del ca bazol y del complejo y [Q] es la concen ación de opanol en la disolución. Se puede calcula el alo de la cons an e Ke del equilib io en el es ado exci ado ( e esquema 1), a pa i del ob enido pa a Kg, y usando la ecuación 2: ARS PHARMACEUTICA 0,625 log K = log K ++---ou e g T 147 [2] donde T es la empe a u a en la escala Kel in y ou ep esen a el desplazamien o espec al, que ha sido de enninado po la di e encia en e la posición del máximo de abso ción exp esado en núme o de onda (cm-I), o como la semisuma de las e cuencias de los picos de abso ción y luo escencia ( ambién en cm-I)_ Los esul a dos encon ados po ambos mé odos han sido de 158 M-I Y 430 M-I espec i amen e_ Aunque hay una cie a disc epancia en e los dos alo es dependiendo del p ocedi mien o usado en el cálculo de ou , se puede acep a en odos los casos que Ke » Kg, ci cuns ancia que ha sido obse ada en o os sis emas ela i amen e simila es (7) y que es de impo ancia en la explicación de la desac i ación de luo escencia po enlace de hid ógeno_ El aumen o de la concen ación de opanol has a 45xlO-2M, hace desapa ece el pun o isoemisi o en los espec os de luo escencia, como se indica en la igu a 3_ Tal hecho se puede in e p e a como esul ado de la apa ición de una e ce a especie (emisi a o no) en equilib io con las dos an e io es; aunque ambién pod ía se el esul ado de la al e ación de la pola idad del medio con el aumen o de la concen ación de opanoL � § ::! I 350,00 �- 0,00 -JoI D:::: ===:¡= ..... == .c..J... -'- 320 400 500 LONGITUD DE ONDA. (nlll) Fig. 3. Desapa ición del pun o isoemisi o en los espec os de luo escencia del sis ema ca bazol opanol. Las concen aciones son: ca bazol 2.Sx I 0·5M; opanol: (1) 0.0; (2) O.Sx lO"; (3) l.OxIO'; (4) l.SxIO"; (S) 2.Sx I 0"; (6) 3.SxI0"; (7) 4.SxI0"M. 148 ARS PHARMACEUTICA A la luz de los es udios de o olisis con écnicas lase de picosegundos, e ec ua dos po Ma aga y Ma ín en sis emas dibenzoca bazol-pi idina (8-10) se ha podido pos ula la exis encia de un complejo de ans e encia de ca ga no adia i o, en equilib io con el complejo po enlace de hid ógeno en el es ado exci ado. Dada la simili ud de ales sis emas con los que noso os hemos in es igado, así como el pequeño o den de magni ud del cambio en la pola idad del medio, cuando la concen ación de alcaloide solo alcanza has a 4.5xlO-2M (máxima solubilidad a 20ºC), se puede pos ula el siguien e esquema del mecanismo de los p ocesos de exci a ción y desac i ación del sis ema ca bazol-alcaloide opánico en disolución de ciclohexano: Esquema 1 Q/ K g CH + 7CH Q 1 hu, 1 hu a Q/ K e CH' + 7 (T - � (C'-H ... Q) !l hu¡ CH (CH -Q) Una ez jus i icado el an e io mecanismo, se puede conclui que el ca bazol es un lumó o o ú il pa a el es udio de la amo iguación de su luo escencia inducida po alcaloides opánicos en medios apola es simila es a los del in e io de la bicapa lipídica de esículas y memb anas na u ales. BmLIOGRAFIA (1) BADLEY, R.A. In Modem luo escence spec oscopy; WEHRY, E.L., Ed.; Plenum P ess: New Yo k,; pp. 91-168, (1976). (2) BLATI, E. Y SAWYER, W.H. Biochim-Biophys. Ac a, 822,43-62, (1985). 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