Falacinol

El fallacinol ( telosquistina ) es un compuesto orgánico de la clase estructural de sustancias químicas conocidas como antraquinonas . Se encuentra en algunos líquenes , particularmente en la familia Teloschistaceae , así como en un par de plantas y hongos que no forman líquenes. En 1936, químicos japoneses aislaron un pigmento llamado fallacina del liquen Oxneria fallax , que luego fue refinado y se le asignó una fórmula estructural tentativa ; en 1949, químicos indios habían aislado una sustancia de Teloschistes flavicans con una fórmula estructural idéntica a la fallacina. Investigaciones posteriores separaron aún más la fallacina en dos pigmentos distintos, la fallacina-A (más tarde llamada fallacinal ) y la fallacina-B (fallacinol). El último compuesto también se conoce como telosquistina debido a su coincidencia estructural con la sustancia aislada anteriormente.

En 1936, los químicos japoneses Mitizo Asano y Sinobu Fuziwara informaron sobre sus investigaciones químicas sobre los pigmentos de color del liquen Xanthoria fallax (ahora conocido como Oxneria fallax ), que se encuentra creciendo en la corteza de los árboles de morera . Aislaron un pigmento al que llamaron fallacina. ^[1] Unos años más tarde, Asano y Yosio Arata purificaron aún más el material crudo de este liquen, obteniendo finalmente un compuesto de color amarillo anaranjado con una fórmula molecular de C ₁₆ H ₁₂ O ₆ . Utilizando información de pruebas químicas adicionales, propusieron una fórmula estructural tentativa para la fallacina. ^[2] En 1949, ^[3] TR Seshadri y S. Subramanian publicaron sus investigaciones sobre la química de Teloschistes flavicans , un liquen del que aislaron una sustancia naranja a la que llamaron telosquistina, y que tenía una fórmula estructural idéntica a la de la fallacina propuesta por Asano y Arata años antes. ^[4]

En 1956, Takao Murakami informó que había reexaminado el pigmento crudo obtenible de Xanthoria fallax utilizando el procedimiento original de Asano de 1936. Separó la fallacina de la parietina , una sustancia coexistente, utilizando varias rondas de cromatografía en columna , y demostró que el pigmento original de Asano era en realidad una combinación de dos pigmentos con diferentes puntos de fusión , a los que designó como fallacina-A y fallacina-B. Después de determinar químicamente la estructura de la fallacina-A, Murakami designó esta sustancia como fallacinal . Llamó al compuesto biogénicamente relacionado, la fallacina-B, como fallacinol. ^[4] Debido al trabajo de Seshadri y Subramanian, esta sustancia también se conoce como "teloschistina" en la literatura . ^[5]

En un examen químico temprano del liquen Teloschistes flavicans , Friedrich Wilhelm Zopf identificó dos sustancias: fisciona (ahora conocida más comúnmente como parietina) con un punto de fusión (pf) de 207 °C (405 °F) y un compuesto incoloro no identificado con un pf de 240-245 °C (464-473 °F). Estudios posteriores de Seshadri y Sankara Subramanian refinaron el proceso de extracción, utilizando una serie de solventes ( éter , acetona y agua) para aislar los componentes. Se encontró que la fase de éter contenía todos los compuestos cristalinos, mientras que los solventes posteriores no produjeron extractos adicionales. ^[6]

Dentro del extracto de éter, se separó un compuesto incoloro, denominado sustancia A, en función de su insolubilidad en álcali . La fracción soluble en álcali exhibió características de parietina, aunque las impurezas complicaron su purificación. Finalmente, se purificó a una fracción de parietina con un punto de fusión de 206-207 °C (403-405 °F) después de múltiples etapas de cristalización fraccionada utilizando una mezcla de alcohol y cloroformo . ^[6]

La presencia de otro compuesto con un punto de fusión más alto planteó un desafío de purificación, que se resolvió empleando éter de petróleo y cloroformo para la extracción secuencial. El extracto de éter de petróleo contenía la sustancia incolora A y una mayoría de parietina, lo que permitió una purificación más fácil de esta última. El extracto de cloroformo reveló el compuesto de mayor punto de fusión, que los autores pensaron que era una sustancia nueva y al que llamaron "telosquistina". ^[6]

En 1951, Neelakantan y sus colegas ampliaron la identificación inicial del fallacinol, centrándose en su estructura química. Confirmaron su fórmula molecular como C ₁₆ H ₁₂ O ₆ y lo identificaron como un derivado hidroxílico de la parietina, que carece de agrupaciones hidroxi específicas que normalmente causarían fluorescencia o cambios de color en condiciones ácidas. Para determinar de manera concluyente la posición de su grupo metoxilo , el fallacinol se alteró químicamente en un compuesto con una posición metoxilo conocida, estableciéndolo firmemente en la posición 7. Este proceso implicó una serie de reacciones, incluida la desmetilación , la reducción y la oxidación. Además, las comparaciones con derivados similares de antraquinona a través de hidrólisis y otras reacciones corroboraron aún más los hallazgos estructurales. ^[7]

La investigación también observó velocidades de reacción más lentas de lo esperado durante la oxidación, lo que sugiere un patrón de reactividad distintivo para el fallacinol, posiblemente debido a su grupo hidroxilo adicional. Finalmente, el estudio describió la forma antranólica del fallacinol, lo que proporciona una referencia para sus propiedades y comportamiento transformacional. ^[7]

El fallacinol es un miembro de la clase de compuestos químicos llamados antraquinonas . Su nombre IUPAC es 1,8-dihidroxi-3-hidroximetil-6-metoxiantraquinona. Los máximos de absorbancia (λ _max ) del fallacinol en el espectro ultravioleta tienen cinco picos de máxima absorción a 223, 251, 266, 287 nanómetros ; el espectro visible tiene picos a 434 y 455 nm. ^[8] En el espectro infrarrojo , tiene picos a 1624, 1631, 1670, 3450, 3520 cm ^{-1 .} La fórmula molecular del fallacinol es C ₁₆ H ₁₂ O ₆ ; tiene una masa molecular de 300,26  gramos por mol . En su forma cristalina purificada, existe como agujas de color naranja, con un punto de fusión de 244–246 °C (471–475 °F). ^[5]

Es soluble en hidróxido de potasio diluido frío , formando cristales de color rojo violeta, y es insoluble en soluciones de bicarbonato y carbonato de sodio . Similar a la parietina, produce un color marrón rojizo con cloruro férrico alcohólico y produce una solución de color rojo anaranjado intenso con ácido sulfúrico concentrado , que parece similar a la eosina en capas delgadas. Para los primeros investigadores, estas propiedades sugirieron que el fallacinol era estructuralmente similar a la parietina pero con un átomo de oxígeno adicional, que se infiere que es un grupo hidroxilo , basado en su punto de fusión más alto y solubilidad reducida. La solubilidad moderada de su sal de potasio y su insolubilidad en carbonato de sodio acuoso sugirieron una ubicación del grupo metoxilo consistente con otros compuestos conocidos como la parietina y la eritroglaucina. ^[6]

Se ha demostrado que el fallacinol tiene actividad antifúngica y antibacteriana en pruebas de laboratorio; fue particularmente activo contra las especies de hongos Trichoderma harzianum , Aspergillus niger y Penicillium verrucosum . ^{[9] [10]} En un estudio que explora los compuestos de líquenes para la terapia de COVID-19 , el fallacinol demostró la mayor energía de unión contra la proteína de pico del SARS-CoV-2 , lo que sugiere su potencial como inhibidor del crecimiento del virus. ^[11]

Se ha desarrollado una ruta sintética para el fallacinol utilizando parietina como intermediario , destacando un vínculo biogenético entre los dos compuestos encontrados en el liquen. El proceso implica la conversión de diacetato de parietina a un derivado ω- bromo a través de N -bromosuccinimida en presencia de peróxido de benzoilo , una técnica que también se aplica a varias antraquinonas y compuestos relacionados. El intermediario bromado se convierte luego en triacetato de fallacinol utilizando acetato de plata y anhídrido acético , produciendo el compuesto objetivo. Los pasos finales incluyen hidrólisis con ácido sulfúrico metanólico para producir fallacinol y una etapa de metilación para la conversión completa. La síntesis no solo refleja la biogénesis natural, sino que también alcanza un punto de fusión de 244–246 °C (471–475 °F), consistente con el producto natural purificado. ^[12] En 1984 se propuso una síntesis alternativa, utilizando una metodología que empleaba adiciones de Diels-Alder de naftoquinonas a acetales de trimetilsililvinilceteno mixtos como ruta hacia las hidroxiantraquinonas sintéticas. ^[13]

El fallacinol se encuentra en muchas especies de Teloschistaceae , una gran familia de hongos que forman principalmente líquenes . Históricamente, la sustancia se asociaba principalmente con Caloplaca , Teloschistes y Xanthoria , pero desde entonces estos géneros se han subdividido en muchos géneros monofiléticos más pequeños . ^[14] El micobionte cultivado de Xanthoria fallax , que crece aislado de su fotobionte de alga verde , no produce fallacinol. ^[15]

El fallacinol también es un metabolito secundario común en el género de líquenes Teloschistes , que normalmente se presenta en cantidades más pequeñas junto con la parietina y otros compuestos relacionados como el fallacinal y la emodina . En 1970, Johan Santesson propuso una posible relación biogenética entre los compuestos de antraquinona que se encuentran comúnmente en Caloplaca . Según este esquema, la emodina se metila para dar parietina , que luego sufre tres oxidaciones sucesivas , formando secuencialmente fallacinol, fallacinal y luego ácido parietínico. ^[16] Un quimiosíndrome es un conjunto de productos de líquenes producidos por una especie, que normalmente incluye uno o más compuestos principales y un conjunto de compuestos menores biosintéticamente relacionados. En 2002, Ulrik Søchting y Patrik Frödén identificaron el quimiosíndrome A, el quimiosíndrome más común en el género Teloschistes y en toda la familia Teloschistaceae, que presenta a la parietina como sustancia principal con proporciones más pequeñas de fallacinol, fallacinal, ácido parietínico y emodina. ^[17]

También se ha informado de la presencia de fallacinol en la planta arbustiva Senna didymobotrya , muy extendida en África oriental y central, ^[18] así como en Reynoutria japonica , una planta de la familia de las poligonáceas . ^[19] La sustancia también se ha aislado de un cultivo del hongo asociado a las esponjas marinas Talaromyces stipitatus . ^[20] También se ha aislado de los hongos Dermocybe , ^{[21] [22]} y se ha detectado cromatográficamente en extractos de varias especies de Cortinarius ^{. [23]}