Informe Final

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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA CURSO: QUÍMICA ORGÁNICA IV CATEDRA: LICDA. IDOLLY CARRANZA INFORME FINAL DE PROYECTO DE LABORATORIO “Extracción y modificación química de Piperina, de la especie Piper nigrum; Evaluación y comparación de efecto antimicrobiano de la Piperina, ácido pipérico y piperonal en Staphylococcus aureus in-vitro” LUIS ALBERTO RIZZO HURTADO CARNÉ: 200412350 CARRERA: QUÍMICA Martes, 12 de mayo de 2015 1 ÍNDÍCE TEMA INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS HIPÓTESIS MATERIAL Y MÉTODO Recursos materiales y humano Diseño de Investigación Procedimiento Extracción General, separación y caracterización de la Piperina Modificación No. 1: Formación de ácido pipérico a partir de piperina Modificación No. 2: Formación de piperonal a partir de ácido pipérico Medición Antimicrobiana: cultivos in-vitro de Staphylococcus aureus RESULTADOS DISCUSIÓN DE RESULTADOS CONCLUSIONES REFERENCIAS ANEXOS Estructuras químicas, reacciones balanceadas Mecanismos de Reacción Materiales, equipo, cristalería y reactivos Procedimientos de referencia Propiedades Físicas, Químicas y Toxicidad Características morfológicas y aspecto físico de la pimienta negra (Piper nigrum) Fotografías captadas durante el desarrollo de la investigación No. de Página 2 3 9 10 11 12 12 13 13 13 14 14 15 15 16 17 17 18 20 23 28 29 2 ÍNTRODUCCÍON Estudios anteriores afirman y demuestran que el aceite esencial extraído de la pimienta negra tiene propiedades antimicrobianas. Este trabajo de investigación se llevó a cabo con la intención de evaluar la extracción y separación de la Piperina, un componente presente en la especie Piper nigrum. El trabajo investigativo que se propone a continuación es un estudio exploratorio que pretende evaluar la actividad antimicrobiana en Staphylococcus aureus de la Piperina y los derivados: ácido pipérico y piperonal, obtenidos por modificación estructural de la piperina. Las diferentes actividades antimicrobianas fueron comparadas entre sí, según los grupos funcionales modificados, esperando aportar nuevos conocimientos para una nueva línea de investigación con un fin aplicable. Con la intención de obtener resultados confiables se han consultado varias fuentes y se extrajeron los procedimientos más viables, factibles y reproducibles. 3 ANTECEDENTES La Pimienta es originaria de la India y se cultiva en zonas tropicales de Asia. Se utiliza desde la antigüedad. Ha quedado constancia del uso que hacían de ella los griegos y los romanos. Durante la Edad Media, antes de ser descubierta la Ruta de las Especias, se utilizaba como moneda de cambio en los mercados. Por ese motivo Blasco de Gama, se puso a la búsqueda de la ansiada Ruta de la Especias. Los países principales productores de pimienta son India y Brasil, seguidos de Malasia, Indonesia y otros países sudaméricanos. El principal país importador de pimienta es EEUU. Piper nigrum es una especie de la familia de las piperáceas, cultivada por su fruto, que se emplea seco como especia. El fruto es una drupa (aproximadamente 5 mm) que se puede usar entera o en polvo obteniendo variedades como la negra, blanca o verde, con la única diferencia del grado de maduración del grano. Etimológicamente, Piper: es el nombre genérico que procede del latín pigmentum (pigmento, colorante) a diferencia de su forma en otros idiomas como el francés (poivre), el italiano (pepe), el alemán (Pfeffer) o el inglés (pepper), en los que la palabra procede del latín piper, éste a su vez del griego antiguo πέπερι péperi, y éste del sánscrito pippalī. La clasificación botánica de la pimienta negra es: Reino: Plantae Clado: Angiospermas Clado: Magnólidas Orden: Piperales Familia: Piperaceae Género : Piper nigrum Entre otras generalidades el Piper nigrum es una planta que se cultiva por sus frutos que dan una especia muy particular y conocida como pimienta. El género Piper comprende unas 700 especies pero sólo unas pocas son utilizadas para conseguir la "pimienta". Es una planta originaria de la India sur occidental, típicamente tropical y también se encuentra en estado espontáneo en China. Se cultiva en la península de Malaca, en Siam, Sumatra, Java, Borneo, Filipinas Japón y en la costa de Malabar (tramo de costa de la India sur-occidental que se extiende unos 850 km en los estados de Kerala y Karnataka) donde se produce la pimienta de mejor calidad del mundo aunque Sumatra y Java son los mayores productores. Hay características muy propias y que caracterizan el Piper nigrum: esta una planta perenne, semienredadera y arbustiva que alcanza 4-5 metros de altura con ramas redondeadas, lisas, con nudos muy anchos. Las hojas son ovalada-lanceoladas, coriáceas, de un bonito verde intenso, muy agudas y provistas en el envés de una espesa pelusa, largas como media entre 5 y 18 cm y de 2-12 cm de ancho y provistas de un pecíolo de 1-4 cm de largo. Las flores hermafroditas, tienen dos estambres con ovario unilocular que produce un único óvulo, por lo tanto una sola semilla. Son pequeñas, blancas, perfumadas, desprovistas de pecíolo pero recogidas en inflorescencias en espiga de 5 a 20 cm de largas, con largos pecíolos. Los frutos son pequeñas bayas, carentes de pecíolo, que sólo contienen una semilla inicialmente verde que se colorea de amarillo y luego de rojo a la maduración. Una vez secas alcanzan dimensiones variables de 0,3 a 0,6 cm de diámetro. Según del estadio de maduración en la recolección y el tipo de elaboración se tienen muchas variedades de pimienta. 4 PIMIENTA NEGRA La clásica pimienta negra se ocasiona de frutos que se recogen verdes (verde-amarillento) de la planta. Los frutos recogidos se dejan secar al sol unos siete días o en secaderos adecuados (pocas horas) asumiendo la clásica coloración negra y de aspecto arrugado. Es la más picante. PIMIENTA BLANCA Para conseguir la pimienta blanca se recogen las bayas maduras y se dejan en remojo en agua cerca de una semana. Después de ese período las partes externas del pericarpio se apartan y se eliminan completamente por frotamiento. Lo que queda se deja secar al sol algunos días y se convierte en el clásico grano blanquecina que conocemos. Estos gránulos son vendidos enteros como "pimienta blanca" o rota. La cáscara se vende en cambio como "cáscara" en forma de polvo y tiene un color marrón oscuro con un olor y un gusto muy punzante.Es mucho más aromática que la pimienta negra pero de sabor más punzante. PIMIENTA VERDE La pimienta verde se produce del fruto verde. El fruto se seca rápidamente y se conserva en salmuera o vinagre o bien molido. Es menos picante que la pimienta negra pero mucho más aromática. PIMIENTA ROJA La pimienta roja se consigue como la pimienta verde sólo que las bayas son recogidas muy maduras y está mucho menos extendida. OTRAS Existen numerosas especies que se diferencian entre ellas por la forma de las hojas y las características del fruto pero sólo unas pocas tienen valor comercial por las características de sus bayas. El valor comercial de una especie (y de una variedad) antes que de otra es debido más que a las características de adaptación, a las variadas condiciones climáticas y de cultivo, a la mayor resistencia a las enfermedades (en particular a la resistencia a las podredumbres radiculares provocadas por Phytophthora) pero sobre todo tienen que tener un alto rendimiento y una uniformidad de maduración de las bayas, elemento indispensable para una buena preparación del tipo de pimienta que se quiere conseguir. PIPER CLUSII El Piper clusii, conocido también como Piper guineense (también llamado pimienta de Guinea, pimienta ashanti o pimienta de Bení) típico de zonas tropicales de África pero muy poco conocido en Occidente porque se usa casi exclusivamente en África. La baya se parece mucho a la pimienta negra pero menos arrugada y con un pedúnculo más corto. PIPER CUBEBA El Piper cubeba (denominado también cubeb, pimienta de Java), es muy parecido al Piper nigrum pero del que difiere por las dimensiones mucho más pequeñas de las bayas. Las bayas en el Piper cubeba se recogen cuando están maduras y una vez secas se vuelven de color negro. Es cultivado casi exclusivamente en Java y Sumatra. 5 PIPER LONGUM El Piper longum (también llamado pimienta de indias o pimienta ancha) tiene las bayas más cortas y más anchas y se parece más a la pimienta negra pero de calidad inferior, con un perfume muy débil pero un gusto muy punzante. Ambos contienen cerca del 6% de piperina. Ambas estas especies son muy raras y es difícil encontrarlas en Europa mientras que son muy utilizadas en la cocina india y africana. TÉCNICA DE CULTIVO: Es una planta rústica que no necesita grandes cuidados culturales. Es una planta de climas tropicales que se cultiva bien a altitudes inferiores a los 1000 m sobre el nivel del mar. Quiere el calor (las temperaturas medias óptimas están entre 25-30°C), la luz, una elevada humedad (humedad óptima entre 60-90%) y una óptima ventilación. Las precipitaciones anuales tienen que andar alrededor de 1500 - 2500 mm, bien distribuidas en el arco del año porque no toleran períodos demasiado largos de sequía. Crece bien en terrenos aluviales, fértiles, ricos en materia orgánica y muy bien drenados porque además de no tolerar los encharcamientos estos son causa de podredumbres radiculares. Son a evitar terrenos arcillosos, pesados. El pH tiene que estar alrededor de 5,5 - 6,5. La práctica más generalizada de multiplicación es el esqueje (se puede propagar también por semilla pero no es utilizada con objetivos comerciales porque se tiene demasiada variabilidad): se retiran esquejes de ramas semileñosas de unos 50 cm de largo y se ponen a arraigar. Los esquejes se disponen en el terreno sustentados por tutores sobre los que la planta se desarrolla. Después de unos 3-4 años las plantas alcanzan una altura de dos metros y empiezan a dar los primeros frutos. Las cosechas más importantes se tienen entre el 3°/4° - 7° año de edad con producciones desde 1600 a 4000 kg/ha/año (una planta que dé una buena producción permite hacer de 6 a 8 cosechas al año). Una planta dura de 15 a 20 años aunque normalmente es renovada después del décimo año para tenerla siempre en el máximo de productividad. La recolección se hace manualmente cuando las bayas están verdes y tienen una coloración verde-amarillenta, para conseguir la pimienta negra, o cuando el 75% de las bayas están maduras, para conseguir la pimienta blanca. Las bayas destinadas a la producción de pimienta negra tienen un rendimiento de cerca del 70% mientras que para la pimienta blanca es del 30%. Esto explica la gran diferencia de precio entre los dos tipos. Los frutos de pimienta contienen un aceite esencial (aproximadamente 3 %), responsable de su aroma. El aceite esencial está constituido por más de cien componentes distintos, principalmente hidrocarburos terpénicos: 50-74 % de monoterpenos (beta-pineno, limoneno, etc.) y 20-35 % de sesquiterpenos (beta-cariofileno, etc.) y además una proporción mucho menor de terpenoides oxigenados (13 %). Los responsables del sabor picante son amidas de la piperidina con ácidos aromáticos insaturados, principalmente piperina (amida de la piperidina y del ácido pipérico) en su conformación trans, trans. Se encuentran también amidas pirrolidínicas y algunas isobutilamínicas. Tanto el aceite esencial como las amidas forman parte de la oleorresina, obtenida a partir de los frutos mediante el empleo de disolventes y muy utilizada comercialmente por su fácil manejo. La droga contiene además almidón, prótidos y lípidos. Probablemente la pimienta es la especia más consumida en el mundo y una de las que se conocen desde hace más tiempo. Pero no solamente mejora las cualidades organolépticas de los alimentos y favorece su conservación sino que además, está dotada de propiedades terapéuticas interesantes que pueden ser beneficiosas para la salud. Algunos estudios han demostrado que la piperina presenta actividad antimicrobiana, insecticida y larvicida, y es rubefaciente cuando se aplica por vía tópica. 6 Las sustancias químicas son mucho más solubles en el agua que en el éter o en cualquier otro disolvente orgánico. En tales casos, ni aún con una agitación repetida con estos disolventes se logra la extracción de toda la materia disuelta. Por lo que se emplean entonces los aparatos de extracción continua. Para extraer el componente de interés, la piperina, de la pimienta negra se utilizará el extractor soxhlet, el cual está conformado por un cilindro de vidrio vertical de aproximadamente un pie de alto y una pulgada y media de diámetro. La columna está dividida en una cámara superior y otra inferior. La superior o cámara de muestra sostiene un sólido o polvo del cual se extraerán compuestos, en este caso la pimienta triturada. La cámara de disolvente, exactamente abajo, contiene una reserva de disolvente orgánico, en este caso hexano y alcohol. Entre las ventajas de este método cabe destacar que permite continuar extrayendo con el disolvente puro en su punto de ebullición por lo que el rendimiento es óptimo. La extracción de soxhlet es especialmente útil en el aislamiento de productos naturales existentes en tejidos de animales o plantas con un contenido de agua elevado y para lixiviar compuestos orgánicos de sales inorgánicas. En este proyecto se ha decidido utilizar el sistema soxhlet ya que el disolvente y la muestra están en contacto íntimo y repetido, de manera que se mejora muchísimo la extracción porque siempre se emplea un disolvente limpio; además el disolvente caliente favorece la solubilidad del analito y su instrumentación es simple. La hidrólisis básica es un procedimiento muy utilizado para la restauración de ácidos carboxílicos de sus respectivos derivados de ácidos. Tras la extracción de la piperina, se pretende realizar una modificación estructural que provoque la conversión de una amida a su respectivo ácido carboxílico, obteniendo específicamente el compuesto: ácido pipérico. En resumen, el grupo funcional carbonilo, en donde se encuentra la amida, sufre un ataque nucleófilo del grupo hidroxilo; la amina, que en este caso es el mejor grupo saliente se elimina y queda entonces un carboxilato, que es restaurado a ácido carboxílico luego de acidificar el medio. El ácido piperico es un intermedio en la síntesis de otros compuestos tales como piperonal, y como tal puede ser utilizado para producir fragancias, perfumes aromas y medicamentos, así como otros compuestos útiles. A partir del ácido piperico, y como ya se mencionó anteriormente, se obtendrá piperonal, también conocido como heliotropina, un compuesto orgánico que se encuentra comúnmente en fragancias y sabores. La molécula está relacionada estructuralmente con el benzaldehído y la vainillina. Existe como un sólido de color blanco o incoloro. Tiene un olor floral comúnmente descrito como similar al de la vainillina y la cereza. Se utiliza también como aromatizante y en perfumes. Por otro lado, es sinergista de insecticidas, por lo que está clasificado entre los insecticidas repelentes como un pesticida; en el mercado algunos repelentes para piojos contiene piperonal. En la industria el piperonal, un aldehído, participa en reacciones de condensación o auto-polimerización. Estas reacciones son exotérmicas y frecuentemente son catalizadas por ácidos. Los aldehídos se oxidan fácilmente para dar ácidos carboxílicos. Los gases inflamables y / o tóxicos son generados por la combinación de aldehídos con compuestos diazo, azo, ditiocarbamatos, nitruros y agentes reductores fuertes. Los aldehídos pueden reaccionar con el aire para dar ácidos peroxo primero, y en última instancia ácidos carboxílicos. Estas reacciones de autooxidación se activan por la luz, son catalizadas por sales de metales de transición, y son autocatalíticas (catalizadas por los productos de la reacción). La adición de estabilizadores (antioxidantes) a los envíos de aldehídos retrasa su autooxidación. El piperonal es sensible a la luz y puede reaccionar con materiales oxidantes. En farmacología, el piperonal se puede utilizar en la síntesis de Tenamfetamina (3,4-metilendioxianfetamina o MDA) a través del nitroestireno sustituido vía una reacción de condensación. Este intermediario puede ser reducido por un agente reductor fuerte tal como hidruro de litio y aluminio (LiAlH4) para formar MDA. 7 El piperonal forma parte de los compuestos de metilenodioxifenilo presentes en los mamíferos; estos compuestos experimentan degradación en gran parte a través de la oxidación del grupo metileno en dióxido de carbono. El piperonal se convierte en alcohol de piperonilo el cual es metabolizado a un conjugado glucósido. Respecto a su toxicidad, el piperonal es moderadamente tóxico. La probable dosis letal oral (en humanos) es de 0.5-5 g/kg; Unos 450 gramos para persona de 70 kg.4 Es moderadamente tóxico por ingestión y por vía intraperitoneal. Puede causar depresión del sistema nervioso central. Es irritante de la piel humana. La exposición ocupacional al piperonal puede producirse por inhalación y contacto dérmico con este compuesto en los lugares de trabajo donde se produce o es utilizado. Puesto que este compuesto se usa en la industria de perfumes y fragancias, la población general puede estar expuesta al piperonal a través de del uso de productos de consumo que contienen este compuesto. El piperonal se utiliza también como un saborizante y la exposición puede producirse a través de la ingestión de alimentos que contienen este compuesto. Aunque el aceite esencial de pimienta presenta varias actividades bioquímicas: ACTIVIDAD CIRCULATORIA El aceite esencial de pimienta expanden el diámetro de los vasos sanguíneos, aumentando así la circulación. Pero además tienen una acción protectora tanto con las células rojas como con las blancas, reduciendo su fragilidad y fortaleciendo su aporte de oxígeno. Y todavía más ya que parecen ser altamente protectoras de las células blancas al ser activas contra los parásitos de leishmania y tryposoma de los macrófagos. EFECTOS SOBRE LA POROSIDAD CELULAR Todo organismo necesita identificar su entorno con el fin de averiguar si un determinado contacto es apropiado o no. Las células del intestino son las encargadas de dar el visto bueno a cualquier producto que entre en nuestro sistema digestivo y quiera alcanzar las diferentes partes del cuerpo. Muchos productos farmacéuticos son considerados sustancias extrañas al cuerpo y no logran penetrar en las células más allá de, en algunas ocasiones, un 15%. La piperina ofrece la posibilidad de atravesar la barrera celular y acompañar con ella a todas las sustancias que esperaban entrar. Una de las barreras protectoras de la célula es una glicoproteína llamada P-gp. Esta proteína se encuentra en la pared intestinal, el hígado, riñones y adrenales, cerebro, testículos, útero. También se encuentra en células cancerosas y en algunas bacterias. La P-gp impide el acceso de medicamentos, hierbas y cualquier sustancia que considere externa a la célula. Pero la piperina reduce la habilidad de esta proteína para impedir el acceso al interior de la célula. Esto implica que gracias a la colaboración de la piperina cualquier sustancia puede acceder a su destino con una eficacia 32 veces mayor que sin la piperina. Y su destino puede ser un órgano dañado o una bacteria. Puede permitir una reparación o una exterminación. 8 EFECTOS SOBRE LA METABOLIZACIÓN DE CUERPOS EXTRAÑOS Metabolizando cuerpos extraños el cuerpo se deshace de ellos ya sea convirtiendo a la sustancia extraña en otra de menor actividad biológica, ya sea diluyéndola en agua para reducir la posibilidad de penetrar en la célula y ser arrastrada al exterior. Para realizar esta función el cuerpo humano posee unas enzImas llamadas CYP. La más activa de ellas es la CYP3A4. La piperina no sólo es capaz de inhibir el funcionamiento de la CYP3A4 sino también de otras enzimas como la CYP1A2, CYP101, CYP2D6. también inhibe otros metabolizantes como el AHH (aryl hidrocarbono hidroxylasa) que metaboliza hidrocarbornos aromaticos como el contenido en el Juniperus, y alguno más. De esta manera no sólo colabora en que determinada sustancia permanezca sin metabolizarse con lo cual pueda actuar, sino que también prolonga el tiempo de actividad de esta sustancia al evitar ser expulsada con rapidez. Esta investigación, se realizó con el fin de aumentar los conocimientos respecto a estudios realizados in vitro en donde se ha comprobado la eficacia de algunos componentes de la pimienta negra contra las siguientes bacterias: Bacilus Subtilis Bacilus Sphaericus Staphylococcus aureus Klebsiella aerogenes Chromobacterium violaceum Siendo la piperina por ella sola capaz de enfrentarse a: Leishmania spp Trypanosoma cruzi Staphylococcus aureus Asimismo el aceite esencial de pimienta negra es efectivo contra las siguientes bacterias: Bacilus Subtilis Pseudomonas aeruginosa Candida Albicans Trichoderma spp. Aspergillus niger Se espera que mediante la modificación estructural de la piperina se obtengan dos derivados químicos, los cuales se puedan evaluar y comparar respecto a la piperina en cuanto a su actividad antimicrobiana en cultivos de Staphylococcus aureus. 9 JUSTÍFÍCACÍON En esta investigación se realizó una comparación de actividad antimicrobiana de la piperina, el ácido piperico y el piperonal en cultivos invitro de Staphylococcus aureus buscando aportar nuevos conocimientos para una nueva línea de investigación con un fin aplicable. En el caso de resultados de los derivados y su falta de inhibición reveló el efecto que aporta cada grupo funcional que fue modificado en la actividad antimicrobiana en S. aureus. 10 OBJETÍVOS GENERAL  Evaluar y comparar la actividad antimicrobiana de la Piperina, Ácido pipérico y Piperonal en cultivos in-vitro de Staphylococcusaureus. ESPECÍFICOS  Extraer, purificar y caracterizar Piperina de la especie Piper nigrum.  Evaluar la modificación estructural de la piperina para formar ácido pipérico.  Evaluar la modificación estructural del ácido pipérico para obtener piperonal. 11 HÍPOTESÍS La modificación estructural de la Piperina presenta alteraciones en la actividad antimicrobiana en la especie Staphylococcus aureus. 12 MATERÍAL Y METODO RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS Para llevar a cabo este proyecto se necesitará de los siguientes materiales: Instalaciones de un Laboratorio Químico (Departamento de Química Orgánica, Facultad de CCQQ y Farmacia, USAC) Instalaciones de un Laboratorio Microbiológico (Departamento de Microbiología, Facultad de CCQQ y Farmacia, USAC) Cristalería y Equipo de laboratorio químico (ver anexos) Material y Equipo de laboratorio microbiológico (ver anexos) Reactivos para síntesis y modificaciones químicas (ver anexos) Reactivos para análisis microbiológicos (Ver anexos) Libros de consulta (Ver referencias) Cuaderno para anotaciones Las personas involucradas en este proyecto, y sus respectivas funciones, son: Licda. Idolly Carranza (Asesora y Supervisora General del Proyecto) Br. Rosa Flores (Auxiliar de Laboratorio de Química) Lic. Manuel Díaz (Asesor(a) en el área de Microbiología) Br. Karen Carillo (Auxiliar del Laboratorio de Microbiología) Br. Luis Rizzo (Investigador y desarrollador) Personal del departamento de Química Orgánica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, USAC. Personal del departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, USAC. Personal del departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia, USAC. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN Se realizó un estudio exploratorio, evaluando la actividad antimicrobiana de la Piperina y los derivados, obtenidos por modificación química, expuestos en este trabajo. Bajo un método inductivo se analizará el caso particular de la piperina y demás derivados sobre cultivos in-vitro de Staphylococcus aureus, cuyos resultados serán tomados para extraer conclusiones de carácter general. A partir de las observaciones sistemáticas de la realidad se pretende descubrir la generalización de este hecho. Se empleará la observación y la experimentación para llegar a las generalidades de los hechos que se podrán repetir una y otra vez. La línea de este trabajo de investigación será pura o básica, por lo que buscará aumenta la teoría a través de nuevos conocimientos. La naturaleza de los datos será, en su mayoría, cualitativa. 13 PROCEDIMIENTO Extracción General, separación y caracterización de la Piperina 1. Se recolectaron 0.5 lb (alrededor de 225 g) de pimienta negra en un supermercado de conveniencia, corroborando que dicha pimienta perteneciera a la especie Piper nigrum por su morfología (ver anexos). 2. Se trituró la pimienta a un tamaño de partícula adecuado para hacer la extracción utilizando un martillo. Evitando que el producto molido tuviera un aspecto aceitoso y grumoso. 3. Se pesaron 25 g de la pimienta triturada y se colocaron adecuadamente en el equipo Soxhlet. 4. Se agregar con 100 ml de n-hexano en el equipo de extracción Soxhlet y realizar lavados de la pimienta para eliminar las resinas y de esta manera hacer una extracción más efectiva. 5. Se descartó la solución resultante del lavado anterior. 6. Se agregaron 100 ml de etanol al 95% en el equipo Soxhlet y se extrajo el aceite esencial de los 25 g de pimienta. La extracción es más efectiva en caliente, el producto no es termolábil a pH neutro (6). 7. Se eliminó el solvente con un sistema de destilación al vacío hasta un volumen de 20 ml. 8. Se colocó la solución obtenida en un recipiente cerrado y dejar en reposo por una semana a temperatura ambiente. 9. La separación de los cristales se provocó añadiendo 10 ml de agua y realizando una decantación posteriormente. 10. Los cristales fueron filtrados y lavados con etanol frío. 11. Se repitió el procedimiento 2 veces más desde el numeral 3 hasta el numeral 10. 12. Todos los cristales se depositaron en un mismo beacker y se confirmó la pureza por Cromatografia en Capa Fina (CCF), con placas de Silica gel 60 Fw de aluminio de 3 cms. X 10 cm. con 10 ml de acetato de etilo como solvente. Las manchas se observaron bajo una lámpara de luz ultravioleta. Modificación No. 1: Formación de ácido pipérico a partir de piperina 1. 2. 3. 4. 5. 6. Se colocaron 0.75 g de Piperina en un balón y se adicionaron 15 ml de Hidróxido de Potasio al 10% preparado en etanol al 95%. Se agitó y extrajo una alícuota de 0.3 ml (6 gotas) de la solución anterior. Se armó un sistema de reflujo y se calentó durante 2 horas 30 minutos. Se dejó enfriar y se tomó una alícuota de 0.3 ml (6 gotas) terminada la reacción. Se saturó una cámara cromatográfica con 10 ml de acetato de etilo. Se corrió una Cromatografia en Capa Fina (CCF), en placas de Silica gel 60 Fw de aluminio de 4 cms X 8 cm, con la primera alícuota (antes del calentamiento), la segunda alícuota (después del calentamiento) y el estándar de piperina. Se observaron las marcas bajo una lámpara de luz ultravioleta y se compararon semicuantitativamente para determinar la presencia de piperina. 7. A los 7 días se repitió el procedimiento desde el numeral 3 hasta el numeral 6 nuevamente. 8. Se eliminó el alcohol con un sistema de destilación a presión reducida, colocando el tubo recibidor en un baño de hielo. 9. Se agregó agua caliente al balón para solubilizar su contenido y se acidificó la solución con 10 ml de Ácido Clorhídrico al 10 %. 10. Se cortó el papel filtro con tijeras de punta redonda y se pesó en una balanza semianalítica. 11. Se filtró la solución al vacío, se lavó con agua fría, y se recristalizó utilizando 15 ml de etanol al 95% y se dejó secar el sólido. 12. Se identificó el sólido obtenido midiendo el punto de fusión (ácido pipérico: 216-217°C) y comparando su aspecto físico, sólido blancuzco-amarillento. Modificación No. 2: Formación de piperonal a partir de ácido pipérico 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. En un balón, se disolvieron 1 g de bicarbonato de sodio en 40 ml de agua, y se calentó hasta ebullición. De manera simultánea, se calentó una solución de 0.80 g de KMnO4 / 40 ml de agua. Se colocaron 0.5 g de ácido pipérico en el balón que contiene la solución de bicarbonato y aplicar agitación constante. Agregar gota a gota, durante 40 minutos, la solución caliente de Permanganato de Potasio al balón que contiene la piperina y el bicarbonato de sodio. Se agregaron 15 ml de Alcohol Isopropílico. Observaciones: El alcohol isopropílico removerá cualquier oxidante remanente. Cortar el papel filtro con tijeras de punta redonda y se pesó en una balanza semianalítica. Se filtró la solución en caliente. Observaciones: La solución pasa de marrón a ligeramente amarilla. Se dejó enfriar la solución y se recristalizó con agua. Se identificó el sólido obtenido midiendo el punto de ebullición (ácido piperonal: 36 -38 °C) y comparando su aspecto físico, sólido blancuzco. 14 Medición Antimicrobiana: cultivos in-vitro de Staphylococcus aureus 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Se realizaron 4 disoluciones utilizando 2 ml de DMSO (Dimetilsulfoxido) y 0.002 g de estándar de piperina, extracción de piperina, ácido pipérico y piperonal y ampicilina respectivamente en viales debidamente etiquetados. En un agar Mueller Hinton y en dos agares chocolate se realizó una siembra uniforme de Staphylococcus aureus. Se cortaron 12 discos de papel filtro con un diámetro de 6 cm. Se impregnaron los 12 discos de papel filtro con cada uno de las disoluciones preparadas en el inciso 1. Observaciones: Realizar una inmersión del papel filtro en los viales y pinzas de ser necesario. Se dejó secar evaporar el solvente por 5 minutos. Se añadieron los discos anteriormente descritos a los cultivos. Se añadieron dos disco de medicamentos estándar, uno de Ciprofloxacina y uno de Bacitracina Los cultivos se dejaron durante 24 horas a 37 grados celcius. Se observaron los resultados y se concluyó respecto a lo observado. RESULTADOS Tabla No. 1: Extracción de piperina de la especie Piper nigrum. Pimienta negra (Piper nigrum) utilizada [g] Piperina obtenida [g] Porcentaje de extracción m/m [%] 75 1.9 2.53 Fuente: Laboratorio 1 de Química Orgánica. Edificio T-12. Facultad de CCQQ y Farmacia. Universidad de San Carlos de Guatemala. Campus Central - Zona 12. Tabla No. 2: Porcentaje de rendimiento, cantidades utilizadas y cantidades obtenidas en modificaciones químicas. Cantidad utilizada Cantidad Obtenida Porcentaje de Sustrato Producto rendimiento [%] [mmol] [g] [mmol] [g] Piperina 2.63 0.75 Ácido pipérico 2.08 0.453 78.93 Ácido pipérico 2.06 0.45 Piperonal 1.13 0.169 54.64 Fuente: Laboratorio 1 de Química Orgánica. Edificio T-12. Facultad de CCQQ y Farmacia. Universidad de San Carlos de Guatemala. Campus Central - Zona 12. Tabla No. 3: Identificación del compuesto. Compuesto Teórica Apariencia Física Experimental Pto de Fusión [°C] Teórico Experimental Piperina Sólido, color marrón, amarillo-verdoso Cristales amarillentosmarrones 131 134 Ácido pipérico Sólido amarillento Sólido color amarillo 213 215 Piperonal Sólido de color blanco o incoloro. Tiene un olor floral comúnmente descrito como similar al de la vainillina y la cereza. Sólido beigegrisaseo 38 43 Otras pruebas Cromatografía en Capa Fina Silica Gel 60w aluminio, comparación con estándar de piperina (98% pureza) utilizando acetato de etilo como fase móvil. Rfestándar piperina = 0.8 Rfextracción piperina = 0.8 Cromatografía en Capa Fina Silica Gel 60w aluminio, comparación con estándar de piperina (98% pureza) utilizando acetato de etilo como fase móvil: Rfestándar piperina = 0.8 Rfácido pipérico = 0 Cromatografía en Capa Fina Silica Gel 60w aluminio, comparación con estándar de piperina (98% pureza) utilizando cloroformo como fase móvil: Rfestándar piperina = 0.85 Rfácido pipérico = 0.33 Rfpiperonal = 0.08 Prueba positiva para 2,4 DNFH Fuente: Laboratorio 1 de Química Orgánica. Edificio T-12. Facultad de CCQQ y Farmacia. Universidad de San Carlos de Guatemala. Campus Central - Zona 12. 15 Tabla No. 4: Actividad antimicrobiana sobre cultivo de Staphylococcus aureus en discos de 6 mm. Tamaño de halo en antibiograma agar Compuesto Müller-Hinton [mm] Piperina (estándar) 8 Piperina (extracción) 8 Ácido pipérico 6 Piperonal 6 Ciprofloxacina (estándar) 37 Bacitracina (estándar) 8 Fuente: Laboratorio 202 de Microbiología. Edificio T-12. Facultad de CCQQ y Farmacia. Universidad de San Carlos de Guatemala. Campus Central - Zona 12. DÍSCUSÍON DE RESULTADOS Según los resultados del antibiograma (ver Tabla No. 4) la piperina presenta cierto grado de actividad antimicrobiana, específicamente (11) inhibición frente a Staphylococcus aureus, lo cual está respaldado por estudios anteriores . Por el contrario el ácido pipérico, un (5) producto resultante de la hidrólisis básica de la piperina , no presenta una actividad inhibitoria considerable frente a la misma bacteria; (8) El piperonal, un compuesto resultante de la reacción del ácido pipérico con permanganato en un medio ligeramente ácido , tampoco presentó resultados apreciables frente a S. aureus; en este punto cabe destacar que el piperonal se oxida fácilmente a ácido piperonílico, por lo que este último tampoco presentó actividad inhibitoria. Así pues, se puede afirmar que para las condiciones en las que se trabajó el análisis microbiológico, el grupo funcional amidico presente en la piperina es un grupo que le atribuye propiedades inhibitorias frente a la especie S. aureus. Las modificaciones estructurales se llevaron a cabo con éxito (ver tabla No. 2), se obtuvieron 0.453 g de ácido pipérico a partir de 0.75 g de piperina, dando un porcentaje de rendimiento del casi 79%. Por otro lado, se obtuvieron 0.169 g de piperonal a partir de 0.45 g de ácido pipérico, lo que representa casi un 55% de rendimiento. La cromatografía en capa fina no arrojó resultados concluyentes de estos dos compuesto cuando se utilizó acetato de etilo como fase móvil, pero al utilizar cloroformo se observaron claramente la separación de (9) los compuestos (ver tabla No. 3). Estos dos compuestos presentaron características físicas y puntos de fusión similares a los reportados . En el caso de la segunda síntesis, el piperonal advirtió la presencia de contaminantes por el alza presentado en el punto de fusión y por la coloración del producto de reacción; uno de los contaminantes presentes más latente sería el ácido piperonílico (pto. Fusión 231 °C), un compuesto derivado de la oxidación del piperonal. La extracción de la piperina también resultó exitosa, aunque únicamente se obtuvieron 1.9 g de piperina partiendo de 75 g de pimienta negra (Piper nigrum). Estos 1.9 gramos representan un considerable 2.5 % masa/masa. En este caso debe de tomarse en cuenta que (6) generalmente se espera una extracción de piperina que alcanza el 3.5 % masa/masa , claro que este porcentaje varía según la técnica de cultivo y de secado del grano de pimienta; por lo que es aceptable dicha variación. La extracción con n-hexano permitió una alta limpieza del grano de pimienta, esto facilitó considerablemente la extracción con etanol al 95% y la recristalización de la piperina en un estado casi puro. CONCLUSÍONES      La piperina extraida presentó actividad antimicrobiana de manera similar que el estándar de piperina en el cultivo in-vitro de Staphylococcus aureus, formando un halo de 8 mm para ambos componentes a una concentración al 1% en DMS. El ácido pipérico y el piperonal no presentaron una actividad antimicrobiana considerable en el cultivo in-vitro de S. aureus. Se lograron extraer, purificar y caracterizar 1.9 g de Piperina a partir de 75 g del grano en bruto de la especie Piper nigrum. Se logró evaluar satisfactoriamente la modificación estructural de la piperina para formar ácido pipérico, obteniendo 0.453 g representando este un 78.93% de rendimiento de reacción. Se evaluó la modificación estructural de 0.45g de ácido pipérico obteniendo 0.169 g de piperonal, lo que representa un 54.64 % de rendimiento. 16 REFERENCÍAS 1. C. Sweetman, Sean (2009). Martindale: The Complete Drug Reference (36ª edición). United Kingdom: The Pharmaceutical Press. p. 2034. 2. Cameo Chemicals. «Piperonal» (en inglés). Consultado el 30 de diciembre de 2012.Menzie, C. M. (l974). «Metabolism of Pesticides, An Update.». Wildlife (Washington, DC: U.S. Department of the Interior, Fish, Wild-life Service, Special Scientific Report) (184): 257–257. 3. Choochana P, Lhinhatrakool T, Tanguenyongwatana P. (2013) “HIGHLY EFFICIENT PREPARATION OF ETHYL PIPERATE FROM PIPERINE ISOLATED FROM PIPER NIGRUM”. Faculty of Oriental Medicine, Rangsit University, Pathumthani 12000, Thailand. Thai J. Pharm. Sci. Vol. 38 (Suppl.) 2013 4. Gosselin, R.E.; H.C. Hodge, R.P. Smith, and M.N. Gleason (1976). Clinical Toxicology of Commercial Products: 169. 5. Ikan, R. (1991). “natural products - a laboratory guide" 2da Ed. Academic press, inc. Pp. 236-238. 6. Orozco G, I. (2000). “PROYECTO 10-98 - SÍNTESIS DE TRES POSIBLES MEDICAMENTOS POR MODIFICACIÓN ESTRUCTURAL DE PIPERINA". Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONCYT. Ciudad de Guatemala. 7. Lewis, R.J. (1996). Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials. (Nueva York) 1–3: 2716. 8. Mathew A, Sheeja MTL, Kumar AT, (2011). “H.J.D.Med.,Vol. 3 (2), October” pp.48-56. 2011 Hygeia journal for drugs and medicines. 9. Merck Worldwide, propiedades químicas, físicas y toxicidades de componentes químicos. [Fecha de consulta: 18 Febrero 2015]. Recuperado de www.merck.com.gt/ 10. NIOSH, National Occupational Exposure Survey (1983). Probable Routes of Human Exposure of Piperonal. 11. Shiva Rani S.K. (2013). “Antimicrobial Activity of Black Pepper (Piper nigrum L.)”. Global Journal of Pharmacology 7 (1): 87-90. Department of Botany, Osmania University College for Women, Koti, Hyderabad, India. 12. Wuts P. (2007) “GREENE’S PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS”. 4 ed. Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. 17 ANEXOS ESTRUCTURAS QUÍMICAS, ECUACIONES BALANCEADA Extracción General, Estructura de la Piperina Modificación No. 1: Formación de ácido pipérico a partir de piperina. Modificación No. 2: Formación de piperonal a partir de ácido pipérico MECANÍSMOS DE REACCIÓN Modificación No. 1: Formación de ácido pipérico a partir de piperina. 18 MATERIAL, EQUIPO, CRISTALERÍA Y REACTIVOS Extracción General, separación y caracterización de la Piperina                 Mortero y Pistilo Probeta de 25 ml Estufa eléctrica Equipo Soxhlet Cápsula de porcelana Frasco color ámbar Refrigerador Papel filtro Tijeras con punta redonda Balanza semianalitica Embudo buchner y kitasato Cámara cromatográfica Placas de Silica gel 60 Fw de aluminio de 3 cms. X 10 cm Lámpara Luz UV Set de equipo corney 24/40 Equipo Fischer-Johns para medir puntos de fusión      Pimienta Negra (75 g) Etanol 95% (300 ml) Acetato de Etilo ( 10 ml) N-hexano (300 ml) Estándar de Piperina (0.01 g) Modificación No. 1: Formación de ácido pipérico a partir de piperina.             Estufa Eléctrica con agitación magnética. Balón de 100 ml Papel filtro Tijeras con punta redonda Balanza semianalítica Ampolla de decantación Embudo buchner y kitasato Cámara cromatográfica Placas de Silica gel 60 Fw de aluminio de 3 cms. X 10 cm Lámpara Luz UV Set de equipo corney 24/40 Equipo Fischer-Johns para medir puntos de fusión       Piperina (0.75g) Hidróxido de Potasio (1.5 g) Etanol (30 ml) Acetato de etilo (20 ml) Ácido clorhídrico (15 ml, 10%) Estándar de Piperina (0.01 g) 19 Modificación No. 2: Formación de piperonal a partir de ácido pipérico          Estufa Eléctrica con agitación magnética. Agitador magnético Balón de 150 ml Papel filtro Tijeras con punta redonda Balanza semianalítica Embudo buchner y kitasato Set de equipo corney 24/40 Equipo Fischer-Johns para medir puntos de fusión     Ácido pipérico (0.5 g) Bicarbonato de sodio (1 g) Permanganato de potasio (0.8 g) Alcohol isopropílico (15 ml) Medición Antimicrobiana: cultivos in-vitro de Staphylococcus aureus              10 ml de dimetilsulfoxido (DMS) 2 mg de piperina 2 mg de ácido pipérico 2 mg de piperonal 1 disco de Ciprofloxacina 1 disco de Bacitracina 4 tubos de ensayo Cultivo de Agar Staphylococcus aureus en agar Müller-Hinton Horno para cultivo Papel filtro Balanza analítica Sacabocados esterilizado Pinzas de metal 20 PROCEDIMIENTOS DE REFERENCIA Extracción General, Extracción de la Piperina Orozco G, I. (2000). “PROYECTO 10-98 - SÍNTESIS DE TRES POSIBLES MEDICAMENTOS POR MODIFICACIÓN ESTRUCTURAL DE PIPERINA". Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONCYT. Ciudad de Guatemala. 21 Modificación No. 1: Formación de ácido pipérico a partir de piperina. Ikan, R. (1991). “natural products - a laboratory guide" 2da Ed. Academic press, inc. 22 Modificación No. 2: Formación de piperonal a partir de ácido pipérico Anny Mathew*,Mary Sheeja TL, Arun Kumar T, K Radha, H.J.D.Med.,Vol. 3 (2), October 2011, pp.48-56. © 2011 Hygeia journal for drugs and medicines, all rights reserved. Medición Antimicrobiana: cultivos in-vitro de Staphylococcus aureus Shiva Rani S.K. (2013). “Antimicrobial Activity of Black Pepper (Piper nigrum L.)”. Global Journal of Pharmacology 7 (1): 87-90. Department of Botany, Osmania University College for Women, Koti, Hyderabad, India PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS Y TOXICIDADES Tabla No. 1: Propiedades fisicoquímicas Nombre Peso Molecular [g/mol] Densidad [g/mL] Cantidad es a Utilizar [g] ó [ml] Estado Pto. Fusión [°C] Pto. Ebullición [°C] Grado o Pureza [%] Piperina 285.34 1.193 1.5 g Sólido 131-135 Se descompone - Etanol 46.07 0.789 256 ml Líquido -130 78.3 95 Acetato de Etilo 88.1 0.898 55 ml Líquido -83 77 99 N-hexano Hidróxido de Potasio Ácido Clorhídrico 86.17 0.66 185 ml Líquido -95.6 69 99 56.1 2.12 10 ml Líquido -89 102 99 36.46 1.64 10 ml Solución - 26 37 Ácido Pipérico 218.21 1.34 1 mg Sólido 213 321 Se descompone Insoluble en agua, parcialmente soluble en etanol frío, soluble en solventes apolares. Miscible con agua en todas proporciones, éter, metanol, cloroformo y acetona. 1 ml es miscible con 10 ml de agua (a 25 oC), su solubilidad aumenta al bajar la temperatura. Forma azeótropo con agua (6.1 % peso/peso) con punto de ebullición de 70.4 oC y con etanol y agua ( 9 % y 7.8 % peso/peso, respectivamente) que ebulle a 70.3 oC. Miscible en etanol, acetona, cloroformo y éter. Solvente orgánico Apreciable en agua (>10%). Soluble en alcohol y glicerina, insoluble en amonio y éter Soluble en agua hasta un 38% - Soluble en alcohol caliente. Bicarbonato de sodio 84 2.173 5g Sólido 50 Se descompone 90 – 99 10,3 g/100 g de H2O. Permanganato de Potasio 158.03 2.703 1.58 g Sólido SD Se descompone (SD) 99 Soluble en 14.2 partes de agua fría y 3.5 de agua hirviendo. También es soluble en ácido acético, ácido trifluoro acético, anhidrido acético, acetona, piridina, benzonitrilo y sulfolano. 60.09 0.786 15 ml Líquido -82 82 99 Soluble en alcohol, éter y cloroformo. 60.08 150.13 0.75 1.337 30 g 1 mg Sólido Sólido 100 35 1600 262 95 - 99 - Insoluble en agua. - Alcohol Isopropílico Sílica gel Piperonal Cambios de estado Solubilidad 24 Tabla No.2: Apariencia y toxicología Nombre Apariencia Piperina Etanol Acetato de Etilo N-hexano Riesgos y Toxicidad Antídoto / Mitigación de riesgos Sólido, color marrón, amarilloverdoso - - Líquido incoloro, volátil, con un olor característico y sabor picante Se ha informado de reacciones vigorosas de este producto con una gran variedad de reactivos como: difluoruro de disulfurilo, nitrato de plata, pentafluoruro de bromo, perclorato de potasio, perclorato de nitrosilo, cloruro de cromilo, percloruro de clorilo, perclorato de uranilo,trióxido de cromo, nitrato de fluor, difluoruro de dioxígeno hexafluoruro de uranio, heptafluoruro de yodo, tetraclorosilano, ácido permangánico, ácido nítrico, peróxido de hidrógeno, ácido peroxodisulfúrico, dióxido de potasio, peróxido de sodio, permanganato de potasio, óxido de rutenio (VIII), platino, potasio, tbutóxido de potasio, óxido de plata y sodio. En general, es incompatible con ácidos, cloruros de ácido, agentes oxidantes y reductores y metales alcalinos. Inhalación: Translade a la víctima a un lugar ventilado. Aplicar respiración artificial si ésta es dificultosa, irregular o no hay. Proporcionar oxígeno. Ojos: Lavar inmediatamente con agua o disolución salina de manera abundante. Piel: Eliminar la ropa contaminada y lavar la piel con agua y jabón. Ingestión: No inducir el vómito. EN TODOS LOS CASOS DE EXPOSICION, EL PACIENTE DEBE RECIBIR AYUDA MEDICA TAN PRONTO COMO SEA POSIBLE. Líquido incoloro con olor a frutas El acetato de etilo es un producto inflamable y volátil por lo que existen riesgos de fuego y explosión. Sus vapores pueden llegar a un punto de ignición, prenderse y transportar el fuego al lugar que los originó además, pueden explotar si se prenden en un área cerrada. Puede generar mezclas explosivas con aire a temperatura ambiente. Inhalación: Translade a la víctima a un lugar ventilado. Aplicar respiración artificial si ésta es dificultosa, irregular o no hay. Proporcionar oxígeno. Ojos: Lavar inmediatamente con agua o disolución salina de manera abundante. Piel: Eliminar la ropa contaminada y lavar la piel con agua y jabón. Ingestión: No inducir el vómito. EN TODOS LOS CASOS DE EXPOSICION, EL PACIENTE DEBE RECIBIR AYUDA MEDICA TAN PRONTO COMO SEA POSIBLE. Líquido incoloro con un olor parecido al del petróleo. Es un compuesto altamente inflamable, cuyos vapores pueden viajar a una fuente de ignición y regresar con fuego al lugar que los originó, pueden explotar en un área cerrada y generar mezclas explosivas con aire. En forma de vapor , irrita a la nariz y garganta; como líquido, irrita a la piel y ojos.Se sospecha que el n-hexano es una neurotoxina y se ha encontrado que su metabolito mas tóxico es la 2,5-hexanediona. Por otra parte se ha observado un efecto sinergístico de la metiletilcetona en la neurotoxicidad del hexano y la metil-butilcetona (ambos tienen una ruta metabólica en común), mientras que el tolueno disminuye esa toxicidad. Inhalación: Translade a la víctima a un lugar ventilado. Aplicar respiración artificial si ésta es dificultosa, irregular o no hay. Proporcionar oxígeno. Ojos: Lavar inmediatamente con agua o disolución salina de manera abundante. Piel: Eliminar la ropa contaminada y lavar la piel con agua y jabón. Ingestión: No inducir el vómito. EN TODOS LOS CASOS DE EXPOSICION, EL PACIENTE DEBE RECIBIR AYUDA MEDICA TAN PRONTO COMO SEA POSIBLE 25 Hidróxido de Potasio Sólido en fragmentos, terrones, barras, lentejas o escamas con fractura cristalina o rombohedral, sin olor, de color blanco - amarillo claro, delicuescente. La reacción con agua puede generar suficiente calor para encender materiales combustibles. Con ácidos fuertes: puede ocurrir reacción violenta con liberación de calor y presión que podrá explotar el contenedor. Con metales: su reacción puede producir hidrógeno que es inflamable. Con materiales combustibles, materiales orgánicos, zinc, aluminio, estaño, dióxido de carbono; componentes organohalógenados: puede reaccionar para formar espontáneamente componentes combustibles. Con anhídrido maléico y componentes orgánicos nitro y cloro puede reaccionar explosivamente. INHALACIÓN: Si ocurre una emergencia, retire al afectado del área contaminada. Dé respiración artificial. Si la respiración es dificultosa , se debe administrar oxígeno por personal calificado. Si la respiración o pulso están detenidos, personal entrenado debe aplicar resucitación cardiopulmonar. CONTACTO CON LA PIEL: Inmediatamente deje correr el agua en las zonas afectadas. Saque la ropa, joyas y zapatos. Lave las zonas contaminadas con agua y jabón. Lave y seque completamente las ropas y zapatos contaminados antes de volver a utilizarlos. CONTACTO CON LOS OJOS: Enjuague inmediatamente los ojos con un chorro de agua directo durante al menos 15 minutos, y mantenga abiertos los párpados para garantizar que se lave todo el ojo y los tejidos del párpado. Enjuagar los ojos en cuestión de segundos es esencial para lograr la máxima eficacia. INGESTIÓN: Nunca de nada en la boca a una persona inconsciente o con convulsiones. Si tragó el producto, no induzca el vómito. Dé grandes cantidades de agua. Si vomita espontáneamente, mantenga las vías aéreas despejadas. Dé más agua cuando haya dejado de vomitar. BUSQUE ATENCIÓN MÉDICA INMEDIATAMENTE EN TODOS LOS CASOS Ácido clorhídrico Líquido de incoloro a amarillo, de olor acre. Sus vapores son irritantes a los ojos y membranas mucosas. Es soluble en agua, desprendiéndose calor. Es corrosivo de metales y tejidos. Para su obtención se tienen diferentes procesos industriales, entre los cuales se encuentran: la reacción entre cloruro de sodio o potasio con ácido sulfúrico; la reacción de bisulfuro de sodio con cloruro de sodio, conocido como proceso Meyer; el proceso Hargreaves, en el cual se usa óxido de azufre, sal y vapor. INHALACIÓN: Aire limpio, reposo. Posición de semiincorporado. PIEL: Quitar las ropas contaminadas. Aclarar la piel con agua abundante o ducharse durante 15 minutos como mínimo. Proporcionar asistencia médica. OJOS: Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad). INGESTIÓN: Enjuagar la boca. NO provocar el vómito. Dar a beber un vaso pequeño de agua, pocos minutos después de la ingestión. Proporcionar asistencia médica en todos los casos. Ácido Pipérico Sólido amarillento - - 26 Bicarbonato de sodio Permanganato de Potasio Alcohol Isopropílico Polvo blanco o terrones cristalino, sabor refrescante. sólido cristalino púrpura Líquido transparente e incoloro. Olor característico. Tras la inhalación, no se tiene conocimiento de consecuencias graves sobre la salud. Tras contacto con la piel, no se tiene conocimiento de consecuencias graves sobre la salud. Tras contacto con los ojos, no se tiene conocimiento de consecuencias graves sobre la salud. Tras ingestión, no se tiene conocimiento de consecuencias graves sobre la salud. El producto no tiene características peligrosas. Debe manejarse con las precauciones apropiadas para los productos químicos. Reacciona violentamente con ácidos para formar dióxido de carbono, el cual puede acumularse en espacios confinados, es incompatible con pentóxido de fósforo, acido sulfurico, acido clorhidrico, zinc, hidróxido de calcio Es un compuesto no inflamable. Sin embargo los recipientes que lo contienen pueden explotar al calentarse y genera fuego y explosión al entrar en contacto con materiales combustibles. En experimentos con ratas a las cuales se les administró este producto por via rectal, se observó hiperemia (aumento en la cantidad de sangre) del cerebro, corazón, hígado, riñón, bazo y tracto gastrointestinal. Además, se presenta atrofia y degeneración de tejidos parenquimales, cambios destructivos en el intestino delgado, shock y muerte en las siguientes 3 a 20 horas. En ratones a los que se les inyectó por vía subcutánea presentaron necrosis del hígado. Fácilmente inflamable. Irrita los ojos. La inhalación de vapores puede provocar somnolencia y vértigo. Evitar contacto con: Metales alcalinos. Metales alcalinotérreos. Aluminio. Agentes oxidantes (entre otros, ácido perclórico, percloratos, halogenatos, CrO3, halogenóxidos, ácido nítrico, óxidos de nitrógeno, óxidos no metálicos, ácido cromosulfúrico). Compuestos orgánicos de nitrógeno. Inhalación: Retirar del área de exposición hacia una bien ventilada. Si el accidentado se encuentra inconsciente, no dar a beber nada, dar respiración artificial y rehabilitación cardiopulmonar. Si se encuentra consiente, levantarlo o sentarlo lentamente, suministrar oxígeno, si es necesario. Ojos: Lavar con abundante agua corriente, asegurándose de levantar los párpados, hasta eliminación total del producto. Piel: Quitar la ropa contaminada inmediatamente. Lavar el área afectada con abundante agua corriente. Ingestión: No provocar vómito. Si el accidentado se encuentra inconsciente, tratar como en el caso de inhalación. Si está consciente, dar a beber una cucharada de agua inmediatamente y después, cada 10 minutos. EN TODOS LOS CASOS DE EXPOSICION EL PACIENTE DEBE SER TRANSPORTADO AL HOSPITAL TAN PRONTO COMO SEA POSIBLE. Inhalación: Transportar a la víctima a una zona bien ventilada. Si se encuentra inconciente, proporcionar respiración artificial. Si se encuentra conciente , sentarlo lentamente y proporcionar oxígeno. Ojos: Lavarlos con agua corriente asegurándose de abrir bien los párpados, por lo menos durante 15 minutos. Piel: Eliminar la ropa contaminada, si es necesario, y lavar la zona afectada con agua corriente. Ingestión: No induzca el vómito. Si la víctima se encuentra consciente dar agua a beber inmediatamente. EN TODOS LOS CASOS DE EXPOSICION, EL PACIENTE DEBE SER TRANSPORTADO AL HOSPITAL TAN PRONTO COMO SEA POSIBLE. Indicaciones generales: En caso de pérdida del conocimiento nunca dar a beber ni provocar el vómito. Inhalación: Trasladar a la persona al aire libre. En caso de asfixia proceder a la respiración artificial. Contacto con la piel: Lavar abundantemente con agua. Quitarse las ropas contaminadas. Ojos: Lavar con agua abundante (mínimo durante 15 minutos), manteniendo los párpados abiertos. Pedir atención médica. Ingestión:Beber agua abundante. Evitar el vómito. Pedir atención médica. Administrar solución de carbón activo de uso médico. Lavado de estómago. Laxantes: sulfato sódico (1 cucharada sopera en 250 ml de agua). Administrar aceite de vaselina como laxante (3 ml/kg). 27 Sílica gel Piperonal Sólido blanco No es considerado peligroso para la salud o el medio ambiente según la legislación vigente INHALACIÓN: Trasladar a la víctima al aire fresco inmediatamente. Proporcionar reposo, calor y aire fresco. INGESTIÓN: Enjuagar a fondo la boca. Conseguir atención médica. CONTACTO CON LA PIEL: Lavar la piel inmediatamente con jabón y agua. Conseguir atención médica si la irritación persiste después de lavarse. CONTACTO CON LOS OJOS: Si lleva lentes de contacto, asegúrese de quitárselas antes de enjuagar. Lavar inmediatamente los ojos con mucha agua manteniendo los párpados abiertos. Continuar enjuagando durante al menos 15 minutos. Conseguir atención médica sicontinúa cualquier malestar. Sólido de color blanco o incoloro. Tiene un olor floral comúnmente descrito como similar al de la vainillina y la cereza. El piperonal es moderadamente tóxico. La probable dosis letal oral (en humanos) es de 0.5-5 g/kg; Unos 450 gramos para persona de 70 kg. Es moderadamente tóxico por ingestión y por vía intraperitoneal. Puede causar depresión del sistema nervioso central. Es irritante de la piel humana. La exposición ocupacional al piperonal puede producirse por inhalación y contacto dérmico con este compuesto en los lugares de trabajo donde se produce o es utilizado. Puesto que este compuesto se usa en la industria de perfumes y fragancias, la población general puede estar expuesta al piperonal a través de del uso de productos de consumo que contienen este compuesto. El piperonal se utiliza también como un saborizante y la exposición puede producirse a través de la ingestión de alimentos que contienen este compuesto. Inhalación: Retirar del área de exposición hacia una bien ventilada. Si el accidentado se encuentra inconsciente, no dar a beber nada, dar respiración artificial y rehabilitación cardiopulmonar. Si se encuentra consiente, levantarlo o sentarlo lentamente, suministrar oxígeno, si es necesario. Ojos: Lavar con abundante agua corriente, asegurándose de levantar los párpados, hasta eliminación total del producto. 28 CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS Y ASPECTO FÍSICO DE LA PIMIENTA NEGRA (Piper nigrum) 29 FOTOGRAFÍAS CAPTADAS DURANTE EL DESARROLLO DEL PROYECTO Etapa de extracción de la piperina 30 Primera modificación: formación del ácido pipérico a partir de piperina 31 Segunda modificación: formación del piperonal a partir de ácido pipérico 32 Pruebas antimicrobianas