Forskolin (66575-29-9) Propriedades Físicas e Químicas
Forskolin
Produto natural diterpenoide tipo labdano comumente utilizado como reagente de pesquisa e ferramenta bioquímica para estudos de sinalização de AMP cíclico e desenvolvimento de ensaios.
| Número CAS | 66575-29-9 |
| Família | Diterpenoide tipo labdano |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino |
| Padrões Comuns | EP, USP |
Forskolin é um diterpenoide do tipo labdano (um isoprenoide C20) que apresenta uma estrutura carbônica tricíclica fundida densamente funcionalizada com substituintes oxigenados. Sua fórmula molecular é \(\ce{C22H34O7}\), contendo um núcleo hidrocarboneto policíclico hidrofóbico que suporta múltiplos grupos funcionais polares: três grupos hidroxila livres, um éster acetato e uma cetona cíclica terciária (uma cetona α‑hidroxila terciária no sistema de anel). O esqueleto estereoquimicamente complexo (múltiplos estereocentros definidos) gera uma forma tridimensional rígida que influencia o empacotamento, a solvatação e a interação com macromoléculas biológicas.
Electronicamete, a molécula apresenta motivos polares (hidroxilas e carbonila) capazes de formar ligações de hidrogênio e sofrer transformações nucleofílicas/eletrofílicas, enquanto a ampla superfície alifática confere caráter lipofílico substancial; essa polaridade mista resulta em solubilidade aquosa intermediária e boa afinidade por bicamadas lipídicas. O comportamento ácido-base é essencialmente neutro sob condições típicas (ausência de grupos básicos ionizáveis ou fortemente ácidos), mas o éster acetato é suscetível à hidrólise e os álcoois secundário/terciário podem ser sítios para metabolismo oxidativo e conjugação (fase II). Em contextos biológicos e de formulação, forskolin é melhor descrito como moderadamente lipofílico com significativa área superficial polar, características que determinam sua partição entre meios aquosos, membranas e solventes orgânicos.
Farmacologicamente, forskolin é amplamente utilizado como ferramenta bioquímica e agente experimental devido à sua capacidade de ativar adenilato ciclase e elevar o AMP cíclico intracelular (cAMP), com efeitos downstream na sinalização da proteína quinase A (PKA). Atividades biológicas relatadas incluem vasodilatação, efeitos inotrópicos positivos, inibição da agregação plaquetária, relaxamento do músculo liso, redução da pressão intraocular e modulação da liberação hormonal. Padrões comerciais comuns relatados para esta substância incluem: EP, USP.
Atributos Moleculares
Peso Molecular e Composição
- Fórmula molecular: \(\ce{C22H34O7}\).
- Peso molecular: 410.5 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
- Massa exata: 410.23045342 \(\mathrm{u}\).
- Massa monoisotópica: 410.23045342 \(\mathrm{u}\).
- Contagem de átomos pesados: 29; carga formal: 0.
- Contagem de estereocentros definidos: 8; índice de complexidade molecular (calculado): 747.
Esses valores refletem um diterpenoide relativamente grande, rico em estereoquímica, com múltiplos heteroátomos oxigênio que aumentam a polaridade em comparação com hidrocarbonetos simples de tamanho similar.
LogP e Anfifilicidade
- XLogP3 calculado (XLogP3‑AA): 1.
Um valor de XLogP de 1 indica lipofilicidade modesta em relação a muitos diterpenos; a combinação de um núcleo labdano hidrofóbico e múltiplos grupos oxigenados (três hidroxilas, um acetato, uma cetona) produz comportamento anfifílico. A área superficial polar topológica (TPSA = 113 \(\mathrm{\AA}^2\)) e as contagens de ligações de hidrogênio (doador = 3, aceitador = 7) são compatíveis com capacidade significativa de ligação por ligações de hidrogênio e polaridade moderada, o que tende a reduzir a permeabilidade passiva em comparação a diterpenos não polares, mas apoia interações com resíduos polares em bolsões de ligação proteica. Na prática, forskolin se distribui prontamente em solventes orgânicos (ex.: etanol, DMSO) e em membranas lipídicas, enquanto a solubilidade aquosa é limitada e a formulação geralmente requer transportadores ou co-solventes.
Propriedades Bioquímicas
Biossíntese e Contexto Metabólico
Forskolin é um metabólito secundário vegetal biossintetizado em espécies do gênero Coleus via via do isoprenoide (terpenoide) característica dos diterpenos C20. O esqueleto labdano é construído por ciclases de terpeno a partir de precursores geranilgerralil pirofosfato e subsequentemente modificado por oxidações regio- e estereosseletivas, epoxidações e acilações para instalação das funcionalidades hidroxila e acetato observadas. Em sistemas biológicos, forskolin atua como ativador da adenilato ciclase, elevando o AMP cíclico intracelular e modulando cascatas de sinalização dependentes de PKA; essas propriedades sustentam seu uso como sonda farmacológica para vias mediadas por cAMP.
Metabolicamente, características diterpenoides predispõem forskolin a biotransformações enzimáticas em animais e microrganismos, incluindo hidrólise de éster, hidroxilação oxidativa e conjugação de fase II subsequente (glucuronidação, sulfatação). Tal metabolismo altera polaridade e taxas de eliminação, sendo um determinante principal do comportamento farmacocinético.
Reatividade e Transformações
Principais responsabilidades químicas e possíveis biotransformações: - Hidrólise de éster: o grupo 5-acetato é suscetível à hidrólise química (básica ou ácida) e enzimática (esterase), produzindo o álcool desacetilado correspondente. - Oxidação/redução: hidroxilas secundárias/terciárias e a cetona cíclica podem sofrer oxidações de fase I (mediadas por CYP) ou reduções enzimáticas dependendo das condições, gerando metabólitos mais polares. - Conjugação: hidroxilas livres estão disponíveis para conjugação com glucuronídeo ou sulfato, aumentando a solubilidade em água e facilitando a excreção. - Epóxido/abertura e rearranjos: tensões de anel ou moieties oxidadas no esqueleto podem ser pontos para biotransformações adicionais sob condições químicas ou metabólicas agressivas.
Quimicamente, forskolin é relativamente estável sob condições laboratoriais neutras e não oxidantes, mas sofre hidrólise sob condições fuertemente básicas ou ácidas e pode ser oxidado por agentes oxidantes fortes.
Estabilidade e Degradação
Vias Químicas e Enzimáticas de Degradação
Considerações sobre estabilidade química: - Hidrólise do éster acetato ocorre sob catálise básica ou ácida e na presença de esterases; armazenamento em condições neutras e secas retarda essa reação. - Degradação oxidativa pode ser promovida por agentes oxidantes fortes e exposição prolongada ao ar ou luz; antioxidantes e armazenamento em atmosfera inerte reduzem o risco oxidativo. - Dados de degradação térmica (ponto de fusão, temperatura de decomposição) não são fornecidos no contexto de dados atual.
Degradação enzimática em matrizes biológicas: - Desacetilação rápida mediada por esterase seguida de oxidação de fase I (CYPs) e conjugação de fase II (glucuronidação, sulfatação) são as principais rotas de depuração metabólica, produzindo metabólitos polares mais prontamente excretados.
Não há valores numéricos estabelecidos experimentalmente para estabilidade térmica ou vida útil disponíveis no contexto de dados atual.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número de Registro CAS: 66575-29-9
- InChI:
InChI=1S/C22H34O7/c1-8-19(5)11-14(25)22(27)20(6)13(24)9-10-18(3,4)16(20)15(26)17(28-12(2)23)21(22,7)29-19/h8,13,15-17,24,26-27H,1,9-11H2,2-7H3/t13-,15-,16-,17-,19-,20-,21+,22-/m0/s1 - InChIKey:
OHCQJHSOBUTRHG-KGGHGJDLSA-N - SMILES:
CC(=O)O[C@H]1[C@H]([C@@H]2[C@]([C@H](CCC2(C)C)O)([C@@]3([C@@]1(O[C@@](CC3=O)(C)C=C)C)O)C)O - UNII: 1F7A44V6OU
- ChEBI: CHEBI:42471
- ChEMBL: CHEMBL52606
- DrugBank: DB02587
- KEGG: C09076 (também aparece como D03584)
- Lipid Maps ID: LMPR0104030004
Os SMILES, InChI e InChIKey são fornecidos acima como identificadores padrão legíveis por máquinas para quimioinformática e correspondência espectral.
Sinônimos e Nomenclatura de Lipídios
Sinônimos representativos e variantes nomenclaturais encontradas na literatura química e em rótulos de fornecedores incluem: Forskolina; Colforsina; Coleonol; Colforsine; Colforsinum; (-)-Forskolina; Colforsina (USAN/INN); COLFORSIN; e o nome sistemático IUPAC [(3R,4aR,5S,6S,6aS,10S,10aR,10bS)-3-etinil-6,10,10b-trihidroxi-3,4a,7,7,10a-pentametil-1-oxo-5,6,6a,8,9,10-hexahidro-2H-benzo[f]chromen-5-ilo] acetato. Listagens de material analítico e de referência podem usar rótulos como "Forskolina, padrão analítico" ou indicar especificações (ex: "Forskolina, de Coleus forskohlii, >=98% (HPLC)").
Aplicações Industriais e Biológicas
Funções em Formulações ou Sistemas Biológicos
- Reagente de pesquisa: amplamente utilizado como ferramenta farmacológica para ativar a adenilato ciclase e aumentar o AMP cíclico intracelular em estudos de biologia celular, sinalização e fisiologia.
- Agente farmacológico: relatado como possuindo efeitos vasodilatadores, cardiotônicos (positivo inotrópico), broncodilatadores e inibidores da agregação plaquetária em sistemas experimentais; usado experimentalmente para estudar o relaxamento do músculo liso e a modulação da pressão intraocular.
- Perfil de bioatividade: incluído em bibliotecas de triagem e usado para sondar vias dependentes de AMP cíclico e alvos da PKA a jusante.
- Considerações sobre formulação: devido à solubilidade aquosa limitada e lipofilicidade moderada, formulações para ensaios biológicos tipicamente usam cosolventes orgânicos (ex: DMSO, etanol) ou veículos à base de surfactantes; para preparações orais ou tópicas, estratégias de solubilização e estabilização contra hidrólise são desafios comuns de formulação.
Não é fornecido um resumo conciso de aplicações além desses usos gerais no contexto dos dados atuais; na prática, a seleção para uma aplicação é guiada pelas propriedades ativadoras de AMP cíclico da forskolina e seu perfil físico-químico descrito acima.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Manuseio e Armazenamento de Materiais Lipídicos
- Classificação de risco (relatório agregado): palavra de advertência "Aviso" com código de indicação de perigo GHS H312 (nocivo em contato com a pele) para a maioria das notificações submetidas; medidas de precaução identificadas incluem ações protetivas padrão (códigos P280, P302+P352, P317, P321, P362+P364, P501).
- Manuseio prático: utilize equipamento de proteção individual apropriado (luvas, proteção ocular, jaleco) e controles de engenharia para evitar contato com a pele e inalação de pós ou aerossóis. Manuseie em área ventilada ou capela ao pesagem ou preparo de soluções concentradas. Evite exposição prolongada ao ar, luz e calor para reduzir degradação oxidativa e hidrólise do éster.
- Armazenamento: conservar em ambiente seco e fresco, em recipiente bem fechado, sob atmosfera inerte ou dessecante se for necessária estabilidade a longo prazo; proteger contra agentes oxidantes fortes e pH extremo.
- Descarte e regulamentação: seguir procedimentos institucionais e legislações locais para descarte de compostos bioativos orgânicos e materiais contaminados.
Para informações detalhadas sobre riscos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
