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INTRODUCCION A LOS ALCALOIDES
PRESENTADO POR: Q.F. MARILU ROXANA SOTO VASQUEZ.
Trabajo publicado en www.ilustrados.com La mayor Comunidad de difusión del conocimiento
AlcaloidesGENERALIDADES
PROPIEDADES
NOMENCLATURA
ORIGEN
DISTRIBUCION
PAPEL EN LOS VEGETALES
ESTRUCTURA QUIMICA
METODOS DE EXTRACCION
IDENTIFICACION Y CUANTIFICACION
OBJETIVOS
Definir el concepto de alcaloides, propiedades y nomenclatura.
Conocer la distribución, función y origen de los alcaloides.
Reconocer la estructura química de los diversos alcaloides
Conocer los métodos de extracción, identificación y cuantificación de los alcaloides.
GENERALIDADESA través de la historia:
MEXICO ANTIGUO
Sombrero de hongo
Psylocibe aztecorum
Flor del Tabaco
Danzantes alrededor de un hongo alucinógeno
Estatua azteca de Xochipilli (el príncipe Azteca de las flores), hallada en 1800 en las faldas del volcán Popocatapetl (Museo Nacional de Antropología de México )
PERU ANTIGUO
Relieve en templo de CHAVIN de Huantar
(1.200 a.C. - 200 a.C.)
San Pedro (Trichocereus pachanoi)
DATOS HISTORICOS
Su química real se desarrolla desde hace dos siglos:
F.W. Sertürneer (1805) aisla la morfina.
Pelletier y Caventou (1817) aislaron la estricnina
Gomes (1820) extrae el principio activo de la chinchona
Robiquet (1817) aisla la narcotina y la codeína en 1832.
Runge(1820) )descubre la cafeína
Mein (1831) descubre la atropina
Primer alcaloide sintetizado: la coniína en 1886
En la actualidad se conocen más de 5000 alcaloides, restringidos a un número corto de familias botánicas y se continúa investigando en la búsqueda de nuevos
compuestos pertenecientes a este grupo
Principales alcaloides en el comercio.
Alcaloides Acción fisiológica
Atropina Antiespasmódico, estimulante, analgésico
Cocaína Anestésico local, sedante, estimulante
Codeína Analgésico, sedante, hipnótico
Emetina Emético, expectorante, antipirético
Morfina Narcótico, sedante, hipnótico, analgésico
Quinina Antimalárico
Efedrina Asma, estimulante.
Papaverína
Vincristina
Relajante muscular
Antitumoral
Reserpina Antihipertensivo
Definiciones
Etimológicamente proviene del árabe al kaly, la sosa y del griego eidos, de aspecto.
Sustancias naturales que reaccionan como bases, como los álcalis.
(W. Meissner 1819)
Compuestos básicos, nitrogenados, de origen vegetal o animal
(Winterstein y Trier 1910)
Un alcaloide es una sustancia orgánica cíclica que contiene un nitrógeno en estado de oxidación negativo y cuya distribución es
limitada entre los organismos vivos. (Pelletier.1983)
Características generales de los alcaloides
Compuestos orgánicosSe forman a partir de aminoácidosOrigen vegetalSustancias nitrogenadasCarácter básicoContienen nitrógeno heterocíclicoEstructura complejaTóxicosActividad fisiológica incluso a dosis muy bajasPrecipitan con ciertos reactivos
O
O
CH3
CH3N
CH2
O
OCH3 CH3
Alcaloides verdaderos
Alcaloides imperfectos
Protoalcaloides
Pseudoalcaloides
Colchicinapapaverina
PROPIEDADES DE LOS ALCALOIDES
•P.M: entre 100 y 900 (coniína C8H17N=127, vincristina C46H56N4O10=824).
Alcaloides oxigenados
•Generalmente sólidos y cristalizables.•Incoloros e inodoros, rara vez coloreados (berberina, de color amarillo, sanguinarina, de color rojo).•Sabor desagradable (amargo)•P.F: por debajo de 200 ºC.
Alcaloides no oxigenados
Son líquidos, volátiles, olorosos y arrastrables en corriente de vapor de agua (coniina, nicotina, esparteína)
NCH3
N
Alcaloide Agua Alcohol Mezcla HA
Disolvente orgánico apolar
Base libre Insoluble Soluble Soluble Soluble
Sal Soluble Soluble Soluble Insoluble
SOLUBILIDAD
Las bases xantinas y las sales de amonio cuaternaria son solubles en agua. Las sales del alcaloide reserpina son solubles en disolventes apolares.
Excepciones
MAS PROPIEDADESTienen actividad óptica ( l) y (d), la levógira es mas áctiva, propiedad interesante para el control de pureza.
Forman sales dobles con : Hg, Au, Pt, I y otros metales pesados
Carácter básico (par de electrones libres del N), debido a esto son sensibles al calor y la luz. Estables
con ácidos orgánicos
En la naturaleza se encuentran en forma de sales aunque también bases libres.
La sales cristalizadas se conservan bastante bien y constituyen habitualmente la forma comercial de
estas moléculas .
Ephedra sp Efedrina
Atropa belladona Atropina
1.- De acuerdo a la especie que los contiene
No existe una sistematización. Tienen una terminación en “-ina”.
Son denominados siguiendo alguno de los criterios:
NOMENCLATURA
Claviceps Purpurea
Genero:Genero: Papaver PapaverPapaver somniferumPapaver somniferum
2.- De acuerdo al nombre vulgar de la especie que produce.
N.V: Ergot de cornezuelo de centeno
3.- De acuerdo al género a partir del cual se ha obtenido
Papaverina
O
O
CH3
CH3N
CH2
O
OCH3 CH3
ergotamina
4.- De acuerdo a la actividad farmacológica.
Morfina Morfeo (Dios griego del sueño)
5.- Raramente algún investigador
Actividad farmacológica:
Emética
Nicotina
NCH3
N
Emetina
NH
N
CH3O
CH3O
OCH3
OCH3
CH3
Jean Nicot (embajador Francés que envió semillas de la planta
del tabaco a Francia)
ORIGEN DE LOS ALCALOIDESORIGEN DE LOS ALCALOIDES
Aminoacidos y bases que dan origen a los alcaloides
Biosíntesis de los alcaloides aliciclicos:A continuación se muestra como ejemplo el esquema de la biosíntesis
de la cocaína:
L- ornitina
putrescina4-aminobutanal
DISTRIBUCIÓN DE LOS ALCALOIDESDISTRIBUCIÓN DE LOS ALCALOIDES
Los principales productores de alcaloides son los vegetales
También se consideran alcaloides ciertas sustancias procedentes de bacterias (Pseudomonas aeroginosa), insectos y otros animales (espongiarios, batracios)
Allopumiliotoxin 267A es un alcaloide que compone la secreción tóxica de este sapo tropical y demuestra una significante atividad cardiotóxica
Amanita muscaria Catharanthus roseus
Trichocereus pachanoi
En plantas: Unas 100 familias de Fanerógamas En Hongos: Solo en una ó dos familias
El sapo Bufo marinus acumula cantidades considerables de morfina en su piel
Monocotiledóneas
Angiospermas
Dicotiledóneas
VEGETALES
Inferiores Claviceps purpurea (alcaloides del cornezuelo de centeno)
Gimnospermas: Ephedra sp. (alcaloide efedrina)
Superiores
Fam. Amarillidáceas
Fam. Liliáceas
Fam. Solanaceas
Fam. Papaveráceas
Fam. Rubiáceas
Fam. Apocináceasy otras
Amaryllis belladonna
Veratrum album
Papaver Papaver somniferumsomniferum
Cinchona pubescens
Catharanthus roseus
DISTRIBUCION DE ALCALOIDES EN ESPECIES VEGETALES
Atropa belladona
LOCALIZACION ORGANOGRAFICA
SEMILLAS
HOJAS
SEMILLAS DE CACAO
tabaco coca
Alcaloide: Teobromina Acción: Estimulante
Alcaloide: Nicotina Acción: estimulante
Alcaloide: Cocaína Acción: Anestésico local.
LATEX
SUMIDADES
RIZOMAS
LOCALIZACION ORGANOGRAFICA
Látex de opio
Efedras
hidrastis
Alcaloide: Efedrina
Acción: estimulante, broncodilatador.
Alcaloide: Morfina Acción: analgésica
Alcaloide: Hidrastina
Acción: vasoconstrictor.
CORTEZAS
LOCALIZACION ORGANOGRAFICA
RAIZ
FRUTOS
Corteza de quina
Raíz de ipecacauana
Fruto de cicuta
Alcaloide: Coniina
Acción: venenoso
Alcaloide: Quinina Acción: antimalarica
Alcaloide: Emitina Acción: emetica
Productos secundarios del metabolismo de los vegetales
Reguladores del crecimiento
Sustancias de reserva nitrogenada para la síntesis proteíca
Productos finales de reacciones de detoxificación en vegetales
Función protectora frente a ataques de distintos predadores (parásitos o insectos)
PAPEL EN LOS VEGETALES
NCH3
N
HO
O
N CH3
HO
O
NH
CH3O
CH3O
OCH3
CO
CH3
OCH3
Los alcaloides son un grupo muy heterogéneo de compuestos con estructuras muy variadas y generalmente complejas.
Todos contienen C, H y N. Ejemplo: Nicotina
Algunos tienen oxígeno y pocos azufre (tiobinufaridina)
El nitrógeno que contienen pueden formar parte de un ciclo (con N-Heterocíclico; es lo más habitual)
(con N no heterocíclico; hay pocos casos; estricnina, colchicina, etc).
Nicotina
Morfina
colchicina
cafeína
ESTRUCTURA QUIMICA
Marco Soluciones de alcaloides bases+ impurezas)
Ext. con sol. acid. dil
Solución orgánicaSolución ácida(alcaloides sales)
1.Alcalinización2. Ext. con solvente orgánico no polar
Fase orgánica(alcaloides bases)
Fase acuosa alcalina(impurezas)
DROGA SECA Y DESENGRASADA
1.Alcalinización2.Extracción con solvente orgánicos apolar
Deshidratación evaporación en vacío
Alcaloides totales (AT)
1.Extracción de alcaloides con solvente orgánico apolar en medio alcalino
METODOS DE EXTRACCION
1.Alcalinización2. Ext. con solvente orgánico medianamente apolar
Fase acuosa(alcalina)
Fase orgánica(alcaloides bases)
Ext. Con sol.acid. dil
Fase orgánica(impurezas)
Fase acuosa(alcaloides sales)
1.Alcalinización2. Ext. con solvente orgánico inmiscible
Fase orgánica(alcaloides bases)
Fase acuosa alcalina(impurezas)
DROGA EN POLVO SECA Y DESENGRASADA
1.Maceración en alcohol al 70%2.Concentración del macerado
Solución acuosa(alcaloides sales)
Evaporación
Alcaloides totales
2. Extracción de alcaloides con un solvente orgánico polar en medio neutro o débilmente ácido
1.Alcalinización2. Ext. con solvente orgánico medianamente apolar
Fase acuosa(alcalina)
Fase orgánica(alcaloides bases)
Ext. Con sol. acid. dil
Fase orgánica(impurezas)
Fase acuosa(alcaloides sales)
1.Alcalinización2. Ext. con solvente orgánico inmiscible
Fase orgánica(alcaloides bases)
Fase acuosa alcalina(impurezas)
DROGA EN POLVO SECA Y DESENGRASADA
1.Maceración en alcohol al 70%2.Concentración del macerado
Solución acuosa(alcaloides sales)
Evaporación
Alcaloides totales
EXTRACCIÓN DE LOS ALCALOIDES DEL OPIOOPIO (o alcaloides totales de la planta)
Maceración en agua caliente
Alcaloides sales (lactatos, sulfatos, meconatos) marco (NOSCAPINA)
+ CaCl2
Sales de calcio (lactatos, solución clorhidratomeconatos) y resinas de alcaloides
Mezcla de clorhidrato de morfina y codeína (sal Gregori)
Solución
NARCEINA
PAPAVERINA Y TEBAINASe separan por adición de acetato básico de plomo
Solución+ NH4OH
MORFINA Solución
CODEINA
+ H2O+ NH4OH o NH4Cl
+KOH
3.- Extracción con agua en medio ácido
Droga + etanol+ácido
Solución alcohólica ácida
Residuo con los alcaloides en forma de sal
ebullición
evaporación
4.- Destilación por arrastre de vapor
Aplicable a alcaloides volátiles, que son los que no tienen oxígeno (esparteína, nicotína).
Agua + muestra
Sol. ácida (fija alcaloide) (sal)
REACTIVO RESULTADO
Reactivo de Mayer.(Sol. Acuosa de tetrayodomercuriato de potasio)
Reactivo de Dragendorff.(tetrayodobismutato potásico)
.
Reactivo de Wagner.(Sol. Acuosa de yodo en yodato potásico)
Reactivo de Sonnenschein
precipitado color blanco crema
Precipitado color anaranjado – marrón
precipitado de color marrón.
precipitado color naranja.
Nota
Pueden dar Rx (+) con Dragendorff:
•Proteínas
•α - Pironas
•Cumarinas
•Hidroxiflavonas
•lignanos
IDENTIFICACION DE ALCALOIDES
1. REACCIONES DE PRECIPITACION
REACTIVO RESULTADO
Reactivo de Reineckato de amonio.
Solución de Reineckato de amonio conteniendo 0,3g de clorhidrato de hidroxilamina (ligeramente acidulada con HCl). Conservar en el refrigerador.Soluble en acetona 50%.
Precipitado floculento color rosa
REACTIVOS GENERALESALCALOIDE + H2SO4 DESHIDRATACION
ALCALOIDE+HNO3 OXIDACION
ALCALOIDE+KMnO4 OXIDACION
ALCALOIDE + K2Cr2O4 OXIDACION
REACTIVOS ESPECIFICOS
Reactivo de Vitali Morin
2. REACCIONES DE COLORACION
Alcaloide tropánico + ácido nítrico,
acetona y NaOH
RESULTADO
Coloración azul
Alcaloide con núcleo ergolina (alcaloide del cornezuelo de centeno)
Reactivo de Van Urk RESULTADO
Coloración violeta
Reactivo de Oberlin-Zeisel Alcaloide tropolonas (colchicina)+ FeCl3+ HCl
REACTIVOS ESPECIFICOS
Sulfato de cerio y de amonio
diferencia los indoles amarillo
los dihidroindoles rojo
los b-anilinoacrilatos azul.
El reactivo de yodoplatinato para los alcaloides del opio:
morfina coloración gris azuloso
codeína color castaño.
Cocaína
Pruebas del tiocianato de cobalto en HCl( Prueba de Scott) :
Resultado: Color azul.
3. Reacciones de cristalización
Alcaloide + ácido pícrico, cloruro y
bromuro áurico y cloruro Formación de cristales
Métodos volumétricos
Métodos gravimétricos
Métodos ópticos Métodos cromatográficos
1. Volumetría de neutralización:
1.1 En medio acuoso - Valoración directas -Valoraciones por retroceso1.2.En medio no acuoso
2.Volumetría bifásicas
3.Volumetrías de precipitación
1.Gravimetrías directas
2.Gravimetrías por adición de agentes precipitantes
1. Basados en fenómenos de absorción:ColorimetríaEspectrofotometría: IR, UVFluorimetríaTurbidimetría2. Basados en fenómenos de dispersión: nefelometría3. Basados en la rotación de la luz polarizada: polarimetría
1.- Cromatografía de alta resolución: HPLC
VALORACION DE LOS ALCALOIDES
PRINCIPALES APLICACIONES DE LOS MÉTODOS DE VALORACIÓN, VENTAJAS Y DESVENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS MÉTODOS MÁS UTILIZADOS.
MÉTODO APLICACIÓN VENTAJAS INCONVENIENTES
Volumetría de neutralización en medio acuoso
Alcaloides en general
Método rápido y sencillo.Las sustancias neutras no crean interferencias
No permiten valorar alcaloides que son bases muy débilesNo es aplicable a alcaloides complejos de peso moléculares elevado.
Volumetría de neutralización en medio no acuoso
Alcaloides con carácter básico muy débil
Permite valorar alcaloides poco básicos que no se pueden valorar en medio acuoso
No es aplicable a alcaloides complejos de peso molecular elevado
Gravimetríasdirectas
Alcaloides en general
Permiten valorar alcaloides de cualquier tipo sin importar su carácter más o menos básico o su peso molecular
Se precisa una cantidad de alcaloides elevada para que la pesada sea fiable.Durante los lavados del precipitado se producen pérdidas de producto.El precipitado contiene fácilmente impurezas.
MÉTODO APLICACIÓN VENTAJAS INCONVENIENTES
Gravimetrías por adición de agentes precipitantes
Alcaloides en general
Permiten valorar alcaloides que están en pequeña cantidad.No se producen pérdidas de producto durante los lavados del precipitado
El precipitado obtenido contiene impurezas.La composición del precipitado es variable según las condiciones en las que se obtiene
Colorimetría Ciertos alcaloides que presentan especies coloreadas
Elevada sensibilidad incluso con concentraciones muy bajas
Otras sustancias presentes puede crear interferencias
Espectrofotometría Aplicable a alcaloides que absorben a una longitud de onda determinada
Elevada sensibilidadPermite valorara ciertos alcaloides en presencia de otros
Otras sustancias presentes pueden crear interferencias
CONCLUSIONES
1. Los alcaloides son sustancias orgánicas nitrogenadas generalmente con característica básica y mayoritariamente de origen vegetal, tienen estructuras complejas lo que hace que ejerzan diferentes acciones fisiológicas.
2. En los vegetales los alcaloides proceden del metabolismo secundario y se originan a partir de aminoácidos terpenos y acetogeninas.
3. Los principales productores de alcaloides son generalmente los vegetales, encontrándose en mayor cantidad en las gimnospermas especialmente en las dicotiledóneas.
4. Los alcaloides están localizados en tejidos periféricos: corteza, raíces, hojas, frutos y semillas, cumpliendo diferentes funciones ya sean de defensa contra parásitos o insectos o productos de almacén de nitrógeno y excreción.
CONCLUSIONES
5. La mayoría de los alcaloides se nombran con la terminación “ina” y algunos de acuerdo a la especie, genero, nombre vulgar, descubridor, etc.
6. Las propiedades de los alcaloides es bastante variable esta depende de la presencia de oxígeno (sólidos cristalizables) o ausencia de la misma (líquidos), su solubilidad está en base a su forma libre (insoluble en agua, soluble en alcohol) o sal (soluble en agua, soluble en alcohol), presentan mayoritariamente una actividad óptica levógira.
7. La identificación de los alcaloides se determina mediante reacciones de precipitación, coloración y cristalización.
8. La valoración de los alcaloides se determina mediante métodos volumétricos, gravimétricos, ópticos y cromatográficos.
Muchas gracias…
Referencias Bibliográficas• Brunenton Jean. Farmacognosia: Fitoquímica Plantas Medicinales. 2da.
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http://www.nybg.org• Ilustraciones disponibles en URL: http://.es.wikipedia.org/wiki• http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/104528600/ABSTRAC
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