Tema 17ALCALOIDESALCALOIDES
GENERALIDADESGENERALIDADES
““Alcaloide”Alcaloide” principios del s XIX 1819 por W Meisner sustancias naturalesprincipios del s XIX 1819 por W Meisner sustancias naturalesAlcaloide Alcaloide principios del s.XIX, 1819 por W. Meisner , sustancias naturalesprincipios del s.XIX, 1819 por W. Meisner , sustancias naturalesque reaccionan como bases o álcalis .que reaccionan como bases o álcalis .
No definición sencilla no homogeneidad química bioquímica o E FarmacolNo definición sencilla no homogeneidad química bioquímica o E FarmacolNo definición sencilla, no homogeneidad química, bioquímica o E. Farmacol.No definición sencilla, no homogeneidad química, bioquímica o E. Farmacol.
Sustancias nitrogenadas, básicas de origen natural y de distribuciónSustancias nitrogenadas, básicas de origen natural y de distribuciónrestringidarestringidarestringidarestringida
Grupo heterogéneo de PA(química, bioquímica o farmacológicamente)deGrupo heterogéneo de PA(química, bioquímica o farmacológicamente)deorigen natural, que se encuentran en drogas principalmente Vegetales yorigen natural, que se encuentran en drogas principalmente Vegetales yg , q g p p g yg , q g p p g yanimales, de estructura compleja.animales, de estructura compleja.
Su estructura se encuentra formada : C, H ó N, forma parte de un anilloSu estructura se encuentra formada : C, H ó N, forma parte de un anillo, , p, , pheterocíclico, siendo casi todos oxigenados, con propiedades fisicoquímicasheterocíclico, siendo casi todos oxigenados, con propiedades fisicoquímicasBásicas y biosíntesis generalmente a partir de aa, con actividad farmacolóBásicas y biosíntesis generalmente a partir de aa, con actividad farmacoló--gica o toxicológica.gica o toxicológica.
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GENERALIDADESGENERALIDADES
Alcaloides Verdaderos
Protoalcaloides: aminas simples cuyo N no seencuentra en sistema heterocíclico,reacciónbá i d i d Ej/ t i libásica, deriva de aa. Ej/ serotonina, mescalina,Catinona....
Pseudoalcaloides: propiedades de alcaloides, no derivan de aa., isoprenoides= alcaloides terpénicosEj/ B esquitantina aconitina coniínaEj/ B-esquitantina, aconitina,coniína.....
Alcaloides. Características generales
• Características:– De origen natural y distribución restringida– Estructura química: al menos un átomo de q
nitrógeno– Biosíntesis a partir de aminoácidos
Fácil extracciónBiosíntesis a partir de aminoácidos
– Actividad farmacológica con bajas dosis
San Pedro
Alcaloides. Características generales
• EJEMPLOS de alcaloides y usos actuales en terapéutica
Alcaloides CaracterísticasAlcaloides. Características generalesgenerales
HISTORIA DESCUBRIMIENTOD i i i d l i l XIX f d• Derosne, a principios del siglo XIX fue capaz de semipurificar narcotina.
• Sertürner aisló e identificó la morfina• Sertürner, aisló e identificó la morfina• Entre 1817 y 1820, Pelletier y Caventou aislan una
enorme cantidad de alcaloides como la estricninaenorme cantidad de alcaloides, como la estricnina, emetina, brucina, piperina, cafeína, quinina, cinchonina y colchicina
• Estructura fue la coniina, en 1870. • Hasta 1940 se habían aislado unos 800 alcaloides.
Actualmente este número se eleva a más de 10000
Distribución
Monocotiledoneas Dicotiledoneas
A i
Lirio Gladiolo Rosa Cañamo BelladonaTabaco
Angiospermas
GimnospermasBufotoxinaEspermatofitas
Pino
Pteridofitas
Algas Hongos
Helechos
Briofitas Talofitasg g
MMusgo
DistribuciónDistribución
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DISTRIBUCIÓN Y ESTADO EN LA NATURALEZA
Distribución restringida a un cierto nº de familias y géneros
DISTRIBUCIÓN Y ESTADO EN LA NATURALEZA
g y g
La mayoría en dicotiledónes: Rutáceas, Loganiáceas, Apocináceas, Solanáceas,Rubiáceas, Magnoliáceas, Ranunculáceas, Menispermáceas,Rubiáceas, Magnoliáceas, Ranunculáceas, Menispermáceas,Annonáceas y Papaveráceas
Estructura sencilla en especies no relacionadas filogenéticamente (nicotina)Estructura sencilla en especies no relacionadas filogenéticamente (nicotina)
Estructura compleja: marcadores quimiotaxonómicos
Localización organográfica: bulbos(cólchico); raíces(ipecacuana); rizomas(hidrastiscortezas(quinas); sumidades(Efedra); hojas(Belladona); frutos(pimienta); y semillas(nuez vómica); bacterias(Pseudomonas aeroginosa);Hongos(cornezuelo del centeno....)
Localización histológica: tej. periféricos: tegumentos de semillas, capas externas dCortezas de tallos y raíces, epidermis y capas subepidérmicas de hojas etc........
Estado Natural: forma sales en el citoplasma celular(citratos, malatos, tartratos.
Propiedades y Localización• Semillas
– Cacao
• Hojas– Nicotina, Coca
• Rizomas– Hidrastis
• Sumidades– Efedrina
Propiedades y Localización
• LátexO i– Opio
• Frutos– Cicuta
• Raíz– Ipecacuana
• Corteza– Quina
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FUNCIONES EN EL VEGETALFUNCIONES EN EL VEGETAL
Factores reguladores del crecimiento
Sustancias de reserva nitrogenada para la síntesis proteica
Protectores finales de reacciones de destoxificación en vegetales
(metilación, condensación, ciclación, etc.)
Función protectora frente al ataque de depredadores, (sabor
amargo y toxicidad)
El 85-90% de los vegetales cumple su ciclo vital sin necesidad de
Producir alcaloides: (estado evolución intermedio, mutaciones genéticas..( , g
Tema 17
ALCALOIDESALCALOIDESPropiedades Fisicoquímicas
M l l í 100 900Masas moleculares que varían entre 100 y 900
N pertenece a un grupo amino → propiedades alcalinas → sales con ácidos
F ió i ñ d d t f Al h l é t f lFunción amina acompañada de otros grupos func. Alcohol,ésteres, fenoles...
+ función fenol → anfóteros= bases (función amina) o como ácidos (f.fenol)
Presencia de O:Presencia de O:
Oxigenados= sólidos y cristalizables, incoloros e inodoros, rara vez
coloreados (berberina= amarillo; sanguinaria = rojo)coloreados (berberina= amarillo; sanguinaria = rojo)
No oxigenados = líquidos, volátiles, olorosos y arrastrables en co-
rriente de vapor de agua (Conina, nicotina, esparteína...)salesrriente de vapor de agua (Conina, nicotina, esparteína...)sales
sólidas y fijas
% O baja y PM ↑ = estado líquido o cristalizan difícilmentej y q
(pilocarpina, peletierina, arecolina......
Tema 17
ALCALOIDESALCALOIDESPropiedades Fisicoquímicas
S b i id d i bl f d i bilid d l d d bSu basicidad es variable, es factor de inestabilidad, al estado de base y en
disolución son sensibles al calor, luz y O2. Permite formar sales con ácidos
i l ( l hid t lf t it t ) á i ( t t t lf tminerales (clorhidrato, sulfatos, nitratos) u orgánicos ( tartratos, sulfamatos,
maleatos). Sus sales son sólidas y fijas
Forman sales dobles con Hg Au Pt I y otros metales pesados ( ppt microcris )Forman sales dobles con Hg, Au, Pt, I y otros metales pesados ( ppt.microcris.)
Solubilidad Disolventesorgánicos
Solución acuosa
base solubles Insolubles
sal insolubles solublesPoder Rotatorio
Propiedad física interesante, para el control de su pureza. FormasL y D, forma L la + activa farmacológicamente
Propiedades y LocalizaciónPropiedades y LocalizaciónO
O
• Alcaloides oxigenados – Sólidos y cristalizables. N
MeOOMe
+
– Incoloros e inodoros– P.F: < 200 ºC.
Al l id i d
OMe
N
H
• Alcaloides no oxigenados– Volátiles y olorosos
N
NH NH2
Alcaloide Agua Alcohol HA OrgánicAlcaloide Agua Alcohol HA OrgánicSal Soluble Soluble Soluble InsolubleBase libre Insoluble Soluble Soluble Soluble
Tema 17
ALCALOIDESALCALOIDESNomenclatura
No existe una sistematización en la nomenclatura. Terminación INA
En función del género del que se han obtenido (papaverina, estricnina..)
En función de la especie productora: hiosciamina, psilocibina, yohimbina
En relación con el nombre vulgar de la droga: cicutina, quinina, mescalina
Si dos o más proceden de la misma droga: se añade un prefijo o sufijo al
nombre del alcaloide que es considerado como principal:
EJ/ lobelina, lobelanina pilocarpina,isopilocarpina
C f i ti id d f ló i ti fi tiCon referencia a su actividad farmacológica: narcotina, morfina, emetina
Con referencia a algún investigador: peletierina = Oelletier
NOMENCLATURA
• Nombre vulgar– Ergotamina
Claviceps purpurea
Ergotamina
– Ergotamina
• Género o especiePapaver somniferum– Papaver somniferum
• Actividad farmacológicaMorfina
papaverina
– Morfina
• DescubrimientoJean Nicot– Jean Nicot
i inicotina
Métodos de identificación
• Reactivos de precipitación:– Reactivos iodados
• Bouchardat o Wagner (solución acuosa de yodo en iodato potásico)iodato potásico)
• Mayer-Valser (solución acuosa de tetra-yodomercuriato potásico) y p )
• Dragendorff (iodato de bismuto y potasio)
Tema 17ALCALOIDESALCALOIDES
Métodos de IdentificaciónMétodos de Identificación
Reactivos de Precipitación:
Reactivos Yodados
Precipitan los alcaloides en soluciones acuosas acuosas ácidas bajo la formaPrecipitan los alcaloides en soluciones acuosas acuosas ácidas, bajo la formade poliiodatos complejos:
Bouchardat (Wagner): I2 + KIBouchardat (Wagner): I2 + KIMayer-Valser: KI + HgCl2Deagendorff: KI + Subnitrato de Bi
Reactivos formados por poliácidos minerales complejos:
Ppt Los alcaloides en medio ácido o neutro en forma de compuestos amorfos oPpt. Los alcaloides en medio ácido o neutro en forma de compuestos amorfos oCristalinos:
Bertrand: ácido salicílico-wolfrámicoScheibler: ácido fosfo-wolfrámicoScheibler: ácido fosfo wolfrámicoSonnenschein: ácido fosfo-molíbdico
Tema 17ALCALOIDESALCALOIDESMétodos de Identificación
Reactivos de Precipitación:
R i á i i dReactivos orgánicos nitrados
Forman precipitados cristalinos, en medio ácido o neutro, que se descomponenápor los álcalis
Ácido pícrico: 2,4,6-trinitro-1-fenolEstífnico: 2,4,6-trinitro-1,3-difenolD i d b é i ft lé i t é iDerivados bencénicos, naftalénicos y antracénicos
Reacciones de Coloración: identificar y dosificar alcaloides (ác. mineral.)
Resactivo de Frohde: H2SO4 + molibdato amónicoReactivo de Wasicky: p-dimetil-aminobenzaldehídoy p
Determinación de la EstructuraEspectroscopía UV, IR, MasasRMN d tó C13RMN de protón, C13, Rayos XDiscroismo circular óptico
Función en el vegetal• Metabolitos secundarios
– Reguladores crecimientog– Defensa
Biogénesis
AminoácidosAminoácidosLisina, fenilalanina, triptófano ornitina etctriptófano, ornitina, etc.Acetatos o mevalonatos
Tema 17 ALCALOIDESALCALOIDESCLASIFICACIÓNBotánicoP. FarmacológicasNaturaleza estructural(O i bi i téti )(Origen biosintético)
1. Alcaloides derivados de la Ornitina y Lisina
T á iTropánicosPirrolicidínicosPiperidínicosQuinolicidínicosQuinolicidínicos
2. Alcaloides derivados de la Fenilalanina y de la TirosinaFeniletilamínicosIsoquinoleínicos
3. Alcaloides derivados del TriptófanoóIndólicos
Quinoleínicos
4. Alcaloides de Origen Diverso4. Alcaloides de Origen DiversoDerivados de Histidina:(Imidazólicos)Derivados metabolismo terpénico (alcaloides diterpénicos y esteroídicos)
5 Ot Al l id5. Otros AlcaloidesBases Xánticas
Tema 17 ALCALOIDESALCALOIDESEXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN
Preparación del material vegetal: alcaloides forman salesSe encuentran combinados (taninos): Descomposición previa con OH alcalinos, NH3
Los métodos de extracción Característica FQ
a) Solubilidadb) Estado físico: sólidos (fijos); líquidos(volátiles)
Extracción de Alcaloides sólidos y líquidost acc ó de ca o des só dos y qu dos
Medio ácido: Se agota la droga pulverizada por el agua o alcohol acidulados, mediantemaceración, percolación, digestión o decocción.
Medio básico: Se macera la droga con una sol. Acuosa de una base mineral: se trataCon un disolvente orgánico
Extracción mixta: Se trata el polvo con ácido diluído que forma sales muy solubles enExtracción mixta: Se trata el polvo con ácido diluído que forma sales muy solubles enel agua; se alcaliniza inmediatamente el medio en presencia del polvo y se agota porLos disolventes orgánicos
ó d l l d lá lExtracción de Alcaloides volátiles
Destilación en corriente de vapor de agua, en medio alcalinizado por una base fija.
Extracción y purificaciónExtracción y purificación• Extracción H+Extracción
– Estado• Base insol ble en ag a
NH2N
H
• Base insoluble en agua• Sal soluble en agua
Mé d ólid lí idOH-
– Métodos para sólidos y líquidos• Extracción en medio ácido
NH2
NH
• Extracción en medio básico• Extracción mixta
– Métodos para volátiles• Arrastre en corriente de vapor
Tema 17 ALCALOIDESALCALOIDESEXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN
Purificación
1.- Cambio de disolvente
Paso de polar(agua) a apolar(d.org.) Extracción medio ácidoCambio de fase apolar a polar Extracción medio básicoCambio de fase apolar a polar. Extracción medio básico
2.- Resinas cambiadoras de iones3.- Cromatografía en Columnag4.- Cromatografía en Capa Fina5.- Cromatografía líquida de Alta Eficacia (HPLC)
Valoración
GravimetríaVolumetríaColorimetríaE t f t t íEspectrofotometríaCromatografía (CP, CCF, CG, HPLC)
Extracción y purificacióny p
• PurificaciónPurificación– Cambios de disolvente
Mét d t áfi– Métodos cromatográficos• Cromatografía en capa fina (CCF) • Cromatografía en columna (CC)• Cromatografía líquida de alta resolución o HPLC
• Valoración– EspectrofotometríaEspectrofotometría– HPLC
Tema 17 ALCALOIDESALCALOIDESIMPORTANCIA FARMACOGNÓSTICA
Sistema Nervioso Central Estimulantes (cafeína, estriccina...Depresores (morfina......Alucinógenos (psilocina harmalina a indól
Sistema Nervioso Vegetativo
Alucinógenos (psilocina, harmalina,a.indól.
Estimulantes o bloqueantes del simpáticoEstimulantes o bloqueantes del parasimpático
-Antifibrilantes-Espasmolíticos-Bloqueantes neuromusculares-Antimalárico-Antineoplásicos
Interés ToxicológicoEfectos hepatotóxicos y cancerígenosEfectos alucinógenosg
Herramienta en Investigación Farmacológica