7. alcaloides 2013-2014

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Universidad Central de Venezuela Facultad de Farmacia Farmacognosia y Medicamentos Herbarios Profª Nery Margarita Pérez Ibáñez Año 2013-2014 Tema Nº 7. ALCALOIDES 1

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toxicologia

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  • Universidad Central de VenezuelaFacultad de Farmacia

    Farmacognosia y Medicamentos Herbarios

    Prof Nery Margarita Prez IbezAo 2013-2014

    Tema N 7. ALCALOIDES

    1

  • CONTENIDO1. Definicin2. Distribucin en la naturaleza3. Localizacin en la planta4. Funcin en la planta5. Propiedades fsico-qumicas6. Extraccin 7. Identificacin8. Separacin y Purificacin9. Valoracin10. Clasificacin11. Alcaloides y sus fuentes naturales

    2

  • Definicin de alcaloides Son compuestos nitrogenados

    Derivan biosintticamente de

    aminocidos

    Muchos son heterocclicos

    Muchos son bsicos o

    alcalinos, debido a un par de

    electrones desapareados en el

    nitrgeno

    Se encuentran

    fundamentalmente en plantas

    O

    N

    CH3HO

    H3CO

    MORFINA

    3

  • Distribucin de los alcaloides en la naturaleza

    Mayormente: Angiospermas (plantas vasculares) (10-15%)

    Rara vez o ausentes: Animales Bacterias

    Piocianina (Pseudomonas aeruginosas) Hongos

    Psilocina (Psilocibe mexicanum) Ergolinas (Claviceps purpurea)

    Algas Lquenes Musgos Pteridofitas (Lycopodiaceas y Equicetaceas) Gimnospermas (Taxus y Efedra)

    Sapos: bufotenina (5-OH-N,N-dimetiltriptamina, alucingeno)

    Zorrillos: metilquinolina Salamandras y cien pies: alcaloides quinolizidnicos Ranas del trpico: alcaloides esteroidales

    Bufo marinus

    4

  • Principales familias de las Angiospermas que contienen alcaloides

    MONOCOTILEDNEAS DICOTILEDNEAS

    AmaryllidaceaeLiliaceae

    ANNONACEAEAPOCYNACEAEFUMARIACEAELAURACEAE

    LOGANIACEAEMAGNOLIACEAE

    MENISPERMACEAEPAPAVERACEAE

    RANUNCULACEAERUBIACEAERUTACEAE

    SOLANACEAE

    5

  • Flores(Vinca)

    Semillas(Nuez vmica)

    Frutas(Cicuta)

    Hojas(Belladona)

    Corteza(Quina)

    Races(Ipecacuana)

    Localizacin de los alcaloides en la planta

    6

  • Funcin de los alcaloides en la planta No est claro todava Se presume que sirven:

    de transporte y almacenamiento de nitrgeno como sustancias protectoras de la planta contra el ataque de

    bacterias, virus, hongos y herbvoros

    7

  • Propiedades fisicoqumicas de los alcaloides

    Los alcaloides pueden existir como aminas primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias. La mayora deriva de aminas terciarias.

    La basicidad es muy variada, depende del par de electrones desapareados del nitrgeno. NH

    N

    NH

    Pirrol

    Pirrolidina

    Isoquinolina

    8

  • Propiedades fisicoqumicas de los alcaloides Generalmente son slidos cristalinos.

    Los alcaloides oxigenados son slidos.

    Los alcaloides no oxigenados son

    lquidos a temperatura ambiente

    (conina y nicotina).

    Por lo general son incoloros.

    Berberina (amarillo intenso)

    Un gran nmero son de sabor

    amargo(quinina y estricnina).

    Punto de fusin por debajo de 200C

    Masa molecular entre 100 y 900

    Mayora tienen actividad ptica (L y D)

    Berberina

    L-quinina D-quinidina

    ConinaNicotina

    9

    N

  • Propiedades fisicoqumicas de los alcaloides

    Generalmente se encuentra bajo la forma de sal de cidos orgnicos como el cido actico, oxlico, lctico, tartrico, mlico, ctrico y fumrico.

    Cuando se encuentra en forma de bases libres son solubles el solventes orgnicos lipoflicos (cloroformo, ter, etc).

    Forman sales complexas con el yodo y metales pesados como mercurio (Hg), bismuto (Bi), platino (Pt), etc.

    10

  • Extraccin de alcaloides

    EXTRACCIN EN MEDIO ALCALINO

    EXTRACCIN EN MEDIO CIDO

    11

  • 1. Mezclar con sol. de NH4OH, Na2CO3, etc.2. Particionar con CHCl3, Et20, etc.

    Droga vegetal pulverizada

    Residuo vegetal Extracto orgnico (Alcaloides, Lpidos, Pigmentos)

    1. Mezclar con una solucin de NH4OH, Na2CO3, etc.2. Extraer con CHCl3, Et20, etc.3. Filtrar

    1. Mezclar con una solucin HCl, H2SO4, etc.2. Separar

    Fraccin acuosa (sales de alcaloides)Fraccin orgnica

    Fraccin orgnica (alcaloides bajo la forma libre)

    Fraccin acuosa

    Evaporar

    Residuo seco (ALCALOIDES TOTALES)

    Extraccin de alcaloides en medio alcalino

    12

  • Droga vegetal pulverizada

    Residuo vegetal Extracto acuoso cido (sales de alcaloides)

    1. Macerar con solucin de HCl, H2SO4, etc.2. Filtrar

    Fase orgnica (alcaloides bajo la forma libre)

    Fase acuosa

    Evaporar

    Residuo seco (ALCALOIDES TOTALES)

    1. Mezclar con sol. NH4OH, Na2CO3, etc.

    2. Particionar con CHCl3, Et20, etc.

    Extraccin en medio cido

    13

  • Droga vegetal pulverizada

    Residuo vegetal Extracto hidroalcohlco cido (sales de alcaloides)

    1. Extraer con una solucin hidroalcohlica cida2. Filtrar

    Fraccin orgnica (alcaloides bajo la forma libre)

    Fraccin acuosa

    Evaporar

    Residuo seco (ALCALOIDES TOTALES)

    1. Mezclar con sol. NH4OH, Na2CO3, etc2. Particionar con CHCl3, Et20, etc

    Evaporar el alcohol

    Solucin acuosa cida (sales de alcaloides)

    Extraccin en medio cido

    14

  • Identificacin de AlcaloidesDROGA VEGETAL

    Residuo vegetal EXTRACTO ETANLICO

    Extracto seco

    Residuo SALES DE ALCALOIDES

    1. Extraccin (etanol)2. Filtracin

    1. Mezclar con cido diluido2. Filtracin

    Evaporacin

    REACCIONES DE PRECIPITACIN CROMATOGRAFIA CAPA FINA

    Identificacin

    15

  • Reactivos de identificacin de Alcaloides

    Tetrayodo bismutato de potasio (reactivo de Dragendorff), reacciona con aminas terciarias y produce un precipitado de color amarillo, naranja, rojo hasta marrn.

    Tetrayoduro mercuriato de potasio (reactivo de Mayer) produce un precipitado color crema.

    16

  • Reactivo de DragendorffEn medio ligeramente cido se forma un complejo insoluble naranja-amarillento de tetraiodobismutato de potasio a partir de bismuto (III) y el yoduro de potasio:

    Bi+3 + 4I- [BiI4]-

    Alcaloides (aminas terciarias) son protonadas con cido actico:

    NR3 + H+ HNR3+

    Con el anin tetraiodobismutato se forma un par inico que no es hidrolizable por su voluminosidad y precipita:

    HNR3+ + [BiI4]- [BiI4]-[HNR3]+

    BiI4

    H

    N

    O

    OH

    O

    H3C N

    O

    OH

    O

    H3C

    H

    N

    O

    OH

    O

    H3C

    H BiI4

    a. Reaccin de precipitacinb. CCF

    a b

    Atropina

    17

  • ALCALOIDES TOTALES

    CROMATOGRAFA CRISTALIZACIN Re-extracciones a pH y solventes inmiscibles

    HPLCpreparativa

    CCFpreparativa CC

    Gel de slice

    Resina de intercambio inico

    xido de aluminio

    Separacin y purificacin

    18

  • 1. Extraccin de los alcaloides (generalmente medio bsico)

    2. Valoracin de los alcaloides extrados Mtodos gravimtricos (pesada directa del residuo) Mtodos volumtricos

    Acidimetra directa Acidimetra indirecta (disolucin de los alcaloides totales en un

    exceso de cido valorado y valoracin de este exceso de cido por una base de ttulo conocido en presencia de un indicador coloreado)

    Mtodo espectrofotomtrico Mtodo fluoromtrico HPLC

    Cuantificacin de Alcaloides

    19

  • Clasificacin de los Alcaloides

    Segn su origen biosinttico (Hegnauer)

    Segn su precursor biogentico

    Segn su estructura qumica o ncleo bsico

    20

  • Clasificacin segn su origen biosinttico

    Alcaloides verdaderos Derivan de aminocidos El nitrgeno forma parte del anillo heterocclico

    Protoalcaloides Derivan de aminocidos El nitrgeno no forma parte del sistema heterocclico

    Pseudoalcaloides No derivan de aminocidos El nitrgeno forma parte del anillo heterocclico

    21

  • Alcaloides verdaderos

    N

    NO

    HN

    H3C

    H3C

    O

    CH3

    CH3

    N

    CH3

    O

    HIGRINA

    FISOSTIGMINA

    TRIPTFANO

    ORNITINA

    COCAINA

    22

  • Protoalcaloides

    NHCH3

    CH3

    OH

    H3CO

    H3CO

    OCH3

    OCH3

    O

    HN

    O

    COLCHICINAAntimittico

    Antiinflamatorio

    Colchicum autumnale(Liliaceae)

    COLCHICOMuy txico

    EFEDRINASimpaticomimtico

    Ephedra spp.

    FENILALANINA

    FENILALANINAL-TIROSINA

    23

  • NH

    Pseudoalcaloides

    R1N

    NR2

    N

    R3N

    O

    O

    XANTINAS (derivados de las purinas)

    Cafena: R1, R2, R3 = CH3Teofilina: R1, R2 = CH3, R3=HTeobromina: R1 = H, R2, R3 = CH3

    OCH3

    N OH

    O

    OCH3

    HO

    H3CO

    OH OCH3

    OCOCH3

    O

    N

    HOAconitina(Alcaloide terpnico)

    Solanidina(Alcaloide esteroidal)

    Conina(deriv. Acetato-polimalonato)

    24

  • Clasificacin segn el precursor biosinttico ALCALOIDES derivados de:

    L-Fenilalanina L-Tirosina L-Triptfano L-Ornitina L-Lisina L-Histidina cido nicotnico (vitamina B3, niacina) cido antranlico (cido o-amino-benzoico)Bases pricasMetabolismo terpnico

    25

  • Clasificacin segn su estructura qumicao ncleo bsico

    NH

    NH

    Pirrolidina Piridina-Pirrolidina

    Piridina-PiperidinaPiperidina

    N

    NH

    Tropano

    N

    NH

    NH

    QuinolinaN

    NH

    N

    NH

    Imidazol

    N

    N NH

    N

    Indol

    Purina

    N

    Isoquinolina

    26

  • Clasificacin segn su estructura qumicao ncleo bsico

    N

    NH

    NH

    N

    Isoquinolinas

    Bencilisoquinolinas

    Morfinanos Protoberberinas

    Isoquinolinas monoterpnicas

    Bisbencilisoquinolinas

    27

  • Relacin entre precursores y estructuras qumicas

    L-Ornitina Pirrolidina, tropano

    L-Fenilalanina, L-Tirosina Isoquinolina

    Histidina Imidazol

    cido nicotnico Piridina

    cido antranlico Quinolina

    Bases pricas Purina

    L-Lisina Piperidina

    L-Triptofano Indol

    Precursores biosintticos Estructuras qumicas

    28

  • Alcaloides y sus fuentes naturales

    ALCALOIDES PIRROLIDINICOS

    Erythroxylum coca(Erythroxylaceae)

    COCA(Hojas)

    N

    CH3

    O

    N

    O

    N

    H3C CH3

    CUSCOHIGRINAHIGRINA

    29

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    Alcaloides piperidnicos

    NH

    CONINABloqueante ganglionar y neuromuscular

    Muy txica

    Conium maculatum(Apiaceae)CICUTA(Frutos)

    La muerte de Scrate(1789)Jacques-Louis David

    30

  • Alcaloides piridina-pirrolidnicos

    N

    N

    R

    NICOTINA (R=CH3)Bloqueante ganglionar

    NORNICOTINA (R=H)Insecticida

    Nicotiana tabacum(Solanaceae)

    TABACO(Hojas)

    31

  • Alcaloides piridina-piperidnicos/pirrolidnicos

    N

    NH

    N

    NH

    Nicotiana tabacum(Solanaceae)

    TABACO(Hojas)

    ANABASINA NICOTIRINA

    32

  • Alcaloides tropnicos

    N

    O

    OH

    O

    H3C

    N

    O

    OH

    O

    H3C

    N

    O

    OH

    O

    H3C

    O

    ATROPINAParasimpticoltico (++)

    L-ESCOPOLAMINAParasimpticoltico (+)

    Depresor del SNC (++)

    L-HIOSCIAMINAParasimpticoltico (+++)

    Atropa belladonna (BELLADONA)Datura stramonium (DATURA)Hyoscyamus niger (BELEO)

    (Solanaceae)

    33

  • Alcaloides tropnicos

    NH3C O

    O

    O OCH3

    COCANAAnestsico local

    AlucingenoErytroxylum coca(Erytroxylaceae)

    COCA(Hojas)

    34

  • Alcaloides bencilisoquinolnicos

    N

    H3CO

    H3CO

    H3CO

    H3CO

    PAPAVERINAAntiespasmdico

    (Relajante de la musculatura lisa)

    Papaver somniferum(Papaveraceae)

    OPIO(Ltex)

    35

  • D-TUBO-CURARINARelajante del msculo esqueltico

    Chondodendron spp..(Menispermaceae)

    CURARE(Corteza)

    NCH3

    H3CO

    NOH

    OCH3

    H

    H

    OH

    O

    O

    H3C

    H3C

    Alcaloides bisbenciltetraisoquinolnicos

    36

  • NCH3

    O

    HO

    H3CO

    NCH3

    O

    HO

    HO

    MORFINAAnalgsicoNarctico

    CODENAAnalgsicoAntitsivo

    Papaver somniferum(Papaveraceae)

    OPIO(Ltex)

    Alcaloides morfinanos

    37

  • NOCH3

    OCH3

    O

    O

    BERBERINAAntiinflamatorio

    BactericidaAntimictico

    Berberis vulgaris(Berberiraceae)

    BERBIS(Corteza)

    Alcaloides protoberbernicos

    38

  • Coffea arabica (CAF) (Rubiaceae)Thea sinensis (TE) (Theaceae)

    Theobroma cacao (CHOCOLATE) (Sterculiaceae)

    R1N

    NR1

    N

    R1N

    O

    O

    XANTINAS:Cafena: R1, R2, R3 = CH3Teofilina: R1, R2 = CH3, R3=HTeobromina: R1 = H, R2, R3 = CH3

    CAFENA: estimulante del SNC, diurticoTEOFILINA: relajante del msculo liso, diurticoTEOBROMINA: relajante del msculo liso, diurtico

    Alcaloides derivados de las bases pricas

    39

  • Alcaloides quinolnicos

    N

    NHO

    H3CO

    N

    NHO

    H3CO

    D-QUINIDINADepresor cardaco

    L-QUININAAntimalrico

    Cinchona calisaya(Rubiaceae)

    QUINA(Corteza)

    40

  • Alcaloides imidazlicos

    H3CN

    N

    O

    OC2H5

    Pilocarpus jaborandi(Rutaceae)

    JABORANDI(Hojas)

    PILOCARPINAColinrgico

    Tratamiento de glaucoma

    41

  • Alcaloides indlicos simples

    NH

    OPO3H2

    N CH3H3C

    N

    NO

    HN

    H3C

    H3C

    O

    CH3

    CH3

    Physostigma venenosum(Fabaceae)

    HABAS DE CALABAR(Semillas)

    PISILOCIBINAAlucingeno

    Psilocybe mexicana(Mycophyta,

    Strophariaceae)HONGO

    FISOSTIGMINAInhibidor reversible de la colinesterasa

    42

  • Alcaloides indlicos (-carbolinas)

    NH

    N

    R NH

    N

    R

    Banisteriopsis caapi(Malpigiaceae)AYAHUASCA

    (Corteza)

    HARMANO (R=H)HARMOL (R=OH)

    HARMINA (R=OCH3) Alucingenos

    Inhibidores de la MAO

    HARMALOL (R=OH)HARMALINA (R=OCH3)

    AlucingenosInhibidores de la MAO

    43

  • Alcaloides indolmonoterpnicos

    H3COOC OCH3

    O

    O

    OCH3

    OCH3

    OCH3

    RESERPINA (R=OCH3)DESERPIDINA (R=H)

    AntihipertensivosTranquilizantes suaves

    Rauwolfia serpentina(Apocynaceae)RAUWOLFIA

    (Corteza)

    RESCINAMINAAntihipertensivo

    NH

    N

    H3COOC OCH3

    O

    O

    OCH3

    OCH3

    OCH3

    44

  • NN

    OO

    R1

    R2

    ESTRICNINA (R1 y R2=H)Estimulante de SNC

    MUY TXICO

    BRUCINA (R1 y R2=OCH3)Desnaturalizante de alcohol

    Menos txico

    Strychnos nux-vomica(Loganiaceae)

    NUEZ VMICA(Semilla)

    Alcaloides indolmonoterpnicos

    45

  • VINBLASTINA (R=CH3) (Hodgkin, sarcoma de Kaposi)

    VINCRISTINA (R=CHO) (Leucemia)

    AntimitticosAntitumorales

    Catharanthus roseus(Apocynaceae)

    VINCA(Partes areas)

    NH

    NR

    N

    H3COOC

    N

    OH

    H3CO OCOCH3

    COOCH3

    OH

    Alcaloides indolmonoterpnicos

    46

  • Alcaloides indolterpnicos

    Claviceps purpurea(HONGO)

    CORNEZUELO O ERGOT DEL CENTENO

    47

  • Alcaloides indolterpnicos

    Ergolinas

    CIDO LISRGICOAlucingeno

    DIETILAMIDA DELCIDO LISRGICO

    (LSD)Alucingeno potente

    N

    NH

    N

    OCH3

    N

    NH

    OH

    OCH3

    NH

    NO

    HN

    OH

    CH3

    Ergopeptinas

    ERGOMETRINAOxitcico

    48

  • HN

    NCH3

    O HN

    NO

    N

    O

    O

    HO

    R

    HN

    NCH3

    O HN

    NO

    N

    O

    O

    HO

    R

    ERGOTAMINA (R=CH2Ph) Vasoconstrictor cerebral

    ERGOCRISTINA (R=CH2Ph)-ERGOCRIPTINA (R=CH2CH(CH3)2)

    -ERGOCRIPTINA (R=CH(CH3)CH2CH3)Vasodilatadores perifricos

    Alcaloides indolterpnicos (ergopeptinas)

    49

  • Bibliografa Bruneton J. 2001. Farmacognosia. Fitoqumica Plantas

    Medicinales. Segunda Edicin. Editorial Acribia. Villar del Fresno A. 1999. Farmacognosia General. 1

    ed. Editorial Sntesis, S.A. Hnsel R. und Sticher O. 2010. Pharmakognosie-

    Phytopharmazie. 9. Auflage. Springer Verlag, Heidelberg.

    http://illumina-chemie.de/alkaloide-und-tertiaere-amine-t2358.html Nachweis von Alkaloiden und tertiren Aminen, consultada agosto 2014.

    50

    Universidad Central de VenezuelaFacultad de FarmaciaFarmacognosia y Medicamentos HerbariosCONTENIDODefinicin de alcaloidesDistribucin de los alcaloides en la naturalezaPrincipales familias de las Angiospermas que contienen alcaloidesLocalizacin de los alcaloides en la plantaFuncin de los alcaloides en la plantaPropiedades fisicoqumicas de los alcaloidesPropiedades fisicoqumicas de los alcaloidesPropiedades fisicoqumicas de los alcaloidesExtraccin de alcaloidesExtraccin de alcaloides en medio alcalinoExtraccin en medio cidoExtraccin en medio cidoIdentificacin de AlcaloidesReactivos de identificacin de AlcaloidesReactivo de DragendorffSeparacin y purificacinCuantificacin de AlcaloidesClasificacin de los AlcaloidesClasificacin segn su origen biosintticoAlcaloides verdaderosProtoalcaloidesPseudoalcaloidesClasificacin segn el precursor biosintticoClasificacin segn su estructura qumica o ncleo bsicoClasificacin segn su estructura qumica o ncleo bsicoRelacin entre precursores y estructuras qumicasAlcaloides y sus fuentes naturalesAlcaloides piperidnicosAlcaloides piridina-pirrolidnicosAlcaloides piridina-piperidnicos/pirrolidnicosAlcaloides tropnicosAlcaloides tropnicosAlcaloides bencilisoquinolnicosAlcaloides bisbenciltetraisoquinolnicosAlcaloides morfinanosAlcaloides protoberbernicosAlcaloides derivados de las bases pricasAlcaloides quinolnicosAlcaloides imidazlicosAlcaloides indlicos simplesAlcaloides indlicos (-carbolinas)Alcaloides indolmonoterpnicosAlcaloides indolmonoterpnicosAlcaloides indolmonoterpnicosAlcaloides indolterpnicosAlcaloides indolterpnicos Alcaloides indolterpnicos (ergopeptinas)Bibliografa