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

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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.

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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

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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

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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

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Clasificacin de los Alcaloides

Segn su origen biosinttico (Hegnauer)

Segn su precursor biogentico

Segn su estructura qumica o ncleo bsico

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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

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Alcaloides verdaderos

N

NO

HN

H3C

H3C

O

CH3

CH3

N

CH3

O

HIGRINA

FISOSTIGMINA

TRIPTFANO

ORNITINA

COCAINA

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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

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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

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Alcaloides y sus fuentes naturales

ALCALOIDES PIRROLIDINICOS

Erythroxylum coca(Erythroxylaceae)

COCA(Hojas)

N

CH3

O

N

O

N

H3C CH3

CUSCOHIGRINAHIGRINA

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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)

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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.

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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