alcaloides toxi

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ALCALOIDES PRESENTADO POR: KAREN MONTESINOS Y VICTOR JARAMILLO TOXICOLOGÍAa

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Page 1: Alcaloides toxi

ALCALOIDES

PRESENTADO POR: KAREN MONTESINOS Y VICTOR

JARAMILLO

TOXICOLOGÍAa

Page 2: Alcaloides toxi

AlcaloidesGENERALIDADES

PROPIEDADES

NOMENCLATURA

ORIGEN

DISTRIBUCION

PAPEL EN LOS VEGETALES

ESTRUCTURA QUIMICA

METODOS DE EXTRACCION

IDENTIFICACION Y CUANTIFICACION

Page 3: Alcaloides toxi

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.

Page 4: Alcaloides toxi

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 )

Page 5: Alcaloides toxi

PERU ANTIGUO

Relieve en templo de CHAVIN de Huantar

(1.200 a.C. - 200 a.C.)

San Pedro (Trichocereus pachanoi)

Page 6: Alcaloides toxi

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

Page 7: Alcaloides toxi

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

Page 8: Alcaloides toxi

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

Page 9: Alcaloides toxi

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)

Page 10: Alcaloides toxi

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

Page 11: Alcaloides toxi

O

O

CH3

CH3N

CH2

O

OCH3 CH3

Alcaloides verdaderos

Alcaloides imperfectos

Protoalcaloides

Pseudoalcaloides

Colchicinapapaverina

Page 12: Alcaloides toxi

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

Page 13: Alcaloides toxi

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

Page 14: Alcaloides toxi

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 .

Page 15: Alcaloides toxi

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

Page 16: Alcaloides toxi

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

Page 17: Alcaloides toxi

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)

Page 18: Alcaloides toxi

ORIGEN DE LOS ALCALOIDESORIGEN DE LOS ALCALOIDES

Aminoacidos y bases que dan origen a los alcaloides

Page 19: Alcaloides toxi
Page 20: Alcaloides toxi

Biosíntesis de los alcaloides aliciclicos:A continuación se muestra como ejemplo el esquema de la biosíntesis

de la cocaína:

L- ornitina

putrescina4-aminobutanal

Page 21: Alcaloides toxi

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

Page 22: Alcaloides toxi

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

Page 23: Alcaloides toxi

LOCALIZACION ORGANOGRAFICA

SEMILLAS

HOJAS

SEMILLAS DE CACAO

tabaco coca

Alcaloide: Teobromina Acción: Estimulante

Alcaloide: Nicotina Acción: estimulante

Alcaloide: Cocaína Acción: Anestésico local.

Page 24: Alcaloides toxi

LATEX

SUMIDADES

RIZOMAS

LOCALIZACION ORGANOGRAFICA

Látex de opio

Efedras

hidrastis

Alcaloide: Efedrina

Acción: estimulante, broncodilatador.

Alcaloide: Morfina Acción: analgésica

Alcaloide: Hidrastina

Acción: vasoconstrictor.

Page 25: Alcaloides toxi

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

Page 26: Alcaloides toxi

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

Page 27: Alcaloides toxi

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

Page 28: Alcaloides toxi

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

Page 29: Alcaloides toxi

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

Page 30: Alcaloides toxi

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

Page 31: Alcaloides toxi

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)

Page 32: Alcaloides toxi

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

Page 33: Alcaloides toxi

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

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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

Page 35: Alcaloides toxi

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

Page 36: Alcaloides toxi

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.

Page 37: Alcaloides toxi

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

Page 38: Alcaloides toxi

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.

Page 39: Alcaloides toxi

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.

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Muchas gracias…

Page 41: Alcaloides toxi

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/ABSTRACT