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Laboratorio de Principios Activos Ingeniería Agroindustrial

EXTRACCIÓN DE ALCALOIDES

I. GENERALIDADES

El término alcaloide (de álcali), fue propuesto por el farmacéutico W. Meissner en 1819, se aplicó a los compuestos de origen vegetal con propiedades alcalinas, este carácter básico es debido a la presencia de nitrógeno amínico en su estructura.

No existe una definición exacta para el término alcaloides, pero se pueden considerar como compuestos orgánicos de origen natural (vegetal: familias Lauraceae, Ranunculaceae, Magnoliaceae, Annonaceae, Menispermacea e, Papaveraceae, Fumariaceae, Rutaceae, Apocynaceaae, Loganiaceae, Solanaceae ,Rubiaceae ; animal: ranas de la familia Mantellidae quienes presentan alcaloides tóxicos en piel ; bacteriano: la Pseudomona aeruginosa produce la Piocianina , hongos: el Psilocybe produce Psilocyna y Psilocybina, etc.), nitrogenados, derivados generalmente de aminoácidos, más o menos básico, de distribución restringida, con propiedades farmacológicas importantes a dosis bajas (gran variedad de actividad sobre SNC y SNA) y que presentan gran diversidad estructural (Martínez et al., 2008).

Figura 1. Algunos ejemplos de variabilidad estructural de los alcaloides.

Para su estudio, algunos autores dividen los alcaloides en cuatro clases (figura 2):

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1. Alcaloides Verdaderos: los cuales cumplen estrictamente con las características de la definición de alcaloide: tienen siempre un nitrógeno heterocíclico, son de carácter básico y existen en la naturaleza normalmente en estado de sal, biológicamente son formados a partir de aminoácidos.

2. Protoalcaloides: son aminas simples con nitrógeno extracíclico, de carácter básico y que son productos del metabolismo de los aminoácidos.

3. Pseudoalcaloides: presentan todas las características de la definición de alcaloide pero no son derivados de aminoácidos.

4. Alcaloides imperfectos: se derivan de bases púricas y no precipitan con los reactivos específicos para alcaloides. No son alcaloides los aminoácidos, las betalaínas, los péptidos, los amino azúcares, las vitaminas nitrogenadas, las porfirinas, algunas bases como la tiamina ampliamente distribuida en los seres vivos y los alquilaminas de bajo peso molecular.

Los alcaloides se han clasificado en función de su estructura (heterocíclica y no heterocíclica), actualmente existen varias formas de clasificarlos según sus propiedades farmacológicas, distribución botánica o de acuerdo a su origen biosintético (Martínez et al., 2008).

Figura 2. Aspectos biogenéticos para la clasificación de los alcaloides.

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La función de los alcaloides en las plantas es aún no muy conocida, como ocurre con la mayoría de los productos naturales, aunque se reporta que algunos intervienen como reguladores del crecimiento, o como repelentes o atractores de insectos; el hecho que aproximadamente el 80% de las plantas no contienen alcaloides hace suponer que éstos no son vitales para los organismos vivientes. Sin embargo, por años, es conocida la acción fisiológica de muchos de ellos como los que se indican en la tabla 1.

Tabla 1. Principales alcaloides en el comercio. Su acción fisiológica.

Alcaloides Acción fisiológica

Atropina Antiespasmódica, estimulante, analgésico

Cocaína Estimulante, anestésico local, sedante

Codeína Analgésico, sedante, hipnótico

Emetina Emético, expectorante, antipirético, amebicida

Escopolamin

a

Hipnótico, sedante

Esparteína Estimulante cardiaco, diurético

Hiosciamina Hipnótico, sedante cerebral, midriático

Morfina Narcótico, sedante hipnótico, analgésico

Quinina Tónico, emenagogo, antiséptico, antipirético

Efedrina Vasoconstrictor, asma, insuficiencia circulatoria

Papaverina Relajante muscular

Lobelina Expectorante, emético, estimulante respiratorio

Reserpina Control de la presión alta de la sangre

Tubocurarina Relajante muscular

Fuente: Lock, 1994

II. TÉCNICAS RECOMENDADAS

Debido a la gran diversidad de estructuras que pueden presentar los alcaloides, el tener como referencia la planta (familia y género) del cual ha sido aislado reduce el problema de identificación a un número menor de posibilidades y clasifica al alcaloide dentro de un determinado tipo; la posterior aplicación de pruebas de cromatografía de capa delgada en combinación con reacciones específicas de coloración hace posible en muchos casos la identificación de un alcaloide

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conocido; esta asunción puede ser comprobada y complementada con un registro UV e IR, con mediciones de rotación específica, de dispersión rotatoria óptica o de dicroísmo circular que permitirían confirma la estereoquímica.

En el caso de desconocidos, son indispensables otros métodos espectrales, como la RMN-1 H y de -13C y la EM. Debe remarcarse el hecho que la estructura de un desconocido, aún la más compleja, puede actualmente con la introducción en los últimos 40 años de las diversas técnicas espectroscópicas hacerse en un tiempo relativamente corto a diferencia de épocas pasadas donde las únicas herramientas disponibles eran los métodos químicos, y las estructuras eran determinadas completamente a través de reacciones de formación de derivados y de reacciones de degradación (Lock, 1994).

II.1. De extracción

La extracción y aislamiento se fundamentan en la diferencia de solubilidad que presentan los alcaloides según se encuentren en forma de sal (sales de ácidos orgánicos y combinaciones con otras sustancias solubles en solvente polares: agua, soluciones ácidas e hidroalcohólicas) o de base (solubles en solventes orgánicos no polares: diclorometano, acetato de etilo), generalmente son incoloros, pero las conjugaciones en la molécula producen coloraciones que van desde el amarillo hasta el rojo, además la mayoría son sólidos a temperatura ambiente, pero hay excepciones (la nicotina que es líquida) (Martínez et al., 2008).

La extracción puede realizarse mediante métodos generales como:

1. Extracción en medio alcalino: en donde una solución alcalina desplaza los alcaloides de sus combinaciones salinas y las bases liberadas son solubilizadas en un solvente orgánico medianamente polar.

2. Extracción en medio ácido: Extracción de los alcaloides en forma de sales con agua acidulada, alcohol o solución hidroalcohólica acidulada, seguido de una alcalinización y extracción de los alcaloides base con un solvente orgánico no miscible (Martínez et al., 2008).

Dada la importancia de los alcaloides se ha desarrollado diversos métodos para obtenerlos, resultando muchos muy particulares, lo cual no sorprende por la enorme variedad de estructuras que los caracteriza, y el amplio rango de solubilidad y de otras propiedades que presentan; sin embargo, en todos ellos se

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aprovecha su carácter básico para extraerlos de la planta que los contiene, siguiendo generalmente uno de los métodos que señalamos a continuación:

Liberando antes los alcaloides: humedeciendo el material con soluciones diluidas de amoniaco o carbonato de sodio, secado al aire, y extraído con solventes orgánicos como cloroformo, diclorometano, éter etílico, éter isopropílico, acetato de etilo; el extracto orgánico se concentra y se trata con ácido diluido formando las sales de los alcaloides; se alcaliniza este extracto ácido y los alcaloides liberados se extraen con uno de los solventes inmiscibles señalados antes, teniendo así el “extracto crudo de alcaloides”. En este método es algunas veces preferible desengrasar el material antes de inicial todo el proceso (Extracción en medio alcalino) (Lock, 1994; Martínez, 2008).

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Usando una solución acuosa o alcohólica débilmente ácida (HCl 1N o H2SO4 1N, o de ácidos acético o tartárico al 10%), el extracto es luego alcalinizado con amoniaco, hidróxido de calcio o carbonato de sodio y los alcaloides así liberados, extraídos finalmente con solventes orgánicos como cloroformo, diclorometano, éter etílico, entre otros, obteniéndose así el llamado “extracto crudo de alcaloides” (Extracción en medio ácido) (Lock, 1994; Martínez, 2008).

III. EJEMPLOS DE APLICACIÓNIII.1. Alcaloides pirrolizidínicos de especies de Senecio (Extracción en

medio ácido)

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El tratamiento que se señala a continuación fue aplicado por separado a tres especies de Senecio (S. usgorensis Cuatr., S. dolichodoryius Cuatr. Y S. laricifolius).

Fuente: San Andrés et al., 2000.

Las partes aéreas secas se reflujaron con Éter etílico:Éter de petróleo: Alcohol metílico (1:1:1) y los extractos obtenidos se trataron con HCl 2N y cloroformo. A las fases acuosas concentradas se les agregó NH3 y los alcaloides se extrajeron con cloroformo; se separaron, otra vez, de la fase orgánica por agitación con HCl 2N y se extraen finalmente con cloroformo, luego de la adición de NH3

concentrado.

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III.2. Alcaloide oxindólico pentacíclico de Uncaria guianensis, “uña de gato” o “garabato colorado”

Las hojas secas y molidas de U. guianensis fueron desengrasadas con benceno, luego humedecidas con NH3 al 10% (72 horas), y finalmente maceradas con acetato de etilo (72 horas).

El extracto acetato de etilo se concentró, se extrajo con H2SO4 al 2% y se alcalinizó con NH3 hasta pH 11. El precipitado formado se separó y se trató con cloroformo; el extracto clorofórmico obtenido, de color amarillo verdoso, fue concentrado y el residuo recristalizado por varias veces en una mezcla de CHCl3:MeOH, obteniéndose agujas cristalinas de punto de fusión 262-263°C identificadas como mitrafilina, alcaloide oxindólico pentacíclico.

Fuente: Wikipedia, 2007.

IV. BIBLIOGRAFÍA1. Martínez, M.A., Valencia, P.G.A., Jiménez, U.N., Mesa, M., y Galeano J.E.

(2008). Manual de Prácticas de Laboratorio de Farmacognosia y Fitoquímica. Universidad de Antioquía, Medellín, Colombia.

2. Lock, O. (1994). Investigación Fitoquímica-Métodos en el estudio de productos naturales. Fondo Editorial de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

3. Wikipedia-La enciclopedia libre. (2007). Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Uncaria_guianensis#mediaviewer/File:12138-Uncaria_guianensis-Cacuri.jpg

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4. San Andrés, M.I., Jurado, C.R., y Ballestoros M.E. (2000). Toxicología animal originada por plantas (Flora silvestre española). Madrid, España. Editorial Complutense, S.A.

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