UNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD NACIONALMAYORMAYOR DE SAN MARCOSDE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIALFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

ALCALOIDESALCALOIDES

CURSOCURSO : : QUIMICA ORGANICAQUIMICA ORGANICA

PROFESORPROFESOR : : FRITZ CHOQUESILLO PEÑAFRITZ CHOQUESILLO PEÑA

TURNOTURNO :: VIERNES 2:00 - 4:00VIERNES 2:00 - 4:00

NOMBRENOMBRE ::

MARQUEZ LAURA EDGARMARQUEZ LAURA EDGAR 0617011606170116

INTRODUCCION

Las civilizaciones antiguas siempre emplearon extractos de raíces, cortezas, hojas, flores, frutillas o semillas como fármacos. Este empleo de las plantas con propósitos medicinales no estaba basado en la superstición ni en el azar. Muchas plantas contienen compuestos que tienen un profundo impacto fisiológico con dosis muy pequeñas. Los agentes activos en muchas de estas sustancias vegetales han sido aislados y se han descubierto que son heterocíclicos (anillo bencénico, molécula de 6 átomos de carbono y con un enlace doble en tres de ellos; de numerosas aplicaciones y abundante en la naturaleza entre los compuestos orgánicos, como alcoholes, disolventes, aromatizantes y otros) de nitrógeno.

Muchos de los compuestos de nitrógeno vegetales contienen átomos de nitrógeno básico y, por lo tanto, pueden ser extraídos mediante dilución ácida (se disuelven en ácido) de la planta en general. Esto compuestos son llamados Alcaloides, que significa "parecidos a un álcali/base".

Los alcaloides son muy usados en farmacología y en medicina (analgésicos, anestésicos, hipnóticos, cardiotónicos, hipotensores, tranquilizantes, alucinógenos, eméticos, etc.)

Todas las substancias enteógenas conocidas y usadas ya desde la prehistoria deben sus efectos embriagantes a los alcaloides que contienen.

La producción comercial de los alcaloides es en gran mayoría, extraídos directamente de plantas. El proceso de extracción comprende, en principio, una maceración en agua o alcohol y un proceso simple de filtrado, condensación y concentración.

Alcaloides típicos son la nicotina, morfina, codeína y la atropina.

ANTECEDENTES

El primer alcaloide aislado fue la morfina a partir del polvo de opio. Esto ocurrió en los inicios del siglo XIX (1805), y se debe a un farmacéutico alemán de apellido Sertürner. Es importante por cuanto marca el inicio de la etapa científica de la fitoterapia. Pero esto no quiere decir que con anterioridad a esta fecha los alcaloides no fueron utilizados. Al contrario, desde tiempos remotos el hombre

Ha utilizado alcaloides como pociones mágicas, medicamentos y venenos. Famosos son los ungüentos de las brujas de la Edad Media, compuestos por solanáceas tóxicas. En uno de los pasajes de Hamlet de Shakespeare, el espectro del Rey asesinado le cuenta a su hijo cómo fue envenenado por el tío del joven, mientras dormía la siesta, instilándole en la oreja zumo de beleño.

Sócrates, filósofo griego, prefirió morir antes de negar sus ideas y fue condenado a beber cicuta (planta con alcaloides).

Los indígenas de Colombia emplean los frutos y las hojas de Datura sanguínea para alcanzar efectos alucinógenos.

La miyaya (ochamico), Daturastramonium, fue una planta alucinógena, narcótica, muy importante entre los mapuches.

Al aislamiento de la morfina siguieron otros descubrimientos. Pelletier y Caventou, farmacéuticos franceses, aíslan una serie de compuestos activos: emetina (1817); estricnina (1818); brucina (1819) quinina (1820); cinconina (1820); cafeína por Runge.

Podemos deducir con estos datos que un gran número de ellos fueron aislados durante el siglo pasado, pero no se lograron muchos progresos en ese siglo en la determinación de las respectivas estructuras. Empezaron a elucidarse en el presente siglo y algunos alcaloides guardaron su secreto hasta hace unos pocos años.

El término alcaloide fue introducido por el farmacéutico alemán Meissner en 1818, para designar a la mayoría de las sustancias básicas de origen natural.

La definición acepta que los alcaloides son sustancias nitrogenadas. Pero no todas las sustancias nitrogenadas son alcaloides.

DEFINICION

Los alcaloides son compuestos nitrogenados de estructura compleja, cuya molécula esta compuesta por grupos atómicos que contienen nitrógeno y forman anillos cerrados. Los Alcaloides tienen carácter básico (comportan como bases frente a los ácidos, formando sales), es decir se parecen a los álcalis de donde deriva su nombre.

En algunos casos se extraen de animales, pero lo más general es que se obtengan de las plantas, en especial las pertenecientes a la familia de las solanáceas (tabaco, papa, belladona), papaveráceas (adormidera, amapola), papilionáceas (altramuces y retamos), ranunculáceas (acónitos) y rubiáceas (quina, café, ipecacuana).

Presentan notables propiedades fisiológicas y toxicológicas, que se ejercen fundamentalmente sobre el sistema nervioso central, con predominio en alguno de sus niveles.

Por estas razones pueden ser usados como fármacos. El uso prolongado de alguno de estos de estos compuestos produce en el hombre acostumbramiento, que constituyen verdaderas toxicomanías, con dependencia física y psíquica y un aumento de la tolerancia.

CLASIFICACION DE LOS ALCALOIDES

Su clasificación es compleja pudiéndose acometer desde distintos puntos de vista. En el momento actual parece ser la clasificación biogenética la de elección, es decir, según su origen o formación en el vegetal. Esta clasificación está bastante relacionada, en la mayoría de los casos, con la clasificación química que venía siendo la utilizada en tiempos anteriores.

Así, puesto que una gran parte de los alcaloides derivan de unos pocos aminoácidos, bien de cadenas abiertas o aromáticas, la clasificación puede realizarse de la siguiente forma:

I. Alcaloides derivados de ornitina y lisina: tropánicos, pirrolizidínicos, piperidínicos y quinolizidínicos.

II. Alcaloides derivados del ácido nicotínico.III. Alcaloides derivados de fenilalanina y tirosina: feniletilamínicos e

isoquinoleínicos.IV. Alcaloides derivados del triptófano: indólicos y quinoleínicos. V. Alcaloides derivados de la histidina: imidazólicos.VI. Alcaloides derivados del ácido antranílico.VII. Alcaloides derivados del metabolismo terpénico: diterpénicos y

esteroídicos.VIII. Otros alcaloides: bases xánticas.

A continuación detallaremos algunos de los alcaloides derivados:

Tropánicos

Son alcaloides que poseen una estructura bicíclica hidroxilada, esterificada con ácidos orgánicos, que se origina por la condensación de un anillo pirrolidínico y otro piperidínico, compartiendo dos átomos de carbono. El anillo piperidínico presenta una conformación en forma de silla. La disposición espacial del grupo alcohólico situado sobre el C3, determina la existencia de dos tipos de estructuras tropánicas: 3-α-hidroxitropano o tropanol (hiosciamina, atropina, escopolamina) y 3-β-hidroxitropano o pseudotropanol (cocaína, tropococaína).

Los ácidos orgánicos pueden ser alifáticos (butírico, angélico, tíglico, etc.) o aromáticos (trópico, apotrópico, truxílico).

Los alcaloides derivados del 3-α-tropanol son especialmente abundantes en la familia Solanaceae. De las plantas que contienen este tipo de alcaloides se mencionarán, puesto que prácticamente no se emplean como tales en la terapéutica, las solanáceas belladona, estramonio y beleño. Los derivados del 3-β-tropanol se encuentran en las Erythroxylaceae y en concreto en la hoja de coca, Erythroxylum coca Lam. var. coca y E. novogranatense de la que se conocen dos variedades. Estas hojas no se utilizan mas que en las zonas de origen (Perú, Ecuador, etc.), mascadas, para suprimir la sensación de fatiga y hambre o en forma de infusión “mate de coca”. La mayor parte de la producción se destina a la extracción de cocaína, para su comercio ilícito. La cocaína es un anestésico local que se utilizó en pequeñas intervenciones quirúrgicas pero que en la actualidad prácticamente no se emplea, solo en alguna formulación magistral. Sin embargo hay que destacar que fue el modelo para diversos anestésicos tópicos sintéticos.

Pirrolizidínicos

Los alcaloides pirrolizidínicos son sustancias muy tóxicas que carecen de aplicación a la terapéutica. Sin embargo es necesario conocer cuales son las plantas que contienen este tipo de alcaloides con objeto de limitar su empleo o en todo caso, establecer las dosis máximas toleradas. Los efectos tóxicos, más importantes para compuestos que poseen estructura de diéster macrocíclico, se manifiestan de forma

crónica, cursando con dolores abdominales, ascitis, pérdida de apetito, incremento considerable de los valores de transaminasas en sangre y hepatomegalia. Esta sintomatología es consecuencia de una oclusión importante del sistema venoso hepático que conduce a hepatonecrosis. Estos alcaloides también actúan como agentes mutágenos, teratógenos e inductores de tumores hepáticos. Se localizan en diferentes familias botánicas, especialmente Asteraceae y Boraginaceae. Algunas, como el tusílago o la consuelda, se utilizan como plantas medicinales en distintos preparados terapéuticos sin que esté demostrada claramente su eficacia. De las especies que contienen alcaloides pirrolizidínicos se mencionarán simplemente, como ejemplo, consuelda, tusílago y senecios, aunque dentro de este grupo también estarían por ejemplo eupatorio ( Eupatorium cannabinum L. Asteraceae) y borraja (Borago officinalis L. Boraginaceae).  

Quinolizidínicos

En este grupo se consideran una serie de compuestos que biogenéticamente derivan de la lisina y que poseen en su estructura simplemente una o dos quinolizidinas (estructura heterocíclica nitrogenada bicíclica) por lo que se diferencian de otras estructuras alcaloídicas en las que coexiste la quinolizidina con otra estructura nitrogenada diferente. Son especialmente abundantes en la familia Fabaceae, aunque también se han identificado en plantas de las familias Solanaceae, Berberidaceae, Ranunculaceae, Rubiceae y Quenopodiaceae.

Por lo general pueden considerarse como sustancias tóxicas (hepatotóxicas, neurotóxicas, teratógenas) con excepciones como es el caso de la esparteína, alcaloide volátil que aunque a altas dosis también es tóxico, figura en algunas farmacopeas por su acción sobre el corazón.

Alcaloides Derivados De Fenilalanina Y Tirosina

Un grupo importante de alcaloides es el procedente de aminoácidos aromáticos, fenilalanina y tirosina. Es un grupo muy amplio en el que se encuentran compuestos dotados de actividades farmacológicas de gran interés.

Se incluyen en este grupo los alcaloides feniletilamínicos, cuyo nitrógeno no forma parte de un heterociclo y son considerados por ello, por algunos autores, como protoalcaloides y no como verdaderos alcaloides. Podemos citar entre estos la efedrina de las sumidades de efedra, de la que hablaremos posteriormente o la mescalina del peyote, con propiedades alucinógenas.

Principalmente forman este grupo los alcaloides isoquinoleínicos, derivados químicamente de la isoquinoleína si bien, habitualmente se trata de compuestos 1,2,3,4-tetrahidroisoquinoleínicos, (este esqueleto de

la tetrahidroisoquinoleina se encuentra en numerosas especies vegetales con alcaloides) o aún mas frecuentemente de derivados de la benciltetrahidroisoquinoleina. Su biosíntesis tiene lugar a partir del aminoácido descarboxilado o de un homólogo, al que se une generalmente otro aminoácido desaminado o en contadas ocasiones, una unidad isoprénica.

Los alcaloides constituidos por tetrahidroisoquinoleínas sencillas, no son muy frecuentes y carecen de interés. Mucho más importantes son los alcaloides bencilisoquinoleínicos. Según su formación en el vegetal y su estructura química podemos subdividirlos en varios grupos, citando entre los más interesantes:

Bencilisoquinoleínicos Aporfínicos Morfinanos Protoberberinas Bisbencilisoquinoleínicos Fenetilisoquinoleínicos Isoquinolein-monoterpénicos.

Alcaloides Derivados Del Triptófano

Los alcaloides derivados del triptófano constituyen el grupo más numeroso de alcaloides. La mayor parte proceden de la triptamina, producto de la descarboxilación del triptófano, que se une en casi todos los casos a otras unidades como son las unidades acetato, mevalonato, secologanósido (aldehído monoterpénico) y otras. Podemos por tanto hablar de varios subgrupos dentro de los alcaloides indólicos de los que citaremos a continuación los principales:

a) Alcaloides simples, derivados normalmente de la triptamina. Aquí se incluirían por ejemplo los alcaloides alucinógenos del peyote como la psilocina.

b) Alcaloides derivados de la β-carbolina, biogenéticamente formado por condensación de un aldehído o cetoácido con la triptamina. Los alcaloides de algunas especies alucinógenas de la zona del Amazonas o los de la pasiflora, son de este tipo.

c) Alcaloides procedentes de la ciclación de la triptamina, como la eserina o fisostigmina del Haba del Calabar (Physostigma venenosum), inhibidor de la colinesterasa que en la actualidad prácticamente no se utiliza en terapéutica.

d) Alcaloides derivados de la ergolina, su estructura química corresponde a la unión de un indol con una quinoleína hidrogenada, aquí se encuentran los alcaloides del cornezuelo de centeno (Claviceps purpurea).

e) Alcaloides indolmonoterpénicos, proceden de la unión de la triptamina con el secologanósido. En este amplio grupo de compuestos se encuentran estructuras químicas muy diversas como la estricnina, alcaloide muy tóxico con actividad estimulante medular y procedente de la nuez vómica (Strychnos nux-vomica) o, la reserpina, alcaloide antihipertensivo aislado de la rauwolfia (Rauwolfia sp.).

f) Alcaloides quinoleínicos, biogenéticamente incluidos en el subgrupo anterior ya que su biosíntesis se realiza a partir del triptófano por unión al secologanósido vía estrictosidina pero químicamente su estructura deriva de la quinoleína.

Como ya se ha indicado, en el grupo de alcaloides indólicos se incluyen los principios activos de numerosas plantas medicinales. Sin embargo, debido a que en muchos casos su actividad farmacológica o toxicidad es muy potente (alcaloides de la vinca, alcaloides del cornezuelo de centeno, etc.), solo se emplean en fitoterapia algunas de ellas. Es el caso, por ejemplo, de pasiflora o de uña de gato o, en menor medida, de quina.

 

Alcaloides Derivados De La Histidina

La histidina es un aminoácido con un anillo pentagonal dinitrogenado del cual derivan los alcaloides imidazólicos. Estos alcaloides constituyen un grupo muy pequeño y de localización muy restringida en la naturaleza. Únicamente merece la pena citar en este grupo las hojas de jaborandi, Pilocarpus sp. perteneciente a la familia de las Rutaceae y de las que se extrae la pilocarpina, alcaloide con actividad parasimpaticomimética que se emplea principalmente en forma de colirio en el tratamiento del glaucoma.

  Alcaloides Terpénicos

Aunque algunos autores consideran que estos compuestos son pseudoalcaloides, para nosotros se trata de auténticos alcaloides. Se forman a partir del isopreno vía ácido mevalónico. Los más interesantes y que deben conocerse además por su toxicidad, son los formados por unión de cuatro unidades isoprénicas es decir, los diterpénicos. Pueden constar de 19 o de 20 átomos de carbono por lo que se habla de

norditerpenos o de diterpenos. Se encuentran principalmente en especies de la familia Ranunculaceae. Entre las plantas medicinales con este tipo de alcaloides citaremos la raíz de acónito.   Bases Púricas (Bases Xánticas)

Químicamente derivan del anillo de la purina formado por condensación de una pirimidina con un imidazol. Las bases púricas con mayor interés por su utilización en terapéutica son tres metilxantinas: 1,3,7-trimetilxantina, 1,3-dimetilxantina y 3,7-dimetilxantina, conocidas respectivamente como cafeína, teofilina y teobromina. Presentan características especiales como es su comportamiento como anfóteros o el hecho de ser solubles en agua caliente, por lo que para muchos autores no se trata de auténticos alcaloides.

Las metilxantinas tienen un efecto estimulante sobre el Sistema Nervioso Central, originando un aumento de la capacidad de alerta y pudiendo inducir a dosis elevadas nerviosismo, temblores e insomnio. Son broncodilatadoras, por relajación del músculo liso bronquial,

especialmente la teofilina. Sobre el corazón tienen efectos cronotrópicos e inotrópicos positivos y sobre los vasos producen por lo general dilatación, aunque pueden inducir vasoconstricción en el lecho vascular cerebral. Por otro lado, las metil xantinas presentan un ligero efecto

diurético consistente en un aumento de la filtración glomerular y una disminución de la reabsorción tubular.  

PROPIEDADES

Alcaloides no oxigenados

líquidos extraíbles por destilación, arrastre de vapor olor fuerte

Alcaloides oxigenados

sólidos cristalizables con punto de fusión definidos incoloros o blancos aunque puede haber coloreados sabor amargo poseen actividad óptica

El carácter básico se debe al par de electrones libres del N. Por su carácter básico son sensibles a la luz y el calor, se estabilizan con ácidos inorgánicos. En la naturaleza

se encuentran en forma de sales aunque también libres. En las plantas se consideraba que eran productos obtenidos durante la extracción y poco solubles en los disolventes típicos de extracción por su polaridad. Pueden sufrir isomerización (ácido lisérgico isolisérgico), racemización (hiosciamina...atropina). La solución es importante para la extracción, purificación y formulación. Son insolubles en agua, excepto las bases nitrógeno cuaternarias, bases xánticas, colchicina; son solubles en disolventes orgánicos cloroformo > etanol > metanol > acetato de etilo > éter > benceno > n-hexáno. En forma de sales son solubles en agua, a excepción de las sales de berberina e insolubles en disolventes orgánicos.

Los alcaloides tienen una serie de reacciones de precipitación en común, son moléculas complejas de alto peso molecular:

taninos reactivos ácidos de alto peso molecular (ácido fosfowolfrámico, ácido

fosfomolíbdico, ácido silicowolfrámico) reactivos iodados, formación de complejos con los metales

o reactivo de Marne o reactivo de Wagner o reactivo de Mayer o reactivo de Valser o reactivo de Dragendorf

En estas reacciones pueden darse falsos positivos por la presencia de proteínas, cumarinas, alfa benzopironas; así como falsos negativos porque algunos alcaloides forman complejos que no precipitan.

precipitados cristalinos

o tricloruro de oro o tribromuro de oro o cloruro mercúrico o teracloruro de platino o ácido pícrico o ácido picrolónico

Reacciones de color

Se usan como reactivos: ácido sulfúrico ácido nítrico ferrocianuro de potasio dicromato potásico permanganato potásico

Hay además reacciones específicas para un grupo determinado de alcaloides; los derivados del tropano (reacción de Vitali-marin); alcaloides derivados del indol (reacción de Van Urk).

Todas estas reacciones pueden usarse para la determinación de alcaloides en los extractos

NOMENCLATURA

Todos llevan la terminación INA. Los alcaloides se pueden nombrar de acuerdo al:

Vegetal del cual fueron aislados:

ATROPINA Atropa belladonaPAPAVERINA Papaver SomniferumCOLAINA Erythroxylon coca

Acción fisiológica:

EMETINA Efecto eméticoMORFINA Morfeo, sueño

Nombre del descubridor:

PELLETIERINA PelletierNICOTINA Nicot

ACCION FARMACOLOGICA DE LOS ALCALOIDES

Analgésico : MorfinaAntiespasmódico : Papaverina, AtropinaAntigotoso : ColchicinaEstimulante S.N.C. : CafeínaAnestésico Local : CocaínaRelajador Muscular : D TubocurarinaAntiarrítmico : QuinidinaEstimulante Uterino : CornezueloAntihipertensivo : ReserpinaAntimalarico : QuininaAntiamebiano : EmetinaAntitusivo : Noscapina

CONCLUSIONES

Los alcaloides son compuestos nitrogenados complejos que tienen la propiedad de formar sales con los ácidos y que actúan sobre el sistema nervioso, primero excitándolo y luego paralizándolo. Existen más de dos mil alcaloides reconocidos y todos se conservan bien en las plantas secas, siendo responsables de la toxicidad de ciertas plantas henificadas o de aquellas tisanas preparadas con hojas secas.

Los alcaloides son de sabor amargo y entre las principales plantas con alcaloides tenemos:

Nombre Vulgar Nombre Científico AlcaloideBerenjena cimarrona Solanum torvum SolaninaBerenjena de teta Solanum mammosum SolaninaCáliz Solandra grandiflora Solanina, atropina

Cardo santo Argemone mexicanaProtopina y berberina, que actúan sobre el sistema nervioso y es irritante.

Chamisco Datura stramonium Atropina, hioscianina y escopolanina.Cicuta Conium maculatum Coniina

Gloriosa Gloriosa superbaColchicina; su bulbo lleva a la muerte en pocas horas.

Higuereta Ricinus communis Ricina, purgante drástico.

Lino criollo Leucaena leucocephalaMimosina; es un poderoso abortivo, gastritis, muerte de embriones.

Maraquita Crotalaria retusaDicrotalina, quita el apetito y hace que los animales galopen sin rumbo; luego, de pronto, reduce el paso.

Palo de burro Andira inemisAndirina, la que causa delirio hasta la muerte.

Papa Solanum tuberosum Solanina, en fruto y tubérculos verdes.Peonía Abrus precatorius AbrinaQuibey Isotoma longiflora Isotomina, parálisis del corazón.Taquito Acacia ambigua

Violeta Melia azedarachAzaridina y margosina; atacan el sistema nervioso central; es narcótica y abortiva.