extracción de alcaloides

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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. 1

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Una breve introducción al estudio de los alcaloides en lo que se refiere a su extracción.Generalidades sobre los alcaloides, técnicas recomendadas, Ejemplos.

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Laboratorio de Principios ActivosIngeniera AgroindustrialEXTRACCIN DE ALCALOIDESI. GENERALIDADESEl trmino alcaloide (de lcali), fue propuesto por el farmacutico W. Meissner en 1819, se aplic a los compuestos de origen vegetal con propiedades alcalinas, este carcter bsico es debido a la presencia de nitrgeno amnico en su estructura.No existe una definicin exacta para el trmino alcaloides, pero se pueden considerar como compuestos orgnicos 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 txicos en piel ; bacteriano: la Pseudomona aeruginosa produce la Piocianina , hongos: el Psilocybe produce Psilocyna y Psilocybina, etc.), nitrogenados, derivados generalmente de aminocidos, ms o menos bsico, de distribucin restringida, con propiedades farmacolgicas importantes a dosis bajas (gran variedad de actividad sobre SNC y SNA) y que presentan gran diversidad estructural (Martnez 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): 1. Alcaloides Verdaderos: los cuales cumplen estrictamente con las caractersticas de la definicin de alcaloide: tienen siempre un nitrgeno heterocclico, son de carcter bsico y existen en la naturaleza normalmente en estado de sal, biolgicamente son formados a partir de aminocidos.2. Protoalcaloides: son aminas simples con nitrgeno extracclico, de carcter bsico y que son productos del metabolismo de los aminocidos.3. Pseudoalcaloides: presentan todas las caractersticas de la definicin de alcaloide pero no son derivados de aminocidos.4. Alcaloides imperfectos: se derivan de bases pricas y no precipitan con los reactivos especficos para alcaloides. No son alcaloides los aminocidos, las betalanas, los pptidos, los amino azcares, 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 funcin de su estructura (heterocclica y no heterocclica), actualmente existen varias formas de clasificarlos segn sus propiedades farmacolgicas, distribucin botnica o de acuerdo a su origen biosinttico (Martnez et al., 2008).Figura 2. Aspectos biogenticos para la clasificacin de los alcaloides.

La funcin de los alcaloides en las plantas es an no muy conocida, como ocurre con la mayora 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 stos no son vitales para los organismos vivientes. Sin embargo, por aos, es conocida la accin fisiolgica de muchos de ellos como los que se indican en la tabla 1. Tabla 1. Principales alcaloides en el comercio. Su accin fisiolgica.AlcaloidesAccin fisiolgica

AtropinaAntiespasmdica, estimulante, analgsico

CocanaEstimulante, anestsico local, sedante

CodenaAnalgsico, sedante, hipntico

EmetinaEmtico, expectorante, antipirtico, amebicida

EscopolaminaHipntico, sedante

EspartenaEstimulante cardiaco, diurtico

HiosciaminaHipntico, sedante cerebral, midritico

MorfinaNarctico, sedante hipntico, analgsico

QuininaTnico, emenagogo, antisptico, antipirtico

EfedrinaVasoconstrictor, asma, insuficiencia circulatoria

PapaverinaRelajante muscular

LobelinaExpectorante, emtico, estimulante respiratorio

ReserpinaControl de la presin alta de la sangre

TubocurarinaRelajante muscular

Fuente: Lock, 1994II. TCNICAS RECOMENDADASDebido a la gran diversidad de estructuras que pueden presentar los alcaloides, el tener como referencia la planta (familia y gnero) del cual ha sido aislado reduce el problema de identificacin a un nmero menor de posibilidades y clasifica al alcaloide dentro de un determinado tipo; la posterior aplicacin de pruebas de cromatografa de capa delgada en combinacin con reacciones especficas de coloracin hace posible en muchos casos la identificacin de un alcaloide conocido; esta asuncin puede ser comprobada y complementada con un registro UV e IR, con mediciones de rotacin especfica, de dispersin rotatoria ptica o de dicrosmo circular que permitiran confirma la estereoqumica.En el caso de desconocidos, son indispensables otros mtodos espectrales, como la RMN-1 H y de -13C y la EM. Debe remarcarse el hecho que la estructura de un desconocido, an la ms compleja, puede actualmente con la introduccin en los ltimos 40 aos de las diversas tcnicas espectroscpicas hacerse en un tiempo relativamente corto a diferencia de pocas pasadas donde las nicas herramientas disponibles eran los mtodos qumicos, y las estructuras eran determinadas completamente a travs de reacciones de formacin de derivados y de reacciones de degradacin (Lock, 1994).2.1. De extraccinLa extraccin y aislamiento se fundamentan en la diferencia de solubilidad que presentan los alcaloides segn se encuentren en forma de sal (sales de cidos orgnicos y combinaciones con otras sustancias solubles en solvente polares: agua, soluciones cidas e hidroalcohlicas) o de base (solubles en solventes orgnicos no polares: diclorometano, acetato de etilo), generalmente son incoloros, pero las conjugaciones en la molcula producen coloraciones que van desde el amarillo hasta el rojo, adems la mayora son slidos a temperatura ambiente, pero hay excepciones (la nicotina que es lquida) (Martnez et al., 2008).

La extraccin puede realizarse mediante mtodos generales como:1. Extraccin en medio alcalino: en donde una solucin alcalina desplaza los alcaloides de sus combinaciones salinas y las bases liberadas son solubilizadas en un solvente orgnico medianamente polar.2. Extraccin en medio cido: Extraccin de los alcaloides en forma de sales con agua acidulada, alcohol o solucin hidroalcohlica acidulada, seguido de una alcalinizacin y extraccin de los alcaloides base con un solvente orgnico no miscible (Martnez et al., 2008).Dada la importancia de los alcaloides se ha desarrollado diversos mtodos 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 aprovecha su carcter bsico para extraerlos de la planta que los contiene, siguiendo generalmente uno de los mtodos que sealamos a continuacin: Liberando antes los alcaloides: humedeciendo el material con soluciones diluidas de amoniaco o carbonato de sodio, secado al aire, y extrado con solventes orgnicos como cloroformo, diclorometano, ter etlico, ter isoproplico, acetato de etilo; el extracto orgnico se concentra y se trata con cido diluido formando las sales de los alcaloides; se alcaliniza este extracto cido y los alcaloides liberados se extraen con uno de los solventes inmiscibles sealados antes, teniendo as el extracto crudo de alcaloides. En este mtodo es algunas veces preferible desengrasar el material antes de inicial todo el proceso (Extraccin en medio alcalino) (Lock, 1994; Martnez, 2008).

Usando una solucin acuosa o alcohlica dbilmente cida (HCl 1N o H2SO4 1N, o de cidos actico o tartrico al 10%), el extracto es luego alcalinizado con amoniaco, hidrxido de calcio o carbonato de sodio y los alcaloides as liberados, extrados finalmente con solventes orgnicos como cloroformo, diclorometano, ter etlico, entre otros, obtenindose as el llamado extracto crudo de alcaloides (Extraccin en medio cido) (Lock, 1994; Martnez, 2008).

III. EJEMPLOS DE APLICACIN3.1. Alcaloides pirrolizidnicos de especies de Senecio (Extraccin en medio cido)El tratamiento que se seala a continuacin fue aplicado por separado a tres especies de Senecio (S. usgorensis Cuatr., S. dolichodoryius Cuatr. Y S. laricifolius).

Fuente: San Andrs et al., 2000.

Las partes areas secas se reflujaron con ter etlico:ter de petrleo: Alcohol metlico (1:1:1) y los extractos obtenidos se trataron con HCl 2N y cloroformo. A las fases acuosas concentradas se les agreg NH3 y los alcaloides se extrajeron con cloroformo; se separaron, otra vez, de la fase orgnica por agitacin con HCl 2N y se extraen finalmente con cloroformo, luego de la adicin de NH3 concentrado.3.2. Alcaloide oxindlico pentacclico de Uncaria guianensis, ua de gato o garabato coloradoLas 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 concentr, se extrajo con H2SO4 al 2% y se alcaliniz con NH3 hasta pH 11. El precipitado formado se separ y se trat con cloroformo; el extracto clorofrmico obtenido, de color amarillo verdoso, fue concentrado y el residuo recristalizado por varias veces en una mezcla de CHCl3:MeOH, obtenindose agujas cristalinas de punto de fusin 262-263C identificadas como mitrafilina, alcaloide oxindlico pentacclico.

Fuente: Wikipedia, 2007.IV. BIBLIOGRAFA1. Martnez, M.A., Valencia, P.G.A., Jimnez, U.N., Mesa, M., y Galeano J.E. (2008). Manual de Prcticas de Laboratorio de Farmacognosia y Fitoqumica. Universidad de Antioqua, Medelln, Colombia.2. Lock, O. (1994). Investigacin Fitoqumica-Mtodos en el estudio de productos naturales. Fondo Editorial de la Pontificia Universidad Catlica del Per. 3. Wikipedia-La enciclopedia libre. (2007). Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Uncaria_guianensis#mediaviewer/File:12138-Uncaria_guianensis-Cacuri.jpg4. San Andrs, M.I., Jurado, C.R., y Ballestoros M.E. (2000). Toxicologa animal originada por plantas (Flora silvestre espaola). Madrid, Espaa. Editorial Complutense, S.A.4