Alcaloides

CONTENIDO

Generalidades 3 Incorporación del Nitrógeno 5 Función de los alcaloides en las plantas 6 Propiedades fisicoquímicas 7 Reconocimiento de los alcaloides 7 Extracción y aislamiento 8 Clasificación de los alcaloides 13 Biosíntesis de alcaloides 14 Métodos generales para determinar alcaloides 17 Alcaloides derivados de aminoácidos alifáticos 19 Alcaloides derivados de la ornitina 20 Alcaloides derivados de la lisina 30 Alcaloides derivados del ácido nicotínico 36 Alcaloides derivados de la fenilalanina y tirosina 38 Aminas simples o fenil etil aminas 39 Alcalóides Isoquinoleicos 40 Alcalóides Morfinanos 45 Aporfinoides 47 Métodos generales para determinar alcaloides derivados de fenilalanina y tirosina 55 Alcaloides derivados del triptofano (Alcaloides indólicos) 59 Triptaminas simples 60 Triptaminas complejas no isoprénicas 62 Triptaminas complejas isoprénicas 63 Alcaloides provenientes del triptofano que contienen el núcleo quinoleico 66 Métodos generales para determinar alcaloides derivados del triptofano 67 Alcaloides derivados del ácido antranílico 69 Alcaloides derivados de la histidina 69 Alcaloides derivados del metabolismo terpénico 70 Alcalóides sesquiterpénicos 70 Alcalóides diterpénicos 70 Alcalóides esteroidales 71 Alcaloides derivados de basas púricas 72 Glicósidos cianogénicos 75 Taller de alcaloides 78 Bibliografia 82

ALCALOIDES

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1. GENERALIDADES En el siglo XIX se lograron verdaderos adelantos en la farmacología, con el sucesivo aporte de remedios procedentes de plantas, este avance había sido precedido por los trabajos del sueco Carl Scheele, quien logró aislar los ácidos orgánicos de las plantas, y del joven boticario Friedrich Wilhelm Sertürner (1783-1841) que con sus audaces y llamativos experimentos descubrió en 1816 el principio activo más importante del opio de la amapola, la morfina cuyos cristales dieron lugar al “principium somnìferum”(que Gay- Lussac llamaría luego “morfina”, por el dios griego Morfeo) que Osler llamó “La medicina de Dios”, porque revolucionó la lucha contra el dolor; al igual que otros compuestos orgánicos obtenidos de las plantas, fue llamada “alcaloide”, término acuñado en 1818 por Wilhelm Meissner y se aplicó a los compuestos de origen vegetal con propiedades alcalinas, y que recuerdan la reacción de los minerales con carácter básico.

Dos farmacéuticos franceses aislaron un año más tarde otro alcaloide de la ipecacuana, la emetina. Fueron ellos Pierre Joseph Pelletier (1788-1842) y Joseph Caventou (1795- 1877), quienes siguiendo el ejemplo de Sertürner continuando los experimentos con alcaloides, posteriormente lograron aislar la estricnina y la brucina de la Nuez Vòmica, la colchicina, la cafeína y posteriormente la quinina –además de la cinconina-, de las que prepararon sales puras, hicieron los estudios clínicos y construyeron plantas para su aislamiento industrial.

La diversidad estructural y la variedad en la actividad biológica, de los alcaloides y los antibióticos, hacen de estos dos grupos, los más importantes entre las sustancias naturales de interés terapéutico.

Un gran número de medicamentos se han obtenido de plantas que contienen alcaloides, estos se han aislado principalmente en plantas superiores y se han encontrado en mas de 100 familias de Fanerógamas (aquellas plantas que se reproducen por semillas producidas en sus inflorescencias), en menor proporción en Criptógamas (Plantas que tienen sus órganos reproductores ocultos) del tipo licopodios, también en microorganismos (ergot) y animales como peces y ranas del género Phyllobates cuyos alcaloides constituyen algunas de las sustancias mas venenosas para el hombre[2]. Su actividad biológica a nivel del sistema nervioso, dio pie a las primeras investigaciones, siendo los alcaloides las primeras sustancias naturales estudiadas.

No existe una definición exacta para los alcaloides, pero se puede considerar como: “Un compuesto orgánico de origen natural (generalmente vegetal), nitrogenado (el nitrógeno se encuentra generalmente intracíclico), derivados generalmente de aminoácidos, de carácter mas o menos básico, de distribución restringida, con propiedades farmacológicas importantes a dosis bajas y que responden a reacciones comunes de precipitación”[1,2].

4 De acuerdo a las características de esta definición, algunos autores han dividido a los alcaloides en cuatro clases (ver figura 1) x Alcaloides verdaderos x Protoalcaloides x Pseudoalcaloides x Alcaloides imperfectos

Alcaloides Verdaderos cumplen estrictamente con las características de la definición de alcaloide: son formados a partir de aminoácidos, tienen siempre un nitrógeno intracíclico, son de carácter básico y existen en la naturaleza normalmente en estado de sal. Protoalcaloides son aminas simples con nitrógeno extracíclico, de carácter básico y son productos del metabolismo de los aminoácidos. Pseudoalcaloides presentan algunas de las características de la definición de alcaloide, pero no son derivados de aminoácidos. Alcaloides imperfectos son derivados de bases púricas, 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 alkil aminas de bajo peso molecular.

Acetil CoA Malonil CoA Proteinas

N2 Aminoácidos Mevalonato Policétidos

CO2

Aminoácidos

NH3

Isoprenoides aminados

Policétidos aminados

Aminas

Pseudoalcaloides

-CO2

-CO2

Aminoácidos modificados

Alcaloides imperfectos

No cíclicas

Cíclicas

Alcaloides verdaderos

Protoalcaloides

Figura 1: Aspectos biogenéticos para la clasificación de los alcaloides

En cuanto a su estado natural, los alcaloides son esencialmente sustancias presentes en todos los órganos de la planta, pueden encontrarse mayoritariamente en hojas (cocaina, nicotina, pilocarpina), en flores (escopolamina, atropina), en frutos (alcaloides del opio, peletiarina, coniina), en semilla (piperina, arecolina), en corteza (quinina, tubocurarina), en la raiz (emetina y cefalina).

5 A mediados del siglo XX se habian aislado unos 800 alcaloides y a finales del siglo debido a las nuevas tecnologías, ese número se incrementó a unas 7000 estructuras, los alcaloides se encuentran principalmente en las angioespermas

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