Alcaloides toxi

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Alcaloides toxi

  1. 1. TOXICOLOGÍA a ALCALOIDES PRESENTADO POR: KAREN MONTESINOS Y VICTOR JARAMILLO
  2. 2. Alcaloides GENERALIDADES PROPIEDADES NOMENCLATURA ORIGEN DISTRIBUCION PAPEL EN LOS VEGETALES ESTRUCTURA QUIMICA METODOS DE EXTRACCION IDENTIFICACION Y CUANTIFICACION
  3. 3. OBJETIVOS Definir el concepto de propiedades y nomenclatura. alcaloides, 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.
  4. 4. GENERALIDADES A través de la historia: MEXICO ANTIGUO Flor del Tabaco Sombrero de hongo Psylocibe aztecorum 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 )
  5. 5. PERU ANTIGUO Relieve en templo de CHAVIN de Huantar (1.200 a.C. - 200 a.C.) San Pedro (Trichocereus pachanoi)
  6. 6. 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
  7. 7. 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
  8. 8. 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
  9. 9. 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)
  10. 10. Características generales de los alcaloides Compuestos orgánicos Se forman a partir de aminoácidos Origen vegetal Sustancias nitrogenadas Carácter básico Contienen nitrógeno heterocíclico Estructura compleja Tóxicos Actividad fisiológica incluso a dosis muy bajas Precipitan con ciertos reactivos
  11. 11. Alcaloides verdaderos CH3 O CH3 O Protoalcaloides N CH2 O CH3 papaverina Pseudoalcaloides O CH3 Colchicina Alcaloides imperfectos
  12. 12. 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) N N CH3
  13. 13. SOLUBILIDAD Alcaloide Agua Alcohol Mezcla HA Disolvente orgánico apolar Base libre Insoluble Soluble Soluble Soluble Sal Soluble Soluble Soluble Insoluble Excepciones  Las bases xantinas y las sales de amonio cuaternaria son solubles en agua. Las sales del alcaloide reserpina son solubles en disolventes apolares.
  14. 14. MAS PROPIEDADES Tienen 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 .
  15. 15. NOMENCLATURA No existe una sistematización. Tienen una terminación en “-ina”. Son denominados siguiendo alguno de los criterios: 1.- De acuerdo a la especie que los contiene Ephedra sp Atropa belladona Efedrina Atropina
  16. 16. 2.- De acuerdo al nombre vulgar de la especie que produce. ergotamina N.V: Ergot de cornezuelo de centeno Claviceps Purpurea 3.- De acuerdo al género a partir del cual se ha obtenido CH3 O CH3 O N CH2 O CH3 Genero: Papaver Papaver somniferum O Papaverina CH3
  17. 17. 4.- De acuerdo a la actividad farmacológica. CH3O Actividad farmacológica: Emética OCH3 NH CH3O CH3 5.- Raramente algún investigador OCH3 N Emetina N CH3 N Nicotina Jean Nicot (embajador Francés que envió semillas de la planta del tabaco a Francia) Morfina ⇒Morfeo (Dios griego del sueño)
  18. 18. ORIGEN DE LOS ALCALOIDES ORIGEN DE LOS ALCALOIDES Aminoacidos y bases que dan origen a los alcaloides
  19. 19. Biosíntesis de los alcaloides aliciclicos: A continuación se muestra como ejemplo el esquema de la biosíntesis de la cocaína: putrescina 4-aminobutanal L- ornitina
  20. 20. DISTRIBUCIÓN DE LOS ALCALOIDES DISTRIBUCIÓN DE LOS ALCALOIDES Los principales productores de alcaloides son los vegetales En plantas: Unas 100 familias de Fanerógamas En Hongos: Solo en una ó dos familias Trichocereus pachanoi Amanita muscaria Catharanthus roseus También se consideran alcaloides ciertas sustancias procedentes de bacterias (Pseudomonas aeroginosa), insectos y otros animales (espongiarios, batracios) El sapo Bufo marinus acumula cantidades considerables de morfina en su piel Allopumiliotoxin 267A es un alcaloide que compone la secreción tóxica de este sapo tropical y demuestra una significante atividad cardiotóxica
  21. 21. DISTRIBUCION DE ALCALOIDES EN ESPECIES VEGETALES Inferiores Claviceps purpurea (alcaloides del cornezuelo de centeno) Gimnospermas: Ephedra sp. (alcaloide efedrina) V E G E T A L E S Fam. Amarillidáceas Superiores Amaryllis belladonna Monocotiledóneas Fam. Liliáceas Veratrum album Angiospermas Fam. Solanaceas Atropa belladona Fam. Papaveráceas Dicotiledóneas Papaver somniferum Fam. Rubiáceas Cinchona pubescens Fam. Apocináceas y otras Catharanthus roseus
  22. 22. LOCALIZACION ORGANOGRAFICA SEMILLAS DE CACAO SEMILLAS Alcaloide: Teobromina Acción: Estimulante HOJAS tabaco Alcaloide: Nicotina Acción: estimulante coca Alcaloide: Cocaína Acción: Anestésico local.
  23. 23. LOCALIZACION ORGANOGRAFICA RIZOMAS hidrastis Alcaloide: Hidrastina Acción: vasoconstrictor. SUMIDADES Efedras Alcaloide: Efedrina Acción: estimulante, broncodilatador. LATEX Látex de opio Alcaloide: Morfina Acción: analgésica
  24. 24. LOCALIZACION ORGANOGRAFICA FRUTOS Fruto de cicuta Alcaloide: Coniina Acción: venenoso RAIZ Raíz de ipecacauana Alcaloide: Emitina Acción: emetica CORTEZAS Corteza de quina Alcaloide: Quinina Acción: antimalarica
  25. 25. PAPEL EN LOS VEGETALES Productos secundarios del metabolismo de los vegetales Reguladores del crecimiento Sustancias de nitrogenada para la proteíca reserva síntesis Productos finales de reacciones de detoxificación en vegetales Función protectora frente a ataques de distintos predadores (parásitos o insectos)
  26. 26. ESTRUCTURA QUIMICA Los alcaloides son un grupo muy heterogéneo de compuestos con estructuras muy variadas y generalmente complejas. Todos contienen C, H y N. Ejemplo: Nicotina N CH3 N Algunos tienen oxígeno y pocos azufre (tiobinufaridina) Nicotina HO Morfina O N CH3 HO 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). cafeína CH3 O colchicina NH CO CH3 O CH3 OCH3 OCH3 O
  27. 27. METODOS DE EXTRACCION 1.Extracción de alcaloides con solvente orgánico apolar en medio alcalino DROGA SECA Y DESENGRASADA 1. Alcalinización 2. Extracción con solvente orgánicos apolar Soluciones de alcaloides bases + impurezas) Marco Ext. con sol. acid. dil Solución ácida (alcaloides sales) Solución orgánica 1.Alcalinización 2. Ext. con solvente orgánico no polar Fase acuosa alcalina (impurezas) Fase orgánica (alcaloides bases) Deshidratación evaporación en vacío Alcaloides totales (AT)
  28. 28. 2. Extracción de alcaloides con un solvente orgánico polar en medio neutro o débilmente ácido DROGA EN POLVO SECA Y DESENGRASADA 1. Maceración en alcohol al 70% 2. Concentración del macerado Solución acuosa (alcaloides sales) 1.Alcalinización 2. Ext. con solvente orgánico medianamente apolar Fase orgánica (alcaloides bases) Fase acuosa (alcalina) Ext. Con sol. acid. dil Ext. Con sol.acid. dil Fase acuosa (alcaloides sales) Fase orgánica (impurezas) 1.Alcalinización 2. Ext. con solvente orgánico inmiscible Fase orgánica (alcaloides bases) Fase acuosa alcalina (impurezas) Evaporación Alcaloides totales
  29. 29. EXTRACCIÓN DE LOS ALCALOIDES DEL OPIO OPIO (o alcaloides totales de la planta) Maceración en agua caliente Alcaloides sales (lactatos, sulfatos, meconatos) marco (NOSCAPINA) + CaCl2 Sales de calcio (lactatos, meconatos) y resinas solución clorhidrato de alcaloides Solución + NH4OH Mezcla de clorhidrato de morfina y codeína (sal Gregori) + H2O + NH4OH o NH4Cl MORFINA Solución Solución +KOH CODEINA NARCEINA PAPAVERINA Y TEBAINA Se separan por adición de acetato básico de plomo
  30. 30. 3.- Extracción con agua en medio ácido Droga + etanol+ácido ebullición 4.- Destilación por arrastre de vapor Aplicable a alcaloides volátiles, que son los que no tienen oxígeno (esparteína, nicotína). Solución alcohólica ácida evaporación Agua + muestra Residuo con los alcaloides en forma de sal Sol. ácida (fija alcaloide) (sal)
  31. 31. IDENTIFICACION DE ALCALOIDES 1. REACCIONES DE PRECIPITACION REACTIVO RESULTADO Reactivo de Mayer. (Sol. Acuosa de tetrayodomercuriato de potasio) Reactivo de Dragendorff. (tetrayodobismutato potásico) Nota Pueden dar Rx (+) con Dragendorff: Reactivo de Wagner. (Sol. Acuosa de yodo en yodato potásico) precipitado color blanco crema . Precipitado color anaranjado – marrón precipitado de color marrón. •Proteínas •α - Pironas •Cumarinas •Hidroxiflavonas •lignanos Reactivo de Sonnenschein precipitado color naranja.
  32. 32. 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 2. REACCIONES DE COLORACION REACTIVOS GENERALES ALCALOIDE + H2SO4 DESHIDRATACION ALCALOIDE+HNO3 OXIDACION ALCALOIDE+KMnO4 OXIDACION ALCALOIDE + K2Cr2O4 OXIDACION REACTIVOS ESPECIFICOS Reactivo de Vitali Morin Alcaloide tropánico + ácido nítrico, RESULTADO acetona y NaOH Coloración violeta Reactivo de Van Urk Alcaloide con núcleo ergolina (alcaloide RESULTADO del cornezuelo de centeno) Reactivo de Oberlin-Zeisel Alcaloide tropolonas (colchicina)+ FeCl3+ HCl Coloración azul
  33. 33. REACTIVOS ESPECIFICOS Sulfato de cerio y de amonio diferencia los indoles los dihidroindoles los b-anilinoacrilatos amarillo rojo 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
  34. 34. VALORACION DE LOS ALCALOIDES Métodos volumétricos 1. Volumetría de neutralización: 1.1 En medio acuoso - Valoración directas -Valoraciones por retroceso 1.2.En medio no acuoso 2.Volumetría bifásicas 3.Volumetrías de precipitación Métodos gravimétricos 1.Gravimetrías directas Métodos ópticos Métodos cromatográficos 1. Basados en 1.- Cromatografía de fenómenos de alta resolución: HPLC absorción: Colorimetría 2.Gravimetrías por adición de Espectrofotometría: agentes IR, UV Fluorimetría precipitantes Turbidimetría 2. Basados en fenómenos de dispersión: nefelometría 3. Basados en la rotación de la luz polarizada: polarimetría
  35. 35. PRINCIPALES APLICACIONES DE LOS MÉTODOS DE VALORACIÓN, VENTAJAS Y DESVENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS MÉTODOS MÁS UTILIZADOS. MÉTODO APLICACIÓN Volumetría de Alcaloides neutralización en general medio acuoso VENTAJAS INCONVENIENTES en Método rápido y sencillo. No permiten valorar Las sustancias neutras alcaloides que son no crean interferencias bases muy débiles No es aplicable a alcaloides complejos de peso moléculares elevado. Volumetría de Alcaloides con Permite valorar No es aplicable a neutralización en carácter básico muy alcaloides poco básicos alcaloides complejos de medio no acuoso débil que no se pueden peso molecular elevado valorar en medio acuoso Gravimetrías directas Alcaloides general en 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.
  36. 36. MÉTODO APLICACIÓN Colorimetría Ciertos alcaloides presentan especies coloreadas Espectrofotometría Aplicable a alcaloides que absorben a una longitud de onda determinada INCONVENIENTES Permiten valorar alcaloides que están en pequeña cantidad. No se producen pérdidas de producto durante los lavados del precipitado Gravimetrías por Alcaloides en adición de agentes general precipitantes VENTAJAS El precipitado obtenido contiene impurezas. La composición del precipitado es variable según las condiciones en las que se obtiene Elevada sensibilidad Otras sustancias que incluso con presentes puede concentraciones muy crear interferencias bajas Elevada sensibilidad Otras sustancias Permite valorara ciertos presentes pueden alcaloides en presencia crear interferencias de otros
  37. 37. 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.
  38. 38. 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.
  39. 39. Muchas gracias…
  40. 40. Referencias Bibliográficas • • • • • • • • • • • • Brunenton Jean. Farmacognosia: Fitoquímica Plantas Medicinales. 2da. Edición. Edit. Acribia S.A. Zaragoza-España.2001. Brossi, A. (Ed.) (1984‑1987). Alkaloids. Chemistry and Pharmacology, Vols. 23‑31. Orlando, Fla: Academic Press. Kuklinski. Farmacognosia. Edit. Omega S.A. Barcelona. España.2000 Lock Sing de Ugaz, Olga. Investigación Fitoquímica: Métodos en el estudio de productos naturales.1era edición. Edit. Fondo. LimaPerú.1988. Robinson T. “The organic constituents of Higher Plants” Editorial Cordus press, NorthAmherst, 1983 Rosazza, J.P.N. and M.W.Duffel “Metabolic Transformations of Alkaloids” in The Alkaloids, Arnold Brossi editor, 27, Editorial Academic Press, inc. 1986. Villar del Fresno. Farmacognosia General. Edit. Síntesis. Madrid.1999. John Mann, Chemical Aspects of Biosynthesis Edit. OUP Primer .United Kingdom W. C. Evans “Treese y Evans Farmacognosia” 13ª ed. , Ed. Interamericana -McGraw-Hill, 1991 Catharhantus roseus. New York Botanical Garden. Disponible en URL: http://www.nybg.org Ilustraciones disponibles en URL: http://.es.wikipedia.org/wiki http://www3.interscience.wiley.com/cgibin/abstract/104528600/ABSTRACT

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