Metabolismo Vegetal e Alcaloides

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O que é Metabolismo Vegetal? 
É o conjunto de reações 
químicas que ocorrem de 
forma contínua nas 
células vegetais. 
Compostos químicos formados = metabólitos 
Reações 
enzimáticas 
envolvidas: 
anabólicas catabólicas 
de 
biotransformação 
Essas reações visam, primariamente, 
ao aproveitamento de nutrientes para 
satisfazer as exigências fundamentais 
da célula. 
Metabolismo Primário (1) 
• Responsável pelo crescimento e desenvolvimento do 
vegetal (funções essenciais). 
 
• Produz moléculas de estruturas simples e de alto peso 
molecular chamadas de metabólitos primários ou 
macromoléculas (glicídios, lipídeos, protídeos e ácidos 
nucleicos). 
 
Metabolismo Primário (2) 
• Os metabólitos primários são os fornecedores de 
matéria-prima e de energia para a formação dos 
metabólitos secundários. 
 
• Universal (ocorre em todos os organismos); 
 
• Uniforme (é fundamentalmente o mesmo para todos os 
organismos); 
 
• Conservativo (não está sujeito à evolução); 
 
• O metabolismo primário e seus integrantes são 
estudados, principalmente, na disciplina de bioquímica. 
Metabolismo Secundário (1) 
• Responsável pelas relações entre o vegetal e o 
ambiente onde ele se encontra (funções diversas). 
 
• Produz moléculas de estrutura complexa e baixo peso 
molecular chamadas de metabólitos secundários ou 
micromoléculas (alcaloides, taninos, saponinas, etc.) 
 
• Singular (único para cada organismo); 
 
• Múltiplo (existem diferentes rotas para a produção da 
mesma molécula); 
Metabolismo Secundário (2) 
• Adaptativo (está sujeito à evolução); 
 
• Essencial para a sobrevivência e continuidade da 
espécie dentro do ecossistema. 
 
• O metabolismo secundário e seus integrantes são 
estudados, principalmente, na disciplina de 
Farmacognosia. 
Fonte: http://revistareduca.es/index.php/biologia/article/viewFile/798/814 
Fonte: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422007000200026&script=sci_arttext 
FARMACOGNOSIA II 
Estudo fitoquímico dos 
princípios ativos naturais 
ALCALOIDES 
Alcaloides - Definição 
Os alcaloides (do árabe alquali) 
são compostos orgânicos de 
origem natural caracterizados 
por apresentarem em suas 
estruturas químicas a função 
amina e anel aromático que 
conferem aos seus constituintes 
uma forte ação farmacológica. 
As aminas são compostos orgânicos derivados da 
amônia (NH3), onde os hidrogênios são substituídos por 
radicais orgânicos. 
Funções dos Alcaloides 
• Proteção contra predadores: devido à sua 
toxicidade e sabor amargo. 
 
• Defesa contra microrganismos: devido a ação 
antimicrobiana de alguns alcaloides. 
 
• Proteção contra a radiação UV: devido a 
presença de núcleo aromático, que absorve 
esta radiação. 
 
• Fonte de reserva de nitrogênio. 
Ocorrência 
A principal 
fonte de 
alcaloides 
são os 
vegetais 
solanáceas 
(atropina, 
escopolamina, 
hioscianina) 
papaveráceas 
(morfina, 
heroína) 
rutáceas 
(pilocarpina) 
rubiáceas 
(cafeína) 
berberidáceas 
(berberina) 
Etc. 
Distribuição 
São encontrados com maior 
frequência nas cascas, raízes, 
rizomas, folhas e frutos. 
Podem ser encontrados também em: 
seres humanos 
(fosfato de 
espermina) 
microrganismos, 
como fungos e 
bactérias 
animais marinhos 
e terrestres 
Psedomonas 
Aeruginosa 
(Fiocanina) Bufo marinus 
(Bufotenina) 
Claviceps 
purpurea 
(Ergotamina) 
Dercitus sp 
(Decitina)) 
Características Físicas 
• Os alcaloides são sólidos e não voláteis em sua 
grande maioria: 
 
– Oxigenados: são sólidos e cristalizáveis, com 
exceção da pilocarpina e da arerolina que são 
líquidos à temperatura ambiente. 
 
 
– Não oxigenados: são geralmente líquidos arrastáveis 
pelo vapor d’água (nicotina, conina, esparteína, etc). 
 
Cor: os alcaloides são geralmente incolores, mas os de 
estrutura mais complexa podem ser coloridos (berberina). 
Quanto maior o nº de duplas ligações maior será a 
intensidade da cor. 
Cheiro: geralmente são inodoros. 
Sabor: geralmente amargos. 
Poder rotatório: a maioria dos alcaloides apresenta poder 
rotatório (desviam a luz polarizada), em função da 
presença de carbono assimétrico (4 ligantes diferentes). 
Fluorescência: alguns apresentam fluorescência (ex.: 
quinina em meio ácido). 
• Solubilidade: 
– Em geral, as bases (formas livres, não salificadas) 
são insolúveis na água e solúveis nos solventes 
orgânicos. 
– Em geral, os sais de alcaloides são solúveis na água 
e insolúveis nos solventes orgânicos. 
O nitrogênio confere o caráter básico dos alcaloides. Ele 
tem um par de elétrons livres, que podem interagir com 
prótons (H+) formando ligações de hidrogênio e 
consequentemente sais. 
Papaver somniferum 
 
– Alcaloides com função amina quartenária (NH4
+) são 
solúveis tanto na água quanto nos solventes 
orgânicos. 
 
 
 
 
Muscarina Amanita muscaria 
Características Químicas 
• Na sua grande maioria, os alcaloides apresentam 
propriedades alcalinas, ou seja, têm caráter básico, pois 
doam par de elétrons. 
 
• Os átomos de Nitrogênio podem estar na forma de 
amina secundária, terciária ou quaternária. 
 
• Além da função amina podem existir outras funções tais 
como éster, álcool, fenol. 
 
• Com ácidos os alcaloides formam sais como cloridratos, 
sulfatos, etc. 
Nomenclatura 
A partir do 
nome 
genérico da 
planta 
produtora 
(hidrastina, 
atropina, etc.). 
A partir do 
nome popular 
da planta 
(cocaína, 
beladonina, 
etc.). 
Segundo a 
atividade 
farmacológica 
(emetina - 
emético = 
provoca 
vômitos). 
Segundo o 
nome do seu 
descobridor: 
(Peletierina - 
Pelletier). 
Por 
convenção, 
os nomes 
dos 
alcaloides 
devem ter a 
terminação 
INA. 
Metodologias para Extração (1) 
• A extração é baseada nas propriedades 
gerais dos alcaloides: 
 
– Alcaloides na forma básica – solúvel em 
solvente orgânico e insolúvel n’água. 
 
– Alcaloides na forma de sais – solúvel n’água 
e insolúvel em solvente orgânico. 
Metodologias para Extração (2) 
• Deve ser precedida, preferencialmente, por um 
tratamento com solventes de baixa polaridade, 
para a remoção de substâncias lipofílicas (éter 
de petróleo). 
 
• A extração é feita por meio de ácidos diluídos 
em água, solventes orgânicos em meio alcalino, 
método misto, bem como destilação por arraste 
de vapor para alcaloides voláteis. 
Extração em Meio Ácido 
 
 
 R R 
 
 : N R + HCl R N H+ + Cl- 
 
 R R 
Base Sal 
 em H2O 
Alcaloide na forma de sal: solúvel em água 
Sobre a droga vegetal moída é colocada uma solução aquosa ácida 
Extração em Meio Alcalino 
 
 
 R R 
 
 R N H+ + Cl- H20 + NH4Cl + : N R
 
 
 R R 
Base Sal 
 NH4OH 
S.O. 
Alcaloide na forma básica: solúvel em solvente orgânico 
A droga vegetal moída e desengordurada é umidificada com água e alcalinizada 
Metodologias de Purificação 
Extrato bruto (alcaloides 
na forma básica, taninos, 
heterósidos, lipídios). 
HCl 0,1N 
Fase orgânica (Lipídios) Fase inorgânica (alcaloides na forma 
de sal, taninos e heterósidos) 
NH4OH pH=9 
CHCl3 
Fase aquosa 
ácida (taninos, 
heterósidos) 
Extrato 
clorofórmico 
(alcaloides na 
forma básica) 
Partição 
ácido-base 
 
– Reações de precipitação. 
 
 
 
 
– Colunas de troca iônica. 
Os alcaloides na forma de sal podem ser 
purificados,ainda, por: 
 
 
– Cromatografia. 
 
 
 
– Cristalização fracionada: a cristalização pode ser 
induzida por mudanças em concentração, 
temperatura ou outros meios. 
– Destilação fracionada: é um método de separação de 
líquidos pela diferença de seus pontos de ebulição.