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1 Prof. Carlos Alberto Silva, Me. Curso de Farmácia Generalista FACS – UNIVALE Governador Valadares - MG BIOSSÍNTESE DOS ALCALÓIDES Alcalóides 2 CONCEITO DE ALCALÓIDES São substâncias que reagem com ácidos formando sais, à semelhança dos álcalis, precipitem das soluções ou adquiram cores características quando reagem com os denominados “reagentes gerais”; Apresentem ainda propriedades toxicológicas e farmacológicas características. Alcalóides 3 CONCEITO DE ALCALÓIDES Alcalóides 4 A designação mais aceita recentemente é de Pelletier (1983) que considera: “Um alcalóide seria uma substância orgânica cíclica contendo um nitrogênio em estado de oxidação negativo e cuja distribuição é limitada entre os organismos vivos.”; Geralmente com ação biológica marcante, como a Morfina, a Cafeína, a Nicotina. Alcalóides substâncias naturais caracterizadas principamente pela presença de um N heterocíclico, que pode se apresentar como amina secundária, terciária, amida ou sal de amônio quaternário. Nicotina Morfina CONCEITO DE ALCALÓIDES Alcalóides 5 Aspectos gerais: • Uma das mais importantes características físico-químicas é a basicidade; • (“Alcalóide” = “álcali = semelhante”; grego.: eidés [semelhante]); • Bases alcaloídicas livres são insolúveis em água; • O sal correspondente é hidrossolúvel; • Em solventes apolares a base livre é solúvel e o sal não. ASPECTOS DOS ALCALÓIDES Alcalóides 6 Generalidades: O átomo de N é oriundo de aminoácido (alcalóides verdadeiros); O grupo compreende mais 10.000 representantes, dos quais 75 % são oriundo de plantas superiores; É de rara ocorrência em bactérias, algas, fungos e líquens; Excessão: Claviceps purpurea (fungo); Existem representantes no reino animal, como sapos da América Central e peixes japoneses; Alguns grupos ocorrem apenas em algumas poucas espécies: Ex. Morfina em Papaver somniferum e Papaver setigerum. PARTICULADRIDADES DOS ALCALÓIDES Alcalóides 7 Generalidades : Algumas estruturas podem ser amplamente distribuídos: Ex. Nicotina, presente em mais de 10 famílias; A biossíntese de alcalóides ocorre no tecido ativo da raízes e caule; O armazenamento local ou após a distribuição, é realizada em vacúolos; Em várias espécies vegetais, os alcalóides desempenham papel de proteção contra herbívoros, insetos, bactérias e etc. *Protoalcalóides (N não ciclíco); pseudoalcalóides (N –cíclico ou Não e não são d8erivados de Aminoácidos). Alcalóides PARTICULADRIDADES DOS ALCALÓIDES PRIMEIROS ALCALÓIDES ISOLADO Alcalóide Ano Pesquisador Fonte Morfina 1805 F. Sertürner Ópio Emetina 1817 P. J. Pelletier & F. Magendie Ipeca Atropia 1819 R. Brandes Beladona Cafeína 1820 F. F. Runge Café Quinina 1827 P. J. Pelletier & F. Magendie Quina Nicotina 1829 W. Ponselt & R. Reinmann Tabaco Codeína 1833 . J. Robiquet Ópio • São substâncias básicas (pertence a função amina) identificadas pela presença do átomo de nitrogênio dentro de um ciclo. CARACTERÍSITICAS DOS ALCALÓIDES Alcalóides 10 Alcalóides Heterocíclicos e sua origem biossintética de aminoácidos: ORÍGEM DOS ALCALÓIDES Alcalóides 11 Alcalóides Heterocíclicos e sua origem biossintética de aminoácidos (Parte I). Ornitina Pirrolidínicos Pirrolizidínicos Tropânicos Lisina Piperidínicos Triptofano 12 Quinolizidínicos IndólicosAlcalóides ORÍGEM DOS ALCALÓIDES Alcalóides Heterocíclicos e sua origem biossintética de aminoácidos (Parte II). Isoquinoleicos Tirosina Efedrina Fenilalanina Àcido Asparagínico Alcalóides Àcido Antranílico (intermediário do Triptofano) Quinolínicos XantinasPiperidínicos 13 ORIGEM DOS ALCALÓIDES BASICIDADE DOS ALCALÓIES Alcalóides 14 DISTRIBUIÇÃO Apocynaceae; Papaveraceae; Ranunculaceae; Rubiaceae; Solanaceae Hiosciamina; Berberidaceae. Nas famílias das Angiospermas: Alcalóides 15 GRUPAMENTO AMINO NOS ALCALÓIDES Atropina Alcalóides 16 Estricnina GRUPAMENTO AMINO NOS ALCALÓIDES Papaverina Nicotina Alcalóides 17 CLASSIFICAÇÃO Alcalóides polinucleares: Quinolina (Atropa belladona). Alcalóides 18 CLASSIFICAÇÃO Alcalóides hidrolizáveis: Hiosciamina (Atropa belladona); Cocaína (Eritroxylon coca). Alcalóides 19 CLASSIFICAÇÃO Alcalóides voláteis: Conina (Conium maculatum); Nicotina (Nicotiniana tabacum). 20 N O O O O H Alcalóides CLASSIFICAÇÃO Alcalóides quaternários: Berberina (Hydraste canadensis); Tubocurarina (Chondrodendron tomentosum). Alcalóides 21 CLASSIFICAÇÃO Alcalóides fenólicos: Emetina (Poaia - Cephaelis ipecacuanha). Alcalóides 22 CLASSIFICAÇÃO Alcalóides pouco básicos: Cafeína (Café - Coffea arabica; erva-mate - Ilex paraguariensis; cacau - Theobroma cacao; guaraná - Paullinia cupana); Colchicina (Chochicum autmnale). Alcalóides 23 PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS Alcalóides 24 São de caráter básico; São solúveis; Formam sais na presença de ácidos inorgânicos; Precipitam na presença de metais pesados; Alguns são voláteis; Os de estado líquido não possuem átomos de oxigênio na molécula. PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS Droga vegetal Adição de HCl Obtenção do extrato Evaporação Resíduo seco Adição de HCl diluído Obtenção de sais de alcalóides Alcalóides 25 Realização de reação de precipitação PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS Droga vegetal Adição de HCl Obtenção do extrato Adição de NH4OH e CHCl3 Obtenção do purificado Realização de reações de caracterização Alcalóides 26 PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS Droga vegetal Adição de NH4OH e CHCl3 Obtenção do extrato Adição de HCl diluído Obtenção do sal de Alcalóide Realização de reações de precipitação Alcalóides 27 CARACTERIZAÇÃO DOS ALCALÓIDES Alcalóides 28 Reativos de precipitação: Reativos de coloração: Reagente de Vitali, para os Alcalóides tropânicos. Tipo de reagente Composição Cor do precipitado Dragendorff Iodo-bismutato de potássio Alaranjado Mayer Iodo-mercurato de potássio Branco Bertrand Ácido Sílico-túngstico Branco Burchardat/Wagner Iodo-iodeto de potássio Marrom Sonnenschein Ácido Fosfomolíbdico Branco De Ácido Tânico Ácido Tânico Bege Hager Ácido Pícrico Amarelo CARACTERIZAÇÃO DOS ALCALÓIDES Reação de Vitali Alcalóides 29 REAÇÕES DE IDENTIFICAÇÃO EM FARMACOGNOSIA Colorimétricas; Alcalóides 30 De precipitação; De fluorescência. ALCALÓIDES E SUAS BASES LIVRES Base livre Alcalóides 31 Sal de Alcalóide QUANTIFICAÇÃO DOS ALCALÓIDES Alcalóides 32 Titulação por retorno: Os Alcalóides são bases fracas + excesso de ácido forte... ...dai, o Ácido forte que não reagiu com Alcalóide... ...é titulado o excesso de ácido com uma base forte... ...e assim a concentração de Alcalóides é determinada indiretamente; Espectrometria, após reação de coloração. Normalmente, não são considerados como Alcalóides as aminas de origem animal, como a Adrenalina, análoga do alcalóide Efedrina; Eliminam-se também do grupo as aminas proteinogênicas, os derivados da Purina e alguns HIidróxidos de Amônio quaternários tais como a Colina e as Betaínas, embora se mantenha no grupo a Muscarina, que é quimicamente semelhante. AMINAS NÃO ALCALÓIDES Alcalóides 33 AMINAS NÃO ALCALÓIDES Efedrina Noradrenalina Alcalóides 34 Fenilalanina AMINAS NÃO ALCALÓIDES Muscarina AcetilcolinaAlcalóides 35 FONTES DE ALCALÓIDES Alcalóides 36 • Os Alcalóides formam um grupo muito vasto de metabólitos que podem ocorrer tanto em microorganismos como plantas superiores e inferiores e ainda em animais, apesar de nestes últimos ocorrerem com muito menor frequência; • Distribuem-se por toda a planta, acumulando-se nos tecidos vivos de crescimento ativo, células epidérmicas e hipodérmicas, bainhas vasculares e vasos lactíferos. 37 FONTES DE ALCALÓIDES • Alcaloide: Atropina; • Nome cientifico: Atropa beladona; • Nomes vulgares: beladona; erva-moura mortal; • Parte usada: raiz; • Atividade farmacológica: anticolinérgico.Alcalóides FONTES DE ALCALÓIDES • Alcaloide: Emetina; • Nome cientifico: Cephaelis ipecacuanha; • Nome vulgar: Ipeca; • Parte usada: raiz; • Atividades farmacológicas: emético e antitussígena. Alcalóides 38 FONTES DE ALCALÓIDES • Alcaloide: Quinina; • Nome cientifico: Cinchona spp;. • Nomes vulgares: quina vermelha, quina rosa; • Parte usada: cascas; • Atividades farmacológicas: antimalárico, antitérmico e analgésicos. Alcalóides 39 FONTES DE ALCALÓIDES • Alcaloide: Pilocarpina; • Nome cientifico: Pilocarpus jaborandi; • Nome vulgar: jaborandi verdadeiro; • Parte usada: folhas; • Atividade farmacológica: anti-glaucomatoso. Alcalóides 40 FONTES DE ALCALÓIDES • Alcaloide: Fisostigmina; • Nome cientifico: Physostigma venenosu • Nome vulgar: fava de Santo Inácio; • Parte usada: sementes; • Atividade farmacológica: anticolinérgico. m; Alcalóides 41 NOMENCLATURA DOS ALCALÓIDES Alcalóides 42 Os nomes dos Alcalóides são oriundos de diversas origens: • Nome genérico da planta que os produz: Atropina, Pilocarpina, Fisostigmina, Hidrastina ... • Nome especifico da planta produtora: Beladonina, Cocaína ... • Atividade farmacológica: Emetina, Morfina ... • Nome comum do organismo produtor: Alcalóides do esporão do centeio, Ergotamina ... • Nome do descobridor: Peletierina ... NOMENCLATURA DOS ALCALÓIDES RADICAL + ÍNA Amins Exemplos: • Cocaína; • Morfina; • Papaverina; • Pscilocibina; Alcalóides 43 • Fisostigmina... ALCALÓIDES • Estrutura e propriedades químicas dos Alcalóides: Raramente são encontrados no estado livre sendo a forma de sal de ácidos orgânicos mais frequente. A combinação com os ácidos Quínico e Mecônico são os mais frequentes: • Aparecem também frequentemente combinados com os ácidos málico, cítrico, e succínico, ou ainda na forma de sulfatos. No ópio, por exemplo, a morfina existe na forma de sulfato e meconato. COOHHO OH HO OH O OH COOHHOOC Alcalóides 44 ALCALÓIDES Funções fisiológicas dos Alcalóides: • É comprovada a função de proteção dos Alcalóides nas plantas, por serem tóxicos; • No entanto, acredita-se que atuem também como reserva de nitrogênio, reguladores do crescimento, do metabolismo interno e da reprodução, como agentes de desintoxicação e transformação simples de outras substâncias nocivas ao vegetal, proteção para raios UV. Alcalóides 45 ALCALÓIDES A biossíntese dos alcalóides inclui um aminoácido.(exceto pseudo alcalóides) Ornitina Lisina Fenilalanina Tirosina Triptofano Ácido Antranílico Aminoácidos Alcalóides 46 AlcalóidCes afeína M 47orfina ALCALÓIDES Classificação biossintética dos Alcalóides: • Alcalóides verdadeiros são aqueles que apresentam o átomo de nitrogênio no heterociclo e são tem origem biossintética a partir de aminoácidos. Cocaína ALCALÓIDES Principais núcleos ou anéis: Alcalóides 48 49 ALCALÓIDES Principais núcleos ou anéis: Alcalóides ALCALÓIDES Principais núcleos ou anéis: Alcalóides 50
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