Alcaloides: Definição, Histórico e Propriedades

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ALCALOIDES
Paula Mendonça Leite
Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
OUTUBRO de 2017
N
H
HO
O
HO
INTRODUÇÃO
■ O termo alcaloide foi citado pela primeira vez por um
farmacêutico
– Século XIX
– Descrição de compostos isolados com características de
álcali
– 1ª definição:
Compostos com características básicas, que 
continham um nitrogênio e eram obtidos de plantas.
INTRODUÇÃO
■ Al-kaly (nome vulgar da Salsola soda) → árabe: alcalino
■ Eidos (grego) → aspecto (oide)
INTRODUÇÃO
■ Requisitos acrescentados:
– Derivados de aminoácidos
– Nitrogênio na forma de heterociclo
■ Hoje, aceita-se que os alcaloides podem ser originados de
outras fontes, como fungos e animais
■ Nem todos os alcaloides apresentam características básicas
N
H
HO
O
HO
Grupo de compostos pKa
Bases fortes >11
Bases meio fortes 7-11
Bases fracas 4-7
Bases muito fracas 2-5
Exemplos pKa
Bases de amônio quaternário >12
Berberina 11,8
Piperidina 11,0
Atropina 10,0
Trietilamina 9,8
Morfina 8,2
Reserpina 6,6
Piridina 5,2
Nicotina 3,4
Amida 2,0
DEFINIÇÃO
■ N° grande de substâncias estruturalmente diversas e,
portanto, difícil de ser definida quimicamente
– “Uma substância orgânica de origem natural, cíclica
contendo um nitrogênio em um estado de oxidação
negativo e cuja distribuição é limitada entre os
organismos” (PELLETIER, 1998)
DEFINIÇÃO
■ Algumas subclasses foram criadas dentro do grupo para
acomodar melhor os diversos tipos de compostos
■ A definição exclui:
– Aminas, aminoácidos, peptídeos, proteínas, ácidos
nucleicos, nucleotídeos, porfirinas, vitaminas,
compostos nitro e nitroso
SUBGRUPOS
■ Alcaloides verdadeiros
– Aminoácidos; N heterociclo
■ Protoalcaloides
– N fora do heterociclo
■ Pseudoalcaloides
– Outras vias biossintéticas
HISTÓRICO
■ O uso de plantas conhecidas por conterem alcaloides data
de mais de 4.000 anos
– Papaver somniferum
– Atropa beladona
– Mandragora officinarum
HISTÓRICO
■ China, Índia, Egito, Grécia
– Uso de plantas produtoras de alcaloides relatados em
compêndios
■ Emprego em assassinatos, feitiçaria e rituais religiosos
– Coniina, atropina, estricnina, colchicina
HISTÓRICO
■ 1803 - 1º isolamento de alcaloide
■ 1806 - Isolamento da morfina → elucidação estrutural, 100
anos depois
■ 1848 – Isolamento da papaverina (Merck)
■ 1881 – Isolamento da escopolamina
HISTÓRICO
■ Sócrates → executado com cicuta (coniina)
■ Antiga Roma → execução de inimigos políticos em
banquetes com beladona (atropina)
■ Índios da Amazônia → curare nas flechas para caça e
pesca (tubocurarina)
■ Feiticeiros → bebidas alucinógenas
DISTRIBUIÇÃO
■ Encontrados especialmente em plantas superiores
– Também em organismos marinhos, fungos, bactérias e
animais
■ Extremamente específicos
– Com frequência uma mesma família á capaz de
biossintetizar diferentes classes
LOCALIZAÇÃO NOS VEGETAIS
■ Tendem a se acumular em tipos celulares específicos →
função biológica
– São biossintetizados em diferentes estruturas celulares
e transportados para seu local de acúmumlo
– Em geral em tecidos mais externos, como epiderme
– Se acumulam como sais ou em associação com taninos
PAPEL FISIOLÓGICO
■ A produção dos alcaloides tem um custo energético alto
– Papel fisiológico de grande relevância
■ Estoque de nitrogênio e transporte deste
■ Proteção contra radiação UV
■ Defesa química contra predadores
■ Atividade hormonal no crescimento da planta
BIOSSÍNTESE
■ A variedade estrutural dessa classe é enorme
– Diretamente relacionada às unidades precursoras e
rotas biossintéticas
■ Fenilalanina, tirosina, triptofano, lisina, ornitina
CLASSIFICAÇÃO
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CLASSIFICAÇÃO
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CLASSIFICAÇÃO
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PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
■ Em geral, se apresentam na forma sólida como cristais,
raramente coloridos
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
■ A solubilidade está relacionada a basicidade
– Basicidade está vinculada à disponibilidade do par
eletrônico livre do nitrogênio
■ Presença de grupos doadores próximos ao nitrogênio, reduz a
basicidade
■ Quando o nitrogênio participa de um sistema de ressonância,
o par de eletron está menos disponível
MÉTODOS DE EXTRAÇÃO E 
FRACIONAMENTO
■ Fundamentos:
– Características de solubilidade em meio aquoso (na
forma de sal) e em meio orgânico (em sua forma de
base)
■ Existem duas estratégias clássicas
Extrato aquoso ácido
Alcalinizar
Material vegetal pulverizado 
desengordurado
Extração com água acidificada
Extrato aquoso alcalinizado
Partição com solvente 
orgânico
Extrato aquoso residual
Extrato orgânico contendo 
alcaloides
Fração enriquecida em 
alcaloides
Evaporação
Material vegetal pulverizado 
alcalinizado
Extração com solvente 
orgânico
Material vegetal pulverizado 
desengordurado
Exposição a um agente 
alcalinizante
Extrato orgânico contendo 
alcaloides
Partição com água acidificada
Extrato orgânico residual
Extrato aquoso contendo 
alcaloides
Extrato aquoso alcalinizado
Alcalinizar
Extrato aquoso alcalinizado
Partição com solvente 
orgânico
Extrato aquoso residual
Extrato orgânico contendo 
alcaloides
Fração enriquecida em 
alcaloides
Evaporação
https://www.youtube.com/watch?v=7tlwW2DKzlc
ANÁLISE QUÍMICA
■ Ensaios de identificação
PROPRIEDADES FARMACOLÓGICAS
■ Grupo de produtos naturais mais estudado e de maior interesse
farmacêutico
– Possuem uma vasta gama de atividades farmacológicas
dependentes de sua estrutura química
■ Características de neurotransmissores → interações com canais de
cálcio, receptores muscarínicos, acetilcolinesterase, receptores
opioides, receptores beta-adrenérgicos
■ Potencial citotóxico e antimicrobiano
ESTRAMÔNIO
■ Erva dos bruxos
■ Família: Solanaceae
■ É a causa de várias mortes → efeito alucinógeno (provoca mudanças
na consciência
– A maior parte das mortes é causada por acidentes decorrentes
das alucinações
■ Efeitos tóxicos foram relatados por Homero e Shakespeare
RELEVÂNCIA DOS ALCALOIDES
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